高考电学实验总结与解析

1、高考电学实验总结归类电学实验是高考试题中必考实验，电学实验出题灵活，内容丰富，在高考 试卷中所占比重大，是高考试题中的重要得分点。以下是电学实验各种常见实验 原理和做题技巧的总结，基本涵盖了电学实验中的所有题型， 对学习电学实验有 很大的帮助。、电表的双重作用1 （电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流.A.待测电流表 A。：满偏电流约为 700800 dA内阻约100 0,已知表盘刻度均匀、总 格数为N. r - - IB.电流表 A:量程0.6A、内阻0.1 Q；IC.电压表V:量程3V、内阻3kQ;ID.滑动变阻器 R:最大阻值200

2、Q；IE.电源E:电动势约3V、内阻约1.5 Q；F.开关S一个.（1）根据你的测量需要，在 B （电流表A）和C （电压表V）中应选择.（只需填 写序号即可）（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图.（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A0的指针偏转了 n格,答案C电路如图所示可算出满偏电流 =,式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是 ._ N U , N U 一一 一一 一 （或一）U为电压表读数，为电压表内阻n R n 3000解析 （1）由于电流表的满偏电流太小，所以要想进行多次测量，不能使用。而对于电压表，I。g1000 A,大于待测电流表的满偏电流,因此，可把

3、电压表当电流表用。故选C.(2)题中要求测多组数据，故测量电路应选用分压电路，电路图如右所示。(3)电路中的电流I ,又电流表刻度均匀，故有:RV联立可解得：ImaxN Un 3000-3 - / 152.某同学要测量一电压表 Vi的内阻。提供的器材有:A.电压表 Vi:量程3V,内阻约为2kQB.电压表 V2：量程10V,内阻为5kQC.电源E:电动势约为10V,内阻不计D.滑动变阻器R:最大阻值为20 aE.定值电阻Ri：阻值5kQF.定值电阻R2：阻值30kQG.电键S及导线若干该同学设计了如图甲所示的实验电路图，通过改变滑动变阻器 R的阻值，测量多组电压表Vi的读数Ui和电压表V2的读

4、数U2,最终求出了电压表的内阻。(1)实验中定值电阻应选用(填字母代号)；(2)该同学在实验中测得数据如下表：请在图乙的坐标中，描点作出UiU2的图象。实验次数i234567C/1/V0.500.901.30L702002.302.5。t/yv1.893.404.9】6.427.568.699.44(3)由图象可以较准确地求出电压表的内阻为白。解析（1）定值电阻与电压表 Vi串联，有： 上 U2 U1 ,可得:R 5k ，故选RR/iR(2)由业 U2 Ui可得:UiRV1 U2,即Ui U2图像的斜率为RV1R/iRRvi RR/i R从所作图像中先求出斜率，随之可算出R/i 0.2k点评

5、本题中，电压表的双重作用为：一是测量工具电压表，二也是一个电阻二、伏安法测电阻（或电阻率）1、（2012北京卷，21）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 .（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为（该值接 近多次测量的平均值）.（2）用伏安法测金属丝的电阻.实验所用器材为：电池组（电动势3 V,内阻约1 ,）电流表（内 阻约0.1 、）电压表（内阻约3 k Q）滑动变阻器 R（020 Q,额定电流2 A）、开关、导线若 干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数123456

6、70.100.300.701.001.501.702.300.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量是采用下图中的图（选填“甲”或“乙”）.-9 - / 15(3)下图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线.，由图线得到金属丝的阻值= 保留

7、两位有效数字).(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(填选项前的符号)A. 1X 10 2 Q - mB. 1X 10 3 Q - mC. 1 X 10 6 Q - mD. 1 X 10 8 Q - m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是(有多个正确选项).A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差 属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析(1)螺旋测微器的读数为0 +39.8X

8、 0.01 =0.398 .(2)由实验记录的数据可知的阻值大约为5 由题知？，故电流表因外接.若滑动变阻器接为限流的形式，则两端的电压最小值=V = 0.6 V,而从实验数据可知两端电压可为0.10 V,因此滑动变阻器应采用分压的形式.（3）如图甲所示.图甲图乙（4）选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示.图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值=4.4 Q.（5）根据R= p得金属丝的电阻率 p= = = Q 肝1.09X10 6 Q 卬故选项C正确，选项 A、B、D错误.（6）由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起

9、的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误、选项C正确；利用 U-I图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确.答案 （1）0.398（0.3950.399均正确）（2）甲（3）如解析图甲所示4.4（4.34.7 均正确）（5）C （6）2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有导线和开关外，还有：（4）如解析图乙所示5亚.5 W的小灯泡、A.直流电源（电动势约为5 V,内阻可不计）B.直流电流表（量程03 A,内阻约为0.1 Q）C.直流电流表（量程0600 ,内阻约为5 Q）D,直流电压表（量程015 V,内

10、阻约为15 k Q）E.直流电压表（量程05 V,内阻约为10 k Q）F.滑动变阻器（最大阻值10 0允许通过的最大电流为2 A）G.滑动变阻器（最大阻值1 k Q允许通过的最大电流为0.5 A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.（1）实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均用序号字母表示）.（2）请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路.（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Q,定值电阻R= 9 Q,此时灯泡的实际功率为._（结果保留两位有效数

11、字）解析（1）由灯泡标识（5 V, 2.5 W）知，I = = 0.5 A,因此电流表选 C,电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.（2）如图所示(3)把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为=0.6 A,在题图中的U I图中,作出此电源的UI图线如图中虚线所示。两图线交点即表示该灯泡的实际工作点.由图知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)见解析图(3)0.84(0.810.87)皆可三“替代法”测电阻1、 (2011课标全国卷，22)为了测量一微安表头 A的内阻，某同学设计了如上图所示的

12、电 路.图中A。是标准电流表，R0和分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池.完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1,接通S1,调节，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时的读数I;(2)然后将S拨向接点2,调节，使，记下此时的读数；(3)多次重复上述过程，计算读数的，此即为待测微安表头内阻的测量值.解析 本题为用替代法测未知电流表的内阻，其实验步骤为：(1)将S拨向接点1,接通S1，调节R。，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或A0)的读数I; (2)然后将S拨向接点2,调节，使标准电流表(或A。)的读数仍为I,记下此时的读数；(3

13、)多次重复上述过程，计算读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值.答案 Ro标准电流表(或Ao) (2)标准电流表(或Ao)的读数仍为I (3)平均值2、(电压表替代)某同学要测电压表 的内阻，测量的电路如下 图a所示，供选择的器材如下: 待测电压表 (0-3 V,内阻约3 k Q)电压表(06 V,内阻约6 k Q)定值电阻Ri = 3 k Q定值电阻R2= 30日滑动变阻器R3(01 k Q 1 A);滑动变阻器R4(010 Q 2 A);电源3.0 V,内阻不计；开关一个，导线若干.根据上述条件，请你完成下面的实验.(1)定值电阻应选；滑动变阻器应选.(2)根据电路图a,在上图b中用

14、实线把实物连成电路；(3)实验过程中的测量步骤为： 移动滑动变阻器触头到某一位置， 记录O、的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置， 得到一组U1、U2的值，分别以 U1、U2为坐标轴建立坐标系， 作出相应图线(如下图所示)，测得该图线的斜率为 k.根据图线的 斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表O内阻的表达式为解析(1)定值电阻应选 R1,滑动变阻器应选 R4,若选用大电阻的滑动变阻器，就会出现在 移动滑动触头的时候，刚开始电压表上的电压几乎不变， 到了某个位置后又突然增大的现象,-8 - / 15不易操作.（2）根据电路图a,在图b中用实线把实物连成电路，如答案图所示.（3）待测

15、电压表,内阻的表达式为=.答案 RiR4（2）如图所示 预测高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、 实际操作是考查的重点， 设计型实验是考查的难点， 实验的基本原理和思想方法是考查的核心.四、测电源电动势内阻1、（伏安法）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5翦勺保护电阻Ro,实验电路如图下所示.连好电路后，当该同学闭合电键时， 发现电

16、流表示数为 0,电压表示数不为0.检查各接线 柱均未接错，接触良好且未发生短路； 他用多用电表的电压挡检查电路， 把两表笔分别接a、 b, b、c, d、e时，示数均为0,把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断 故障是.（2）在下图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图（如图所示）以笔画线代替导线连接起来.（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在图中的坐标上 画出图线，由图线知：电池的电动势为，内阻为.-19 - / 15IfX0.10a 170.230.30t/vL20LOOOJO0.601 叫：二:LO0

17、必600.30解析（1）用电压表检测!./V0211图甲是滑c、d时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没有电流通过多用电表所并联的电路， 说明多用电表所并联的电路发生断路故障.由已知条件可知,fVjr3t - nr r fr0.50十-I- + -n-i- -0 10图乙动变阻器R发生故障.（3）电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过尽量多的数据点，其他点均匀分布在线的两侧.由 U=EI（r+R。）可知，纵轴截距表示电动势，则 E=1.50 V,斜率绝对值表示 r+Ro,则：r+Ro= Q=3.0 R则r=0.5 Q.答案（1）R断路 （2）如图甲所示（3）如图乙所示1.50 V（1.41

18、1.51 V均可）2、（伏阻法）（2012福建卷，19（2）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示,其示数为.然后，用电压表 、电阻箱R、定值电阻Ro、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定 该电池电动势.(i )根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路.(ii)闭合开关S,调整电阻箱阻值 R,读出电压表。相应示数U.该学习小组测出大量数据, 分析筛选出下表所示的 R、U数据，并计算出相应的与的值.请用表中数据在图中的坐标纸 上描点，并作出图线.n,m0.40a却0.2(10.10拄1

19、! *2,00 3.的岛 5.00(iii)从图线中可求得E=.解析读出示数为：9.4 V. (i)连接电路如图所示.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 )作图线如图所示(iii)由闭合电路欧姆定律得E=U+(r+Ro)变形得=+ ,从上式看出在图象中， 纵轴的截距即为,由图象得出截距为0.1,所以E= 10.0V(9.5 V11.1 V内均正确).答案见解析3、(

20、安阻法)某个实验小组认为用一只已知内阻的电 流表和电阻箱，采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确.若电流表内阻阻值为，则测量的方法与步骤是:(1)将电阻箱阻值 R调到最大，闭合 S后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R、R2及对应的电流 屋I2；(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是：、.该实验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值.为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材.请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电

21、流表内阻的电路.注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应.解析 根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：E=I(R1 + +r)、E=l2(R2+r);两节干电池的电动势大约为 3 V,电流表应选0.6 A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行.答案 E=Ii（Ri + +r）E=i2（R2+r）连线如图调至最大五、考查多用电表的使用及读数1、 （2011北京卷，21（1）用如上图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、请根据下列步骤完成电阻测量.旋动部件，使指针对准电流的“帔I线.（2）将K旋转到电阻挡“X 100”的位置.将插入“ + ”、“”插孔的表笔短接，旋动部件，使指针对准电阻的（填“0刻线”或公刻线”）.（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按的顺序进行操作，再完成读数测量.A.将K旋转到电阻挡“X 1 k”的位置B.将K旋转到电阻挡“X 10”的位置C.将两表笔的金属