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1、江苏高考物理考前冲A攻略（18） 电学实验 【考情播报】考纲要求命题预测高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、数据处理、误差分析等，并且向着拓展实验、创新实验的方向发展，可能会涉及磁场、电磁感应等方面的知识。应试技巧1欧姆表原理：（1）欧姆表内有电源，红表笔与内电源负极、黑表笔与内电源正极相连，电流方向为“红进黑出”。（2）测电阻原理是欧姆定律。当红、黑表笔短接时，调节电表内部的滑动变阻器R0（即欧姆调零），使灵敏电流计满偏，此时中值电阻R中=Rg+R0+r；当两表笔接入电阻Rx时，Rx与电流对应，但二者为非线性关系，故欧姆表刻度不均匀。（3）使用注意：a先选挡后调零；b换挡后重新调零；c待
2、测电阻与电路、电源断开；d尽量使指针指在表盘中间位置附近；e读数后要乘以倍率得阻值；f用完后，选择开关置于“OFF”挡或多用电表交流电压最高挡。2电路设计：（1）测电阻的电路结构：电源；控制电路（滑动变阻器、开关）；测量电路。（2）电表选择：安全性量程不能太小；准确性量程不能太大，读数一般要超过量程的；若电表量程不合适，可用有准确内阻的电表进行改装。（3）测量电路：若RVRA，说明待测电阻较大，使用电流表内接法，误差源于电流表分压，测量值大于真实值；若RVRA，说明待测电阻较小，使用电流表外接法，误差源于电压表分流，测量值小于真实值。（4）控制电路：当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压式接法；
3、当滑动变阻器的阻值与待测电阻相差不大时，常采用限流式接法。滑动变阻器必须接为分压式的情况有：电压或电流要求从零开始变化；滑动变阻器不能起到限流的作用；限流式接法不能获取有区分度的多组数据。若两种接法均可，则采用总电功率较小的限流式接法。3测量电源的电动势和内阻：（1）常用伏安法（电压表和电流表），根据提供的实验器材，也可以选用伏阻法（电流表和电阻箱）或安阻法（电流表和电阻箱）。（2）解题方法首先都是根据闭合电路欧姆定律列式，然后可以分别代入两组测量数据联立方程组求解，也可以根据方程式（一般将方程式写成线性形式）描点作图，分析图线的截距、斜率与电源电动势和内阻的关系进而求解。（3）伏安法误差分析
4、：a电流表内接法：电源电动势的测量值无系统误差，内阻的测量值偏大，包含了电流表内阻。b电流表外接法电源电动势和内阻的测量值都偏小。【真题回顾】1 一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图象_由图象可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结
5、果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_【解析】（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）得，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.37V，截距绝对值表示r=0.43.0=1.20；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I（R+RA+r），得，所以图线的斜率仍表示电动势，
6、电动势的准确值为1.37V，图线的截距表示（RA+r），所以内阻精确值为r=（1.20-0.20） =1.00 。2 某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 k）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 ）；固定电阻R0（阻值1 000 ）；滑动变阻器R（阻值09.0 ）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（填“
7、增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_（填“增大”、“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 ）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。（结果均保留2位小数）【解析】（1）要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法；电压表量程为3 V，应串联定值电阻扩展量程到4 V。（2）由IU图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大。（3）当滑
8、动变阻器的阻值为9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时由E0=U+I（r+R）得I=0.1U+0.4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=0.225 A，P1=UI=0.39 W；当滑动变阻器的阻值为0时，灯泡消耗的功率最大，作图线I=U+4，此时交点坐标为U=3.70 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率P2=UI=1.18 W。【预测训练】1某同学用以下电路测量电压表的内阻，R1是滑动变阻器，R2、R3、R4是三个电阻箱。实验操作如下：合上开关K1后，适当地调节三个电阻箱的阻值，使开关K2反复断开和闭合时待测电压表的示数不发生变化。（1）电阻箱R2的
9、面板指示如图，其读数为_；（2）待测电压表的内阻可表示为Rv=_；（用电阻箱的电阻符号表示）（3）为了提高测量的准确度，可以采用的方法是_A适当增大电源的电压B适当减小电源的电压C调小R1的阻值，反复进行上面的操作 D调大R1的阻值，反复进行上面的操作（4）该同学测得电压表的内阻后，继续研究这个电路。即在合上开关K1且反复断开和闭合开关K2电压表的示数不发生变化的前提下，进行如下操作：先断开K2，保持其余电阻保持不变，减小R2，则电压表的示数_（填“增大”或“减小”）；再合上K2，则通过该开关的电流方向为_（填“从a到b”或“从b到a”）。【解析】（1）根据图象读数为1 893 。（2）开关K
10、2反复断开和闭合时待测电压表的示数不发生变化，所以K2两端电势相同，根据题意设电压表支路电流为I，R3支路电流为，有：，联立解得：。（3）根据电桥法测电阻原理可知，回路电流减小误差增大，所以想提高准确度，增大回路电流，可采取适当增大电源电压，或者调小R1的阻值，反复进行上面的操作，BD错误AC正确。（4）减小R2，回路总电阻减小，回路电流增大，根据，路端电压减小，而R1两端电压变大，所以两并联支路电压减小，而R3、R4不变，所以R3支路电流变小，总电流变大，所以R2支路电流变大，流经电压表电流变大，电压表示数变大；电压表示数变大，电压表两端电势差增大，R3支路电流变小，R3两端电势差变小，所以
11、a点电势小于b点电势，电流从b到a。2导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3 V”的字样。主要实验步骤如下，完成下列问题。 （1）首先用螺旋测微器测量器件的直径，示数如图1所示，则直径d=_mm。3图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆10
12、0 挡。（1）图（a）中的A端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件可得R1+R2=_，R4=_。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_。（结果均保留3位有效数字）【解析】（1）
13、与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。（2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。（3）B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以。（4）若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆100 挡，则读数为1 100 ；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5 V的电压表，则读数为2.95 V。【每日一题】【计算题训练】如图所示，两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒，用两条等长的、质量和
14、电阻均可忽略的长直导线连接后，放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，两根导体棒均与桌边缘平行，一根在桌面上，另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B开始时两棒静止，自由释放后开始运动已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦求：（1）刚释放时，导体棒的加速度大小；（2）导体棒运动稳定时的速度大小；（3）若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热baB【解析】（1）刚释放时，设细线中拉力为 对a棒： （2分）b棒： （2分）解得： （1分）（2）导体棒运动稳定时，设细线中拉力为b棒： （1分）对a棒： （1分）又： （1分
