第16講

電學實驗題型1

電學基本器材的使用與讀數題型2

以測電阻為核心的電學實驗題型3

以測電源電動勢為核心的電學實驗題型4

電學創新實驗和交流電實驗網絡構建備用習題【關鍵能力】掌握基礎電學實驗,電學實驗大都是以閉合或部分電路歐姆定律等基本電學理論為核心,主要掌握電表改裝、多用電表、各種方式測電阻值、伏安法測電動勢和內阻等基于教材的實驗.高考對電學基本實驗的考查側重于電路設計、數據處理、誤差分析等,并且向著拓展實驗、創新實驗的方向發展.新高考下的電學實驗可能會涉及磁場、電磁感應等方面的知識,也會和傳感器等知識相結合,考查形式靈活多變.題型1

電學基本器材的使用與讀數

【題組演練】1.儀器的讀數

1.206.01.儀器的讀數

0.502.50

EDBCA

3.某同學在“用多用電表測電阻”的實驗中:

歐姆調零

(2)

某次使用多用電表的實驗中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數:

0.80

(2)

某次使用多用電表的實驗中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數:

(2)

某次使用多用電表的實驗中，多用電表指針的位置如圖所示，請你讀數:

3.2

題型2

以測電阻為核心的電學實驗1.測定電阻的常用方法:名稱電路測量原理伏安法_____________________________________________________________________名稱電路測量原理伏安法消除系統誤差________________________________________________________________________________________________________續表名稱電路測量原理活用電表法伏伏法_______________________________________________安安法_____________________________________________________續表名稱電路測量原理等效替代法__________________________________________________________________________________________________________________續表名稱電路測量原理半偏法_____________________________________________________________________________________________________________續表名稱電路測量原理歐姆表法電路略,注意：①要在指針靠近中央時讀數；②換擋要進行歐姆調零；③歐姆表刻度左密右疏續表2.選擇實驗器材的三大原則(1)安全性原則:要能夠根據實驗要求和客觀條件選用合適的器材,使實驗切實可行,能達到預期目標.另外還要注意測量器材的量程,電阻類器件的電流不能超過允許通過的最大電流等.(2)精確性原則:根據實驗的需要,選用精度合適的測量工具,但對某個實驗來講,精確程度達到要求即可,并不是精度越高越好.(3)方便性原則:在不違反前兩個原則的前提下,盡量使測量電路簡單易接,測量中的調節控制操作方便.3.實物圖連線的基本原則對限流式電路,一般是從電源的正極開始，把電源、開關、滑動變阻器以及測量電路順次連接起來即可.對分壓式電路,應先將電源、開關和滑動變阻器的全部電阻用導線連接起來,然后在滑動變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個,依據電路中電流的流向將測量電路部分連接起來即可.4.器材的選擇方法(1)電流表和電壓表的選擇①根據電路中的最大電流(或最大電壓)進行選擇.②根據用電器的額定電流(或額定電壓)進行選擇.③根據電源的參數進行選擇.(2)滑動變阻器的選擇①當采用分壓式接法時,一般應選用最大阻值較小而額定電流較大的滑動變阻器.②當采用限流式接法時,一般應選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動變阻器.【題組演練】

(1)

該學習小組同學首先采用伏安法測量待測電阻的阻值，根據上述實驗器材，小組討論后設計了一個最佳測量電路，下列電路方案____(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)更合理.丁

(2)

為了更準確地測量待測電阻的阻值，該小組決定換一種測量電路，增加電阻箱來完成實驗，實驗電路圖如圖戊.

1.8能

2.某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率.

歐姆調零11.00.900

[答案]

如圖所示[解析]

由于電壓表的內阻遠大于金屬絲的電阻，所以采用電流表外接法，為了盡可能多測幾組數據，滑動變阻器采用分壓式接法，實物圖如圖所示.

題型3

以測電源電動勢為核心的電學實驗測量電源電動勢和內阻的三個常用方案方案伏安法伏阻法安阻法原理電路圖_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________關系式續表圖像續表誤差分析續表【題組演練】

電壓表的分流

Ⅱ

20000.2060.5004.85430000.2750.3333.63640000.3350.2502.98550000.3800.2002.63260000.4250.1672.353

(1)

步驟②中立即斷開開關的原因是___________________________________________________；

防止長時間通電，導致水果電池內阻和電動勢發生變化[解析]

步驟②中立即斷開開關的原因是防止長時間通電，導致水果電池內阻和電動勢發生變化.

0.916.9

[解析]

若用普通的電壓表代替多用電表進行實驗，由于電壓表內阻不是無窮大，會導致測量結果存在誤差，由閉合電路歐姆定律有

題型4

電學創新實驗和交流電實驗1.創新性實驗的基本思路2.解決電學創新性實驗常用的方法(1)轉換法:將不易測量的物理量轉換成易于測量的物理量進行測量，然后再求待測物理量的值，這種方法叫轉換測量法(簡稱轉換法).如在測量金屬絲電阻率的實驗中，雖然無法直接測量電阻率，但可通過測量金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電路測出其電阻，然后再計算出它的電阻率.(2)替代法:用一個標準的已知量替代被測量，通過調整標準量，使整個測量系統恢復到替代前的狀態，則被測量等于標準量.(3)控制變量法:研究一個物理量與其他幾個物理量的關系時，要使其中的一個或幾個物理量不變，分別研究這個物理量與其他各物理量的關系，然后再歸納總結，如探究電阻的決定因素實驗.【題組演練】1.某同學在“研究電磁感應現象”實驗中，實物電路連接如圖.(1)

實物圖中有一個元件的位置接錯了回路，請指出該元件的名稱:______.開關

C[解析]

依據楞次定律的內容，為了方便探究感應電流方向的規律，實驗應研究原磁場方向、磁通量的變化情況及感應電流的磁場方向三者的關系，故選C.(4)

實驗中發現滑動變阻器滑片向左與向右移動時，電流表指針偏轉方向不同，說明感應電流的方向與___有關.B

(5)

實驗中發現滑動變阻器滑片向左與向右移動快慢不同時，電流表指針偏轉幅度不同，說明感應電流的大小與___有關.D

2.小理同學利用如圖甲所示電路觀察電容器的充、放電現象，圖乙是毫安表表頭.(1)

小理先將單刀雙擲開關打到1位置，發現毫安表指針向左偏轉，電容器開始充電，充電電流逐漸變____，此時電容器的上極板帶____電；再將開關打到2位置，發現毫安表指針向____偏轉，電容器開始放電，放電電流逐漸變小.以上三空，判斷正確的是___.A.大、正、左

B.小、正、右

C.大、負、左

D.小、負、右[解析]

小理先將單刀雙擲開關打到1位置，發現毫安表指針向左偏轉，電容器開始充電，充電電流逐漸變小，此時電容器的上極板與電源正極相連，帶正電；再將開關打到2位置，電容器放電，通過電容器的電流方向相反，毫安表指針向右偏轉，放電電流逐漸變小.故選B.√

面積

(3)

在“觀察電容器的充、放電現象”實驗中，以下觀點錯誤的是___.

√

1.

(1)探究滑動變阻器的分壓特性,采用圖甲所示的電路,探究滑片P從A移到B的過程中,負載電阻R兩端的電壓變化.甲①圖乙為實驗器材部分連線圖,還需要

(選填af、bf、fd、fc、ce或cg中的若干)連線.

乙af、fd、ce[解析]由電路圖可知,應將電壓表并聯在電阻箱兩端,又由圖丁可知電壓表的最大示數為3.0V,因此電壓表的量程選擇0~3V,即連接a、f;由于滑動變阻器用分壓接法,因此滑動變阻器的接線柱c與開關的e接線柱相連,即連接c、e;另電阻箱的f接線柱應連接在滑動變阻器上側的一個接線柱上,即連接d、f.甲乙②圖丙所示電壓表的示數為

V.

丙1.50±0.02[解析]由圖丙可知電壓表的讀數為1.50V.

丁ⅡR0<R[解析]假定AP部分的電阻為R',R'分別與10Ω和100Ω并聯再與BP部分的電阻串聯;由于相同的R'與100Ω并聯后的電阻較與10Ω并聯后的電阻大,則根據閉合電路的歐姆定律可知,滑片在相同位置下,負載電阻越大,其兩端電壓越大;即在相同橫坐標下,當負載為100Ω時,電壓表的示數應該較圖丁中的曲線Ⅰ大,故為曲線Ⅱ.由上述分析可知,對于不同的負載電阻,調節滑片時負載兩端的電壓變化規律不同,當負載電阻小于滑動變阻器最大阻值時,負載電阻兩端電壓隨滑片的變化更迅速變化;當負載電阻大于滑動變阻器最大阻值時,負載電阻兩端電壓隨滑片的變化更加平穩變化,從而獲得更多的實驗數據.所以,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器最大阻值的選擇依據是相比負載電阻越小越好,即R0<R.(2)兩個相同的電流表G1和G2如圖戊所示連接,晃動G1表,當指針向左偏轉時,靜止的G2表的指針也向左偏轉,原因是

(填選項前的字母).

A.兩表都是“發電機”B.G1表是“發電機”,G2表是“電動機”C.G1表和G2表之間存在互感現象D.G1表產生的電流流入G2表,產生的安培力使G2表指針偏轉BD戊[解析]據題意可知,電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈,G1和G2用導線連接起來.當晃動G1時,相當于G1中的線圈做切割磁感線運動,電路中會產生感應電流;由于兩個電表構成了閉合電路,則電流會通過G2表中的線圈,而該線圈處于磁場中,由于通電導線在磁場中受力的作用,G2的指針也會偏轉;則G1表相當于“發電機”,G2表相當于“電動機”,故A、C錯誤,B、D正確.戊2.小管同學想要測量“蘋果電池”的電動勢和內阻.實驗室提供的器材如下:A.利用銅片、鋅片與蘋果制成的一個蘋果電池B.電流表A(0~0.6mA,內阻為250Ω)C.電壓表V(0~3V,內阻約3kΩ)D.電阻箱R1(0~9999.9Ω)E.滑動變阻器R2(最大阻值100Ω)F.開關一個,導線若干

0.80小于[解析]電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,根據讀數規則可得,電壓表的讀數為0.80V.由于電池有內阻,第一次測出的電壓小于電池電動勢,使得U偏小,進而使得測量的內阻值小于真實值.(2)利用電流表和電壓表更準確地測量“蘋果電池”的電動勢和內阻,應該選擇的實驗電路是圖中的

(選填“甲”或“乙”);

乙[解析]電流表外接(相對電源)會忽略通過電壓表的電流,而且電流表內阻已知,故應采用電流表內接(相對電源)的方法.(3)該小組由實驗數據作出的U-I圖像如圖丙所示,由圖像可求得“蘋果電池”電動勢為

V,內阻為

Ω.(結果均保留三位有效數字)

1.00750

3.某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究“變壓器的電壓與匝數的關系”.某次實驗中,用匝數na=200匝和nb=400匝的線圈進行實驗,測得數據如圖乙所示,則原線圈的匝數為

(選填“na”或“nb”),電壓比和匝數比不嚴格相等,原因可能是

(