统考版2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题七物理实验第14讲电学实验素养培优教师用书

素养培优·创新试验情境1[2024·广东卷]某爱好小组设计了测量盐水电导率的试验．所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽视)；毫安表mA(量程15mA，内阻可忽视)；电阻R1(阻值500Ω)、R2(阻值500Ω)、R3(阻值600Ω)和R4(阻值200Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干．请完成下列试验操作和计算．(1)电路连接图(a)为试验原理图．在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的________(填“左”或“右”)端接线柱．(2)盐水电导率和温度的测量①测量并记录样品池内壁的长宽高．在样品池中注满待测盐水．②闭合开关S1，________开关S2，毫安表的示数为10.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为________mA.③________开关S2，毫安表的示数为15.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I2为________mA.④断开开关S1，测量并记录盐水的温度．(3)依据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为________Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率．情境2[2024·江苏省南通市诊断测试]弹性导电绳逐步成为智能限制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，试验过程如下：(1)装置安装和电路连接：如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中．(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量：①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L.②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端．断开开关S2，闭合开关S1，调整R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I1.③闭合S2，电压表的示数________(选填“变大”或“变小”)，调整R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)．④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③.(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________(选填“有”或“无”)影响．(4)依据下面表格中试验数据，在如图(c)所示坐标纸中描绘RxL图线．将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________cm，即为机械臂弯曲后的长度．12345Rx/kΩ1.161.211.261.311.35L/cm51.0951.3051.5051.7051.90[解题心得]情境3[2024·重庆西南高校附中阶段练习]西大附中物理爱好小组打算测一个电流表的内阻．试验室打算的器材有：干电池两节、待测电流表A(量程为0～0.6A)、电压表V(量程为0～3V)、滑动变阻器(最大阻值5Ω，额定电流2A)、定值电阻R1＝2Ω、定值电阻R2＝6Ω、多用电表、电键导线若干．(1)甲同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表平安，测量时应将红表笔接触电流表的________接线柱的金属部分(选填“正”或“负”)，黑表笔接触电流表的另一接线柱的金属部分．将欧姆表倍率调为“×1”，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图a所示，则电流表内阻为________Ω.(2)乙同学想利用图b所示电路测量电流表的内阻，请在图c中用笔画线代替导线完善实物图连线．(3)为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，R0应运用________(选填“R1”或“R2”)．电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻RA＝________．[解题心得]素养培优·创新试验情境1解析：（1）依据图（a）为电路可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱；（2）②闭合开关S1，断开开关S2，毫安表的示数为10.0mA，则通过电阻R4的电流为I4＝eq\f(I3R3,R4)，依据电路构造可知，流过样品池的电流I1＝I3＋I4＝40.0mA；③闭合开关S2，毫安表的示数为15.0mA，则流过R4的电流为I′4＝eq\f(I′3R3,R4)，流过样品池的电流I2＝I′3＋I′4＝60.0mA.（3）设待测盐水的电阻为R0，依据闭合电路欧姆定律，开关S2断开时，E＝I1（R0＋R2＋eq\f(R3R4,R3＋R4)），开关S2闭合时E＝I2（R0＋eq\f(R1R2,R1＋R2)＋eq\f(R3R4,R3＋R4)），代入数据解得R0＝100Ω.答案：（1）右（2）断开40.0闭合60.0（3）100情境2解析：（2）③闭合S2，电路总电阻减小，总电流增加，内电阻与滑动变阻器上电压增加，所以电压表示数减小；由于电压表示数为U，所以闭合S2后，定值电阻上电流仍为I1，则流过导电绳上电流为I2－I1，依据欧姆定律得Rx＝eq\f(U,I2－I1).（3）在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响．（4）依据表格中试验数据，在如图坐标纸中描绘RxL图线如图：当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为51.80cm.答案：（2）变小eq\f(U,I2－I1)（3）无（4）图见解析51.80情境3解析：（1）电流需从多用电表黑表笔流出，流入电流表的正接线柱，则红表笔应接触电流表的负接线柱．欧姆表读数为2.5×1Ω＝2.5Ω.（2）连线如图（3）由欧姆定律可知，当电压表、电流表均满偏