2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題八第2講2電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

PAGE9-電學(xué)試驗(yàn)1．熟知常規(guī)電學(xué)量的測(cè)量物理量測(cè)量工具、運(yùn)用方法或測(cè)量方法電壓①電壓表(會(huì)選用、會(huì)接線、會(huì)讀數(shù))；②電壓傳感器；③多用電表電壓擋；④靈敏電流計(jì)與大電阻串聯(lián)電流①電流表(會(huì)選用、會(huì)接線、會(huì)讀數(shù))；②電流傳感器；③多用電表電流擋；④靈敏電流計(jì)與小電阻并聯(lián)電阻①多用電表電阻擋(估測(cè))；②伏安法(外接法、內(nèi)接法)；③等效替代法測(cè)電阻；④電阻箱(接線、讀數(shù))；⑤滑動(dòng)變阻器(選用、接線)電動(dòng)勢(shì)①伏安法；②伏阻法；③安阻法等2．洞悉重要電學(xué)試驗(yàn)的考點(diǎn)(1)測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)運(yùn)用螺旋測(cè)微器)電路圖試驗(yàn)原理①測(cè)Rx：Rx＝eq\f(U,I)(伏安法)；②算ρ：Rx＝ρeq\f(L,S)，ρ＝eq\f(SRx,L)考查熱點(diǎn)①考讀數(shù)：U、I、L及d(待測(cè)金屬絲的直徑)；②考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇，實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇；③考運(yùn)算：U-I圖像求Rx，求電阻率ρ(2)描繪小燈泡的伏安特性曲線電路圖試驗(yàn)原理①電路：伏安法外接，滑動(dòng)變阻器分壓式；②圖象：U-I圖像為曲線(溫度上升，燈絲電阻增大)考查熱點(diǎn)①考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇，實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇；②考作圖：描點(diǎn)、連線畫(huà)U-I圖像；③考運(yùn)算：由U-I圖像求電阻、電功率(3)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻電路圖試驗(yàn)原理①伏安法：E＝U＋I(xiàn)r；②安阻法：E＝I(R＋r)；③伏阻法：E＝U＋eq\f(U,R)r考查熱點(diǎn)①考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇，實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇；②考作圖：描點(diǎn)連線畫(huà)U-I圖像；③考運(yùn)算：由U-I或eq\f(1,I)-R或eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像，求E、r(4)練習(xí)運(yùn)用多用電表裝置圖試驗(yàn)原理①V、A擋：相當(dāng)于電壓表、電流表；②Ω擋：閉合電路歐姆定律；③調(diào)零：機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零；④電流方向：紅表筆進(jìn)，黑表筆出考查熱點(diǎn)①考讀數(shù)：電壓、電流、電阻擋的讀數(shù)；②考運(yùn)用：歐姆表選擋、調(diào)零、規(guī)范操作等；③考黑箱：多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的元件(5)傳感器的簡(jiǎn)潔應(yīng)用裝置圖試驗(yàn)原理傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)考查熱點(diǎn)①考熱敏：熱敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)；②考光敏：光敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)[臨考必練]1．(1)如圖所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左至右分別為9mm長(zhǎng)10等分、19mm長(zhǎng)20等分、49mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_(kāi)_______mm、________mm、________mm。(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量?jī)筛煌碾娮杞z直徑，則金屬絲a的直徑如圖甲所示為_(kāi)_______mm，金屬絲b的直徑如圖乙所示為_(kāi)_______mm。解析：(1)左邊圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最終結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最終結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。右邊圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是7×0.02mm＝0.14mm，最終結(jié)果是3mm＋0.14mm＝3.14mm。(2)甲圖固定刻度示數(shù)為1.0mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最終的讀數(shù)為1.0mm＋15.0×0.01mm＝1.150mm。圖乙固定刻度示數(shù)為4.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為20.0，乘以精確度0.01mm，最終讀數(shù)4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。答案：(1)17.723.853.14(2)1.150(1.149或1.151均可)4.700(4.699或4.701均可)2．圖甲為多用電表的示意圖。(1)同學(xué)甲用該多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為20Ω的電阻，其測(cè)量步驟如下：①調(diào)整________，使指針停在刻度盤(pán)________(選填“左端”或“右端”)的“0”位置。②將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的________(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)擋位。③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)整________，使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)________(選填“左端”或“右端”)的“0”位置。④將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為_(kāi)_______。⑤測(cè)量完畢，將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”擋位置。(2)同學(xué)乙選用“100mA”直流電流擋測(cè)量電路中的電流，若指針偏轉(zhuǎn)狀況如圖乙所示，則電路中的電流為_(kāi)_______；同學(xué)丙選用“50V”直流電壓擋測(cè)量某兩點(diǎn)間電壓，若指針偏轉(zhuǎn)狀況如圖乙所示，則該電壓為_(kāi)_______。解析：(1)運(yùn)用多用電表時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，即調(diào)整指針定位螺絲，使指針停在刻度盤(pán)左端的“0”位置；測(cè)量阻值約為20Ω的電阻時(shí)，要運(yùn)用歐姆擋“×1”擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針停在刻度盤(pán)右端的“0”位置；依據(jù)題圖乙可知，被測(cè)電阻的阻值為19Ω。(2)用“100mA”的直流電流擋測(cè)電流時(shí)，讀數(shù)為44mA，用“50V”直流電壓擋測(cè)量某兩點(diǎn)間電壓時(shí)，讀數(shù)應(yīng)為22.0V。答案：(1)①指針定位螺絲左端②×1③歐姆調(diào)零旋鈕右端④19Ω(2)44mA22.0V3．在描繪標(biāo)有“6V3W”的小燈泡的伏安特性曲線的試驗(yàn)中，要求小燈泡兩端的電壓由零漸漸增加到6.0V，并便于操作。試驗(yàn)室供應(yīng)的器材有：A．學(xué)生電源(電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻約1Ω)B．電流表(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；量程為0～3A，內(nèi)阻約0.04Ω)C．電壓表(量程為0～6V，內(nèi)阻約3kΩ；量程為0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)D．滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω，最大允許電流1A)E．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1500Ω，最大允許電流0.3A)F．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)為了完成試驗(yàn)，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是________(選填“D”或“E”)，選用的試驗(yàn)電路圖應(yīng)為圖中的________(選填“甲”或“乙”)。(2)請(qǐng)依據(jù)(1)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物圖的連線。解析：(1)因要求小燈泡兩端的電壓由零漸漸增加到6.0V，所以滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，為了操作便利，應(yīng)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，即選用D，試驗(yàn)電路圖選用乙。(2)實(shí)物圖連線如圖所示。答案：(1)D乙(2)圖見(jiàn)解析4．在“測(cè)定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，被測(cè)金屬絲的電阻大約為6Ω，先測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l以及金屬絲的直徑d，接著用伏安法測(cè)出金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I，計(jì)算出它的電阻，再依據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率。在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的金屬絲外，還有如下供選擇的試驗(yàn)器材：直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻很??；電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.125Ω；電流表A2：量程0～3A，內(nèi)阻為0.025Ω；電壓表V1：量程0～3V，內(nèi)阻為3kΩ；電壓表V2：量程0～15V，內(nèi)阻為15kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10Ω，允許通過(guò)的最大電流為0.2A；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω，允許通過(guò)的最大電流為1.0A；開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。要求有較高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。(1)在可供選擇的器材中，應(yīng)當(dāng)選用的電流表是________，應(yīng)當(dāng)選用的電壓表是________，應(yīng)當(dāng)選用的滑動(dòng)變阻器是________。(填器材符號(hào))(2)依據(jù)所選的器材，在如圖所示虛線框中畫(huà)出試驗(yàn)電路圖。(3)用測(cè)得的物理量表示電阻率的表達(dá)式為ρ＝________(用字母表示)。解析：(1)電源電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，被測(cè)金屬絲電阻約為6Ω，干路中的最大電流約為0.75A，故電流表選A1，電壓表選V1；滑動(dòng)變阻器R1的最大允許電流0.2A太小，影響測(cè)量的范圍，所以滑動(dòng)變阻器選R2。(2)待測(cè)金屬絲電阻較小，電流表應(yīng)采納外接法，要求能測(cè)得多組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓接法，電路圖如圖所示。(3)由R＝eq\f(U,I)、R＝ρeq\f(l,S)及S＝π(eq\f(d,2))2＝eq\f(πd2,4)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(\f(U,I)·\f(πd2,4),l)＝eq\f(Uπd2,4Il)。答案：(1)A1V1R2(2)圖見(jiàn)解析(3)eq\f(Uπd2,4Il)5．某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：A．被測(cè)干電池一節(jié)B．電流表1：量程0～0.6A，內(nèi)阻RA＝0.3ΩC．電流表2：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1ΩD．電壓表1：量程0～3V，內(nèi)阻未知E．電壓表2：量程0～15V，內(nèi)阻未知F．滑動(dòng)變阻器1：0～10Ω，2AG．滑動(dòng)變阻器2：0～100Ω，1AH．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干在用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的試驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差，在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能精確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?填寫(xiě)器材前的字母)：電流表選擇________，電壓表選擇________，滑動(dòng)變阻器選擇________。(2)試驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的________(選填“甲”或“乙”)。(3)依據(jù)試驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖像，則在修正了試驗(yàn)系統(tǒng)誤差后，干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。解析：(1)因?yàn)橐还?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V左右，故電壓表選擇D；通過(guò)電源的電流不超過(guò)0.6A，因電流表1的內(nèi)阻已知，故電流表選擇B；電路采納限流式接法，滑動(dòng)變阻器選擇F。(2)因電流表內(nèi)阻已知，故可以采納相對(duì)電源的內(nèi)接法進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖中的甲。(3)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)電阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|－RA＝(eq\f(1.5－1.0,0.5)－0.3)Ω＝0.7Ω。答案：(1)BDF(2)甲(3)1.50.76．某試驗(yàn)小組要求用“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的試驗(yàn)測(cè)定小燈泡的功率，試驗(yàn)室給出了以下器材。A．待測(cè)小燈泡(額定電壓1.5V，額定功率約0.5W)B．電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約1Ω)C．電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約5Ω)D．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻很大)E．滑動(dòng)變阻器R1(總阻值25Ω)F．滑動(dòng)變阻器R2(總阻值1kΩ)G．標(biāo)準(zhǔn)定值電阻R3(阻值5.00Ω，阻值隨溫度的改變可忽視)H．電源(電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻不計(jì))，導(dǎo)線若干，開(kāi)關(guān)S一只(1)為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路，其中電流表應(yīng)當(dāng)選用________(選填“B”或“C”)，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________(選填“E”或“F”)；(2)試驗(yàn)中測(cè)得多組電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，在I-U坐標(biāo)系中作圖，得到如圖(b)所示圖像，由圖像可知，小燈泡在額定電壓下，其阻值為_(kāi)_______Ω，額定功率為_(kāi)_______W；(3)當(dāng)定值電阻R3兩端電壓為1.00V時(shí)，由圖(b)求出此時(shí)小燈泡電阻為_(kāi)_______Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，由圖像可知，燈絲電阻率隨通過(guò)電流的增大而________(選填“增大”“不變”或“減小”)。解析：(1)小燈泡的額定電流約為IL＝eq\f(P,U額)≈0.33A＝330mA，由圖(a)電路圖分析可知電流表應(yīng)選擇量程為300mA的，故選C；為了便利調(diào)整，應(yīng)選擇阻值較小的滑動(dòng)變阻器，選E。(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.30A時(shí)，定值電阻兩端電壓為U3＝IR3＝1.50V，由圖(b)可知在此時(shí)電壓表示數(shù)為3.00V，則小燈泡兩端電壓UL＝3.00V－U3＝1.50V＝U額，所以小燈泡電阻RL＝eq\f(U額,I額)＝eq\f(1.50,0.30)Ω＝5Ω；額定功