專題：電學(xué)實驗綜合應(yīng)用

專題：電學(xué)實驗綜合應(yīng)用第一頁，共67頁。

電學(xué)實驗是高考必考內(nèi)容，考查的重點包括儀器的選擇、讀數(shù)、實驗器材的連接、實驗數(shù)據(jù)處理、誤差分析，以及多用電表的使用、測電阻的方法、滑動變阻器的使用、電流表和電壓表的使用等。高考電學(xué)實驗考查的重點是測量性實驗和探究性實驗，而實驗的創(chuàng)新與設(shè)計是當前高考對實驗考查的一項核心能力。2023/4/17第二頁，共67頁。二、控制電路的確定方法

滑動變阻器控制電路的方式有分壓和限流兩種，下列幾種情況必須選用分壓接法：

(1)要求被控制電路的電流(或電壓)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(如：測定導(dǎo)體的伏安特性電路)；

(2)被控制電路的電阻Rx遠大于滑動變阻器的最大值R0時；

(3)實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時；

(4)若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過電表或電器的額定值時。2023/4/17第三頁，共67頁。

電學(xué)實驗器材和電路選擇的原則是安全、精確和方便。具體如下：

(1)電源的選擇一般可以根據(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壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度。三、電學(xué)儀器的選擇2023/4/17第四頁，共67頁。(3)變阻器的選擇所選用的變阻器的額定電流應(yīng)大于電路中通過變阻器的最大電流，以確保變阻器的安全；為滿足實驗中電流變化的需要和調(diào)節(jié)的方便，在分壓式接法中，應(yīng)選用電阻較小而額定電流較大的變阻器，在限流式接法中，變阻器的阻值不能太小。2023/4/17第五頁，共67頁。?探究一測量性實驗

電學(xué)測量性實驗的核心是電阻的測量，其基本原理是歐姆定律。具體問題中涉及純電阻阻值的測量、電表內(nèi)阻的測量、電源內(nèi)阻的測量，其主要方法是伏安法、替換法等。2023/4/17第六頁，共67頁。2023/4/17第七頁，共67頁。2023/4/17第八頁，共67頁。

【點撥】(1)電流表可以顯示其電流情況，只要能測得其兩端電壓即可得到電流表內(nèi)阻，但本題電流表兩端的電壓很小，電壓表量程較大，如何解決這一問題呢？(2)電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié)，這對滑動變阻器的連接有什么要求呢？2023/4/17第九頁，共67頁。2023/4/17第十頁，共67頁。2023/4/17第十一頁，共67頁。2023/4/17第十二頁，共67頁。變式題2023/4/17第十三頁，共67頁。變式題2023/4/17第十四頁，共67頁。2023/4/17第十五頁，共67頁。?探究點二驗證性實驗

電學(xué)實驗中涉及的驗證性實驗一般是通過電壓、電等電學(xué)參量的直接測量達到相應(yīng)的驗證目的。2023/4/17第十六頁，共67頁。

例2

發(fā)光二極管是目前很多用電器的指示燈的電子元件，二極管的特性是只有電流從標有“＋”號的一端流入，從標有“－”號的一端流出時，它才能發(fā)光，這時可將它視為一個純電阻?，F(xiàn)有某廠家提供的某種型號的發(fā)光二極管的伏安特性曲線，如圖5－12－2所示。

(1)已知該型號的發(fā)光二極管的正常工作電壓為4.0V。若用電動勢為9V，內(nèi)阻可以忽略不計的直流電源供電，為使該二極管正常工作，需要在電源和二極管之間串聯(lián)一只阻值為________Ω的定值電阻(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。2023/4/17第十七頁，共67頁。2023/4/17第十八頁，共67頁。

【點撥】(1)由圖象可以得到什么信息？(2)如何選取電壓表和電流表？依據(jù)是什么？

【答案】(1)71

(2)V2

A2

(3)如圖所示2023/4/17第十九頁，共67頁。

【點評】描繪某種元件的伏安特性曲線，方法的實質(zhì)是伏安法測電阻，所以關(guān)于電流表內(nèi)外接的確定方法與伏安法測電阻相同。2023/4/17第二十頁，共67頁。?探究點三探究性實驗

某實驗小組探究一種熱敏元件的電阻隨溫度變化的特性?，F(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定并且可讀出其大小)、電壓表、待測元件、保溫容器、溫度計、開關(guān)和導(dǎo)線等。2023/4/17第二十一頁，共67頁。

2023/4/17第二十二頁，共67頁。

(1)若用上述器材測量該元件的阻值隨溫度變化的特性，請你用筆連線畫出實物連接圖。

(2)實驗的主要步驟：

a．正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；

b．在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，記錄________和________，斷開開關(guān)；c．重復(fù)第b步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)。2023/4/17第二十三頁，共67頁。2023/4/17第二十四頁，共67頁。

【點撥】注意本題中電源的特性——能顯示電流。

【答案】(1)如圖所示

(2)電壓表示數(shù)溫度計示數(shù)

(3)100＋1.6t(其中100±1,1.6±0.1均可)

(4)小

(5)B2023/4/17第二十五頁，共67頁。

【點評】本題是一道電學(xué)探究性實驗題目，測量方法相當于伏安法測電阻。2023/4/17第二十六頁，共67頁。?探究點四實驗的創(chuàng)新與設(shè)計2023/4/17第二十七頁，共67頁。2023/4/17第二十八頁，共67頁。

(1)請對照電路圖連接實物(導(dǎo)線不得交叉)(2)請推導(dǎo)被測電阻Rx的表達式(用物理符號表示)。2023/4/17第二十九頁，共67頁。

【點撥】根據(jù)題意，本題中不能把電壓表視為理想電表。2023/4/17第三十頁，共67頁。

【點評】本實驗電路設(shè)計的成功之處就是巧妙地消去了電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，避免了實驗原理上的誤差，所以凡是沒有考慮電壓表內(nèi)阻的推導(dǎo)過程不可。2023/4/17第三十一頁，共67頁。變式題2023/4/17第三十二頁，共67頁。2023/4/17第三十三頁，共67頁。

其主要實驗步驟如下：

A．選取器材，按圖5－12－6連接電路B．用伏安法測定電阻絲的阻值R；

C．用刻度尺測出電阻絲的長度L；

D．依次減小電阻絲的長度，保持電路其他部分不變，重復(fù)步驟B、C；

E．處理數(shù)據(jù)，根據(jù)下列測量結(jié)果，找出電阻絲值與長度的關(guān)系。2023/4/17第三十四頁，共67頁。2023/4/17第三十五頁，共67頁。2023/4/17第三十六頁，共67頁。?探究點五常見的測量電阻的方法測量電阻的實驗題經(jīng)常在高考題中出現(xiàn)，下表供參考。2023/4/17第三十七頁，共67頁。2023/4/17第三十八頁，共67頁。2023/4/17第三十九頁，共67頁。2023/4/17第四十頁，共67頁?！敬鸢浮?1)電路圖如圖所示2023/4/17第四十一頁，共67頁。

【點評】①分析題意可知需測量電流表A1的內(nèi)阻，按常規(guī)方法應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但經(jīng)分析可知即使該電流表滿偏，其兩端的電壓也僅為0.4V，遠小于量程10V。這恰恰就是本題設(shè)計考核學(xué)生應(yīng)變能力的“陷阱”。②此題也可理解為“將已知內(nèi)阻的電流表當成電壓表使用”，這實際也是伏安法的一種推廣形式。2023/4/17第四十二頁，共67頁。2023/4/17第四十三頁，共67頁。2023/4/17第四十四頁，共67頁。2023/4/17第四十五頁，共67頁。2023/4/17第四十六頁，共67頁。2023/4/17第四十七頁，共67頁。

回答下列問題：

(1)根據(jù)圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線．2023/4/17第四十八頁，共67頁。2023/4/17第四十九頁，共67頁。2023/4/17第五十頁，共67頁。2023/4/17第五十一頁，共67頁。2023/4/17第五十二頁，共67頁。2023/4/17第五十三頁，共67頁。2023/4/17第五十四頁，共67頁。2023/4/17第五十五頁，共67頁。2023/4/17第五十六頁，共67頁。2023/4/17第五十七頁，共67頁。2023/4/17第五十八頁，共67頁。2023/4/17第五十九頁，共67頁。2023/4/17第六十頁，共67頁。專題十二

│教師備用題2023/4/17第六十一頁，共67頁。2023/4/17第六十二頁，共