高考物理二輪復(fù)習(xí)專題六物理實(shí)驗(yàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、會計(jì)學(xué)1高考物理二輪復(fù)習(xí)專題六物理實(shí)驗(yàn)電學(xué)高考物理二輪復(fù)習(xí)專題六物理實(shí)驗(yàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第1頁/共85頁知識網(wǎng)絡(luò)核心歸納-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備第2頁/共85頁知識網(wǎng)絡(luò)核心歸納-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備分壓式電路與限流式電路的區(qū)分與選擇1.控制電路的比較第3頁/共85頁知識網(wǎng)絡(luò)核心歸納-4-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備2.控制電路的選擇(1)從節(jié)能的角度考慮,優(yōu)先選用限流式。(2)以下三種情況必須用分壓式:要求待測電路的U、I從0變化;R滑Rx;選用限流式,Ux、Ix過大(超過電流表量程,燒壞電表、電源或用電器等)。第4頁/共85頁高考真題考情感悟-5-121.(2017全國卷)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的

2、器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻3 k);電流表A(量程0.5 A,內(nèi)阻0.5 );固定電阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內(nèi)阻不計(jì));開關(guān)S;導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。第5頁/共85頁高考真題考情感悟-6-12(2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(選填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率(選填“增大”“不變”或“減小”)。 圖(a) 第6頁/共85頁高考真題

3、考情感悟-7-12(3)用另一電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為 W,最大功率為 W。(結(jié)果均保留2位小數(shù))圖(b) 第7頁/共85頁高考真題考情感悟-8-12考點(diǎn)定位:研究小燈泡的伏安特性曲線、閉合電路歐姆定律命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):實(shí)驗(yàn)探究解題思路與方法:將電源和電阻視為整體,利用閉合電路歐姆定律分析第(3)問。第8頁/共85頁高考真題考情感悟-9-12答案 (1) (2)增大增大(3)0.391.17第9頁/共85頁

4、高考真題考情感悟-10-12第10頁/共85頁高考真題考情感悟-11-12(3)當(dāng)R=9 時(shí)燈泡功率最小,將電阻R與電源視為整體。U=E-I(R+r),故U=4 V-10 I,作圖法找到燈泡功率Pmin=UI1.75 V0.225 A0.39 W當(dāng)R=0時(shí),燈泡功率最大,電源的路端電壓與電流的關(guān)系U=E-Ir,故U=4 V-1 I,作圖法找到燈泡功率Pmax=UI=3.65 V0.32 A1.17 W。第11頁/共85頁高考真題考情感悟-12-122.(2016全國卷)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99 9

5、99.9 ),滑動變阻器R1(最大阻值50 ),滑動變阻器R2(最大阻值5 k),直流電源E(電動勢3 V),開關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下:按電路原理圖(a)連接線路;將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;保持滑動變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00 V,記下電阻箱的阻值。第12頁/共85頁高考真題考情感悟-13-12回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動變阻器(選填“R1”或“R2”)。 (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線。圖(a) 第13頁/共85頁高考真題考情感悟-1

6、4-12圖(b) 第14頁/共85頁高考真題考情感悟-15-12(3)實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動變阻器上的分壓不變,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個(gè)位)。 (4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為(填正確答案標(biāo)號)。 A.100 AB.250 AC.500 AD.1 mA考點(diǎn)定位:測量電壓表的內(nèi)阻命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):實(shí)驗(yàn)探究解題思路與方法:電壓表和電阻箱串聯(lián),利用串聯(lián)電流的特點(diǎn)分析。第15頁/共85頁高考真題考情感悟-16-12答案 (1)R1(2)如圖所示(3)2 520(4)

7、D 第16頁/共85頁高考真題考情感悟-17-12解析 (1)滑動變阻器采用分壓式接法,滑動變阻器總阻值越小,當(dāng)被測電路的電阻變化時(shí),分壓電路輸出電壓的影響越小,滑動變阻器應(yīng)選R1。(2)注意電源的正負(fù)極和電表的正負(fù)極之間的關(guān)系。(3)電壓表和電阻箱的分壓關(guān)系為20.5,當(dāng)電阻箱阻值為630.0 時(shí),電壓表內(nèi)阻應(yīng)為其阻值的4倍,即2 520 。(4)電壓表的滿偏電壓為2.5 V,電阻為2 520 ,所以滿偏電流為Ig= 1 mA,D選項(xiàng)正確。第17頁/共85頁高考真題考情感悟-18-12【命題規(guī)律研究及預(yù)測】 高考試題每年都出現(xiàn),實(shí)驗(yàn)原理、儀器的選擇、電路的分析是高考的重點(diǎn)。在2019年的備考

8、過程中要:(1)掌握基本儀器的原理和使用。(2)掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛯?shí)驗(yàn)思想,如伏安法測電阻,電流表的內(nèi)、外接法及滑動變阻器的連接方式。(3)掌握處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法,如圖象法、平均值法等。涉及電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)、電路故障分析的實(shí)物圖的連接是2019年備考的重點(diǎn)。第18頁/共85頁-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)與使用實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)與使用(M)規(guī)律方法1.多用電表的讀數(shù)電流表、電壓表的刻度是均勻的,讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意量程;歐姆表的刻度是不均勻的,讀數(shù)時(shí)應(yīng)乘以倍率。2.多用電表使用的幾個(gè)注意事項(xiàng)(1)電流的流向:由于使用多用電表時(shí)不管測量什么,電流都要從電表的“+”插孔(紅表

9、筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,所以使用歐姆擋時(shí),多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆,負(fù)極接的是紅表筆。(2)要區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”:“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置,用表盤下邊中間的指針定位螺絲調(diào)整;“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,用歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)整。第19頁/共85頁-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(3)測電阻時(shí)每變換一次擋位,都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(4)選倍率:測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷弧Ｓ捎跉W姆擋的刻度不均勻,使用歐姆擋測電阻時(shí),指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差,通常只使用表盤中間的一段刻度范圍。(5)測電阻時(shí)要將電阻與其他元件斷開。測電阻時(shí)不

10、要用手接觸多用電表的表筆。(6)多用電表使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋。第20頁/共85頁-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四3.歐姆表刻度不均勻的原因當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí),調(diào)節(jié)滑動變阻器R0(即歐姆調(diào)零),使靈敏電流計(jì)滿偏, ,中值電阻(歐姆表內(nèi)阻)R中=Rg+R0+r,當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí), ,電阻Rx與電路中的電流相對應(yīng),但不是線性關(guān)系,故歐姆表刻度不均勻。第21頁/共85頁-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四【典例1】(2017全國卷)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為2

11、50 A,內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆100 擋。 圖(a)第22頁/共85頁-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四圖(b) 第23頁/共85頁-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)圖(a)中的A端與(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號)。 A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時(shí),調(diào)整

12、R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2= ,R4= 。 (4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)第24頁/共85頁-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)明確歐姆表原理,知道內(nèi)部電源的正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆;(2)明確電路結(jié)構(gòu),知道歐姆擋中所接滑動變阻器只能進(jìn)行歐姆調(diào)零;(3)根據(jù)給出的量程和電路進(jìn)行分析,再結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求得各電阻的阻值;(4)明確電表的量程,確定最小分度,從而得

13、出最終的讀數(shù)。答案 (1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.96 V第25頁/共85頁-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (1)根據(jù)電流從紅表筆進(jìn)入多用表,結(jié)合歐姆擋知,A與黑表筆相連。(2)在使用多用電表之前,調(diào)節(jié)機(jī)械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,A選項(xiàng)錯;使用歐姆擋時(shí),將兩表筆短接,調(diào)整R0進(jìn)行歐姆調(diào)零,B選項(xiàng)正確;電流擋中電路與R6無關(guān),C選項(xiàng)錯。(3)當(dāng)B端接“2”時(shí),電流表的量程為1 mA,此時(shí),R1、R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),R1+R2承擔(dān)的電流為I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2

14、),可得R1+R2=160 ;當(dāng)B端接“4”時(shí),電壓表量程為1 V,表頭與R4串聯(lián),表頭部分承擔(dān)的電壓Ug=IgRg=25010-6480 V=0.12 V,故R4承擔(dān)的電壓為0.88 V,所以第26頁/共85頁-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(4)B端與“1”連接時(shí),電流表最大量程為2.5 mA,表盤上每1小格表示0.05 mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數(shù)為1.48 mA;B端與“3”連接時(shí),多用表為歐姆表,示數(shù)為R=11100 =1 100 ;B端與“5”連接時(shí),多用表為量程5 V的電壓表,每1小格表示0.1 V,則讀數(shù)為2.96 V。第27頁/共85頁-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考

15、點(diǎn)四1.(2018廣東惠州三調(diào))如圖甲為多用電表的電路原理圖。已知選用的電流表內(nèi)阻Rg=10 、滿偏電流Ig=10 mA,當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250 V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示,下排刻度均勻, C為上排刻度線的中間刻度,由于粗心,上排刻度線對應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出。第28頁/共85頁-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)若指針指在圖乙所示位置,選擇開關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為;選擇開關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為。 (2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將選擇開關(guān)接2,紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏;將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電

16、阻箱使多用電表指針指在C處,此時(shí)電阻箱如圖丙所示,則C處刻度應(yīng)為。 計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為 V。(保留2位有效數(shù)字)第29頁/共85頁-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1)7.0 mA175 V(2)1501.5解析 (1)選擇開關(guān)接1時(shí)測電流,其分度值為0.2 mA,示數(shù)為7.0 mA;選擇開關(guān)接3時(shí)測電壓,其分度值為5 V,其示數(shù)為175 V;(2)由圖丙所示電阻箱可知,電阻箱示數(shù)為:01 000 +1100 +510 +01 =150 ;由圖乙所示可知,指針指在C處時(shí),電流表示數(shù)為5 mA=0.005 A,C處電阻為中值電阻,則多用電表歐姆擋內(nèi)阻為150 ,電源電動勢E=

17、IgR內(nèi)=0.01150 V=1.5 V。第30頁/共85頁-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)(含電表的改裝含電表的改裝)(H)規(guī)律方法電阻的測量實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn),涉及的實(shí)驗(yàn)包括伏安法測電阻、多用電表測電阻、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測量金屬的電阻率、測量電流表或電壓表的內(nèi)阻等。主要考查電阻的測量電路設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、器材的選取與實(shí)物連接、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與誤差分析等。明確三個(gè)“選擇”,電學(xué)實(shí)驗(yàn)難離它1.實(shí)驗(yàn)器材的選擇(1)電源的選擇:一般根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。(2)電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電

18、壓選擇電壓表;根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表;電表的指針擺動的幅度較大,一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏。第31頁/共85頁-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四2.電流表內(nèi)接法與外接法的選擇 第32頁/共85頁-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四3.兩種接法的判斷(1)比值判斷法第33頁/共85頁-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第34頁/共85頁-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四4.分壓電路與限流電路的選擇以小控大用分壓,相差無幾用限流。即當(dāng)滑動變阻器的阻值較小時(shí),常采用分壓電路;當(dāng)滑動變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí),常采用限流電路。另外,必須采用分壓電路的情況有三種:要求電壓從零開始變化;滑動變阻器太小,不能起

19、到限流的作用;限流電路不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩種電路均可,則采用限流式,因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率小。第35頁/共85頁-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第36頁/共85頁-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時(shí)電壓表 的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表 的示數(shù)U2;(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx=(用R0、U1、U2表示);(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):(6)利用上述5次測量所得 的平均值,求得Rx= 。(保留1位小數(shù))第37頁/共85頁-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案

20、 (1)實(shí)物連線如圖 第38頁/共85頁-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第39頁/共85頁-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四2.(2018全國卷)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100 A,內(nèi)阻900 );電阻箱R1(阻值范圍0999.9 );電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 );導(dǎo)線若干。要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表,組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。回答下列問題:(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值

21、應(yīng)取R1= ,R2= 。(保留到個(gè)位)第40頁/共85頁-41-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1)見解析圖 (2)1002 910 解析 (1)微安表改裝為1 mA的電流表,需要并聯(lián)小于其內(nèi)阻的電阻,起分流作用,應(yīng)選R1;改后的電流表再改裝為大量程的電壓表時(shí)需要串聯(lián)較大的電阻,起分壓作用,應(yīng)選R2。電路如圖所示。 (2)微安表與R1并聯(lián),有Igrg=(I-Ig)R1,其中I=1 mA,Ig=100 A,rg=900 ,代入得R1=100 。改裝后的電流表量程為I=1 mA,內(nèi)阻為Rg= =90 ;改裝后的電流表與R2串聯(lián),有IR2=U-IRg,其中U=3 V,得R2=2 910 。第41頁/

22、共85頁-42-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四3.(2018廣東茂名二模)新型圓柱形的導(dǎo)電材料,電阻阻值在810 之間,為了測量該導(dǎo)電材料電阻率,實(shí)驗(yàn)室提供了以下實(shí)驗(yàn)器材:A.20分度的游標(biāo)卡尺B.螺旋測微器C.電流表A1(0100 mA,內(nèi)阻約為10 )D.電流表A2(00.6 A,內(nèi)阻約為0.1 )E.電壓表V1(03 V,內(nèi)阻約為3 k)F.電壓表V2(015 V,內(nèi)阻約為15 k)G.直流電源E(4 V,內(nèi)阻不計(jì))H.滑動變阻器R(010 ,2 A)I.開關(guān)及導(dǎo)線若干第42頁/共85頁-43-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度L,其示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為 mm;用螺旋

23、測微器測得該樣品的外徑D,其示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為 mm。 (2)本次實(shí)驗(yàn)的電流表選用的是,電壓表選用的是 (填寫所提供器材前的字母)。 (3)測量新型圓柱形的導(dǎo)電材料電阻R,是采用圖丙的(選填“A”“B”“C”或“D”)電路圖。 丙 答案 (1)41.753.627(2)D E(3)A 第43頁/共85頁-44-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (1)長度為L=41 mm+150.05 mm=41.75 mm;外徑為D=3.5 mm+12.70.01 mm=3.627 mm。(2)電表使用中盡量使其讀數(shù)接近量程,起碼在三分之一以上,電源電動勢為4 V,電壓表應(yīng)選量程為3 V的,通過電流大約為0

24、.3 A左右,應(yīng)選量程為0.6 A的,故選D、E。(3)因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻和電阻相接近,故采用電流表外接法,由于滑動變阻器最大阻值有點(diǎn)小,應(yīng)采用分壓接法,故選A圖。第44頁/共85頁-45-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四以測電源的電動勢和內(nèi)阻為核心的實(shí)驗(yàn)以測電源的電動勢和內(nèi)阻為核心的實(shí)驗(yàn)(M)規(guī)律方法測電源電動勢和內(nèi)阻的三種方法第45頁/共85頁-46-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第46頁/共85頁-47-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四【典例3】(2018河南濮陽三模)現(xiàn)有一種特殊的電池,它的電動勢E為9 V左右,內(nèi)阻r大約為40 ,為了測定這個(gè)電池的電動勢和內(nèi)阻,某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中電壓表的

25、量程為6 V,內(nèi)阻為2 k,R1為電阻箱,阻值范圍0999 ,R0為定值電阻。 甲(1)實(shí)驗(yàn)室備有以下四種規(guī)格的定值電阻:A.10 B.100 C.200 D.2 000 為使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行,R0應(yīng)選哪一種規(guī)格?答(選填字母序號)。 第47頁/共85頁-48-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四乙(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后,閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值,讀取電壓表的示數(shù),記錄多組數(shù)據(jù),作出了如圖乙所示的圖線。根據(jù)圖線可求得該電池電動勢E為 V,內(nèi)阻r為。 思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)電源電動勢確定電壓表量程,然后根據(jù)已知電壓表量程選擇定值電阻阻值;(2)求出函數(shù)表達(dá)式,然后根據(jù)圖象求出電源電動勢與內(nèi)電阻。答案

26、 (1)D(2)1041.7第48頁/共85頁-49-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第49頁/共85頁-50-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四方法技巧用好一個(gè)“電阻”在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,常以定值電阻的合理使用為背景來命題。求解這類問題的關(guān)鍵是必須弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用,一般來說,定值電阻有三種作用:第50頁/共85頁-51-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四4.(2018湖南株洲二質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)器材測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。 甲A.待測干電池兩節(jié),每節(jié)電池電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻約幾歐B.直流電壓表V1、V2,內(nèi)阻約為3 kC.阻值為5 的定值電阻R0D.滑動變阻器RE.導(dǎo)線和開關(guān)第5

27、1頁/共85頁-52-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)根據(jù)圖甲所示的電路原理圖,完成圖乙所示的電路實(shí)物圖的連接。(2)實(shí)驗(yàn)中移動滑動變阻器的滑片,讀出電壓表V1、V2的多組數(shù)據(jù)如表格所示,請?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)紙中描繪出U1-U2圖象。第52頁/共85頁-53-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四第53頁/共85頁-54-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(3)根據(jù)描繪出的U1-U2圖象,兩節(jié)干電池的總電動勢E= V,總內(nèi)阻r=。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)第54頁/共85頁-55-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1) (2)見解析(3)3.00(2.953.10之間均可)2.50(2.402.60之間均可)第55頁/共

28、85頁-56-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (1)電路實(shí)物圖如圖: 第56頁/共85頁-57-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(2)描繪出U1-U2圖象如圖: 第57頁/共85頁-58-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四5.(2018河南駐馬店質(zhì)檢)甲、乙、丙三位同學(xué)協(xié)作測定某電池的電動勢和內(nèi)阻,他們設(shè)計(jì)的電路原理如圖1,其中R為電阻箱,電流表A的內(nèi)阻為RA=5.0 ,他們改變R的阻值,記下多組R和電流表示數(shù)I。甲同學(xué)以IR作縱坐標(biāo),以I作橫坐標(biāo)作圖處理數(shù)據(jù);乙同學(xué)以I(R+RA)為縱坐標(biāo),以I為橫坐標(biāo)處理數(shù)據(jù)。他們在同一張坐標(biāo)紙上畫出的圖如圖2所示。第58頁/共85頁-59-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)由圖

29、2可知,甲同學(xué)繪制的是圖線(選填“a”或“b”),電源電動勢為 V,內(nèi)阻為。 (2)丙同學(xué)打算以 縱坐標(biāo),以R作橫坐標(biāo),請根據(jù)(1)中計(jì)算的結(jié)果將丙所作圖線在圖3中畫出。(3)分析可知,在圖2所示電路中,當(dāng)電阻箱的阻值R=時(shí),電阻箱消耗的電功率最大。 第59頁/共85頁-60-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1)a1.510(2)(3)15第60頁/共85頁-61-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (1)在閉合電路中,由閉合電路的歐姆定律有:E=I(R+RA+r),整理得:IR=E-I(RA+r),I(R+RA)=E-Ir,則IR-I圖象的斜率絕對值大于I(R+RA)-I圖象的斜率絕對值,由圖2可

30、知,甲繪制的圖線是a,由圖2可知:E-10010-3(5.0+r)=0,E-15010-3r=0,解得:E=1.5 V,r=10 ;(3)把電流表與電源整體當(dāng)作等效電源,此時(shí)等效的內(nèi)阻為r=r+RA=15 ;故當(dāng)電阻箱阻值等于等效電源的內(nèi)阻時(shí)電源輸出功率最大,電阻箱功率最大,故此時(shí)電阻箱阻值為15 。第61頁/共85頁-62-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四電學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)電學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)(H)規(guī)律方法解決電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的“2注意3方法”1.對于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,應(yīng)注意的2個(gè)問題(1)在解決設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí),要注意條件的充分利用,如對于給定確切阻值的電壓表和電流表,電壓表可當(dāng)作電流表使用,電流表也可當(dāng)作電壓表使用

31、,利用這一特點(diǎn),可以拓展伏安法測電阻的方法,如伏伏法、安安法等。(2)對一些特殊電阻的測量,如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量,電路設(shè)計(jì)有其特殊性,即首先要注意到其自身量程對電路的影響,其次要充分利用其“自報(bào)電流或自報(bào)電壓”的功能,因此在測電壓表內(nèi)阻時(shí)無需另并聯(lián)電壓表,測電流表內(nèi)阻時(shí)無需再串聯(lián)電流表。第62頁/共85頁-63-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四2.解決電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的3種方法(1)轉(zhuǎn)換法:將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成可以(或易于)測量的物理量進(jìn)行測量,然后再反求待測物理量的值,這種方法叫轉(zhuǎn)換測量法(簡稱轉(zhuǎn)換法)。如在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,雖然無法直接測量電阻率,但可通過測量金屬絲的長度和直徑

32、,并將金屬絲接入電路測出其電阻,然后再計(jì)算出它的電阻率。(2)替代法:用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量,通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量,使整個(gè)測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài),則被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量。(3)控制變量法:研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí),要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變,分別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系,然后再歸納總結(jié),如探究電阻的決定因素實(shí)驗(yàn)。第63頁/共85頁-64-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四圖(a) 【典例4】(2017全國卷)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 A,內(nèi)阻大約為2 500 )的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個(gè)滑動變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20 ,另一個(gè)阻值為

33、2 000 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 );電源E(電動勢約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動變阻器的滑片。第64頁/共85頁-65-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空:R1的阻值為(選填“20”或“2 000”) 。 圖(b)第65頁/共85頁-66-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的(選填“左”或“右”)端對應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。 將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片

34、D的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 (選填“相等”或“不相等”)。 將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個(gè)位)。 (3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議: 。 第66頁/共85頁-67-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)電路原理圖在實(shí)物圖上連線。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法確定R1選擇阻值較小或較大的滑動變阻器;為了保護(hù)微安表,分析滑片C開始應(yīng)處的位置;接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,由此分析電勢高低;根據(jù)比例

35、方法確定Rx的值。(3)從減少誤差的方法來提出建議。第67頁/共85頁-68-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1)連線如圖 (2)20左相等2 550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程第68頁/共85頁-69-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (1)略(2)R1在電路中具有分壓作用,應(yīng)選阻值為20 的小電阻。為了保護(hù)微安表,開始時(shí)讓微安表兩端的電壓為零,所以開始時(shí)將R1的滑片滑到左端。由題可知,S2接通前后微安表的示數(shù)保持不變,故電路中BD導(dǎo)線在S2接通前后通過的電流均為零,所以B、D點(diǎn)在S2接通前后的電勢相等。由于BD間導(dǎo)線也沒有電流通過,在有 ,聯(lián)立解得,RA=2 550 。(3

36、)本實(shí)驗(yàn)需要觀察微安表的示數(shù)是否變化,微安表的示數(shù)越大,觀察誤差就越小,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)R1讓微安表接近滿量程,能提高測量微安表內(nèi)阻精度。第69頁/共85頁-70-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四方法技巧對于實(shí)驗(yàn)題,要弄清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理以及數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問題,一般的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法都是根據(jù)教材上給出的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行拓展、延伸,所以一定要熟練掌握教材中的重要實(shí)驗(yàn)。對于實(shí)驗(yàn)儀器的選取一般要求滿足安全性原則、準(zhǔn)確性原則和操作方便原則。第70頁/共85頁-71-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四6.(2018河北石家莊二中期中)電壓表V1的量程為2 V,內(nèi)阻約為2 k。現(xiàn)要較準(zhǔn)確測量其內(nèi)阻RV,實(shí)驗(yàn)室提供的器

37、材如下:電流表A:量程0.6 A,內(nèi)阻約0.1 電壓表V2:量程5 V,內(nèi)阻約為5 k定值電阻R1:阻值30 定值電阻R2:阻值3 k滑動變阻器R3:最大阻值100 ,最大電流1.5 A電源E:電動勢6 V,內(nèi)阻約0.5 開關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)請根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材在線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明所選器材的字母代號。(2)請根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖,用實(shí)驗(yàn)測得的物理量表示電壓表V1的內(nèi)阻RV=。 第71頁/共85頁-72-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四答案 (1) 第72頁/共85頁-73-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 由于電源電動勢為6 V,采用電壓表V1和電流表串聯(lián),方案實(shí)際上不可行,其最主要原因是:電壓表

38、超量程。要測量電壓表內(nèi)阻,可以采用伏安法。由于電壓表的量程為2 V,內(nèi)阻約為2 k,通過的最大電流大約為1 mA,采用量程0.6 A電流表串聯(lián)測量電流,不能讀出電流?？蓪⒋郎y電壓表與定值電阻串聯(lián),用量程5 V的電壓表測量二者串聯(lián)電路的總電壓,從而計(jì)算出通過待測電壓表的電流。由于電源電動勢大于電壓表量程,采用分壓電路,設(shè)計(jì)的電路如圖所示:第73頁/共85頁-74-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四7.(2018山東青島二模)某實(shí)驗(yàn)探究小組利用半偏法測量電壓表內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了下列實(shí)驗(yàn)器材:A.待測電壓表V(量程為3 V,內(nèi)阻約為3 000 )B.電阻箱R1(最大阻值為9 999.9 )C.滑動變阻器R2(

39、最大阻值為10 ,額定電流為2 A)D.電源E(電動勢為6 V,內(nèi)阻不計(jì))E.開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干第74頁/共85頁-75-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)虛線框內(nèi)為探究小組設(shè)計(jì)的部分測量電路,請你補(bǔ)畫完整;(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖,連接好實(shí)驗(yàn)電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,請你補(bǔ)充完善下面操作步驟。首先閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片,使電壓表達(dá)到滿偏;保持不變,斷開開關(guān)(選填“S1”或“S2”),調(diào)節(jié)的阻值,使電壓表示數(shù)達(dá)到半偏,讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0; (3)實(shí)驗(yàn)測出的電壓表內(nèi)阻R測=,它與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,R測RV(選填“”“=”或“第76頁/共85頁-77-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四解析 (