2025高考物理二輪專題復(fù)習(xí)-第16講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)【課件】

第16講

電學(xué)實(shí)驗(yàn)題型1

電學(xué)基本器材的使用與讀數(shù)題型2

以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)題型3

以測電源電動(dòng)勢為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)題型4

電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和交流電實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建備用習(xí)題【關(guān)鍵能力】掌握基礎(chǔ)電學(xué)實(shí)驗(yàn),電學(xué)實(shí)驗(yàn)大都是以閉合或部分電路歐姆定律等基本電學(xué)理論為核心,主要掌握電表改裝、多用電表、各種方式測電阻值、伏安法測電動(dòng)勢和內(nèi)阻等基于教材的實(shí)驗(yàn).高考對電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)的考查側(cè)重于電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等,并且向著拓展實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方向發(fā)展.新高考下的電學(xué)實(shí)驗(yàn)可能會(huì)涉及磁場、電磁感應(yīng)等方面的知識,也會(huì)和傳感器等知識相結(jié)合,考查形式靈活多變.題型1

電學(xué)基本器材的使用與讀數(shù)

【題組演練】1.儀器的讀數(shù)

1.206.01.儀器的讀數(shù)

0.502.50

EDBCA

3.某同學(xué)在“用多用電表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中:

歐姆調(diào)零

(2)

某次使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數(shù):

0.80

(2)

某次使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數(shù):

(2)

某次使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數(shù):

3.2

題型2

以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)1.測定電阻的常用方法:名稱電路測量原理伏安法_____________________________________________________________________名稱電路測量原理伏安法消除系統(tǒng)誤差________________________________________________________________________________________________________續(xù)表名稱電路測量原理活用電表法伏伏法_______________________________________________安安法_____________________________________________________續(xù)表名稱電路測量原理等效替代法__________________________________________________________________________________________________________________續(xù)表名稱電路測量原理半偏法_____________________________________________________________________________________________________________續(xù)表名稱電路測量原理歐姆表法電路略,注意：①要在指針靠近中央時(shí)讀數(shù)；②換擋要進(jìn)行歐姆調(diào)零；③歐姆表刻度左密右疏續(xù)表2.選擇實(shí)驗(yàn)器材的三大原則(1)安全性原則:要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的器材,使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行,能達(dá)到預(yù)期目標(biāo).另外還要注意測量器材的量程,電阻類器件的電流不能超過允許通過的最大電流等.(2)精確性原則:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要,選用精度合適的測量工具,但對某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講,精確程度達(dá)到要求即可,并不是精度越高越好.(3)方便性原則:在不違反前兩個(gè)原則的前提下,盡量使測量電路簡單易接,測量中的調(diào)節(jié)控制操作方便.3.實(shí)物圖連線的基本原則對限流式電路,一般是從電源的正極開始，把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測量電路順次連接起來即可.對分壓式電路,應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè),依據(jù)電路中電流的流向?qū)y量電路部分連接起來即可.4.器材的選擇方法(1)電流表和電壓表的選擇①根據(jù)電路中的最大電流(或最大電壓)進(jìn)行選擇.②根據(jù)用電器的額定電流(或額定電壓)進(jìn)行選擇.③根據(jù)電源的參數(shù)進(jìn)行選擇.(2)滑動(dòng)變阻器的選擇①當(dāng)采用分壓式接法時(shí),一般應(yīng)選用最大阻值較小而額定電流較大的滑動(dòng)變阻器.②當(dāng)采用限流式接法時(shí),一般應(yīng)選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動(dòng)變阻器.【題組演練】

(1)

該學(xué)習(xí)小組同學(xué)首先采用伏安法測量待測電阻的阻值，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)器材，小組討論后設(shè)計(jì)了一個(gè)最佳測量電路，下列電路方案____(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)更合理.丁

(2)

為了更準(zhǔn)確地測量待測電阻的阻值，該小組決定換一種測量電路，增加電阻箱來完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖戊.

1.8能

2.某實(shí)驗(yàn)小組要測量一段金屬絲的電阻率.

歐姆調(diào)零11.00.900

[答案]

如圖所示[解析]

由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬絲的電阻，所以采用電流表外接法，為了盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，實(shí)物圖如圖所示.

題型3

以測電源電動(dòng)勢為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的三個(gè)常用方案方案伏安法伏阻法安阻法原理電路圖_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________關(guān)系式續(xù)表圖像續(xù)表誤差分析續(xù)表【題組演練】

電壓表的分流

Ⅱ

20000.2060.5004.85430000.2750.3333.63640000.3350.2502.98550000.3800.2002.63260000.4250.1672.353

(1)

步驟②中立即斷開開關(guān)的原因是___________________________________________________；

防止長時(shí)間通電，導(dǎo)致水果電池內(nèi)阻和電動(dòng)勢發(fā)生變化[解析]

步驟②中立即斷開開關(guān)的原因是防止長時(shí)間通電，導(dǎo)致水果電池內(nèi)阻和電動(dòng)勢發(fā)生變化.

0.916.9

[解析]

若用普通的電壓表代替多用電表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差，由閉合電路歐姆定律有

題型4

電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和交流電實(shí)驗(yàn)1.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的基本思路2.解決電學(xué)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)常用的方法(1)轉(zhuǎn)換法:將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成易于測量的物理量進(jìn)行測量，然后再求待測物理量的值，這種方法叫轉(zhuǎn)換測量法(簡稱轉(zhuǎn)換法).如在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然無法直接測量電阻率，但可通過測量金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電路測出其電阻，然后再計(jì)算出它的電阻率.(2)替代法:用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量，通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個(gè)測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量.(3)控制變量法:研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變，分別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)，如探究電阻的決定因素實(shí)驗(yàn).【題組演練】1.某同學(xué)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)物電路連接如圖.(1)

實(shí)物圖中有一個(gè)元件的位置接錯(cuò)了回路，請指出該元件的名稱:______.開關(guān)

C[解析]

依據(jù)楞次定律的內(nèi)容，為了方便探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)應(yīng)研究原磁場方向、磁通量的變化情況及感應(yīng)電流的磁場方向三者的關(guān)系，故選C.(4)

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器滑片向左與向右移動(dòng)時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明感應(yīng)電流的方向與___有關(guān).B

(5)

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器滑片向左與向右移動(dòng)快慢不同時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度不同，說明感應(yīng)電流的大小與___有關(guān).D

2.小理同學(xué)利用如圖甲所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，圖乙是毫安表表頭.(1)

小理先將單刀雙擲開關(guān)打到1位置，發(fā)現(xiàn)毫安表指針向左偏轉(zhuǎn)，電容器開始充電，充電電流逐漸變____，此時(shí)電容器的上極板帶____電；再將開關(guān)打到2位置，發(fā)現(xiàn)毫安表指針向____偏轉(zhuǎn)，電容器開始放電，放電電流逐漸變小.以上三空，判斷正確的是___.A.大、正、左

B.小、正、右

C.大、負(fù)、左

D.小、負(fù)、右[解析]

小理先將單刀雙擲開關(guān)打到1位置，發(fā)現(xiàn)毫安表指針向左偏轉(zhuǎn)，電容器開始充電，充電電流逐漸變小，此時(shí)電容器的上極板與電源正極相連，帶正電；再將開關(guān)打到2位置，電容器放電，通過電容器的電流方向相反，毫安表指針向右偏轉(zhuǎn)，放電電流逐漸變小.故選B.√

面積

(3)

在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，以下觀點(diǎn)錯(cuò)誤的是___.

√

1.

(1)探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性,采用圖甲所示的電路,探究滑片P從A移到B的過程中,負(fù)載電阻R兩端的電壓變化.甲①圖乙為實(shí)驗(yàn)器材部分連線圖,還需要

(選填af、bf、fd、fc、ce或cg中的若干)連線.

乙af、fd、ce[解析]由電路圖可知,應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端,又由圖丁可知電壓表的最大示數(shù)為3.0V,因此電壓表的量程選擇0~3V,即連接a、f;由于滑動(dòng)變阻器用分壓接法,因此滑動(dòng)變阻器的接線柱c與開關(guān)的e接線柱相連,即連接c、e;另電阻箱的f接線柱應(yīng)連接在滑動(dòng)變阻器上側(cè)的一個(gè)接線柱上,即連接d、f.甲乙②圖丙所示電壓表的示數(shù)為

V.

丙1.50±0.02[解析]由圖丙可知電壓表的讀數(shù)為1.50V.

?、騌0<R[解析]假定AP部分的電阻為R',R'分別與10Ω和100Ω并聯(lián)再與BP部分的電阻串聯(lián);由于相同的R'與100Ω并聯(lián)后的電阻較與10Ω并聯(lián)后的電阻大,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,滑片在相同位置下,負(fù)載電阻越大,其兩端電壓越大;即在相同橫坐標(biāo)下,當(dāng)負(fù)載為100Ω時(shí),電壓表的示數(shù)應(yīng)該較圖丁中的曲線Ⅰ大,故為曲線Ⅱ.由上述分析可知,對于不同的負(fù)載電阻,調(diào)節(jié)滑片時(shí)負(fù)載兩端的電壓變化規(guī)律不同,當(dāng)負(fù)載電阻小于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí),負(fù)載電阻兩端電壓隨滑片的變化更迅速變化;當(dāng)負(fù)載電阻大于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí),負(fù)載電阻兩端電壓隨滑片的變化更加平穩(wěn)變化,從而獲得更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).所以,在保證電路安全的情況下,滑動(dòng)變阻器最大阻值的選擇依據(jù)是相比負(fù)載電阻越小越好,即R0<R.(2)兩個(gè)相同的電流表G1和G2如圖戊所示連接,晃動(dòng)G1表,當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí),靜止的G2表的指針也向左偏轉(zhuǎn),原因是

(填選項(xiàng)前的字母).

A.兩表都是“發(fā)電機(jī)”B.G1表是“發(fā)電機(jī)”,G2表是“電動(dòng)機(jī)”C.G1表和G2表之間存在互感現(xiàn)象D.G1表產(chǎn)生的電流流入G2表,產(chǎn)生的安培力使G2表指針偏轉(zhuǎn)BD戊[解析]據(jù)題意可知,電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈,G1和G2用導(dǎo)線連接起來.當(dāng)晃動(dòng)G1時(shí),相當(dāng)于G1中的線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;由于兩個(gè)電表構(gòu)成了閉合電路,則電流會(huì)通過G2表中的線圈,而該線圈處于磁場中,由于通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用,G2的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn);則G1表相當(dāng)于“發(fā)電機(jī)”,G2表相當(dāng)于“電動(dòng)機(jī)”,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確.戊2.小管同學(xué)想要測量“蘋果電池”的電動(dòng)勢和內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:A.利用銅片、鋅片與蘋果制成的一個(gè)蘋果電池B.電流表A(0~0.6mA,內(nèi)阻為250Ω)C.電壓表V(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)D.電阻箱R1(0~9999.9Ω)E.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值100Ω)F.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干

0.80小于[解析]電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可得,電壓表的讀數(shù)為0.80V.由于電池有內(nèi)阻,第一次測出的電壓小于電池電動(dòng)勢,使得U偏小,進(jìn)而使得測量的內(nèi)阻值小于真實(shí)值.(2)利用電流表和電壓表更準(zhǔn)確地測量“蘋果電池”的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的

(選填“甲”或“乙”);

乙[解析]電流表外接(相對電源)會(huì)忽略通過電壓表的電流,而且電流表內(nèi)阻已知,故應(yīng)采用電流表內(nèi)接(相對電源)的方法.(3)該小組由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖丙所示,由圖像可求得“蘋果電池”電動(dòng)勢為

V,內(nèi)阻為

Ω.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

1.00750

3.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”.某次實(shí)驗(yàn)中,用匝數(shù)na=200匝和nb=400匝的線圈進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得數(shù)據(jù)如圖乙所示,則原線圈的匝數(shù)為

(選填“na”或“nb”),電壓比和匝數(shù)比不嚴(yán)格相等,原因可能是

(