高考知識(shí)點(diǎn)巡查專題29電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、專題二十九 電學(xué)實(shí)驗(yàn)雷區(qū)掃描本部分常見(jiàn)的失分點(diǎn)有：1.電路圖的實(shí)物連接錯(cuò)誤.2.電流表的內(nèi)接法和外接法的選擇不當(dāng).3.滑動(dòng)變阻器的分壓式接法和限流式接法的選擇不正確.4.儀器的選擇，如電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器的選擇有誤.5.對(duì)設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，不能將實(shí)驗(yàn)方法遷移.6.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理不妥.造成以上失誤的原因是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不清，實(shí)驗(yàn)方法掌握不牢 ，儀器性能不了解.排雷示例例1.（2000年全國(guó)）從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).器材（代號(hào)）規(guī)格電流表（A1）電流表（A2）電壓表（V）電阻（R1）滑動(dòng)變阻器（

2、R2）電池（E）電鍵（K）導(dǎo)線若干量程10 mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40 ）量程500A，內(nèi)阻=750 量程10 V，內(nèi)阻=10 k阻值約100 ，作保護(hù)電阻用總阻值約50 電動(dòng)勢(shì)1.5 V，內(nèi)阻很小。.5555555蠅（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào).（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1=_, 式中各符號(hào)的意義是：_.雷區(qū)探測(cè)本題較為新穎，旨在考查學(xué)生對(duì)教材中提供的測(cè)電阻的方法及儀器的使用原則是否掌握，對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的要求“簡(jiǎn)單、實(shí)用、準(zhǔn)確”的原則是否理解.雷區(qū)診斷1.有的同學(xué)在畫出的電路圖中，將電壓表V與待測(cè)電流表A1并聯(lián)，這些同學(xué)認(rèn)為：要測(cè)電流表A1的內(nèi)

3、阻，必須要測(cè)出加在電流表A1兩端的電壓U.而測(cè)電壓當(dāng)然要用電壓表，根本沒(méi)有考慮會(huì)不會(huì)造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差.2.有的同學(xué)則采用變阻器的限流式接法，出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的同學(xué)，沒(méi)有意識(shí)到變阻器限流和分壓連接對(duì)本實(shí)驗(yàn)中“操作方便、能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)及測(cè)量結(jié)果有盡可能高的準(zhǔn)確度”會(huì)有什么不同.正確解答 （1）當(dāng)有電流流過(guò)電流表A1時(shí)，A1的兩端必有一定的電壓.如果能測(cè)出電壓U，并讀出電流表A1指針?biāo)甘镜碾娏髦礗1，則由歐姆定律就可求出A1的內(nèi)阻r1=U/I1.怎樣測(cè)A1兩端的電壓U呢？一般說(shuō)將給定的電壓表V與A1并聯(lián)就行了.但從本題條件看，這樣做測(cè)得的結(jié)果是很不準(zhǔn)確的.因?yàn)橛深}中所給的電流表A1的規(guī)格可知，A1兩

4、端的最大電壓僅為1010-340=0.40 V,而電壓表V的量程為10 V，將V并聯(lián)在A1的兩端，其指針的偏轉(zhuǎn)很小，還不到滿偏的二十分之一，所以用這個(gè)電壓表V來(lái)測(cè)量A1兩端的電壓是很不準(zhǔn)確的.其實(shí)，從實(shí)質(zhì)上看，電壓表就是電流表，只不過(guò)電流表主要是用來(lái)測(cè)電流的，表盤刻度標(biāo)示是通過(guò)該表的電流，而電壓表主要是用來(lái)測(cè)電壓的，表盤刻度標(biāo)示是該電壓表兩端的電壓，即流過(guò)該電壓表的電流與其內(nèi)阻的乘積.理解了這一點(diǎn)后，本題中，如用電流表A2與待測(cè)電流表A1并聯(lián)，由電流表A2指針讀出電流I2，再乘以A2的內(nèi)阻r2就是A1兩端的電壓，即U=I2r2，由題給的A2的規(guī)格可知，A2兩端的電壓最大等于50010-6750

5、=0.375V.可見(jiàn)用A2來(lái)測(cè)量A1兩端的電壓，其準(zhǔn)確度要比電壓表V高得多.題中說(shuō)明電阻R1是保護(hù)電阻，它是用來(lái)保護(hù)電流表A1、A2不被燒壞.故A1和A2并聯(lián)后應(yīng)與R1串聯(lián).考慮到題目要求實(shí)驗(yàn)用的電路應(yīng)滿足“操作方便，能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，而且測(cè)量結(jié)果有盡可能高的準(zhǔn)確度”，應(yīng)將變阻器R2連成分壓電路，因?yàn)榇穗娐分屑釉诖郎y(cè)電流表A1兩端的可調(diào)電壓范圍要比將A1與A2并聯(lián)后再與變阻器R2、保護(hù)電阻R1、電源E、電鍵K串聯(lián)而成的限流電路的可調(diào)范圍大，因而測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度更高.圖291（2）A1、A2并聯(lián)，有I1r1=I2r2,因而A1的內(nèi)阻等于r1=r2.正確答案：（1）如圖291（2）r1=r2,I1表

6、示通過(guò)電流表A1的電流，I2表示通過(guò)電流表A2的電流，r2是電流表A2的內(nèi)阻.例2.（2001年全國(guó)）圖292中E為電源，其電動(dòng)勢(shì)為,R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱，A為電流表.用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得A的內(nèi)阻RA：閉合K1，斷開(kāi)K2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0；保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0/2，然后讀出R2的值，取RAR2.（1）按圖292（1）所示電路在292（2）所給出的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線.圖292（2）真實(shí)值與測(cè)量值之差除以真實(shí)值叫做測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差，即（RA-R2）/RA.試導(dǎo)出它與電源電動(dòng)勢(shì)、電流表量程I0及電流表內(nèi)阻RA的關(guān)系式.（3

7、）若I0=10 mA，真實(shí)值RA為30 ，要想使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差不大于5%，電源電動(dòng)勢(shì)最小應(yīng)為多少伏？雷區(qū)探測(cè)本題旨在考查學(xué)生的實(shí)物圖連接及對(duì)新知識(shí)的理解、知識(shí)的遷移能力.雷區(qū)診斷1.電路連接錯(cuò)誤，電阻箱或變阻器接錯(cuò).電路連錯(cuò)的同學(xué)，一般是對(duì)電阻箱和滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)原理不清楚.2.不能正確推導(dǎo)出表達(dá)式=RA.有相當(dāng)一部分同學(xué)接受新知識(shí)的能力較差，沒(méi)有理解相對(duì)誤差這一概念，有的同學(xué)雖然明白了相對(duì)誤差的概念，但不能正確運(yùn)用閉合電路歐姆定律對(duì)步驟和中的情況列出方程，導(dǎo)致表達(dá)式寫錯(cuò).正確解答 首先題中給出了實(shí)驗(yàn)電路圖，讓連接實(shí)物圖，只要正確識(shí)別各元件的結(jié)構(gòu)，找出兩圖中符號(hào)與實(shí)物元件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，連接

8、相應(yīng)的導(dǎo)線即完成連接，第二要求相對(duì)誤差，就要理解什么是相對(duì)誤差，還需要弄清本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因.閉合K1，斷開(kāi)K2時(shí)，電流表讀數(shù)I0=；保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，當(dāng)電流表讀數(shù)等于I0/2時(shí)，題中取RA=R2，即認(rèn)為R2中電流也為I0/2，總電流仍為I0，實(shí)際上，當(dāng)R2與RA并聯(lián)后，閉合電路的總電阻減小了，總電流II0,R2中電流大于I0/2，所以R2將小于RA，這就造成本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量值R2小于實(shí)際值RA，產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)誤差.只要我們利用兩個(gè)步驟的電路，用閉合電路歐姆定律，找出R2與RA的實(shí)際關(guān)系，問(wèn)題就解決了.（1）連線如圖所示.圖293（2）由步驟得=I0由步驟得=解得 =RA(3)6V例

9、3.（1998年全國(guó)）圖294在LC振蕩電路中，如已知電容C，并測(cè)得電路的固有振蕩周期T，即可求得電感L.為了提高測(cè)量精度，需多次改變C值并測(cè)得相應(yīng)的T值.現(xiàn)將測(cè)得六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖中用“”表示的的點(diǎn).（1）T、L、C的關(guān)系為_(kāi).（2）根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線.（3）求得的L值是_.雷區(qū)探測(cè)本題考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法之一：圖線法，要求學(xué)生知道怎樣根據(jù)描的點(diǎn)畫線.雷區(qū)診斷畫出的T2C圖不是直線或雖是直線但誤差太大，導(dǎo)致求得的L值偏差太大.正確解答 由T=2知，T2=42LC，因此T2C圖線為過(guò)原點(diǎn)（0，0）的直線，而許多同學(xué)未搞清這一關(guān)系，

10、盲目連線，有的逐點(diǎn)連接起來(lái)，畫成了折線，有的畫成了曲線，有的不知道怎樣過(guò)平均位置，有的誤認(rèn)為（1，10）為原點(diǎn)（0，0）而使所畫直線偏差太大.圖295將題給坐標(biāo)圖中用“”標(biāo)示的數(shù)據(jù)點(diǎn)連成一條直線，所測(cè)得的六組數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近這條直線且均勻分布在直線的兩側(cè)，如圖295所示，在直線上任取兩點(diǎn)，為減小誤差，所取的兩點(diǎn)間隔應(yīng)盡可能大.由T=2得：L=,L=代入數(shù)據(jù)得L=0.0368 H.答案：（1）T=2(2)如圖，圖線應(yīng)為一條直線，數(shù)據(jù)點(diǎn)盡可能靠近直線且均勻分布在直線兩側(cè).（3）在0.0351 H0.0389 H范圍例4.（1999年上海）下圖296為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.圖296（1）

11、將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.（2）如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后（A）將原線圈迅速插入副線圈時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下（B）將原線圈插入副線圈后，電流計(jì)指針一直偏在零點(diǎn)右側(cè)（C）原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下（D）原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下雷區(qū)探測(cè)本題考查學(xué)生對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解以及原副線圈的作用.改變?cè)€圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的方法即改變滑動(dòng)變阻器的阻值.雷區(qū)診斷個(gè)別同學(xué)連線錯(cuò)誤，原因之一是分不清哪個(gè)線圈是原線圈，哪個(gè)是副線圈，電流表是接在原線圈上還是副線圈上，原因之二是

12、對(duì)滑動(dòng)變阻器的接法還不熟悉；有的同學(xué)因不清楚原線圈插入過(guò)程中必然存在先快后慢的問(wèn)題，認(rèn)為磁通量一直增大，是其變化率也一直增大，因而錯(cuò)選B.正確解答 （1）如圖297所示圖297（2）AD例5.（1999年全國(guó)）圖298為測(cè)量電阻的電路.Rx為待測(cè)電阻.R的阻值已知.R為保護(hù)電阻，阻值未知.電源E的電動(dòng)勢(shì)未知.K1、K2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān).A為電流表，其內(nèi)阻不計(jì).（1）按圖298所示的電路，在圖299的實(shí)物圖上連線.圖298 圖299（2）測(cè)量Rx的步驟為：將K2向d閉合，K1向_閉合，記下電流表讀數(shù)I1.再將K2向c閉合，K1向_閉合，記電流表讀數(shù)I2.計(jì)算Rx的公式是Rx=_.雷區(qū)探測(cè)本題考查

13、實(shí)物連接及單刀雙擲開(kāi)關(guān)的使用，同時(shí)要注意怎樣閉合電鍵才能使電流表有示數(shù).雷區(qū)診斷因部分同學(xué)對(duì)單刀雙擲開(kāi)關(guān)不熟悉而導(dǎo)致連線錯(cuò)誤.個(gè)別同學(xué)因理不清電路結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致第（2）問(wèn)失誤，使電流表被短路.正確解答 （1）如圖2910所示圖2910（2)a,b,排雷演習(xí)1.用多用電表測(cè)電阻.（1）每次換擋后，需重新_，再進(jìn)行測(cè)量.圖2911（2）如果表的指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)撥至倍率較_（填大或?。┑膿跷簧?（3）某次測(cè)量電阻時(shí)，表的指針位置如圖2911所示，則該電阻的測(cè)量值是_.2.用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有的器材規(guī)格如下：（1）待測(cè)電阻Rx(約100）（2）電流表A1（量程1

14、0 mA，內(nèi)阻50 )(3)電流表A2（量程30 mA，內(nèi)阻40 )(4)電壓表V1（量程4 V，內(nèi)阻5 k)(5)電壓表V2（量程10 V，內(nèi)阻10 k)(6)直流電源（輸出電壓4 V，內(nèi)阻不計(jì)）（7）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍015 ，允許最大電流1 A）（8）電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_，應(yīng)采用電流表的_接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用_接法.圖29123.如圖2912所示，P是一根表面均勻地鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管（其長(zhǎng)度L為50 cm左右，直徑D為10 cm左右）.鍍膜材料的電阻率已知，管的兩端有導(dǎo)電箍MN.現(xiàn)給你米尺，電壓表V，電流

15、表A，電源，滑動(dòng)變阻器R，電鍵K和導(dǎo)線若干.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定膜層厚度d的實(shí)驗(yàn)方案.（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是_.（2）在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電路圖.（3）計(jì)算膜層厚度的公式是_.4.實(shí)驗(yàn)桌上備有下列器材：標(biāo)有“8 V、4 W”燈泡一個(gè)；電動(dòng)勢(shì)=9 V，內(nèi)阻不計(jì)的電源一個(gè)；量程為00.6 A3 A雙量程電流表一個(gè)，內(nèi)阻0.5 .量程為03 V15 V雙量程電壓表一個(gè)，內(nèi)阻依次為6 k和30 k.滑動(dòng)變阻器一個(gè)，R（0100 ）額定電流為2 A，并有導(dǎo)線若干.要求從中選擇部分器材，組成電路，比較準(zhǔn)確地測(cè)出小燈泡在2 V、8 V等不同電壓時(shí)的實(shí)際功率，并且在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)燈泡不易燒壞，電路消耗功率較小

16、.（1）電流表的量程選_，電壓表的量程選_.（2）按你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路在圖2913所示實(shí)物中連線.圖2913 圖29145.在圖2914所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的，為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生先將萬(wàn)用表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察萬(wàn)用表指針的示數(shù)，在下列選擋中，符合操作規(guī)程的是A.直流10 V擋B.直流0.5 A擋C.直流2.5 V擋D.歐姆擋6. （2003年新課程，23）用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率.給定電壓表（內(nèi)阻約為50 k）、電流表（內(nèi)阻約為40 ）、滑線變阻器、電源、電鍵、

17、待測(cè)電阻（約為250 ）及導(dǎo)線若干.（1）畫出測(cè)量R的電路圖.（2）圖1中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：_.求出的電阻值R=_.（保留3位有效數(shù)字）（3）待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑，結(jié)果分別如圖2、圖3所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)，直徑為_(kāi).（4）由以上數(shù)據(jù)可求出=_.（保留3位有效數(shù)字）7.（1999年廣東高考）用圖2916中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12 V，5 W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3 A，0.6 A兩擋.圖2916內(nèi)阻可忽略，電壓表有15 V、3 V兩擋，內(nèi)阻很大.測(cè)量時(shí)要求加在

18、燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0調(diào)到12 V.(1）按要求在實(shí)物圖上連線（其中部分線路已經(jīng)連好）.(2)某次測(cè)量時(shí)電流表的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)A.8.用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪電場(chǎng)中的等勢(shì)線，下列情況中能夠?qū)崿F(xiàn)的是圖2917A.如圖中a，圓柱形電極A、B均接電源正極，用以模擬等量正電荷的電場(chǎng)B.如圖中b，圓柱形電極A接電源正極 ，圓環(huán)形電極B接電源負(fù)極，用以模擬正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)C.如圖中c，兩平行的長(zhǎng)條形電極分別接電源正、負(fù)極，用以模擬勻強(qiáng)電場(chǎng)D.如圖中d，圓柱形電極A接電源負(fù)極，用以模擬負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)圖29189.有個(gè)未知電阻Rx，用圖2918中（a)和（b）兩種電路分別對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量.用（a）圖電路測(cè)量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為6 V、6 mA ,用（b）圖電路測(cè)量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為5.9 V、10 mA，則用_圖所示電路測(cè)該電阻的阻值誤差較小，測(cè)量值Rx=_,測(cè)量值比真實(shí)值偏_（填“大”或“小”）.10.（1）實(shí)驗(yàn)室有一塊量程為500 A，內(nèi)電阻Rg約為200 的電流表（也稱微安表），需要準(zhǔn)確測(cè)量它的內(nèi)電阻，有人根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路.電路中部分器件的規(guī)格如下：未校準(zhǔn)的電流表（也稱毫安表）mA:量程1 mA，內(nèi)電阻約100 滑動(dòng)變阻器R1：20 ,1 A電阻箱R2:999.9 直流電源E：電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻很小.為了保證實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的安全（即不