专题12电学实验高考物理三轮复习精品资料原卷版docx.docx
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高中物理学习材料
【两年高考真题】
①根据原理图连接图17(b)的实物图。
②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0V时,单位长度电阻丝的电压u=V/cm.记录此时电流表A1的示数。
③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I。
测量6组L和I值,测量数据已在图17(c)中标出,写出Rx与L、I、u的关系式Rx=;根据图17(c)用作图法算出Rx=Ω。
2.(2013·新课标Ⅰ卷)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有:
多用电表;
电压表:
量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:
最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点。
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。
多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。
从测量数据可知,电压表的内阻为____kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。
根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为___V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为___kΩ。
(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选Ω的定值电阻。
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除(两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图乙所示。
请指出图象中不恰当的地方.
【命题意图猜想】
电学实验是高考实验考查的重点,考查的实验有测定金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等.高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析,并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展.预计2014年高考中,对电学实验仍会继续对电阻的测量、电路的选择、实验方法的创新和应用等进行考查.
【最新考纲解读】
高中要求掌握的电学实验为:
1.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
2.描绘小电珠的伏安特性曲线
3.测定电源的电动势和内阻
4.练习使用多用电表
5.传感器的简单使用
【回归课本整合】
1.游标卡尺和螺旋测微器的读数
(1)游标卡尺
测量大于1mm长度时,整的毫米数从主尺上读出,毫米以下的部分从游标尺上读出.即读数=主尺读数+游标尺读数,其中“游标尺读数”就是与主尺某刻度线对齐的游标刻度的序数乘以精确度.注意游标卡尺不估读.
(2)螺旋测微器
①电流的流向:
电流总要从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔.
②要区分开“机械零点”与“欧姆零点”:
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.
③选倍率:
测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围(
R中~4R中)为测量的有效范围.
(2)注意事项
①在使用前,应观察指针是否指向电流表的零刻度线,若有偏差,应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝,使之归零;
②测电阻时,待测电阻须与其他元件和电源断开,不能用手接触表笔的金属杆;
③合理选择欧姆挡的量程,使指针尽量指在表盘中央位置附近;
④换用欧姆挡的另一量程时,一定要先重新进行欧姆调零;
⑤读数时,应将表针示数乘以选择开关所指的倍率;
⑥测量完毕时,要把表笔从测试孔中拔出,选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡,若长时间不用时,还应把电池取出.
3.测定金属的电阻率
(1)实验原理
用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l,用螺旋测微器测金属丝的直径d,用伏安法测金属丝的电阻R,根据电阻定律R=ρ
可求金属丝的电阻率ρ=
.
(2)电流表的内、外接法
在安全(I滑额够大,仪表不超量程,用电器上的电流、电压不超额定值,电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下,若Rx 图3 4.描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)实验原理 ①恒定电阻的伏安特性曲线是直线,而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故其伏安特性曲线为曲线. ②用电流表测出流过小灯泡的电流,用电压表测出小灯泡两端的电压,测出多组(U、I)值后,在U-I坐标系中描出对应点,用一条平滑的曲线将这些点连接起来.就得到小灯泡的伏安特性曲线. (2)电路设计(如图4所示). 图4 ①因小灯泡两端的电压要求从零开始变化,故滑动变阻器应采用分压式接法. ②该实验中,被测小灯泡电阻一般很小,故电路采用电流表外接法. (3)注意事项 ①调节滑动变阻器滑片时应注意电压表的示数不能超过小灯泡的额定电压. ②在坐标纸上建立坐标系,横、纵坐标所取的分度比例应适当.尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸. ③连线一定要用平滑的曲线,而不能画成折线. ②用电阻箱、电流表测量电路图如图6所示: 图6 原理: 改变电阻箱的阻值,记录R与I. 应用 解出E、r. 为了准确,可多测几组数据,求平均值,也可以用图象处理. ③用电阻箱、电压表测量电路图如图7所示: 图7 原理: 改变电阻箱的阻值,记录R与U. 应用 解出E、r. 为了准确,可多测几组数据,求平均值,也可以用图象处理. (2)用伏安法测量电源电动势和内阻的注意事项 ①为了使路端电压变化明显,电源的电阻宜大一些; ②实验中不要将I调得过大,读电表时要快,每次读完后应立即断电; ③测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大,用方程组求解,分别求出E、r值再求平均值; ④画出U-I图象,使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可不予考虑; (1)电流表内、外接法的比较与选择 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差来源 电流表的分压 电压表的分流 测量结果 R测=U/I>Rx,偏大 R测=U/I 适用条件 Rx≫RA(测大电阻) RV≫Rx(测小电阻) (2)控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择 (一)控制电路的比较: 比较项目 限流式接法 分压式接法 电路 电压调节的范围 E→E 0→E 电能损耗 节能 耗能 电路连接 简便 复杂 (二)控制电路的选择: 以下情况考虑分压式接法: ①要求待测电路的U、I从0变化;②R滑≪Rx;③选用限流式接法时,Ux、 【新题演练】 1.【2014·陕西宝鸡一检】如图所示为电阻箱示意图,某同学将该电阻箱的选择开关置于图示位置,则该电阻箱接入电路的电阻值为Ω,若该同学用伏安法测得此时电阻箱的阻值为1890Ω,则该同学用伏安法测此电阻箱的阻值时采用的是安培表(填“外接法”或“内接法”)。 2.【2014·湖北八校高三第一次联考】在测量一电阻 (约为100 )的实验中已使用了如下器材: 电源(电动势约3V,内阻不计)、开关2只、导线若干。 为完成测量还需要一个电流表和一个电阻箱,待选器材如下。 A.电流表: 量程10mA,内阻约为50 B.电流表: 量程0.6A,内阻约为1 C.电阻箱: 最大电阻99.99 D.电阻箱: 最大电阻999.9 (1)上述器材中,电流表应选择___________电阻箱应选择___________(填器材前的字母) (2)试画出测量电阻 的电路图。 (3)实验中需要测量的数据是____________________________________________ 用所测的物理量表示待测电阻 =___________ (2)某同学想精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供如下器材: A.电流表A1(量程50mA、内阻r1=10Ω) B.电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω) C.电流表A3(量程0.6A、内阻r3约为O.2Ω) D.定值电阻R0=30Ω E.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω) F.电源E(电动势为4V) G.开关S、导线若干 回答: ①某同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图所示,为保证测量时电流表读数不小于其量程的1/3,M、N两处的电流表应分别选用: M为;N为.(填器材选项前相应的英文字母) D.量程为0~3V的内阻很大的电压表; E.阻值为0~10Ω,额定电流为3A的滑动变阻器; F.电键和导线若干。 (1)这个学习小组在实验中电流应选(填器材前面的字母) (2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个 (3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而(填“变大”、“变小”或“不变”); (4)若把用电器Z接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.150A,已知A、B两端电压恒为2V,则 r=E/I=1.9kΩ.与估计一致,为了尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻,他们进入实验室,发现有以下器材: A.由以上两个“苹果电池”串联的电池组, B.电压表V(量程0.6V,内阻约1kΩ), C.电压表V(量程3V,内阻约5kΩ) D.电流表A(量程为0~0.6mA,内阻约为10Ω), E.电流表A(量程为0~1A,内阻约为0.2Ω), F.滑动变阻器R(最大阻值约20Ω), G.滑动变阻器R(最大阻值约20kΩ), H.导线和开关. (1)(3分)在上述器材中,电流表应选,电压表应选,变阻器选。 (填写选项前的字母); (2)(2分)请完成实物图连接 6.【山东省淄博市2014届高三3月模拟考试理综】(10分)利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。 带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。 在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。 可供选择的器材还有: 电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω); 电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω); 电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω); 电阻箱R(0~999.9Ω); 开关、导线若干。 实验操作步骤如下: A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径; B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路; C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大; D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关。 记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏。 重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; F.断开开关,整理好器材。 A.待测电压表V(量程3V,内阻待测) B.电流表A(量程3A,内阻约0.01Ω) C.定值电阻R(已知阻值6kΩ,额定电流50mA) D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计) E.多用电表 F.开关K1、K2,导线若干 有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: (1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×1K”挡且操作方法正确。 若这时刻度盘上的指针位置如图所示,则测量的结果是_____________。 (2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的(a)、(b)实验电路,你认为其中较合理的电路图是_________________。 (3)用你选择的电路进行实验时,用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=______________。 I.开关K及导线若干 ⑴应选用的器材有(只需填写所选器材序号, 如ABCD...) ⑵在方框内画出实验电路图,并在图上标出各器材的字母代号(如mA、E...) ⑶待测电流表的电流刻度值的表达式I=,式中各物理量所表示的意义分别 为 。 【名师预测】 【预测1】要用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线,已知待测小灯泡的额定电压6V,额定功率约为3W,提供的器材有: 量程为0.6A,内阻约为0.5 的电流表Al; 量程为3A,内阻约为0.1 的电流表A2; 量程为3V,内阻为3k 的电压表V1 阻值是0~10 ,额定电流是2A的滑动变阻器R1; 阻值是0~500 ,颇定电流是lA的滑动变阻器R2; 定值电阻R3=1k ; 定值电阻R4=3k ; 电源电动势为9V,内阻约为0.1 ; 开关一个,导线若干. 【预测2】在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。 现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻Rx(阻值约2k ),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4V)。 在操作台上还准备了如下实验器材: A.电压表V(量程4V,内阻Rv约10k ) B.电流表A1(量程100mA,内阻 约5 ) C.电流表A2(量程2mA,内阻 约50 ) D.滑动变阻器R(0~40 。 额定电流1A) E.电阻箱Ro(0~999.9 ) F.开关S-只、导线若干 ①小刚采用伏安法测定Rx的阻值,他使用的电是待测的锂电池。 图甲是他连接的部分实验器材,请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。 小刚选用的电流表应是(选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以 b.小明认为用线性图像处理数据更便于分析。 他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的 图像为一条直线(见图丙)。 则该图像的函数表达式为 ,由图丙可知该电池的电动势E=V、内阻r=____ 。 【预测3】从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据。 器材(代号) 规格 电流表(A1) 量程10mA、内阻r1待测(约40Ω) 电流表(A2) 量程500μA、内阻r2=750Ω 电压表(V) 量程10V、内阻r3=10kΩ 电阻(R1) 阻值约为100Ω 滑动变阻器(R2) 总阻值约为50Ω 电源(E) 电动势1.5V、内阻很小 开关(S)、电线若干 ①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图,其中符合实验要求的是() ②请简要说明你选择原理图的理由。 ③若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是 。
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