高考電學實驗總結(jié)與解析

1、高考電學實驗總結(jié)歸類電學實驗是高考試題中必考實驗，電學實驗出題靈活，內(nèi)容豐富，在高考 試卷中所占比重大，是高考試題中的重要得分點。以下是電學實驗各種常見實驗 原理和做題技巧的總結(jié)，基本涵蓋了電學實驗中的所有題型， 對學習電學實驗有 很大的幫助。、電表的雙重作用1 （電表的替代）.有以下可供選用的器材及導線若干條，要求盡可能精確地測量出待測電流表的滿偏電流.A.待測電流表 A。：滿偏電流約為 700800 dA內(nèi)阻約100 0,已知表盤刻度均勻、總 格數(shù)為N. r - - IB.電流表 A:量程0.6A、內(nèi)阻0.1 Q；IC.電壓表V:量程3V、內(nèi)阻3kQ;ID.滑動變阻器 R:最大阻值200

2、Q；IE.電源E:電動勢約3V、內(nèi)阻約1.5 Q；F.開關S一個.（1）根據(jù)你的測量需要，在 B （電流表A）和C （電壓表V）中應選擇.（只需填 寫序號即可）（2）在虛線框內(nèi)畫出你設計的實驗電路圖.（3）測量過程中，測出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測電流表A0的指針偏轉(zhuǎn)了 n格,答案C電路如圖所示可算出滿偏電流 =,式中除N、n外，其他字母符號代表的物理量是 ._ N U , N U 一一 一一 一 （或一）U為電壓表讀數(shù)，為電壓表內(nèi)阻n R n 3000解析 （1）由于電流表的滿偏電流太小，所以要想進行多次測量，不能使用。而對于電壓表，I。g1000 A,大于待測電流表的滿偏電流,因此，可把

3、電壓表當電流表用。故選C.(2)題中要求測多組數(shù)據(jù)，故測量電路應選用分壓電路，電路圖如右所示。(3)電路中的電流I ,又電流表刻度均勻，故有:RV聯(lián)立可解得：ImaxN Un 3000-3 - / 152.某同學要測量一電壓表 Vi的內(nèi)阻。提供的器材有:A.電壓表 Vi:量程3V,內(nèi)阻約為2kQB.電壓表 V2：量程10V,內(nèi)阻為5kQC.電源E:電動勢約為10V,內(nèi)阻不計D.滑動變阻器R:最大阻值為20 aE.定值電阻Ri：阻值5kQF.定值電阻R2：阻值30kQG.電鍵S及導線若干該同學設計了如圖甲所示的實驗電路圖，通過改變滑動變阻器 R的阻值，測量多組電壓表Vi的讀數(shù)Ui和電壓表V2的讀

4、數(shù)U2,最終求出了電壓表的內(nèi)阻。(1)實驗中定值電阻應選用(填字母代號)；(2)該同學在實驗中測得數(shù)據(jù)如下表：請在圖乙的坐標中，描點作出UiU2的圖象。實驗次數(shù)i234567C/1/V0.500.901.30L702002.302.5。t/yv1.893.404.9】6.427.568.699.44(3)由圖象可以較準確地求出電壓表的內(nèi)阻為白。解析（1）定值電阻與電壓表 Vi串聯(lián)，有： 上 U2 U1 ,可得:R 5k ，故選RR/iR(2)由業(yè) U2 Ui可得:UiRV1 U2,即Ui U2圖像的斜率為RV1R/iRRvi RR/i R從所作圖像中先求出斜率，隨之可算出R/i 0.2k點評

5、本題中，電壓表的雙重作用為：一是測量工具電壓表，二也是一個電阻二、伏安法測電阻（或電阻率）1、（2012北京卷，21）在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 .（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如下圖所示，其讀數(shù)應為（該值接 近多次測量的平均值）.（2）用伏安法測金屬絲的電阻.實驗所用器材為：電池組（電動勢3 V,內(nèi)阻約1 ,）電流表（內(nèi) 阻約0.1 、）電壓表（內(nèi)阻約3 k Q）滑動變阻器 R（020 Q,額定電流2 A）、開關、導線若 干.某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)123456

6、70.100.300.701.001.501.702.300.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量是采用下圖中的圖（選填“甲”或“乙”）.-9 - / 15(3)下圖是測量的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞.(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點.請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U-I圖線.，由圖線得到金屬絲的阻值= 保留

7、兩位有效數(shù)字).(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為(填選項前的符號)A. 1X 10 2 Q - mB. 1X 10 3 Q - mC. 1 X 10 6 Q - mD. 1 X 10 8 Q - m(6)任何實驗測量都存在誤差.本實驗所用測量儀器均已校準,下列關于誤差的說法中正確的選項是(有多個正確選項).A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差 屬于系統(tǒng)誤差B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D.用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0 +39.8X

8、 0.01 =0.398 .(2)由實驗記錄的數(shù)據(jù)可知的阻值大約為5 由題知？，故電流表因外接.若滑動變阻器接為限流的形式，則兩端的電壓最小值=V = 0.6 V,而從實驗數(shù)據(jù)可知兩端電壓可為0.10 V,因此滑動變阻器應采用分壓的形式.（3）如圖甲所示.圖甲圖乙（4）選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，如圖乙所示.圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值=4.4 Q.（5）根據(jù)R= p得金屬絲的電阻率 p= = = Q 肝1.09X10 6 Q 卬故選項C正確，選項 A、B、D錯誤.（6）由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項A錯誤；由于電流表、電壓表內(nèi)阻引起

9、的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，選項B錯誤、選項C正確；利用 U-I圖象處理數(shù)據(jù)，相當于多次測量取平均值，可以減小偶然誤差，選項D正確.答案 （1）0.398（0.3950.399均正確）（2）甲（3）如解析圖甲所示4.4（4.34.7 均正確）（5）C （6）2、在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標有導線和開關外，還有：（4）如解析圖乙所示5亞.5 W的小燈泡、A.直流電源（電動勢約為5 V,內(nèi)阻可不計）B.直流電流表（量程03 A,內(nèi)阻約為0.1 Q）C.直流電流表（量程0600 ,內(nèi)阻約為5 Q）D,直流電壓表（量程015 V,內(nèi)

10、阻約為15 k Q）E.直流電壓表（量程05 V,內(nèi)阻約為10 k Q）F.滑動變阻器（最大阻值10 0允許通過的最大電流為2 A）G.滑動變阻器（最大阻值1 k Q允許通過的最大電流為0.5 A）實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù).（1）實驗中電流表應選用，電壓表應選用，滑動變阻器應選用（均用序號字母表示）.（2）請按要求將圖7-4-3中所示的器材連成實驗電路.（3）某同學通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如下圖甲所示.現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=1 Q,定值電阻R= 9 Q,此時燈泡的實際功率為._（結(jié)果保留兩位有效數(shù)

11、字）解析（1）由燈泡標識（5 V, 2.5 W）知，I = = 0.5 A,因此電流表選 C,電壓表選E.由于電路接成分壓式，滑動變阻器選F.（2）如圖所示(3)把定值電阻作為電源的內(nèi)阻，則該電源短路時的電流為=0.6 A,在題圖中的U I圖中,作出此電源的UI圖線如圖中虛線所示。兩圖線交點即表示該燈泡的實際工作點.由圖知U = 2.2 V, I=0.38 A,所以 P = = 2.2X0.38 W=0.84 W.答案 (1)C E F (2)見解析圖(3)0.84(0.810.87)皆可三“替代法”測電阻1、 (2011課標全國卷，22)為了測量一微安表頭 A的內(nèi)阻，某同學設計了如上圖所示的

12、電 路.圖中A。是標準電流表，R0和分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀單擲開關，E是電池.完成下列實驗步驟中的填空：(1)將S撥向接點1,接通S1,調(diào)節(jié)，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時的讀數(shù)I;(2)然后將S撥向接點2,調(diào)節(jié)，使，記下此時的讀數(shù)；(3)多次重復上述過程，計算讀數(shù)的，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值.解析 本題為用替代法測未知電流表的內(nèi)阻，其實驗步驟為：(1)將S撥向接點1,接通S1，調(diào)節(jié)R。，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時標準電流表(或A0)的讀數(shù)I; (2)然后將S撥向接點2,調(diào)節(jié)，使標準電流表(或A。)的讀數(shù)仍為I,記下此時的讀數(shù)；(3

13、)多次重復上述過程，計算讀數(shù)的平均值，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值.答案 Ro標準電流表(或Ao) (2)標準電流表(或Ao)的讀數(shù)仍為I (3)平均值2、(電壓表替代)某同學要測電壓表 的內(nèi)阻，測量的電路如下 圖a所示，供選擇的器材如下: 待測電壓表 (0-3 V,內(nèi)阻約3 k Q)電壓表(06 V,內(nèi)阻約6 k Q)定值電阻Ri = 3 k Q定值電阻R2= 30日滑動變阻器R3(01 k Q 1 A);滑動變阻器R4(010 Q 2 A);電源3.0 V,內(nèi)阻不計；開關一個，導線若干.根據(jù)上述條件，請你完成下面的實驗.(1)定值電阻應選；滑動變阻器應選.(2)根據(jù)電路圖a,在上圖b中用

14、實線把實物連成電路；(3)實驗過程中的測量步驟為： 移動滑動變阻器觸頭到某一位置， 記錄O、的讀數(shù)U1、U2；不斷改變滑動變阻器觸頭的位置， 得到一組U1、U2的值，分別以 U1、U2為坐標軸建立坐標系， 作出相應圖線(如下圖所示)，測得該圖線的斜率為 k.根據(jù)圖線的 斜率k和選定的定值電阻，寫出待測電壓表O內(nèi)阻的表達式為解析(1)定值電阻應選 R1,滑動變阻器應選 R4,若選用大電阻的滑動變阻器，就會出現(xiàn)在 移動滑動觸頭的時候，剛開始電壓表上的電壓幾乎不變， 到了某個位置后又突然增大的現(xiàn)象,-8 - / 15不易操作.（2）根據(jù)電路圖a,在圖b中用實線把實物連成電路，如答案圖所示.（3）待測

15、電壓表,內(nèi)阻的表達式為=.答案 RiR4（2）如圖所示 預測高考命題視角通過對近幾年的高考實驗試題的研究發(fā)現(xiàn)，高考電學實驗試題有三個顯著的特點：第一，基于教材中的電學實驗，著重考查實驗原理的改進、實驗步驟、誤差分析；第二，重視電學的實驗方法，問題設置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實際；第三，基本儀器的使用是考查的熱點，實驗的器材選擇、 實際操作是考查的重點， 設計型實驗是考查的難點， 實驗的基本原理和思想方法是考查的核心.四、測電源電動勢內(nèi)阻1、（伏安法）某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，串聯(lián)了一只2.5翦勺保護電阻Ro,實驗電路如圖下所示.連好電路后，當該同學閉合電鍵時， 發(fā)現(xiàn)電

16、流表示數(shù)為 0,電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線 柱均未接錯，接觸良好且未發(fā)生短路； 他用多用電表的電壓擋檢查電路， 把兩表筆分別接a、 b, b、c, d、e時，示數(shù)均為0,把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷 故障是.（2）在下圖中按電路原理圖及用多用電表的電壓擋檢查電路時，把兩表筆分別接c、d時的實物電路圖（如圖所示）以筆畫線代替導線連接起來.（3）排除故障后，該同學順利完成實驗，測定得到下列數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中的坐標上 畫出圖線，由圖線知：電池的電動勢為，內(nèi)阻為.-19 - / 15IfX0.10a 170.230.30t/vL20LOOOJO0.601 叫：二:LO0

17、必600.30解析（1）用電壓表檢測!./V0211圖甲是滑c、d時，電壓表有示數(shù)，說明有電流通過電壓表，但沒有電流通過多用電表所并聯(lián)的電路， 說明多用電表所并聯(lián)的電路發(fā)生斷路故障.由已知條件可知,fVjr3t - nr r fr0.50十-I- + -n-i- -0 10圖乙動變阻器R發(fā)生故障.（3）電源的伏安特性曲線為直線，使直線通過盡量多的數(shù)據(jù)點，其他點均勻分布在線的兩側(cè).由 U=EI（r+R。）可知，縱軸截距表示電動勢，則 E=1.50 V,斜率絕對值表示 r+Ro,則：r+Ro= Q=3.0 R則r=0.5 Q.答案（1）R斷路 （2）如圖甲所示（3）如圖乙所示1.50 V（1.41

18、1.51 V均可）2、（伏阻法）（2012福建卷，19（2）某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E.先直接用多用電表測定該電池電動勢.在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖所示,其示數(shù)為.然后，用電壓表 、電阻箱R、定值電阻Ro、開關S、若干導線和該電池組成電路，測定 該電池電動勢.(i )根據(jù)圖乙所示電路圖，用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接成完整電路.(ii)閉合開關S,調(diào)整電阻箱阻值 R,讀出電壓表。相應示數(shù)U.該學習小組測出大量數(shù)據(jù), 分析篩選出下表所示的 R、U數(shù)據(jù)，并計算出相應的與的值.請用表中數(shù)據(jù)在圖中的坐標紙 上描點，并作出圖線.n,m0.40a卻0.2(10.10拄1

19、! *2,00 3.的島 5.00(iii)從圖線中可求得E=.解析讀出示數(shù)為：9.4 V. (i)連接電路如圖所示.R( Q)166.77-1-.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.9(X 10 2 Q 1)0.601.402.003.004.005.00(V 1)0.120.170.210.240.310.340.200 10巾。0(ii )作圖線如圖所示(iii)由閉合電路歐姆定律得E=U+(r+Ro)變形得=+ ,從上式看出在圖象中， 縱軸的截距即為,由圖象得出截距為0.1,所以E= 10.0V(9.5 V11.1 V內(nèi)均正確).答案見解析3、(

20、安阻法)某個實驗小組認為用一只已知內(nèi)阻的電 流表和電阻箱，采用如圖甲所示的電路測電源電動勢與內(nèi)阻，比常規(guī)的伏安法更準確.若電流表內(nèi)阻阻值為，則測量的方法與步驟是:(1)將電阻箱阻值 R調(diào)到最大，閉合 S后觀察電流表示數(shù)，然后再調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)指到某兩個恰當?shù)闹?，記下此時電阻箱的阻值R、R2及對應的電流 屋I2；(2)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)及閉合電路歐姆定律，建立方程組，即可求出電源的電動勢E與內(nèi)阻r.該方程組的表達式是：、.該實驗小組現(xiàn)在手頭只有一個電流表，只知其內(nèi)阻很小，卻不知具體阻值.為了測出該電流表的內(nèi)阻，她們找來了如圖乙所示兩節(jié)干電池等實驗器材.請你用筆畫線將圖中的實物連接成能測出電

21、流表內(nèi)阻的電路.注意滑動變阻器串聯(lián)接入電路起限流作用，開關閉合前其阻值應.解析 根據(jù)題圖示電路，利用閉合電路歐姆定律可得：E=I(R1 + +r)、E=l2(R2+r);兩節(jié)干電池的電動勢大約為 3 V,電流表應選0.6 A量程，在連接電路時，本著先串后并的原則進行.答案 E=Ii（Ri + +r）E=i2（R2+r）連線如圖調(diào)至最大五、考查多用電表的使用及讀數(shù)1、 （2011北京卷，21（1）用如上圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、請根據(jù)下列步驟完成電阻測量.旋動部件，使指針對準電流的“帔I線.（2）將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 100”的位置.將插入“ + ”、“”插孔的表筆短接，旋動部件，使指針對準電阻的（填“0刻線”或公刻線”）.（4）將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小.為了得到比較準確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按的順序進行操作，再完成讀數(shù)測量.A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 1 k”的位置B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X 10”的位置C.將兩表筆的金屬