18電學實驗江蘇省2020高考物理考前沖A攻略復習講義

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1、江蘇高考物理考前沖A攻略（18） 電學實驗 【考情播報】考綱要求命題預測高考對電學實驗的考查側(cè)重于考查電路設計、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，并且向著拓展實驗、創(chuàng)新實驗的方向發(fā)展，可能會涉及磁場、電磁感應等方面的知識。應試技巧1歐姆表原理：（1）歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)電源負極、黑表筆與內(nèi)電源正極相連，電流方向為“紅進黑出”。（2）測電阻原理是歐姆定律。當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)電表內(nèi)部的滑動變阻器R0（即歐姆調(diào)零），使靈敏電流計滿偏，此時中值電阻R中=Rg+R0+r；當兩表筆接入電阻Rx時，Rx與電流對應，但二者為非線性關系，故歐姆表刻度不均勻。（3）使用注意：a先選擋后調(diào)零；b換擋后重新調(diào)零；c待

2、測電阻與電路、電源斷開；d盡量使指針指在表盤中間位置附近；e讀數(shù)后要乘以倍率得阻值；f用完后，選擇開關置于“OFF”擋或多用電表交流電壓最高擋。2電路設計：（1）測電阻的電路結(jié)構(gòu)：電源；控制電路（滑動變阻器、開關）；測量電路。（2）電表選擇：安全性量程不能太??；準確性量程不能太大，讀數(shù)一般要超過量程的；若電表量程不合適，可用有準確內(nèi)阻的電表進行改裝。（3）測量電路：若RVRA，說明待測電阻較大，使用電流表內(nèi)接法，誤差源于電流表分壓，測量值大于真實值；若RVRA，說明待測電阻較小，使用電流表外接法，誤差源于電壓表分流，測量值小于真實值。（4）控制電路：當滑動變阻器的阻值較小時，常采用分壓式接法；

3、當滑動變阻器的阻值與待測電阻相差不大時，常采用限流式接法?；瑒幼冏杵鞅仨毥訛榉謮菏降那闆r有：電壓或電流要求從零開始變化；滑動變阻器不能起到限流的作用；限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩種接法均可，則采用總電功率較小的限流式接法。3測量電源的電動勢和內(nèi)阻：（1）常用伏安法（電壓表和電流表），根據(jù)提供的實驗器材，也可以選用伏阻法（電流表和電阻箱）或安阻法（電流表和電阻箱）。（2）解題方法首先都是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，然后可以分別代入兩組測量數(shù)據(jù)聯(lián)立方程組求解，也可以根據(jù)方程式（一般將方程式寫成線性形式）描點作圖，分析圖線的截距、斜率與電源電動勢和內(nèi)阻的關系進而求解。（3）伏安法誤差分析

4、：a電流表內(nèi)接法：電源電動勢的測量值無系統(tǒng)誤差，內(nèi)阻的測量值偏大，包含了電流表內(nèi)阻。b電流表外接法電源電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏小?！菊骖}回顧】1 一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線（圖中虛線所示）時的實驗電路請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處_；_（2）實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的數(shù)據(jù)見下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出關系圖象_由圖象可計算出該干電池的電動勢為_V；內(nèi)阻為_R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）為了得到更準確的測量結(jié)

5、果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表的示數(shù)為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動勢應為_V；內(nèi)阻應為_【解析】（1）連接電路時電源應與電路斷開，所以開關要斷開；另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。（2）將數(shù)據(jù)描點連線，做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I（R+r）得，所以圖線的斜率表示電源電動勢V=1.37V，截距絕對值表示r=0.43.0=1.20；用電壓表與電流表并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則E=I（R+RA+r），得，所以圖線的斜率仍表示電動勢，

6、電動勢的準確值為1.37V，圖線的截距表示（RA+r），所以內(nèi)阻精確值為r=（1.20-0.20） =1.00 。2 某同學研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A）；電壓表V（量程3 V，內(nèi)阻3 k）；電流表A（量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 ）；固定電阻R0（阻值1 000 ）；滑動變阻器R（阻值09.0 ）；電源E（電動勢5 V，內(nèi)阻不計）；開關S；導線若干。（1）實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖。（2）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_（填“

7、增大”、“不變”或“減小”），燈絲的電阻率_（填“增大”、“不變”或“減小”）。（3）用另一電源E0（電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 ）和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_W，最大功率為_W。（結(jié)果均保留2位小數(shù)）【解析】（1）要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，故滑動變阻器用分壓式接法，小燈泡為小電阻，電流表用外接法；電壓表量程為3 V，應串聯(lián)定值電阻擴展量程到4 V。（2）由IU圖象知，切線的斜率在減小，故燈泡的電阻隨電流的增大而增大，再由電阻定律知，電阻率增大。（3）當滑

8、動變阻器的阻值為9 時，電路電流最小，燈泡實際功率最小，此時由E0=U+I（r+R）得I=0.1U+0.4，在圖中作出該直線如左圖所示，交點坐標約為U=1.75 V，I=0.225 A，P1=UI=0.39 W；當滑動變阻器的阻值為0時，燈泡消耗的功率最大，作圖線I=U+4，此時交點坐標為U=3.70 V，I=0.32 A，如右圖所示，最大的功率P2=UI=1.18 W?！绢A測訓練】1某同學用以下電路測量電壓表的內(nèi)阻，R1是滑動變阻器，R2、R3、R4是三個電阻箱。實驗操作如下：合上開關K1后，適當?shù)卣{(diào)節(jié)三個電阻箱的阻值，使開關K2反復斷開和閉合時待測電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化。（1）電阻箱R2的

9、面板指示如圖，其讀數(shù)為_；（2）待測電壓表的內(nèi)阻可表示為Rv=_；（用電阻箱的電阻符號表示）（3）為了提高測量的準確度，可以采用的方法是_A適當增大電源的電壓B適當減小電源的電壓C調(diào)小R1的阻值，反復進行上面的操作 D調(diào)大R1的阻值，反復進行上面的操作（4）該同學測得電壓表的內(nèi)阻后，繼續(xù)研究這個電路。即在合上開關K1且反復斷開和閉合開關K2電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化的前提下，進行如下操作：先斷開K2，保持其余電阻保持不變，減小R2，則電壓表的示數(shù)_（填“增大”或“減小”）；再合上K2，則通過該開關的電流方向為_（填“從a到b”或“從b到a”）。【解析】（1）根據(jù)圖象讀數(shù)為1 893 。（2）開關K

10、2反復斷開和閉合時待測電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化，所以K2兩端電勢相同，根據(jù)題意設電壓表支路電流為I，R3支路電流為，有：，聯(lián)立解得：。（3）根據(jù)電橋法測電阻原理可知，回路電流減小誤差增大，所以想提高準確度，增大回路電流，可采取適當增大電源電壓，或者調(diào)小R1的阻值，反復進行上面的操作，BD錯誤AC正確。（4）減小R2，回路總電阻減小，回路電流增大，根據(jù)，路端電壓減小，而R1兩端電壓變大，所以兩并聯(lián)支路電壓減小，而R3、R4不變，所以R3支路電流變小，總電流變大，所以R2支路電流變大，流經(jīng)電壓表電流變大，電壓表示數(shù)變大；電壓表示數(shù)變大，電壓表兩端電勢差增大，R3支路電流變小，R3兩端電勢差變小，所以

11、a點電勢小于b點電勢，電流從b到a。2導電玻璃是制造LCD的主要材料之一，為測量導電玻璃的電阻率，某小組同學選取了一個長度為L的圓柱體導電玻璃器件，上面標有“3 V”的字樣。主要實驗步驟如下，完成下列問題。 （1）首先用螺旋測微器測量器件的直徑，示數(shù)如圖1所示，則直徑d=_mm。3圖（a）為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 A，內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆10

12、0 擋。（1）圖（a）中的A端與_（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。（2）關于R6的使用，下列說法正確的是_（填正確答案標號）。A在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置（3）根據(jù)題給條件可得R1+R2=_，R4=_。（4）某次測量時該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）【解析】（1）

13、與多用電表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。（2）R6是可變電阻，它的作用是歐姆表調(diào)零，使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。（3）B端與“2”相連時，是量程較小的電流表，所以；B端與“4”相連時，是量程較小的電壓表，所以。（4）若此時B端與“1”相連，多用電表是量程為2.5 mA的電流表，則讀數(shù)為1.47 mA；若此時B端與“3”相連，多用電表是歐姆100 擋，則讀數(shù)為1 100 ；若此時B端與“5”相連，多用電表是量程為5 V的電壓表，則讀數(shù)為2.95 V?！久咳找活}】【計算題訓練】如圖所示，兩根質(zhì)量同為m、電阻同為R、長度同為l的導體棒，用兩條等長的、質(zhì)量和

14、電阻均可忽略的長直導線連接后，放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，兩根導體棒均與桌邊緣平行，一根在桌面上，另一根移動到靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上整個空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度為B開始時兩棒靜止，自由釋放后開始運動已知兩條導線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導線與桌子側(cè)棱間無摩擦求：（1）剛釋放時，導體棒的加速度大??；（2）導體棒運動穩(wěn)定時的速度大??；（3）若從開始下滑到剛穩(wěn)定時通過橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱baB【解析】（1）剛釋放時，設細線中拉力為 對a棒： （2分）b棒： （2分）解得： （1分）（2）導體棒運動穩(wěn)定時，設細線中拉力為b棒： （1分）對

15、a棒： （1分）又： （1分）解得： （1分）（3）從開始下滑到穩(wěn)定，設b棒下降的高度為 則通過橫截面的電荷量 （2分） 由能量關系得：系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱 （2分）解得 1927年第五屆索爾維會議，集結(jié)了當時最頂尖的物理學家。當時與會的科學家中，中學就可能接觸的如愛因斯坦、居里夫人、洛倫茲、普朗克、玻爾、海森堡、德布羅意他們奠定了物理學之路，然而他們的背后還站著另外一批人數(shù)學家。如果你進入大學后選擇了物理學相關的專業(yè)，那你必然要花費大量的時間學習微積分、線性代數(shù)、復變函數(shù)、群論數(shù)學是學習物理、理解物理、研究物理的工具。下圖中的數(shù)學家們，幾乎每一個都有物理相關的成就在身。在當今，數(shù)學學得好，物理也可以有所成就，但是數(shù)學學不好，對前沿的理論甚至難以理解。如果你在大學選擇了物理相關專業(yè)，那就一定要重視高等數(shù)學的學習。