(公用)2016年高考物理二輪壓軸突破專題5第12講電學(xué)匯總

1、i 2013 年高考物理二輪壓軸突破教案：專題 5 第 12 講電學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?4 個問題 知識互聯(lián)網(wǎng) 達(dá)人寄語 科學(xué)復(fù)習(xí)、事半功倍 成功的奧秘！ 物理學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，震撼世界的物理實(shí)驗(yàn)對社會的發(fā)展具有劃時代意義 .1957 年，還是中國國籍的楊振寧和李政道因提出了“宇稱不守恒”理論而獲得諾貝爾獎，這個理論被女物理學(xué) 家吳建雄用實(shí)驗(yàn)所證實(shí)中國人第一次獲得該項(xiàng)世界大獎，我們感到特別自豪！楊振寧曾說：“成功的奧 秘在于多動手”，物理實(shí)驗(yàn)才是檢驗(yàn)物理理論的試金石. “物理實(shí)驗(yàn)”，高考必考，力、電兩題，務(wù)必抓牢只有平時多動手，考時才能少犯愁儀器使用與 選取，實(shí)驗(yàn)原理與步驟，數(shù)據(jù)處理

2、與分析，步步深入，環(huán)環(huán)相扣，厚積薄發(fā)，志在必得！ KAOOINGI0AOGA 0 - - . - . . 考情報告 透鍥贏駅精準(zhǔn)預(yù)需 高考定位 主要題型：復(fù)合題型：包括填空、問答、作圖、圖象形式. 難度檔次： 現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)題一般是一大一小，較大的實(shí)驗(yàn)題難度偏大，較小的實(shí)驗(yàn)題難度偏小. 咼考熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 基亭儀器 的便用 操究動能定理- -測定金JS的阻率 誹繪小燈泡的伏蚩 特性曲線 實(shí)驗(yàn). 霧用電農(nóng)的便m 2 一股咼:一個力學(xué)實(shí)驗(yàn) 題 R,偏大 R測=U/1 v R（,偏小 XL0K AO B I e E 卜八一- 01 $ 高考必備 輸翼好計(jì)點(diǎn)石底金 4 適用條件 R? FA（測大電阻） Rv?

3、FX（測小電阻） 三、控制電路（滑動變阻器的接法）的比較與選擇5 1.控制電路的比較 分壓電路 限流電路 電路圖 1r 測蚩Ff. fr飜比 9 V 1 S接通前滑片的位置 P位于左端，使測量電路電壓為 零 P位于左端，使測量電路電壓最 小 電壓變化范圍 0U（變化范圍大，且從0開始） RRUU（變化范圍小，且不能 從0開始） 電能損耗 耗能 節(jié)能 電路連接 復(fù)雜 簡便 2.控制電路的選擇：優(yōu)先選用限流式，但需注意： IX、Ix過大（超過電表量程，燒壞電表、電源或用電 1 器等）或u、I x過小（最大值不超過電表滿量程的 3,讀數(shù)誤差大）. 3 以下兩種情況考慮分壓式：（1）要求待測電路的 U

4、 I從0變化; （2） R滑？ R. 讀一讀 x I (MJO M 100 x 10 w 1 讀圖究理 6 想一想 （1）以上儀表怎樣讀數(shù)，接入電路時應(yīng)注意哪些問題? （2）下列電路分別是測量哪些物理量的 （課本學(xué)生實(shí)驗(yàn)）? 課堂筆記 CIHANGKAOWEHTI ?？紗栴} 常考問題36多用電表的認(rèn)識及使用 ?？疾浑p預(yù)測 - “ V 7 圖 12 - 1 【例1】(2011 北京理綜，21(1)用如圖12- 1所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān) K和兩 個部件S、T,請根據(jù)下列步聚完成電阻測量； (1) 旋動部件 _ ，使指針對準(zhǔn)電流的“ 0”刻線. (2) 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 100”

5、的位置. (3) 將插入“ + ”、“-”插孔的表筆短接，旋動部件 _ ，使指針對準(zhǔn)電阻的 _ (填“0 刻線”或匕刻線”). 將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下 列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按 _ 的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測量. A. 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 1 k”的位置 B. 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 10”的位置 C. 將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接 D. 將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進(jìn)行校準(zhǔn) 解析 使指針對準(zhǔn)電流的“ 0”刻線，應(yīng)旋動機(jī)械調(diào)零部件 S;使指針對準(zhǔn)電阻的“ 0”刻線，應(yīng)旋動 歐姆調(diào)零部件 T;測電阻時若指針

6、偏轉(zhuǎn)角度過小，則待測電阻的阻值很大，據(jù)歐姆表測電阻時指針盡可能 接近“中值”的原則知，應(yīng)換用較大倍率的擋位，因此 A合理；每換一次擋位應(yīng)重新歐姆調(diào)零，則選 D; 測電阻時兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相連，應(yīng)選 C. 答案(1) S (3) T 0 刻線(4)ADC 竺& 如圖12 - 2所示為多用電表的刻度盤，若選用倍率為“X 100”的電阻擋測電阻時，表針指 示如圖所示，則： 圖 12 - 2 (1)所測電阻的阻值為 _ Q;如果要用此多用電表測量一個阻值約為 2.0 X 104 Q的電阻，為了 使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是 _ (選填X 10、“X 100”或“

7、X 1 k”). (2 )用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為 50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測 電流為 _ mA當(dāng)選用量程為 250 mA的電流擋測量電流時，表針指示圖示位置，則所測電流為 _ mA. (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為 _ V. 借題發(fā)揮 1使用多用電表的“五步” (1)選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計(jì)值低一個數(shù)量級的倍率，如估計(jì)值為 200 Q就應(yīng)該選X 10 的倍率; (2) 進(jìn)行歐姆調(diào)零； 8 (3) 將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量； (4) 將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值； (5) 測量結(jié)束后，將選擇

8、開關(guān)扳到 OFF或交流電壓最高擋. 特別注意：用歐姆擋測電阻時，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小 (即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大 )，應(yīng)該適當(dāng)增 大倍率重新調(diào)零后再測量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大 (即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小 )，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重 新調(diào)零后再測量. 2 用多用電表測電壓、電流其讀數(shù)原則與電流表、電壓表的讀數(shù)原則一樣. 課堂筆記 常考問題37儀器選擇及電路設(shè)計(jì) 【例2】 在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中 (1) 首先使用千分尺測量金屬絲的直徑，千分尺的示數(shù)如圖 12 3所示，金屬絲的直徑為 _ mm. (2) 已知金屬絲的阻值大約為 10 Q,請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)出合理的電路圖，測量其阻值可供

9、選 擇的器材如下： A. 電動勢4.5 V、內(nèi)阻很小的電源 E B. 量程為5 V、內(nèi)阻10 k Q的電壓表Vi C. 量程為3 V、內(nèi)阻6 k Q的電壓表V2 D. 量程為300 mA、內(nèi)阻4 Q的電流表 A E. 量程為500 mA、內(nèi)阻2 Q的電流表 A F. 最大阻值20 Q、額定電流1.5 A的滑動變阻器 R G. 最大阻值500 Q、額定電流0.5 A的滑動變阻器 R H. 開關(guān)和若干根導(dǎo)線 9 _ 測量選用的電壓表是 _ ，電流表是 _ ，滑動變阻器是 _ 畫出測量電路圖. 若已測出金屬絲的長為 L,直徑為d,根據(jù)以上選用的儀器和電路，測量相應(yīng)的物理量，電阻絲電 阻率的表達(dá)式應(yīng)為

10、 _ . 丫 *今（2012 濟(jì)南市高考模擬）物理興趣小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)室中找到一只小燈泡，其標(biāo)稱功率值 為0.75 W額定電壓值已模糊不清他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約 為2 Q ,然后根據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓 U= PR= 2 X 0.75 V = 1.22 V他們懷疑所得電壓值不 準(zhǔn)確，于是，再利用下面可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個電路，測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓根據(jù) 測量數(shù)據(jù)已繪出燈泡的 U I圖象，如圖12-4所示. A. 電壓表V（量程3 V ,內(nèi)阻約3 k Q ） B. 電流表 Ai（量程150 mA,內(nèi)阻約2 Q） C. 電流表 A2（量程

11、500 mA,內(nèi)阻約0.6 Q ） D. 滑動變阻器 R（020 Q） E. 滑動變阻器F2（0100 Q ） F. 電源E（電動勢4.0 V，內(nèi)阻不計(jì)） H.開關(guān)S和導(dǎo)線若干 G. 待測燈泡L（額定功率0.75 W，額定電壓未知） （1）在下面所給定的虛線框中畫出他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，指出上述器材中，電流表選擇 _ （填“ A”或“ A/）;滑動變阻器選擇 _ （填“ R”或“ R）.10 測電阻的幾種常用方法 1 伏安法測電阻 用電壓表和電流表測出待測電阻 R的電壓U和電流I. （1）多測幾組U I值，利用F 丄 it 圖 12-28 圖12-29為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖設(shè)圖中直線的斜率

12、為 k,在縱軸上的截距為 b,若牛頓定律成 立，則小車受到的拉力為 _ ，小車的質(zhì)量為 _ . 27 圖 12-29 解析（1）平衡小車所受阻力后， 小車可做勻速直線運(yùn)動， 所以打出的點(diǎn)是等間距的； 設(shè)小車質(zhì)量為 M k 1 M rn 1 由于加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則有 a=k為常數(shù)）變形得+ k，由于k、M不變，故- 與m為線性關(guān)系.28 當(dāng)mo? M時Fmog,所以要保證小車和車中砝碼所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之 和m要遠(yuǎn)小于車和車中砝碼的總質(zhì)量 M . 由運(yùn)動學(xué)推論 sm- sn= (m- n) aT可得S3 si= 2aT 從刻度尺可讀出 Si 36.6 m

13、m 12.4 mm 24.2 mm, S3 120.0 mm 72.7 mm 47.3 mm 代入上述公式求得 a 1.16 m/s 2 設(shè)小車質(zhì)量為 M拉力為F,則有F (M+ m) a. 1Mm= M+ pm 由題可知 kF, b M 1 b 故 F廠 M= bF k k 答案(1)等間距線性 遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量 (填“遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”也行 ) s3 s1 50A 24.2(答案范圍在 23.924.5之間均可) 47. 3(答案范圍在 47.047.6之間均可) 1 . 16(答案范圍在1.131.19之間均可) 技法2常規(guī)實(shí)驗(yàn)型一一“實(shí)” 【技法闡釋】此類題主要考查教材實(shí)驗(yàn)的基

14、本原理、器材選擇、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析要 做好這類實(shí)驗(yàn)題，要求復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時不可舍本逐末一味追求所謂的創(chuàng)新設(shè)計(jì)題，要把主要精力放在教材實(shí)驗(yàn) 上，從基本儀器的使用方法，基本實(shí)驗(yàn)原理，基本實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，實(shí)驗(yàn)步驟的排序、糾錯、補(bǔ)漏， 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理和誤差分析，電學(xué)實(shí)驗(yàn)的連線、糾錯、畫電路圖等全方位理解和掌握考前，有實(shí)驗(yàn) 條件的最好能進(jìn)實(shí)驗(yàn)室把典型實(shí)驗(yàn)及重要實(shí)驗(yàn)儀器再操作一遍，沒有條件的最好能至少觀看一遍演示實(shí)驗(yàn) 視頻. 【高考佐證】(2012 廣東卷，34(1)某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電 阻. (1) 分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次

15、測量的示數(shù)如圖 12 30(a)和(b) 所示，長度為 _ cm,直徑為 _ mm. 根據(jù)牛頓第二定律，對小吊盤和盤中物塊: mog- F= moa,對小車：F= Ma 所以F= M M + mo -mg = mo 1 + MT -mig, 本題中T= 5 t,所以a= 2 2 2 ( 5A t) 50 A t 29 圖 12-30 (2) 按圖12 - 30(c)連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下. (a) 將滑動變阻器 R的阻值置于最 _ 處(填“大”或“小”);將 Sa撥向接點(diǎn)1,閉合S,調(diào)節(jié) R,使電流表示數(shù)為I。. (b) 將電阻箱R的阻值調(diào)至最 _ (填“大”或“小” )，S2撥向接點(diǎn)2;保

16、持R不變，調(diào)節(jié) R, 使電流表示數(shù)仍為 丨0,此時R阻值為1 280 Q . (3) 由此可知，圓柱體的電阻為 _ Q . 1 0.5 解析 長度 I = 5.0 cm + 1 X 10 mm= 5.01 cm ;直徑 d= 5 mm+ 31.5 x mmr 5.315 mm. (a)為保護(hù)電路使電路中電流不會超出電流表量程，應(yīng)將滑動變阻器接入電路的阻值置于最大處. (b)為使電路中電流較小，使電流表示數(shù)逐漸變大，電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大. (3) 將S1閉合，Sa撥向接點(diǎn)1時，其等效電路圖如圖甲所示. 當(dāng)S2撥向2時，其等效電路圖如圖乙所示. 由閉合電路歐姆定律知 1= , R+ R+ r

17、當(dāng)I相同均為10時，R= R圓柱體， 所以R圓柱體=1 280 Q . 答案 (1)5.01 5.315 大 大 (3)1 280 技法3創(chuàng)新探究型一一“活” 【技法闡釋】此類實(shí)驗(yàn)重在考查實(shí)驗(yàn)基本原理和思想方法的遷移應(yīng)用，特點(diǎn)是“源于教材，但又高于 教材” 這類題雖?？汲Ｐ?，但“題在書外，理在書中”，萬變不離其宗要做好這類題，首先要審清題 意，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?lián)想和遷移應(yīng)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理. 另外，此類實(shí)驗(yàn)題還常是“穿著實(shí)驗(yàn)外衣”的計(jì)算題， 這時把它看做一道應(yīng)用性的物理問題，就能放下包袱，輕裝上陣. 【高考佐證】(2012 課標(biāo)全國卷，23)圖12-31中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻

18、強(qiáng)磁場現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向所 用部分器材已在圖中給出，其中 D為位于0焉 網(wǎng)柱休 30 紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長； E為直 流電源；R為電阻箱；：為電流表；S為開關(guān)此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線.31 (1) 在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖. (2) 完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空: 按圖接線. 閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使 D _ ;然后讀出 _ ，并用天平稱出 _ . 用米尺測量 _ (3) 用測得的物理量和重力加速度 g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出 B= _ (4

19、) 判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若 _ ，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直紙面向里. 解析(1)應(yīng)當(dāng)用串聯(lián)電路; 通電前，根據(jù) D處于平衡狀態(tài)，有 mg= mg.通電后，D受安培力的作用，為求解安培力需要使 D D中電流I ,細(xì)沙質(zhì)量m,再根據(jù)D處于平衡狀態(tài)有 mg+ BII = mg(或 1 m m| g.根據(jù)左手定則可以判斷，當(dāng) mm時，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 垂直于紙面向外. | m m| g 底邊長度 I (3) Ji - (4) mm 【?？紗栴}】 應(yīng)選“X 1 k ”的歐姆擋. 保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使 D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量 nr

20、重新平衡，為了表示安培力需要測量 mg BII = mg)，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度為 答案(1)電路如解析圖所示 (2)重新處于平衡狀態(tài) 電流表：的示數(shù)I細(xì)沙的質(zhì)量mD的 預(yù)測1解析(1)歐姆表讀數(shù)：對應(yīng)最上一行刻度值為 15,倍率為 “X 100”，讀數(shù)為 1.5 X 103 Q ； 絕練細(xì)毘 1 -軽灰 32 (2)選50 mA直流電流擋，則每一大格表示 10 mA,每一小格表示1 mA,測量的精確度為 1 mA,應(yīng)估 讀到0.1 mA(此時為秸估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為 30.8 mA ;選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表33 5 mA,應(yīng)估讀到1 mA（此時為1估讀），指針對應(yīng)的讀數(shù)為

21、 154 mA. （3）選擇10 V電壓擋，則每一大格表示 2 V，每一小格表示0.2 V，測量的精確度為 0.2 V，應(yīng)估讀 1 到0.1 V（此時應(yīng)為2估讀），指針對應(yīng)的讀數(shù)為 6.2 V. 答案 （1）1.5 X10 X1 k （2）30.8（30.7 30.9 都正確）154 （3）6.2 【例2】 解析（1）沒有露出半毫米刻度線，可動刻度上指示 26個格，所以結(jié)果是 0.260 mm. （2）電源的電動勢是4.5 V,根據(jù)安全性原則，選擇量程為 5 V的電壓表 M，也符合準(zhǔn)確性的原則測 量時的最大電流約為 lm= 0.45 A，既要符合安全性原則也要符合精確性原則，電流表選 A因?yàn)樽?/p>

22、大電流 約為1心0.45 A,沒有超過兩個滑動變阻器的額定電流， 根據(jù)安全性原則，兩個滑動變阻器都可以選用. 但 R2的阻值約是待測電阻的 50倍，在實(shí)際操作過程中，用它調(diào)節(jié)時電流變化不明顯；若選用 R，其阻值約 是待測電阻值的 2倍，可以使待測電阻上的電壓的變化范圍足夠大，所以我們選用滑動變阻器 R.分壓電 限流電路不可以，但分壓電路連線復(fù)雜、 消耗的額外功率大, .”JRARV= 100 2 Q R，用電流表外接電路.由 | = p 和S= 答案 （1）0.260（0.258 0.262均正確）（2）B E F 測量電路圖如圖所示 預(yù)測2解析（1）由UI圖象可以看出小燈泡兩端電壓從零開始調(diào)

23、節(jié)， 故滑動變阻器采用分壓接法； 根 據(jù)P= I2R可知通過燈泡的電流大約為 600 mA,故電流表應(yīng)選 A;滑動變阻器阻值太大不易調(diào)節(jié)，根據(jù)分 壓電路特點(diǎn)可知滑動變阻器選 R. （2）由于小燈泡功率值為 0.75 W，根據(jù)P= UI結(jié)合UI圖象可知小燈泡兩端電壓約為 2.5 V 用歐姆表 直接測出該燈泡的電阻是燈泡未連入電路時的阻值，當(dāng)燈泡發(fā)光時，其電阻增大. 答案 （1）電路如圖所示 A R （2）2.5（2.4 2.6） 燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻 （或燈泡 電阻隨溫度升高而變大）示50 mA,每一小格表示5 mA,測量的精確度為 路可以使待測電阻上的電壓從最大值調(diào)到零, 在沒有特

24、殊要求的情況下盡量采用限流電路 可得p n Ud 4lT n cfU 4lT 34 預(yù)測3解析 本題考查電路故障的判斷、 伏安法測電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)物電路 圖的連接等知識點(diǎn). （1）用電壓擋檢測c、d時，電壓表有示數(shù)，說明有電流通過電壓表，但沒有電流通過多用電表所并聯(lián) 的電路，說明多用電表所并聯(lián)的電路發(fā)生斷路故障由已知條件可知，是滑動變阻器 R發(fā)生故障.（3）電 源的伏安特性曲線為直線，使直線通過盡量多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其他點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)由 U E- I（r + F0） 可知，縱軸截距表示電動勢，則E=50 V,斜率絕對值表示r +也則：+ F=“ 3.0 Q, 則 r =

25、0.5 Q . 答案（1） R斷路（2）如圖甲所示 如圖乙所示 1.50 V（1.41 1.51 V 均可） 0. 5 Q (0.5 0.7 Q 均可) 【隨堂演練】 不在表盤的中央附近，應(yīng)換大一些的倍率歐姆擋每次換擋后都要重新歐姆調(diào)零不測量時要將多用電表 關(guān)閉，置于“ OFF擋上，若無“ OFF”擋應(yīng)置于交流電壓最高擋. 阻值的10倍，若用限流電路，在改變滑動變阻器的阻值時電流表和電壓表的示數(shù)變化很小，故要用分壓 接法又因?yàn)榇郎y電阻的大小與電流表內(nèi)阻的倍數(shù)比電壓表內(nèi)阻與待測電阻的倍數(shù)更大些，要用電流表的 內(nèi)接法.（3）電流表內(nèi)接法測量的電阻值等于 FL+ FA,大于真實(shí)值.預(yù)測4 (1) 如圖所示 如圖所示 F0 k