2022年高考物理精讲专题电学实验4.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载高考定位电学试验是高考试验考查的重点,考查的试验有测定金属丝的电阻率、描画小灯泡的伏安特 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试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,并且高考对电学试验的考查向着拓展试验、创新试验的方向进展要求考生把握常规试验的数据处理方法,能将课本中分组试验和演示 试验的试验原理、试验方法迁移到新的背景中,深刻懂得物理概念和规律,并能敏捷运用,要求考生有较强的创新才能考题 1 电表读数和多用电表的使用 例 1 在练习使用多用电表时：1以下关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确选项 _A测量电阻时,假如红、黑表笔分别插在负、正插孔,就不会影响测量结果 B双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大C测量电路中的电阻时,应当把该电阻与电路断开 D欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但仍能调零,其测量结果与原先 相比不变2用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接a 端,红表笔接b 端时,指针向右偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明_填“a” 或“b” 端是二极管正极名师归纳总结 3某同学想通过多用电表A 中的欧姆档,直接去测量相同规格的多用电表B 中量程为2.5V第 1 页,共 15 页的电压档的内阻,如图1 甲连线,挑选倍率为×1k 欧姆挡,测量前应对多用电表A 进行_,按正确的操作步骤测量,两表指针位置相同,如图乙所示,从A 表读出 B表内阻约为 _k ,从 B 表读出电压约为_V. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 1 运算出多用电表 A 的电源电动势约为 _V 已知表盘正中电阻刻度值为 15,运算结果保留两位有效数字 解析 2 当用多用电表的红表笔接触二极管 a 端、黑表笔接触二极管 b 端时, b 端电势高、 a端电势低,此时发觉多用电表的指针偏转量特别小,说明此时电阻很大,说明此时二极管反向偏压,就 a 端是二极管的正极3选挡后要先进行欧姆调零,欧姆表读数表盘读数× 倍率 13× 1k13k ；电压表读数为 1.32V ；欧姆表内电阻等于中值电阻,为r15k；依据闭合电路欧姆定律,有：EIr U2.8V. 答案1AC2a3欧姆调零 131.322.8 2 所示,该电路用标称值12V 的蓄电12022 ·重庆 ·61 某照明电路显现故障,其电路如图池为电源,导线及其接触完好修理人员使用已调好的多用表直流50V 挡检测故障他将黑表笔接在c 点,用红表笔分别探测电路的 a、 b 点图 2 断开开关,红表笔接 a 点时多用表指示如图 3 所示,读数为 _V ,说明 _正常选填“ 蓄电池” 、“ 保险丝” 、“ 开关” 或“ 小灯”图 3 名师归纳总结 红表笔接b 点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍旧和图3 相同,可第 2 页,共 15 页判定发生故障的器件是_选填“ 蓄电池” 、“ 保险丝” 、“ 开关” 或“ 小灯” 答案 11.511.211.8 的值均可 蓄电池小灯解析 因用直流50V 挡检测,故满偏时电压为50V ,刻度匀称,在图示位置时,读数为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载11.511.211.8 之间均可 V ,说明蓄电池正常红表笔接b 点,断开开关, 指针不偏转, 闭合开关后多用表读数与原先相同,说明保险丝、开关均正常,发生故障的器件只能为小灯1欧姆表的原理 1欧姆表内有电源,红表笔与内部电源负极相连,黑表笔与内部电源的正极相连,故其电流 方向为“ 红表笔流进,黑表笔流出” 2测电阻的原理是闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时,调剂滑动变阻器 R0即欧姆调 零,使灵敏电流计满偏,IgRgR0r,此时中值电阻 E R 中RgR0r,当两表笔接入电阻Rx时 IRgR0rRx E,电阻 Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不匀称2欧姆表使用六留意 1选挡接着调零；2换挡重新调零；3待测电阻与电路、电源要断开；4尽量使指针指在表盘中间位置邻近；5读数之后要乘以倍率得阻值；6用完后,挑选开关要置于“OFF” 挡或沟通电压的最高挡考题 2 测量电阻的试验例 22022·四川 · 82如图 4 是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx 的原理图,图中R0是爱护电阻 10,R1 是电阻箱 099.9 , R 是滑动变阻器,10V ,内阻很小 图 4 A 1 和 A 2 是电流表, E 是电源 电动势在保证安全和满意需求的情形下,使测量范畴尽可能大试验详细步骤如下：名师归纳总结 连接好电路,将滑动变阻器R 调到最大；R,使 A 1第 3 页,共 15 页 闭合 S,从最大值开头调剂电阻箱R1,先调R1 为适当值,再调剂滑动变阻器示数 I1 0.15A,登记此时电阻箱的阻值R1 和 A 2 的示数 I 2； 重复步骤 ,再测量6 组 R1和 I2的值； 将试验测得的7 组数据在如图5 所示坐标纸上描点- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 5 依据试验回答以下问题：现有四只供选用的电流表A电流表 03mA ,内阻为 2.0 B电流表 0 3mA,内阻未知 C电流表 0 0.3A,内阻为 5.0 D电流表 00.3A,内阻未知 A 1应选用 _,A2应选用 _测得一组 R1 和 I2 值后, 调整电阻箱 R1,使其阻值变小, 要使 A1 示数 I 1 0.15A,应让滑动 变阻器 R 接入电路的阻值 _选填“ 不变” 、“ 变大” 或“ 变小”在坐标纸上画出 R1 与 I 2 的关系图依据以上试验得出 Rx_ .31 答案 DC 变大关系图线如下列图解析 该试验测 Rx 电阻的原理为并联电路两支路电压相等,即Rxr2I2R0 R1r1I1,其中 r 1、r 2 分别为 A 1、A 2 两表的内阻又由于 Rx 的阻值约几十欧,与 R0 R1 在同一数量级,A 1 示数为 I 10.15A ,表示电流表 A 1 只能从 C、D 中挑选, A 2 电流值的数量级与 A 1 相同由测量原理可知：Rxr2I2R0R1 r1I1,因 Rx未知,故 r 2 阻值应已知,故 A 1 选 D,A 2 选C. 因 A 1 示数 I 10.15A 不变, R1 变小, R0R1r 1I1 变小,滑动变阻器所分电压变大,R 应变大该图线为一条直线,离线较远的一组数据为错误数据,应舍去,其他点应对称分布在直线两侧由试验原理得：R0 R1r1I1Rx r2I 2其中 R010,r25.0 ,I 10.15A ,从图线上挑选两组R1、I2 代入不同数值可解得Rx 约为31 .名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载22022 ·新课标 ·22在伏安法测电阻的试验中,待测电阻 Rx约为 200 ,电压表 的内阻约为 2k,电流表 的内阻约为 10,测量电路中电流表的连接方式如图 6a或b所示,结果由公式 RxU I运算得出,式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数如将图 a和图 b 中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2,就_ 填“Rx1” 或“Rx2” 更接近待测电阻的真实值 , 且 测 量 值 Rx1_ 填 “大 于 ”、 “等 于 ”或 “小 于 ” 真 实 值 , 测 量 值Rx2_ 填“ 大于” 、“ 等于” 或“ 小于”真实值图 6 答案 Rx1 大于小于解析 依据题意知Rx RA> RVRx,电压表的分流作用较显著,故 Rx1 更接近待测电阻的真实值题图 a的测量值是 Rx与 RA 串联的电阻阻值,故 Rx1>Rx 真；题图 b的测量值是 Rx与 RV 并联的电阻阻值,故 Rx2<Rx 真32022 ·浙江 ·22小明对 2B 铅笔芯的导电性能感爱好,于是用伏安法测量其电阻值1图 7 是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图中画出图 7 2小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B 铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、名师归纳总结 电压数据描到UI 图上,如图 8 所示在图中,由电流表外接法得到的数据点是用_ 填第 5 页,共 15 页“ ” 或“ × ”表示的- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 8 3请你挑选一组数据点,在图上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为 _ .答案 1 见解析图 2×3 见解析图用“ × ” 表示的数据连线时,1.21.11.3 均可 ,用“ ” 表示的数据连线时,1.61.51.7 均可 解析 1 连线如下列图2UI 图像如下列图UI 图像的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“ × ”表示的；3在 UI 图像上,选用外接法所得的“ × ”连线,就R U I1.2 ,选用内接法所得的“ ”连线,就R U I1.6 .1电路结构：试验电路至少包括三个部分：1 测量电路； 2 掌握电路 滑动变阻器、开关3电源2电路设计： 1电表挑选留意三方面：安全性,要求量程不能太小,电表不反接；准名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 确性, 要求量程不能太大,学习好资料1欢迎下载要利用有精确内读数一般要超过量程的；如电表量程不合适,3阻的电表进行改装2测量电路设计：如Rx RVRA> Rx,就应把电流表内接；如Rx RA<RV Rx,就应把电流表外接3掌握电路：以小控大用分压,相差无几用限流,即当滑动变阻器的阻值较小时,常采纳分 压式接法；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采纳限流式接法另外滑动变阻器必 须接为分压式的情形有三种：电压要求从零开头变化；滑动变阻器太小,不能起到限流 的作用；限流式不能猎取有区分度的多组数据如两种接法均可,就采纳限流式,由于限 流式损耗功率小考题 3 描画小灯泡 或者其他元件 的伏安特性曲线例 3 在“ 描画小灯泡的伏安特性曲线” 试验中,要测量一个标有“电压和通过它的电流,现有如下器材：A直流电源 3V 内阻可不计 B直流电流表 0600mA 内阻约 0.5 C直流电压表 03V内阻约 3k D滑动变阻器 10,1A E滑动变阻器 1k,300mA F开关、导线如干1本试验中滑动变阻器选用_填“D” 或“E” 3V1.5W ” 的灯泡两端的2某同学用导线 a、b、c、d、e、f、 g 和 h 连接的电路如图 9 所示,电路中全部元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零闭合开关后发觉电压表的示数为 2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,就可确定断路的导线是 _；如电压表示数为零,电流表的示数为 0.3A,小灯泡亮,就断路的导线是_；如反复调剂滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,就断路的导线是 _图 9 名师归纳总结 3下表中的各组数据是该同学在试验中测得的,依据表格中的数据在如图2.5 10 所示的方格纸第 7 页,共 15 页上作出该灯泡的伏安特性曲线. U/V00.51.01.52.0I /A00.170.300.390.450.49 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 10 如图 11 所示, 将两个这样的灯泡并联后再与 5 的定值电阻 R0 串联, 接在电压恒为 4V 的电路上,每个灯泡的实际功率为 _W 结果保留两位有效数字 图 11 解析 1 因描画小灯泡的伏安特性曲线,需测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,为了调剂便利,滑动变阻器用阻值较小的,故挑选 D. 2电压表有示数,说明通过电压表的电路为通路,而小灯泡不亮,通过与电压表并联的小灯泡的电路为断路,所以导线 电压表没有接入电路,所以d 断开；如电压表示数为零,而电流表有示数,说明电路接通,h 断开；如电压表、电流表示数不能调为零,是由于滑动变阻器是限流式接法,故是 g 断开3描点画图,如下列图4设灯泡的电压为U,电流为 I,依据闭合电路欧姆定律得：U0U2IR0,所以 U 2R0IU0,代入数据 U 10I4,在灯泡的伏安特性曲线坐标图上画出该直线,其交点 U,I对应的电压电流值即为灯泡的实际电压、电流值,可得灯泡消耗的实际功率 PUI 0.30W. 答案 1D 2dhg 3见解析图 40.30 4某试验小组的同学在学校试验室中发觉一电学元件,该电学元件上标有“ 最大电流不超过名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6mA,最大电压不超过学习好资料欢迎下载他们设7V” ,同学们想通过试验描画出该电学元件的伏安特性曲线,计的一部分电路如图 12 所示,图中定值电阻 R1k ,用于限流；电流表量程为 10mA ,内阻约为 5；电压表 未画出 量程为 10V ,内阻约为 10k；电源电动势 E 为 12V ,内阻不计图 12 1试验时有两个滑动变阻器可供挑选：A阻值 0200,额定电流0.3A A” 或“B” B阻值 020,额定电流0.5A 应选的滑动变阻器是_填“正确接线后,测得数据如下表：次数12345678910 U/V0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40 I /mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50 2由以上数据分析可知,电压表应并联在M 与 _填“O” 或“P” 之间；3在图 12 中将电路图补充完整；4从表中数据可知,该电学元件的电阻特点是：_ _. 答案 1A 2P 3电路图见解析图4当元件两端的电压小于 6V 时,元件电阻特别大,不导电；当元件两端电压大于6V 时,随着电压的上升电阻逐步变小解析 1 滑动变阻器 A 答应的最大电压为 0.3× 200V 60V 12V ,滑动变阻器 B 两端所能加的最大电压为 0.5× 20V 10V 12V ,为保证安全,滑动变阻器应选 A. 6.42由表中试验数据可知,电学元件电阻最小测量值约为：R0.00551163.6 ,电流表内阻约为 5,电压表内阻约为10k,相对来说,元件电阻远大于电流表内阻,电流表应采纳内接法,因此电压表应并联在 M 与 P 之间3描画伏安特性曲线,电压与电流应从零开头变化,滑动变阻器应采纳分压式接法,由 2可知,电流表采纳内接法,试验电路图如下列图：4由表中试验数据可知,当元件两端的电压小于6V 时,电路电流很小,几乎为零,由欧姆名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载定律可知,元件电阻特别大,不导电；当元件两端电压大于 速增大,电压与电流的比值减小,电阻变小6V 时,随着电压的上升电流迅学问专题练训练 15 题组 1 电表读数和多用电表的使用11用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中 S 为挑选开关, P 为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的次序填写 在下面的横线上 _a将两表笔短接,调剂 P 使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出 c旋转 S 使其尖端对准欧姆挡×1k d旋转 S 使其尖端对准欧姆挡×100 Rx的阻值后,断开两表笔e旋转 S 使其尖端对准沟通 500V 挡,并拔出两表笔图 1 依据如图 1 所示指针位置,此被测电阻的阻值约为 _ .2下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确选项 _A测量电阻时假如指针偏角过大,应将挑选开关S 拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量B测量电阻时,假如红、黑表笔分别插在负、正插孔,就会影响测量结果 C测量电路中的某个电阻,应当把该电阻与电路断开 D测量阻值不同的电阻时都必需重新调零 答案 1cabe30k 2AC 解析 1测量几十千欧的电阻Rx 我们一般挑选较大的挡位先粗测,使用前应先进行欧姆调零,然后依据欧姆表的示数,再更换挡位,重新欧姆调零,再进行测量；使用完毕应将挑选开关置于 OFF 位置或者沟通电压最大挡,电阻的阻值 30k .拔出表笔 欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测2欧姆挡更换规律“ 大小,小大 ” ,即当指针偏角较大时,说明待测电阻较小,应换较小的挡位；反之应换较大的挡位电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡肯定要进行欧姆调零,测量电阻肯定要断电作业题组 2 测量电阻的试验22022 ·安徽 ·21某同学为了测量一个量程为3V 的电压表的内阻,进行了如下试验名师归纳总结 1他先用多用表进行了正确的测量,测量时指针位置如图2 所示,得出电压表的内阻为第 10 页,共 15 页3.00× 103,此时电压表的指针也偏转了已知多用表欧姆挡表盘中心刻度值为“15” ,表- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 内电池电动势为学习好资料欢迎下载1.5V ,就电压表的示数应为_V 结果保留两位有效数字图 2 图 3 2为了更精确地测量该电压表的内阻RV,该同学设计了如图3 所示的电路图,试验步骤如下：A断开开关S,按图 3 连接好电路；3V 的位置；1.5VB把滑动变阻器R 的滑片 P 滑到 b 端；C将电阻箱R0的阻值调到零；D闭合开关S；E移动滑动变阻器R 的滑片 P 的位置,使电压表的指针指到F保持滑动变阻器R 的滑片 P 的位置不变,调剂电阻箱R0的阻值使电压表指针指到的位置,读出此时电阻箱R0 的阻值,此值即为电压表内阻RV 的测量值；G断开开关S. 试验中可供挑选的试验器材有：a待测电压表b滑动变阻器：最大阻值 2000 c滑动变阻器：最大阻值 10d电阻箱：最大阻值 9999.9 ,阻值最小转变量为 0.1 e电阻箱：最大阻值 999.9 ,阻值最小转变量为 0.1 f电池组：电动势约 6V,内阻可忽视g开关、导线如干依据这位同学设计的试验方法,回答以下问题：要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,仍应从供应的滑动变阻名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 器中选用 _填“学习好资料欢迎下载d” 或“e” b” 或“c”,电阻箱中选用_填“电压表内阻 RV 的测量值 R 测和真实值 R 真相比, R 测_R 真填“>” 或“<” ；如 RV越大,就|R测R真| 越_填“ 大” 或“ 小”R真答案 11.0 2cd>小解析 1 欧姆表的中值电阻即为其内阻值由欧姆挡中心刻度值为“ 15” 可知欧姆表内阻为1.5× 10 3 ,依据电阻分压原理可知,电压表的示数 U RV R内 E·RV 3× 10 31.5× 10 1.53× 3× 10 3V 1.0V. 2 明确半偏法测电阻的试验原理由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知,滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻,故滑动变阻器选 大于电压表内阻,故电阻箱选 d. c.电阻箱的最大阻值应与电压表内阻相近或接入电阻箱后, 电路总电阻阻值变大,干路电流变小, 变阻箱 R0 和电压表分担的电压变大,|R测R真| 就 UR0>URV,故 R 测>R 真RV 越大, R 测越接近真实值,故 越小R真题组 3 描画小灯泡 或者其他元件 的伏安特性曲线3某探究小组要描画一个标有“4V,1W” 的小灯泡的RU 曲线,所供挑选的器材除了导线和开关外,仍有以下一些器材可供挑选：A电压表 V 量程 5V ,内阻约为 5k B直流电源 E电动势 4.5V,内阻不计 C电流表 A 1量程 150mA ,内阻约为 2 D电流表 A 2量程 300mA ,内阻约为 1 E滑动变阻器 R1阻值 010 F滑动变阻器 R2阻值 0200 1试验中要求小灯泡电压从零逐步增大到额定电压,测量误差尽可能小且便利调剂,电流表应选用 _,滑动变阻器应选用 电路图_ 填写仪器符号 请在虚线框中画出该试验的名师归纳总结 2依据试验数据, 运算并描画出了RU 图象,如图 4 所示由图象可知, 当所加电压为3.0V第 12 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载时,小灯泡实际消耗的电功率为 _W 运算结果保留两位有效数字 图 4 3小灯泡的 PU 图象及 I U 图象如图 5 甲、乙所示就小灯泡的电功率 P 随电压 U 变化的曲线是 _；小灯泡的伏安特性曲线是 _填“a” 、“b” 、“c” 、“d” 图 5 答案 1A 2R1 见解析图 20.75 3bc解析 1 待测小灯泡为 “ 4V,1W” ,故其额定电流 IP U0.25A 250mA ,故电流表只能选择 A2；要描画小灯泡 RL 的 RU 曲线,电压要从 0 开头连续可调,故滑动变阻器采纳分压式接法, 为便利试验操作滑动变阻器应选 R1.灯泡正常发光时的电阻 RU I 4 0.2516,电压表内阻约为 5k,电流表内阻约为 1,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采纳外接法；描画灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开头变化,滑动变阻器应采纳分压式接法,试验电路图如下列图2U2当电压为 3V 时,由题图可知小灯泡的电阻为 12,故此时小灯泡消耗的实际功率 PR2312W0.75W. 2U3灯泡电功率 PR,由于灯泡电阻随温度的上升而增大,由小灯泡的 RU 图象可知, U变大, I 变大,而 PIU,因此 PU 图象的斜率应随电压的增大而增大,故 b 正确；由小灯泡的 RU 图象可知随电压的增大灯泡的电阻增大,故 R逐步减小,故 1 IU 图象的斜率随电压的增大而减小,故 c 正确4要描画一个标有“3V, 0.8W” 小灯泡的伏安特性曲线,已选用的器材有：电源 电动势为 4.5V,内阻约 1 电流表 量程为 0300mA ,内阻约 5 电压表 量程为 03V ,内阻约 3k 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 滑动变阻器 最大阻值学习好资料欢迎下载10,额定电流1A 开关一个和导线如干1 为便于试验操作,并确保试验有尽可能高的精度,就试验的电路图应选用下图中的_填字母代号 2图 6 是试验器材实物图,图中已连接了部分导线请依据在 1问中所选的电路图补充完成图中实物间的连线用笔画线代替导线图 6 3测量终止后, 先把滑动变阻器滑片移到_填“ 左端” 或“ 右端”,然后断开开关,接着拆除导线,整理好器材4试验得到小灯泡的伏安特性曲线如图7 所示 由图象可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而 _ 填“ 不变” 、“ 增大” 或“ 减小”图 7 答案 1C 2如下列图名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3左端4增大学习好资料欢迎下载名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页