高考物理突破大二輪浙江專用電學實驗

第2講電學實驗網(wǎng)絡構建備考策略

明確三個“選擇”(1)實驗器材的選擇①電源的選擇②電表的選擇(2)電流表內接法與外接法的選擇(3)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：a.要求待測電路的U、I從0變化；b.R滑≤Rx；c.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)。基本儀器的使用及讀數(shù)【典例】

(2019·浙江省溫州九校高三聯(lián)考)小明同學用伏安法測定額定電壓為2.5V的小燈泡的伏安特性曲線。 (1)圖甲是連接好的實物電路圖，在開關閉合前，小明同學又再次仔細檢查了電路的連接，發(fā)現(xiàn)電路有誤。請你幫他糾正錯誤______________________________(任意寫出兩處即可)。(2)為使測量盡量準確，滑動變阻器應選用圖乙中的________(填“R1”或“R2”)。(3)在糾正錯誤后，小明同學進行了多次的實驗，某次得到電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________V。(4)若小明在實驗過程中，不知道應該采用電流表內接還是外接，于是他兩種接法各做了一次，根據(jù)數(shù)據(jù)，分別得到了伏安特性曲線“1”和“2”。則實驗中誤差較小的操作應選擇曲線________(填“1”或“2”)。解析(1)電流應從電流表、電壓表的正接柱流入，所以應將電源的正負兩極對換，本實驗中燈泡兩端電壓從零開始變化，所以滑動變阻器應改為分壓式接法。(2)滑動變阻器分壓式接法中，滑動變阻器的總阻值應選較小的，故應選R2。(3)由圖可知，電壓表的精確度為0.1V，所以讀數(shù)為2.40V。(4)由于燈泡電阻較小，為了減小誤差，實驗中應選用電流表外接，在電壓表示數(shù)相同，電流表外接時，電流表的示數(shù)較大，故應選1。答案(1)電源的正負兩極對換滑動變阻器應該選擇分壓式接法(2)R2

(3)2.40(2.39～2.41)

(4)1(2019·浙江省湖州一中高三模擬)某同學從市場上買了一只額定電壓為3.2V的LED燈，為了研究它的特點，進行了一下實驗：(1)用多用電表測LED燈的電阻，在LED燈接入電路前，使用多用電表直接測量其電阻，先對多用電表進行機械調零，再將選擇開關撥到“×1k”擋，進行歐姆調零。當將紅、黑表筆分別接觸LED燈的兩接線端，表的指針如圖所示，其讀數(shù)為________kΩ。(2)測繪LED燈的伏安特性曲線①實驗所用的儀器：電壓表(內阻約為5000Ω)，電流表(內阻約為5Ω)，滑動變阻器(0～20Ω)，電池組(4.5V)，開關和導線若干，請在圖中用筆畫線代替導線完成實驗電路的連接。②實驗時電壓表和電流表的讀數(shù)如表所示，請在坐標紙中畫出LED燈的伏安特性曲線。U/V01.001.502.002.502.702.802.903.003.103.20I/mA000.100.201.004.208.5016.3024.0036.0055.80③說出LED燈伏安特性曲線的主要特點：________________________________。解析(1)由圖可知，指針示數(shù)為40，故讀數(shù)為40×1kΩ＝40kΩ。(2)①測伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，LED燈電阻較大，電流表應采用內接法，根據(jù)原理可畫出對應的實物圖，如圖所示。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出對應的I－U圖象，如圖所示。③由圖可知，當LED燈的電壓較小時，電阻很大，電流基本為零，當超過某個電壓時電流急劇增大，電阻急劇變小。答案(1)40

(2)①連線見解析②圖象見解析③當LED燈的電壓較小時，電阻很大，電流基本為零，當超過某個電壓時電流急劇增大，電阻急劇變小電表的讀數(shù)方法(1)讀數(shù)時應使視線垂直刻度盤表面。(2)估讀問題：最小分度為“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在最小分度值的下一位，在下一位按十分之一估讀；最小分度值為“2”“5”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估讀。

以測電阻為核心的實驗【典例1】

(2019·浙江嘉興第一中學高三模擬)某興趣小組對市場中電線進行調查，(1)如圖1所示，采用繞線法測得該電線直徑為______mm。(2)取長度為100m的電線，欲測其電阻：①先用多用電表進行粗略測量，將多用電表選擇開關置于“×10”歐姆擋并調零后，兩表筆接觸待測電阻的兩端進行測量，表盤指針如圖2所示。為了使測量值更準確，“選擇開關”應置于________(填“×1”“×100”或“×1k”)，并兩表筆短接，調節(jié)圖3中________(“A”或“B”)重新調零后進行測量。②再用伏安法測量其電阻，并設計圖4電路，則電壓表的另一端應接________(填“a”或“b”)，測量得電壓表示數(shù)為4.50V，而電流表讀數(shù)如圖5所示(量程為3A)，則所測的電阻為________Ω。(2)①歐姆表偏轉角度過大，說明待測電阻的阻值較小，應用小倍率擋；換擋后，需要重新進行歐姆調零，方法是將兩表筆短接，調節(jié)圖3中的B旋鈕，使指針指到電流滿刻度。答案(1)1.25

(2)①×1

B

②a

1.80圖6

12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39連接實物圖四點注意(1)各導線都應接在接線柱上。(2)不應在導線中間出現(xiàn)分叉，且導線不能跨過儀器。(3)連接電表應注意量程選用正確，正、負接線柱不要接錯。(4)開關要控制整個電路。

1.(2019·湖南五校聯(lián)考)為了精確測量一電阻的阻值Rx，現(xiàn)有以下器材：蓄電池組E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，電阻箱RP，開關S1、S2，導線若干。某實驗小組設計了如圖7甲所示的電路，實驗的主要步驟如下： a.閉合S1，斷開S2，調節(jié)R和RP，使電流表和電壓表的示數(shù)適當，記下兩表示數(shù)分別為I1、U1； b.保持S1閉合、RP阻值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2、U2。 (1)按圖甲所示的電路圖將如圖乙所示的實物連成電路。 (2)被測電阻的阻值Rx＝________(用兩電表的示數(shù)表示)。 (3)由于電流表、電壓表都不是理想電表，則被測電阻的阻值Rx的測量值________真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)。圖7解析(1)如圖所示。2.(2019·浙江臺州選考模擬)實驗室有一完好的PTC熱敏電阻，某同學根據(jù)其型號查閱得到該熱敏電阻在常溫下的伏安特性曲線如圖8甲所示。圖8(1)用多用電表歐姆“×10”擋，按正確操作測量該熱敏電阻的阻值，結果指針指在圖乙中的虛線位置，為了使測量結果更準確，多用電表的選擇開關應打向歐姆“×________”擋，若調擋后指針指在圖乙中的實線位置，電阻測量結果為________Ω。(2)若將熱敏電阻與一電動勢E0＝15V、內阻r＝15kΩ的直流信號源串聯(lián)成一閉合電路，則通過熱敏電阻的電流為________mA，此時熱敏電阻的阻值為________Ω。(3)該同學欲用伏安法驗證熱敏電阻伏安特性曲線是否與資料中的一致，實驗室提供的器材如下：A.熱敏電阻R1B.電壓表V(量程0～15V，內阻約15kΩ)C.電流表A1(量程0～30mA，內阻約30Ω)D.電流表A2(量程0～5mA，內阻約100Ω)E.滑動變阻器R(0～40Ω，額定電流2A)F.電源E(電動勢20V，內阻不計)請完成丙圖中的實物電路圖。解析(1)由題圖乙知多用電表的歐姆擋指針指在虛線位置時偏角過小，由于指針指在表盤中央附近時測量電阻的阻值較準確，應換用歐姆“×100”擋；若指針指在題圖乙中的實線位置，電阻的測量結果為22×100Ω＝2200Ω。答案(1)100

2200

(2)4

2250

(3)如圖所示【典例】

(2019·浙江金麗衢十二校聯(lián)考)在“測定電池的電動勢和內電阻”的實驗中，備有如下器材： A.干電池 B.電流表(0～0.6A，內阻約為0.1Ω) C.靈敏電流計G(滿偏電流Ig＝200μA，內阻rg＝500Ω) D.滑動變阻器(0～20Ω，2.0A) E.電阻箱R F.開關、導線若干以測電源的電動勢和內阻為核心的實驗圖9(1)由于沒有電壓表，需要把靈敏電流計G改裝成量程為2V的電壓表，如圖9甲電阻箱的阻值應為________Ω。(2)按圖甲所示電路圖，請在乙圖上補充完成實物連線。(3)在閉合開關S前，將滑動變阻器的滑片移動至圖甲中的________端(填a、中央或b)。(4)丙圖為該實驗繪出的I1－I2圖線(I1為靈敏電流計G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù))，由丙圖可求得被測電池的電動勢E＝________V，內電阻r＝________Ω。解析(1)根據(jù)歐姆定律有U＝Ig(rg＋R)，解得R＝9500Ω，即需串聯(lián)一個阻值為9500Ω的電阻。(2)實物連線如圖。(3)閉合S前應將滑動變阻器的滑動片移到b端，以使電路中的電流最小而保護電流表。答案(1)9500

(2)見解析(3)b

(4)1.47(1.46～1.49)0.80(0.80～0.87)(1)在虛線框內畫出測量電源電動勢及內阻的實驗原理電路圖，圖中標明相關器材的字母符號。解析(1)因為提供的器材中沒有電流表，故要采用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內阻，但所給電壓表量程太小，所以將電壓表與定值電阻R2串聯(lián)，擴大成量程為9V的電壓表。答案(1)如圖所示用好一個“電阻”在高考電學設計性實驗中，常以定值電阻的合理使用為背景來命題。求解這類問題的關鍵是必須弄清定值電阻在設計電路中的主要作用，一般來說，定值電阻有三種作用：電學創(chuàng)新類實驗高考電學創(chuàng)新類實驗試題有兩個顯著的特點(1)基于教材中的電學實驗，著重考查實驗原理的改進、實驗步驟過程的設置、誤差分析。(2)重視電學實驗的實驗方法，問題設置結合科技、生產(chǎn)、生活的實際；因此，理解實驗原理，掌握實驗方法，是解決電學創(chuàng)新類實驗的關鍵。實驗時，先按圖10連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0℃。將S2與1端接通，閉合S1，調節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0℃。實驗得到的R2－t數(shù)據(jù)見下表。回答下列問題：(1)在閉合S1前，圖10中R1的滑片應移動到________(填“a”或“b”)端；(2)在圖11的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點，并做出R2－t曲線；t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0(3)由圖11可得到RT在25℃～80℃范圍內的溫度特性。當t＝44.0℃時，可得RT＝________Ω；(4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應讀數(shù)如圖12所示，該讀數(shù)為________Ω，則手心溫度為________℃。解析(1)題圖10的電路滑動變阻器采用限流接法，在閉合S1前，R1應該調節(jié)到接入電路部分的阻值最大，使電路中電流最小，即題圖10中R1的滑片應移到b端。(2)將t＝60℃和t＝70℃對應的兩組數(shù)據(jù)畫在坐標圖上，然后用平滑曲線過盡可能多的數(shù)據(jù)點畫出R2－t曲線，如圖所示。(3)根據(jù)題述實驗過程可知，測量的R2的數(shù)據(jù)等于對應的熱敏電阻RT的阻值。由畫出的R2－t曲線可知，當t＝44.0℃

時，對應的RT＝450Ω。(4)由圖12知R2＝620.0Ω，由畫出的R2－t曲線可知，當R2＝620.0Ω時，手心溫度t＝33.0℃。答案(1)b

(2)如解析圖所示(3)450

(4)620.0

33.0圖13(2)乙同學采用圖乙的實驗電路圖，實驗時發(fā)現(xiàn)，當滑動變阻器在阻值較大的范圍內調節(jié)，電壓表示數(shù)變化不明顯，其原因是電池內阻________(填“較大”或“較小”)。(2019·浙江寧波重點中學高三模擬)為了測量一節(jié)新干電池的電動勢和內阻：(1)甲同學使用多用電表粗測了電池的電動勢，實驗結束后，圖13甲中的電表旋鈕狀態(tài)符合實驗操作規(guī)范的是________(填“①”或“②”)。(3)丙同學改進了乙同學的電路圖，準備用以下給定的器材和一些導線來完成實驗，器材如下：A.量程3V的電壓表V B.量程0.6A的電流表AC.定值電阻R0(R0＝1.5Ω) D.滑動變阻器R1(0～10Ω)E.開關S ①請用筆畫線代替導線在圖14甲中完成實物連接圖。圖14②實驗中，改變滑動變阻器的阻值，得到了六組實驗數(shù)據(jù)，已在U－I圖中描點，請做出U－I圖象，并根據(jù)圖象得出該電池的內阻r＝________Ω(結果保留2位有效數(shù)字)。解析(1)甲同學使用多用電表粗測了電池的電動勢，實驗結束后，電表旋鈕要將選擇開關旋轉到OFF擋或交流電壓最高擋，所以圖甲中的電表旋鈕狀態(tài)符合實驗操作規(guī)范的是②。(3)①丙同學改進了乙同學的電路圖，用筆畫線代替導線在圖甲中完成實物連接圖如圖a所示。a②實驗中，改變滑動變阻器的阻值，得到了六組實驗數(shù)據(jù)，已在U－I圖中描點，做出U－I圖象如圖b所示。b答案(1)②

(2)較小(3)①電路實物連線圖見解析圖a

②U－I圖象見解析圖b

0.35(0.35±0.03)高考實驗題答題策略②——“3步”攻克電學設計實驗電學設計實驗的難點是電路的設計思路，其突破方法為第1步―→明確實驗目的第2步―→通過實驗目的與實驗器材的結合，選擇合適的實驗原理第3步―→畫出可能實驗原理圖，結合題設條件確定最優(yōu)的電路原理圖【典例】

(2019·湖北武漢模擬)現(xiàn)要測量電壓表的內阻和電源的電動勢，提供的器材有：電源(電動勢約為6V，內阻不計)，電壓表V1(量程0～2.5V，內阻約為2.5kΩ)，電壓表V2(量程0～3V，內阻約為10kΩ)，電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為3kΩ)，滑動變阻器R2(最大阻值為500Ω)，單刀雙擲開關一個，導線