2023新教材高考物理二轮专题复习学案-专题十七电学实验.docx
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1、专题十七 电学实验高频考点能力突破考点一电学基本器材的使用与读数1电压表、电流表、多用电表的读数技巧对电表读数问题,要先弄清楚电表的分度值,即每小格的数值,再确定是12、15还是110估读,明确读数的小数位数2多用电表的使用问题在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零,掌握测量电阻的步骤3电表的“三用”如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即“一表三用”例1 (1)如图甲所示,电压表选03 V量程时的读数为_ V,电压表选015 V量程时的读数为_ V(2)如图乙所示,电流表选00.6 A量程时的读数为_
2、A,电流表选03 A量程时的读数为_ A(3)如图丙所示,电阻箱的读数为_解题心得预测1如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时,表针如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为_ ;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是_(选填“10”“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_ mA;当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_ mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所
3、测电压为_ V考点二以测量电阻为核心的电学实验1电阻的测量电阻测量首先要根据实验目的、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路从供电方式上又可分为限流电路和分压电路(1)有电压表、电流表且量程恰当时选择“伏安法”(2)电压表不能用或没有电压表等情形下,若精确知道电流表内阻,可以将电流表当作电压表使用,即选择“安安法”(3)电流表不能用或没有电流表等情况下,若精确知道电压表内阻,可以将电压表当作电流表使用,即选择“伏伏法”(4)在运用伏安法测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全精确的原则,选择“伏安加R法
4、”,此法又叫“加保护电阻法”2实验器材的选择(1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏例2 2022全国甲卷某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 ),微安表(量程100 A,内阻Rg待测,约1 k),滑动变阻器R(最大阻值10 ),定值电阻R0(阻值10 ),开关S,导线若干(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;(2
5、)某次测量中,微安表的示数为90.0 A,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rg_ .解题心得例3 2022全国乙卷一同学探究阻值约为550 的待测电阻Rx在05 mA范围内的伏安特性可用器材有:电压表(量程为3 V,内阻很大),电流表(量程为1 mA,内阻为300 ),电源E(电动势约为4 V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10 或1.5 k),定值电阻R0(阻值可选75 或150 ),开关S,导线若干(1)要求通过Rx的电流可在05 mA范围内连续可调,将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图;(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为_(填“10 ”或“
6、1.5 k”)的滑动变阻器,R0应选阻值为_(填“75 ”或“150 ”)的定值电阻;(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时Rx两端的电压为_ V,流过Rx的电流为_ mA,此组数据得到的Rx的阻值为_ (保留3位有效数字)解题心得预测22022河北押题卷一金属线材料电阻未知且电阻分布不均匀,为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段,实验研究小组设计了如图所示电路,实验器材如下:未知电阻,阻值约为4.8 ;微安表(零刻度在表盘中间),一段接导线,另一端接表笔;定值电阻R1,阻值为10 ;电阻箱R2,阻值099.9 ;电流表
7、,量程00.6 A,内阻RA1 ;电压表,量程03.0 V,内阻约为3 000 ;滑动变阻器,010 ;电源,电动势为3 V;电键,导线若干实验过程如下:(1)按图连接电路,闭合电键之前,将滑动变阻器的滑片滑到最_端(填“左”或“右”);(2)将电阻箱R2的阻值调整到_ ,闭合电键;(3)将滑动变阻器R3的滑片调节到合适位置,连接微安表的表笔与未知电阻试触,防止微安表电流过大,不断改变表笔在未知电阻上的接触位置,直到_时,记录此次接触点的位置,即为等分电阻的位置;(4)保持表笔与记录的接触位置的接触,读出此时电流表和电压表的读数分别为_ A和_ V.(5)通过两表读数可以得到未知电阻的阻值为_
8、 .预测32022湛江市测试两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量实验步骤如下:a用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,求出平均值D;b调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表示数U、电流表示数I;c改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值(1)若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示,其示数为_ mm.(2)若选用某组U、I值,用RxUI算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比_(选填“偏小”“相等”或“偏大”)(3)根据多组测量得到的实验数
9、据绘出UI - x图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率_(用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响(4)用记录的数据绘制出U - I图像如图丁所示,由图像可知电源的内阻r_ .(结果保留两位有效数字)考点三电表的改装、多用电表的原理与使用例4 2022辽宁卷某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 A,内阻为1.2 k)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R140 ,R2360 .(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0_ mA;(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时_(填“大”或“小”);
10、(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b)中两个电路不考虑实验操作中的偶然误差,则使用_(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差解题心得预测42022重庆押题卷某兴趣小组利用所学知识自制一个欧姆表,他们先利用题图所示电路测量,一只量程为100 mA的电流表内阻,实验步骤如下:闭合S1,断开S2,调节滑动变阻器R1,使电流表达到满偏值I0100 mA;保持R1的滑片位置不变,闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表的读数如题图所示,然后读出此时电阻箱R2的阻值为12.8 ;(可认为电路总电流保持不变)计算出电流表内阻R0.(1)步骤中
11、电流表示数为_ mA,步骤中电流表内阻R0为_ .(2)题图为改装后的欧姆表电路示意图电源电动势为2 V、内阻很小可不计,S为单刀双掷开关,a、b为制作的两个挡位,其中一个是“1”挡,另外一个是“10”挡可计算出定值电阻R3为_ .(保留两位有效数字)(3)现使用该自制欧姆表测一未知定值电阻Rx的阻值,将开关S接到b处,完成欧姆调零后,在红黑表笔间接入Rx时电流表指针在题图所示位置,计算出Rx电阻为_ .预测5在“多用电表的使用”实验中:(1)甲同学利用多用电表测量电阻他用电阻挡“100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为_(填写选
12、项前的字母)A将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ”B将选择开关旋转到电阻挡“10”的位置C将选择开关旋转到电阻挡“1k”的位置D将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量(2)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量闭合开关,以下操作正确的是_A将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图1的电路测量小灯泡的电阻B将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图1的电路测量小灯泡两端的电压C将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图2的电路测量通过小灯泡的电流D将选择开关旋转到合适的电流挡,把图2中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电
13、流(3)丙同学将选择开关旋转到“直流250 mA”挡作为电流表,设计了如图3所示的电路,已知电流表内阻RA0.4 ,R1RA,R27RA.若将接线柱1、2接入电路时,最大可以测量的电流为_ A;若将接线柱1、3接入电路时,最大可以测量的电压为_ V.考点四以测量电源电动势为核心的电学实验1常见测量电源电动势和内阻的三种方法根据闭合电路欧姆定律EUIr,而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.2在数据处理问题中,利用图像得出电动势和内阻是常用的方法注意“化曲为直”例5 2022北京押题卷在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,可选用的器材有:A电压表V1:03 V,内阻约3
14、k;B电压表V2:015 V,内阻约15 k;C电流表A1:00.6 A,内阻约0.1 ;D电流表A2:03 A,内阻约0.01 ;E滑动变阻器R1:0100 ;F滑动变阻器R2:015 ;G开关S和导线若干(1)电流表应选用_,电压表应选用_,滑动变阻器应选用_;(选填项目前的符号)(2)用所选器材按照图连接好电路后,将滑动变阻器滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器,得到多组电流I和电压U.根实验数据,绘制出如图所示的U - I图像,由图线可求出E_ V,r_ ;(3)实验中,某同学发现电流表被损坏,他利用完好的电压表和实验室中的下述器材,仍然可以较准确测量电源电动势和内阻的是_
15、.A另一滑动变阻器B电阻箱C多个定值电阻(阻值为几欧)D量程合适的电压表(内阻未知)解题心得预测62022沧州二模某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为500 mA)实验室备有如下器材:A电压表V(量程为3 V,电阻RV约为 4.0 );B定值电阻R0(阻值为5 );C电阻箱R(0999.9 );D开关S一只,导线若干(1)为测量锂电池的电动势E和内阻r,该同学设计了如图甲所示的电路图请你帮助该同学按图甲所示的电路图,将图乙中实物连线补充完整(2)实验时,该同学通过改变电阻箱R的阻值,得到多组测量数据,根据测量数据作出1U - 1R图像,如
16、图丙所示则该锂电池的电动势E_ V、内阻r_ (结果均保留两位有效数字)该实验中电动势E的测量值偏小,造成此系统误差的主要原因是_预测72022福建押题卷某同学用多用电表做了以下两个实验:(1)用欧姆挡测量一电阻的阻值(约580 610 ),进行了如图甲所示的a、b、c、d四个操作,正确的顺序是_;其中步骤b的指针指在图乙所示的刻度处,该同学选择的倍率为_(选填“1”“10”或“100”);(2)欧姆挡进行电阻调零后,为了测量红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im,该同学设计了如图丙所示的电路,但电路中有一处接线错误,请指出:_;正确连接线路后,闭合开关,改变电阻箱的阻值,可得到多组电流表示数
17、I和电阻箱阻值R,作出1I - R图线如图丁,该图线纵轴截距为b,若忽略毫安表内阻,可得出Im_;若考虑到毫安表内阻的影响,这个测量值_真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)考点五电学其他实验例6 在“观察电容器的充、放电现象”实验中,对给定电容值为C的电容器充电后放电,无论采用何种放电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同(1)请在图甲中画出上述u - q图像类比直线运动中由v - t图像求位移的方法,可以推导出两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep_(用C和U表示)(2)在如图乙所示的放电电路中,R表示电阻阻值通过改变电路中元件的参数对同一电容器用相同的电压充电后进行两次放电
18、,对应的q - t图像分别如图丙中、所示a、两图像不同是_的改变造成的;b在实际应用中,有时需要电容器快速放电,有时需要电容器均匀放电依据a中的结论,说明实现这两种放电方式的途径_(3)如图丁所示,若某电容器的额定电压为2.7 V,电容为10 F,其充满电后储存的电能为_J(计算结果保留3位有效数字)解题心得预测8某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验(1)首先按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图乙所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转进行上述实验的目的是_A检查电流计测量电路的电流是否准确B检查干电池是否为新电池C推断电流计指针偏转方向与
19、电流方向的关系(2)接下来用图丙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿_(选填“顺时针”或“逆时针”)方向(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,表格中未完成的部分应填:_(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)实验记录表(部分)操作N极朝下插入螺线管从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场)原磁场通过螺线管磁通量的增减增加感应电流的方向沿逆时针方向感应电流的磁场B的方向(4)该小组同学通
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- 2023 新教材 高考 物理 二轮 专题 复习 十七 电学 实验
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