北京市暑假新高三物理一轮专题复习电学实验.docx

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北京市暑假新高三物理一轮专题复习电学实验

专题电学实验

知识导图

实验题是北京高考必考的题目，所占分值18/120，所占比重还是很大的，希望学生能足够重视，特别是电学实验，北京2008年-2016年基本每年都考。

实验还是比较好得分的题目，电学实验主要是选器材，画电路图，实物连线，数据处理，误差分析这几个方面出题。

器材选择方法：

电源一般选择较大的（不要超出15V，学生电压表最大量程15V）；滑动变阻器一般选小的，一般只有满偏半偏法测电阻是才选大量程的；电流表电压表使用时指针在1/3到2/3之间最好。

2014年

第9题

18分

考查测电源的电动势和内阻

2013年

第9题

18分

考查伏安法测电阻

2012年

第9题

18分

考查测定电阻的电阻率

2011年

第9题

6分

考查多用电表的使用

2010年

第9题

18分

考查电表改装

教学目标

1.了解每个电学实验的实验步骤及注意事项。

2.学会选择器材，会画实验原理图，会处理数据。

3.学会分析每个实验主要的考试方向，会灵活应用。

题型分类及方法技巧

类型一小灯泡的伏安特性曲线

方法点拨：

这个实验主要考实验电路图（一般采用分压外接法）；实物连线（节点法或者分层来连接）；数据处理（小灯泡电阻随着温度升高而减小，和电源连接求实际电阻和功率时，写出路端电压和电流的关系式，在U-I图上画出直线，找交点即可）。

例题1：

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用如图甲所示的电路．

（1）请根据图甲将图乙的实物连线图补充完整；

（2）某同学在实验中得到下面一组数据：

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

U/V

0

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

I/A

0

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

①他在图丙中已标出第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出I﹣U关系图线．

②如果将上述实验中所用的小灯泡接入如图丁所示的电路．已知电源电动势E=3.0V、内阻r=1.0Ω，R0=5.0Ω，则此时小灯泡的实际功率P=　　W（结果保留两位2位效数字）．

精华提炼：

练习1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为0.5W，此外还有以下器材可供选择：

A．直流电源3V（内阻不计）

B．直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω）

C．直流电流表0～3A（内阻约为0.1Ω）

D．直流电压表0～3V（内阻约为3kΩ）

E．滑动变阻器100Ω，0.5A

F．滑动变阻器10Ω，2A

G．导线和开关

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．

（1）实验中电流表应选用　　，滑动变阻器应选用　　；（均填写仪器前的字母）

（2）根据实验数据，画出的小灯泡I﹣U图线如图1所示．由此可知，当电压为0.5V时，小灯泡的实际功率是　　W；

（3）根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象，在图2中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是　丙　．（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）

练习2.某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡上标有“3.8V，0.3A”字样．要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8V范围内完整的伏安特性曲线．

（1）若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，其中电压表的内阻约10kΩ，电流表的内阻约0.5Ω，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择图　　所示电路进行实验．（选填选项下面的字母序号）

（2）若实验中只提供了量程为100mA，内阻rg为6.0Ω的电流表A1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电流表A1改装成量程为0.4A的电流表A2，则应将电流表A1　　（选填“串联”或“并联”）一个阻值为　　Ω的定值电阻，才能实现改装的要求．

（3）小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个特性曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图3所示的关系图象，其中可能正确的是　　．（选填选项下面的字母序号）

（4）根据图2所示的伏安特性曲线可知，这只小灯泡两端电压由1.0V变化到3.8V的过程中，灯丝的电阻值　　．（选填“变大”、“不变”或“变小”）

（5）某同学将该小灯泡与一个阻值为4.0Ω的定值电阻串联后，接在一个电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为　．（保留2位有效数字）

类型二测电阻的电阻率

方法点拨：

这个实验主要考查电阻定律：

R=ρ→ρ=;主要步骤：

⑴测电阻：

①伏安法测电阻（电流表内外接法“内大大，外小小”和滑动变阻器的接法“电压表从0开始变化；滑动变阻器小于被测电阻；滑动变阻器起不到保护电路的作用”）；②多用电表测电阻等；⑵测导线的长度（毫米刻度尺测量有效值）；⑶测导线的横截面积（用螺旋测微器测直径d，即S=）.

例题2：

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为4Ω．

（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径d．其中一次测量结果如图1所示，图中读数为d=　mm．

（2）为了测量电阻丝的电阻R，除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

电压表V，量程3V，内阻约3kΩ

电流表A1，量程0.6A，内阻约0.2Ω

电流表A2，量程100μA，内阻约2000Ω

滑动变阻器R1，0～1750Ω，额定电流0.3A

滑动变阻器R2，0～50Ω，额定电流1A

电源E1（电动势为1.5V，内阻约为0.5Ω）

电源E2（电动势为3V，内阻约为1.2Ω）

为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表　　，滑动变阻器　，电源　　．（填器材的符号）

（3）请在图2方框中画出测量电阻丝的电阻应采用的电路图，并在图中标明所选器材的符号．

（4）请根据电路图，在图3所给的实物图中画出连线．

（5）采用图中所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值　（填“偏大”或“偏小”）．用直接测量量（电阻丝的直径d，金属导线的有效长度l，电压表的示数U，电流表的示数I）表示计算材料电阻率的公式是ρ=　　．

精华提炼：

练习1：

在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l．再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图所示，则这次测量的读数D=　　mm．

（2）为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（×1挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻值R．欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图3所示，则这次测量的读数R=　　Ω．

（3）使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值．为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用　　，电流表应选用　，滑动变阻器应选用　（选填器材前的字母）．

（4）若采用图4所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的　　点相连（选填“a”或“b”）．

练习2：

在“测定金属的电阻率”实验中，

（1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d．某次测量时，螺旋测微器的示数如图1所示，则该合金丝直径的测量值d=　　mm．

（2）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ=　　．（用上述字母和通用数学符号表示）

（3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx．实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：

A．待测合金丝Rx（接入电路部分的阻值约5Ω）

B．电源（电动势4V，内阻不计）

C．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻约0.2Ω）

E．灵敏电流计G（满偏电流Ig为200µA，内阻rg为500Ω）

F．滑动变阻器（0～10Ω，允许通过的最大电流lA）

G．滑动变阻器（0～100Ω，允许通过的最大电流0.3A）

H．电阻箱R0（0～99999.9Ω）

为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选　　，滑动变阻器应选　．（均填写仪器前的字母）

（4）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于　　端（选填“a”或“b”）．

（5）甲同学按照图2电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14500Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计的示数IG和电流表Ⓐ的示数IA的关系图线如图3所示．由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx=　　Ω（保留两位有效数字）．

（6）乙同学选择同样的器材，按图4所示电路测量合金丝的阻值Rx，保持电阻箱接入电路的阻值不变．在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计的示数IG和电流表Ⓐ的示数IA也随之增加，图5反映IG﹣x和IA﹣x关系的示意图中可能正确的是　　．

类型三测电源的电动势和内阻

方法点拨：

这个实验重要的实验步骤如下：

①根据实验器材画出实验原理图，并写出实验原理式（闭合电路欧姆定律）②根据所给图象，结合实验原理式，写出图象纵轴所代表的物理量的表达式③根据表达式结合图象找到图象截距和斜率分别表示什么物理量，得出数据。

例题3：

在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻．电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω．由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：

A．量程为3V的电压表V

B．量程为0.6A的电流表A1

C．量程为3A的电流表A2

D．阻值为4.0Ω的定值电阻R1

E．阻值为100Ω的定值电阻R2

F．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3

G．最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4

（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图1所示电路测量电源甲的电动势和内电阻．

①定值电阻应该选择　　（填D或者E）；电流表应该选择　　（填B或者C）；滑动变阻器应该选择　　（填F或者G）．

②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图2所示U﹣I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=﹣5.6I+4.4．则电源甲的电动势E=　V；内阻r=　　Ω（保留两位有效数字）．

③在测量电源甲的电动势和内电阻的实验中，产生系统误差的主要原因是　　

A．电压表的分流作用

B．电压表的分压作用

C．电流表的分压作用

D．电流表的分流作用

E．定值电阻的分压作用

（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图3所示电路．

①定值电阻应该选择　　（填D或者E）．

②实验中，首先将K1闭合，K2断开，电压表示数为1.48V．然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23V．则电源乙电动势E=　　V；内阻r=　　Ω（小数点后保留两位小数）．

精华提炼：

练习1：

某实验小组需测量一电源的电动势和内阻，实验室提供的实验器材有：

待测电源（E大约3V，r大约1.0Ω）

电阻箱R（最大阻值为99.9Ω）

电阻R1（阻值为5.0Ω）

电阻R2（阻值为990Ω）

E电流计（量程为2.5mA，内阻为Rg=10.0Ω）

开关，导线若干．

（1）请在图1虚线框中完成电路图，并将仪器的符号标在图中．

（2）实验中得