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1、江蘇高考物理考前沖A攻略（18） 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 【考情播報(bào)】 考綱 要求 命題預(yù)測(cè) 高考對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查側(cè)重于考查電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，并且向著拓展實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方向發(fā)展，可能會(huì)涉及磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)等方面的知識(shí)。 應(yīng)試技巧 1．歐姆表原理： （1）歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)電源負(fù)極、黑表筆與內(nèi)電源正極相連，電流方向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”。 （2）測(cè)電阻原理是歐姆定律。當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)電表內(nèi)部的滑動(dòng)變阻器R0（即歐姆調(diào)零），使靈敏電流計(jì)滿偏，，此時(shí)中值電阻R中=Rg+R0+r；當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)，，Rx與電流對(duì)應(yīng)，但二者為非線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻。

2、 （3）使用注意：a．先選擋后調(diào)零；b．換擋后重新調(diào)零；c．待測(cè)電阻與電路、電源斷開；d．盡量使指針指在表盤中間位置附近；e．讀數(shù)后要乘以倍率得阻值；f．用完后，選擇開關(guān)置于“OFF”擋或多用電表交流電壓最高擋。 2．電路設(shè)計(jì)： （1）測(cè)電阻的電路結(jié)構(gòu)：電源；控制電路（滑動(dòng)變阻器、開關(guān)）；測(cè)量電路。 （2）電表選擇：安全性——量程不能太?。粶?zhǔn)確性——量程不能太大，讀數(shù)一般要超過量程的；若電表量程不合適，可用有準(zhǔn)確內(nèi)阻的電表進(jìn)行改裝。 （3）測(cè)量電路：若>RVRA，說(shuō)明待測(cè)電阻較大，使用電流表內(nèi)接法，誤差源于電流表分壓，測(cè)量值大于真實(shí)值；若

3、誤差源于電壓表分流，測(cè)量值小于真實(shí)值。 （4）控制電路：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小時(shí)，常采用分壓式接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與待測(cè)電阻相差不大時(shí)，常采用限流式接法。滑動(dòng)變阻器必須接為分壓式的情況有：電壓或電流要求從零開始變化；滑動(dòng)變阻器不能起到限流的作用；限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩種接法均可，則采用總電功率較小的限流式接法。 3．測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻： （1）常用伏安法（電壓表和電流表），根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)器材，也可以選用伏阻法（電流表和電阻箱）或安阻法（電流表和電阻箱）。 （2）解題方法首先都是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，然后可以分別代入兩組測(cè)量數(shù)據(jù)聯(lián)立方程組求解，也可以根據(jù)方

4、程式（一般將方程式寫成線性形式）描點(diǎn)作圖，分析圖線的截距、斜率與電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的關(guān)系進(jìn)而求解。 （3）伏安法誤差分析： a．電流表內(nèi)接法：電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值無(wú)系統(tǒng)誤差，內(nèi)阻的測(cè)量值偏大，包含了電流表內(nèi)阻。 b．電流表外接法電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都偏小。 【真題回顧】 1． 一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 （1）如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路．請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處__________；____________． （2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上

5、作出關(guān)系圖象___________．由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_________V；內(nèi)阻為__________Ω． R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_______V；內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω． 【解析】（1）連接電

6、路時(shí)電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯(cuò)誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。 （2）將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I（R+r）得，所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)V=1.37V，截距絕對(duì)值表示r=0.43.0Ω=1.20Ω；用電壓表與電流表并聯(lián)，可測(cè)得電流表的內(nèi)阻，考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則E=I（R+RA+r），得，所以圖線的斜率仍表示電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值為1.37V，圖線的截距表示（RA+r），所以內(nèi)阻精確值為r=（1.20-0.20） Ω=1.00 Ω。 2． 某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8

7、V，額定電流0.32 A）；電壓表V（量程3 V，內(nèi)阻3 kΩ）；電流表A（量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 Ω）；固定電阻R0（阻值1 000 Ω）；滑動(dòng)變阻器R（阻值0~9.0 Ω）；電源E（電動(dòng)勢(shì)5 V，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。 （1）實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。 （2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。 由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_________（填“增大”、“不變”或“減小”），燈絲的電阻率__________（填“增大”、“不變”或“減小”）。 （3）用另一電源E0（電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻1

8、.00 Ω）和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為__________W，最大功率為__________W。（結(jié)果均保留2位小數(shù)） 【解析】（1）要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，故滑動(dòng)變阻器用分壓式接法，小燈泡為小電阻，電流表用外接法；電壓表量程為3 V，應(yīng)串聯(lián)定值電阻擴(kuò)展量程到4 V。 （2）由I–U圖象知，切線的斜率在減小，故燈泡的電阻隨電流的增大而增大，再由電阻定律知，電阻率增大。 （3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為9 Ω時(shí)，電路電流最小，燈泡實(shí)際功率最小，此時(shí)由E0

9、=U+I（r+R）得I=–0.1U+0.4，在圖中作出該直線如左圖所示，交點(diǎn)坐標(biāo)約為U=1.75 V，I=0.225 A，P1=UI=0.39 W；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0時(shí)，燈泡消耗的功率最大，作圖線I=–U+4，此時(shí)交點(diǎn)坐標(biāo)為U=3.70 V，I=0.32 A，如右圖所示，最大的功率P2=UI=1.18 W。 【預(yù)測(cè)訓(xùn)練】 1．某同學(xué)用以下電路測(cè)量電壓表的內(nèi)阻，R1是滑動(dòng)變阻器，R2、R3、R4是三個(gè)電阻箱。實(shí)驗(yàn)操作如下：合上開關(guān)K1后，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)三個(gè)電阻箱的阻值，使開關(guān)K2反復(fù)斷開和閉合時(shí)待測(cè)電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化。 （1）電阻箱R2的面板指示如圖，其讀數(shù)為_________

10、_Ω； （2）待測(cè)電壓表的內(nèi)阻可表示為Rv=__________；（用電阻箱的電阻符號(hào)表示） （3）為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，可以采用的方法是_____________ A．適當(dāng)增大電源的電壓 B．適當(dāng)減小電源的電壓 C．調(diào)小R1的阻值，反復(fù)進(jìn)行上面的操作 D．調(diào)大R1的阻值，反復(fù)進(jìn)行上面的操作 （4）該同學(xué)測(cè)得電壓表的內(nèi)阻后，繼續(xù)研究這個(gè)電路。即在合上開關(guān)K1且反復(fù)斷開和閉合開關(guān)K2電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化的前提下，進(jìn)行如下操作：先斷開K2，保持其余電阻保持不變，減小R2，則電壓表的示數(shù)_________（填“增大”或“減小”）；再合上K2，則通過該開關(guān)的電流方向?yàn)開_______

11、__（填“從a到b”或“從b到a”）。 【解析】（1）根據(jù)圖象讀數(shù)為1 893 Ω。 （2）開關(guān)K2反復(fù)斷開和閉合時(shí)待測(cè)電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化，所以K2兩端電勢(shì)相同，根據(jù)題意設(shè)電壓表支路電流為I，R3支路電流為，有：，，聯(lián)立解得：。 （3）根據(jù)電橋法測(cè)電阻原理可知，回路電流減小誤差增大，所以想提高準(zhǔn)確度，增大回路電流，可采取適當(dāng)增大電源電壓，或者調(diào)小R1的阻值，反復(fù)進(jìn)行上面的操作，BD錯(cuò)誤AC正確。 （4）減小R2，回路總電阻減小，回路電流增大，根據(jù)，路端電壓減小，而R1兩端電壓變大，所以兩并聯(lián)支路電壓減小，而R3、R4不變，所以R3支路電流變小，總電流變大，所以R2支路電流變大，流經(jīng)

12、電壓表電流變大，電壓表示數(shù)變大；電壓表示數(shù)變大，電壓表兩端電勢(shì)差增大，R3支路電流變小，R3兩端電勢(shì)差變小，所以a點(diǎn)電勢(shì)小于b點(diǎn)電勢(shì)，電流從b到a。 2．導(dǎo)電玻璃是制造LCD的主要材料之一，為測(cè)量導(dǎo)電玻璃的電阻率，某小組同學(xué)選取了一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的圓柱體導(dǎo)電玻璃器件，上面標(biāo)有“3 V”的字樣。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下，完成下列問題。 （1）首先用螺旋測(cè)微器測(cè)量器件的直徑，示數(shù)如圖1所示，則直徑d=________mm。 3．圖（a）為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。

13、虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 Ω擋。 （1）圖（a）中的A端與______（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。 （2）關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是_______（填正確答案標(biāo)號(hào)）。 A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 （3）根據(jù)題給條件可得R1+R2=______Ω，R

14、4=_______Ω。 （4）某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為________。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字） 【解析】（1）與多用電表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。 （2）R6是可變電阻，它的作用是歐姆表調(diào)零，使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。 （3）B端與“2”相連時(shí)，是量程較小的電流表，所以；B端與“4”相連時(shí)，是量程較小的電壓表，所以。 （4）若此時(shí)B端與“1”相連，多用電表是量程

15、為2.5 mA的電流表，則讀數(shù)為1.47 mA；若此時(shí)B端與“3”相連，多用電表是歐姆100 Ω擋，則讀數(shù)為1 100 Ω；若此時(shí)B端與“5”相連，多用電表是量程為5 V的電壓表，則讀數(shù)為2.95 V。 【每日一題】 【計(jì)算題訓(xùn)練】如圖所示，兩根質(zhì)量同為m、電阻同為R、長(zhǎng)度同為l的導(dǎo)體棒，用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略的長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后，放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，兩根導(dǎo)體棒均與桌邊緣平行，一根在桌面上，另一根移動(dòng)到靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上．整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．開始時(shí)兩棒靜止，自由釋放后開始運(yùn)動(dòng)．已知兩條導(dǎo)線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直

16、狀態(tài)，導(dǎo)線與桌子側(cè)棱間無(wú)摩擦．求： （1）剛釋放時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大??； （2）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的速度大小； （3）若從開始下滑到剛穩(wěn)定時(shí)通過橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱． b a B 【解析】（1）剛釋放時(shí)，設(shè)細(xì)線中拉力為 對(duì)a棒： （2分） b棒： （2分） 解得：

17、 （1分） （2）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，設(shè)細(xì)線中拉力為 b棒： （1分） 對(duì)a棒： （1分） 又： （1分） 解得： （1分） （3）從開始下滑到穩(wěn)定，設(shè)b棒下降的高度為 則通過橫截面的電荷量

18、 （2分） 由能量關(guān)系得：系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱 （2分） 解得  1927年第五屆索爾維會(huì)議，集結(jié)了當(dāng)時(shí)最頂尖的物理學(xué)家。當(dāng)時(shí)與會(huì)的科學(xué)家中，中學(xué)就可能接觸的如愛因斯坦、居里夫人、洛倫茲、普朗克、玻爾、海森堡、德布羅意…… 他們奠定了物理學(xué)之路，然而他們的背后還站著另外一批人——數(shù)學(xué)家。如果你進(jìn)入大學(xué)后選擇了物理學(xué)相關(guān)的專業(yè)，那你必然要花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)微積分、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、群論…… 數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)物理、理解物理、研究物理的工具。下圖中的數(shù)學(xué)家們，幾乎每一個(gè)都有物理相關(guān)的成就在身。在當(dāng)今，數(shù)學(xué)學(xué)得好，物理也可以有所成就，但是數(shù)學(xué)學(xué)不好，對(duì)前沿的理論甚至難以理解。如果你在大學(xué)選擇了物理相關(guān)專業(yè)，那就一定要重視高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。