- 2021-04-28 发布 |
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文档介绍
高考物理精讲:专题14+电学实验(一)(高考定位+审题破题,含原创题组及解析)
高考定位 电学实验是高考实验考查的重点,考查的实验有测定金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特 性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等.高考对电学实验的考查侧重于考查 电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析,并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、 创新实验的方向发展.要求考生掌握常规实验的数据处理方法,能将课本中分组实验和演示 实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,深刻理解物理概念和规律,并能灵活运用, 要求考生有较强的创新能力. 考题 1 电表读数和多用电表的使用 例 1 在练习使用多用电表时: (1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________. A.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则不会影响测量结果 B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大 C.测量电路中的电阻时,应该把该电阻与电路断开 D.欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但仍能调零,其测量结果与原来 相比不变 (2)用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接 a 端,红表笔接 b 端时,指针向 右偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明________(填“a”或“b”)端是 二极管正极. (3)某同学想通过多用电表 A 中的欧姆档,直接去测量相同规格的多用电表 B 中量程为 2.5 V 的电压档的内阻,如图 1 甲连线,选择倍率为×1k 欧姆挡,测量前应对多用电表 A 进行 ______________,按正确的操作步骤测量,两表指针位置相同,如图乙所示,从 A 表读出 B 表内阻约为________________kΩ,从 B 表读出电压约为________ V. 图 1 计算出多用电表 A 的电源电动势约为________ V(已知表盘正中电阻刻度值为 15,计算结果 保留两位有效数字). 解析 (2)当用多用电表的红表笔接触二极管 a 端、黑表笔接触二极管 b 端时,b 端电势高、a 端电势低,此时发现多用电表的指针偏转量非常小,说明此时电阻很大,说明此时二极管反 向偏压,则 a 端是二极管的正极. (3)选挡后要先进行欧姆调零,欧姆表读数=表盘读数×倍率=13×1 kΩ=13 kΩ;电压表读 数为 1.32 V;欧姆表内电阻等于中值电阻,为 r=15 kΩ;根据闭合电路欧姆定律,有:E= Ir+U≈2.8 V. 答案 (1)AC (2)a (3)欧姆调零 13 1.32 2.8 1.(2014·重庆·6(1))某照明电路出现故障,其电路如图 2 所示,该电路用标称值 12 V 的蓄电 池为电源,导线及其接触完好. 维修人员使用已调好的多用表直流 50 V 挡检测故障.他将黑表笔接在 c 点,用红表笔分别探 测电路的 a、b 点. 图 2 ①断开开关,红表笔接 a 点时多用表指示如图 3 所示,读数为________ V,说明________正 常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”). 图 3 ②红表笔接 b 点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图 3 相同,可 判断发生故障的器件是________.(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”) 答案 ①11.5(11.2~11.8 的值均可) 蓄电池 ②小灯 解析 ①因用直流 50 V 挡检测,故满偏时电压为 50 V,刻度均匀,在图示位置时,读数为 11.5(11.2~11.8 之间均可)V,说明蓄电池正常. ②红表笔接 b 点,断开开关,指针不偏转,闭合开关后多用表读数与原来相同,说明保险丝、 开关均正常,发生故障的器件只能为小灯. 1.欧姆表的原理 (1)欧姆表内有电源,红表笔与内部电源负极相连,黑表笔与内部电源的正极相连,故其电流 方向为“红表笔流进,黑表笔流出”. (2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律.当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器 R0(即欧姆调 零),使灵敏电流计满偏,Ig= E Rg+R0+r ,此时中值电阻 R 中=Rg+R0+r,当两表笔接入电阻 Rx 时 I= E Rg+R0+r+Rx ,电阻 Rx 与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不 均匀. 2.欧姆表使用六注意 (1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;(3)待测电阻与电路、电源要断开;(4)尽量使指针指在 表盘中间位置附近;(5)读数之后要乘以倍率得阻值;(6)用完后,选择开关要置于“OFF”挡 或交流电压的最高挡. 考题 2 测量电阻的实验 例 2 (2014·四川·8(2))图 4 是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图,图中 R0 是保护电 阻(10 Ω),R1 是电阻箱(0~99.9 Ω),R 是滑动变阻器,A1 和 A2 是电流表,E 是电源(电动势 10 V,内阻很小). 图 4 在保证安全和满足需求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下: (ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器 R 调到最大; (ⅱ)闭合 S,从最大值开始调节电阻箱 R1,先调 R1 为适当值,再调节滑动变阻器 R,使 A1 示数 I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 的示数 I2; (ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量 6 组 R1 和 I2 的值; (ⅳ)将实验测得的 7 组数据在如图 5 所示坐标纸上描点. 图 5 根据实验回答以下问题: ①现有四只供选用的电流表 A.电流表(0~3 mA,内阻为 2.0 Ω) B.电流表(0~3 mA,内阻未知) C.电流表(0~0.3 A,内阻为 5.0 Ω) D.电流表(0~0.3 A,内阻未知) A1 应选用________,A2 应选用________. ②测得一组 R1 和 I2 值后,调整电阻箱 R1,使其阻值变小,要使 A1 示数 I1=0.15 A,应让滑 动变阻器 R 接入电路的阻值________(选填“不变”、“变大”或“变小”). ③在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系图. ④根据以上实验得出 Rx=________ Ω. 答案 ①D C ②变大 ③关系图线如图所示 ④31 解析 ①该实验测 Rx 电阻的原理为并联电路两支路电压相等,即(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1, 其中 r1、r2 分别为 A1、A2 两表的内阻.又因为 Rx 的阻值约几十欧,与 R0+R1 在同一数量级, A1 示数为 I1=0.15 A,表示电流表 A1 只能从 C、D 中选择,A2 电流值的数量级与 A1 相同.由 测量原理可知:(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,因 Rx 未知,故 r2 阻值应已知,故 A1 选 D,A2 选 C. ②因 A1 示数 I1=0.15 A 不变,R1 变小,(R0+R1+r1)I1 变小,滑动变阻器所分电压变大,R 应 变大. ③该图线为一条直线,离线较远的一组数据为错误数据,应舍去,其他点应对称分布在直线 两侧. ④由实验原理得: (R0+R1+r1)I1=(Rx+r2)I2 其中 R0=10 Ω,r2=5.0 Ω,I1=0.15 A,从图线上选择两组 R1、I2 代入不同数值可解得 Rx 约 为 31 Ω. 2.(2014·新课标Ⅱ·22)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻 Rx 约为 200 Ω,电压表 的内阻 约为 2 kΩ,电流表 的内阻约为 10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图 6(a)或(b)所示,结 果由公式 Rx=U I 计算得出,式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电 路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2,则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实 值,且测量值 Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值 Rx2________(填 “大于”、“等于”或“小于”)真实值. 图 6 答案 Rx1 大于 小于 解析 根据题意知Rx RA >RV Rx ,电压表的分流作用较显著,故 Rx1 更接近待测电阻的真实值.题图 (a)的测量值是 Rx 与 RA 串联的电阻阻值,故 Rx1>Rx 真;题图(b)的测量值是 Rx 与 RV 并联的电阻 阻值,故 Rx2查看更多