重難點14 電學實驗-2024年高考物理【熱點·重點·難點】專練（新高考專用）-試卷下載-教習網(wǎng)

一、以核心和主干知識為重點。構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)體系，確定每一個專題的內(nèi)容，在教學中突出知識的內(nèi)在聯(lián)系與綜合。
二、注重情景與過程的理解與分析。善于構(gòu)建物理模型，明確題目考查的目的，恰當運用所學知識解決問題：情景是考查物理知識的載體。
三、加強能力的提升與解題技巧的歸納總結(jié)。學生能力的提升要通過對知識的不同角度、不同層面的訓練來實現(xiàn)。
四、精選訓練題目，使訓練具有實效性、針對性。
五、把握高考熱點、重點和難點。
充分研究近5年全國和各省市考題的結(jié)構(gòu)特點，把握命題的趨勢和方向，確定本輪復習的熱點與重點，使本輪復習更具有針對性、方向性。對重點題型要強化訓練，舉一反三、觸類旁通，注重解題技巧的提煉，充分提高學生的應試能力。
重難點14 電學實驗
1.命題情境具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性。試題的任務(wù)情境呈現(xiàn)出類型多樣、、具有一定復雜程度和開放性等特點的真實情境。電學實驗以電學量測量為基礎(chǔ)，借助數(shù)學知識探究較為抽象的物理量。
2. 高考在考查電學實驗知識的同時也注重考查實驗能力,并且把對能力的考查放在首要位置。
3. 命題中更多出現(xiàn)數(shù)字實驗，創(chuàng)新實驗方式等數(shù)字實驗室系統(tǒng)，它們利用傳感數(shù)據(jù)采集器等收集實驗數(shù)據(jù)，用計算機軟件分析實驗數(shù)據(jù)、得出實驗結(jié)論。試題經(jīng)常出現(xiàn)利用數(shù)字實驗或云技術(shù)平揮決一些用常規(guī)方法難以實現(xiàn)的疑難實驗，或利用手機等信息技術(shù)工具捷地解決某些物理學習問題。
4. 電學設(shè)計性實驗題充分體現(xiàn)了探究性和應用性,源于教材卻又高于教材,側(cè)重考查同學們的綜合實驗素質(zhì)和利用基本原理,方法進行創(chuàng)新的能力,力求達到“只有親自動手做過實驗并能進行再思考的考生才能得高分”的命題思想。
5. 電學實驗主要考查電阻率的測量、電源電動勢和內(nèi)阻的測量、了解伏安法、差值法、半偏法、等效法、電橋法等測電阻的方法。會用傳感器控制電路、設(shè)計相關(guān)實驗方案.學會替換和改裝電表進行實驗.會利用電學實驗知識探究創(chuàng)新實驗方案。
（建議用時：30分鐘）
一、實驗題
1．（2023·山東棗莊·統(tǒng)考三模）光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由于其能量來源于“取之不盡”的太陽能輻射，而且清潔、安全、無污染，目前已廣泛應用于人們生活的各個方面。小明家里就安裝了一套太陽能庭院燈，小明和科技小組的同學拆下了其中的光伏電池，欲測量其電動勢和內(nèi)阻。通過查閱銘牌，他們了解到電池規(guī)格為“”，高亮度LED照明燈的規(guī)格為“3W 10V”。
（1）若通過分壓電阻保證LED燈正常發(fā)光，則給光伏電池充滿電后，理論上可使LED燈連續(xù)照明 h；
（2）實驗室可提供的器材如下：
①電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為）
②電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為）
③滑動變阻器（）
④電阻箱（最大阻值，最小分度）
⑤電阻箱（最大阻值，最小分度）
⑥單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)及導線若干
為測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，該小組設(shè)計了如圖甲所示的電路，并按以下步驟進行操作：
①閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表指針滿偏；
②保持滑片P不動，把開關(guān)與1接通，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表指針半偏，讀出電阻箱的阻值，則可得電流表的內(nèi)阻，該測量值真實值（選填“大于”“小于”或“等于”），其中電阻箱應選擇（選填“”或“”）；
③閉合開關(guān)，把開關(guān)與2接通，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，記下多組電流表的示數(shù)I和相應電壓表的示數(shù)U；
④以U為縱坐標，I為橫坐標，作出圖線如圖乙所示，圖線斜率為k，縱截距為b，根據(jù)圖線求得電動勢，內(nèi)阻；
（3）在不計電流表內(nèi)阻測量誤差的情況下，測量電動勢和內(nèi)阻時電流表和電壓表（選填“會”或“不會”）引起系統(tǒng)誤差。
2．（2024·海南·校聯(lián)考一模）有一溫度敏感元件，室溫下它的阻值約為，某實驗小組想要研究這溫度敏感元件的電阻與溫度的關(guān)系，實驗室可供選擇的實驗器材還有：
A．電壓表V（量程，內(nèi)阻約為）
B．電流表A（量程，內(nèi)阻約為）
C．滑動變阻器（阻值范圍，允許的最大電流為）
D．滑動變阻器（阻值范圍，允許的最大電流為）
E.干電池2節(jié)
F.開關(guān)、導線若干
（1）實驗過程中要求流過被測元件的電流從零開始逐漸增加，滑動變阻器應該選用（填器材前面的字母序號）。
（2）請用筆畫線代替導線將圖中實驗電路的實物圖補充完整。
（3）被測元件的阻值R可根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I求出，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路的阻值，得到多組U、I數(shù)據(jù)，并對應求出多個R值。根據(jù)測得的數(shù)值作出如圖所示的圖像，根據(jù)圖像可知，這一溫度敏感元件屬于（填選項前的字母序號）。
A．金屬材料制成的熱敏電阻 B．半導體材料制成的熱敏電阻
（4）當電壓表讀數(shù)為時，被測元件的發(fā)熱功率為 W（用分數(shù)表示），室溫狀態(tài)下被測元件的阻值為（保留2位有效數(shù)字）。
3．（2023·浙江寧波·統(tǒng)考模擬預測）某同學買了一卷銅導線，想在不拆散導線卷情況下，測定帶卷銅導線的長度。
（1）該同學剝?nèi)Ь€末端的少許絕緣皮，用螺旋測微器測銅導線直徑，如圖（a）所示，該銅導線直徑為 mm。

（2）該同學找來實驗器材來測量該卷銅導線的總電阻R?，電路圖如圖（b），其中R1=0.6Ω，R2=100Ω，G為靈敏電流計，R3為電阻箱，電路其余部分電阻均不計。
①開關(guān)閉合前，滑動變阻器滑片應置于端（填“A”或“B”）；
②閉合開關(guān)并移動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流計有示數(shù)。調(diào)節(jié)電阻箱，使電流計指針穩(wěn)定指向中央零刻度線，此時電阻箱阻值如圖（c），則該卷銅導線的電阻為 Ω；
③已知銅導線的電阻率為，該同學測得導線的實際長度為 m（π取3.14，保留一位小數(shù)）。
4．（2023·安徽·校聯(lián)考二模）某實驗小組要測量一段粗細均勻的金屬絲的電阻率。
（1）用螺旋測微器測待測金屬絲的直徑如圖甲所示，可知該金屬絲的直徑 mm。
（2）用多用電表粗測金屬絲的阻值。當用電阻“”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應換用倍率為（填“”或“”）擋，在進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為。
（3）為了更精確地測量金屬絲的電阻率，實驗室提供了下列器材：
A．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻較小可忽略）
B．保護電阻
C．電源（輸出電壓恒為U）
D．開關(guān)S、導線若干
①實驗小組設(shè)計的測量電路如圖丙所示，調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置，測出接入電路中金屬絲的長度L，閉合開關(guān)，記錄電流表A的讀數(shù)I。
②改變接線夾位置，重復①的步驟，測出多組L與I的值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，作出如圖丁所示的圖線，橫軸表示金屬絲長度L（單位：m），則縱軸應用（填“I/A”或“”）表示；若縱軸截距為b，斜率為k，可得，金屬絲的電阻率（用題中給出的已知物理量U、b、k、d等表示）。
③關(guān)于本實驗的誤差，下列說法正確的是（填選項字母）。
A．電表讀數(shù)時為減小誤差應多估讀幾位
B．用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差
C．若考慮電流表內(nèi)阻的影響，電阻率的測量值大于真實值
5．（2023·天津濱海新·天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)第一中學校聯(lián)考二模）實驗課上某同學測量一個均勻新材料制成的圓柱體電阻的電阻率。
①該同學首先用游標卡尺測得該圓柱體的長度，再用螺旋測微器測得該圓柱體的直徑d如圖甲所示，則；
②該同學用多用電表粗略測得該圓柱體電阻約為，為精確測量其電阻阻值，現(xiàn)有的干電池組、開關(guān)和若干導線及下列器材：
A．電壓表，內(nèi)阻約
B．電流表，內(nèi)阻
C．定值電阻
D．定值電阻
E．滑動變阻器
測量電路如圖乙所示，圖中分流電阻應選（填器材前面的序號）；
某次實驗中電壓表讀數(shù)為U、電流表讀數(shù)為I，則該圓柱體的電阻表達式為（用字母表示）。
6．（2024·山東德州·校聯(lián)考模擬預測）心臟除顫器通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復正常跳動?，F(xiàn)用圖甲所示電路觀察心臟除顫器中電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器可以捕捉瞬時的電流變化，它與計算機相連，可顯示電流隨時間的變化。圖甲直流電源電動勢、內(nèi)阻不計，充電前電容器帶電量為零。先使S與“1”端相連，電源向電容器充電。充電結(jié)束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢。計算機記錄的電流隨時間變化的曲線如圖乙所示。
（1）在電容器充電與放電過程中，通過電阻的電流方向（選填“相同”或“相反”）。
（2）圖像陰影為曲線圖像與對應時間軸所圍成的面積，乙圖中陰影部分的面積（選填“>”、“”或“RV真．
②原因分析：當R2的阻值由零逐漸增大時，R2與電壓表兩端的總電壓也將逐漸增大，因此電壓表讀數(shù)等于eq \f(1,2)Um時，R2兩端的電壓將大于eq \f(1,2)Um，使R2>RV，從而造成RV的測量值偏大．顯然電壓表半偏法適用于測量內(nèi)阻較大的電壓表的電阻．
③減小誤差的方法：選電動勢較大的電源E，選阻值較小的滑動變阻器R1，滿足R1?RV.
等效替代法測電阻
如圖所示，先讓待測電阻串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，調(diào)節(jié)R2，使電表指針指在適當位置讀出電表示數(shù)；然后將電阻箱串聯(lián)后接到同一電源上，保持R2阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電表的讀數(shù)仍為原來記錄讀數(shù)，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值．
電橋法測電阻
(1)操作：如圖甲所示，實驗中調(diào)節(jié)電阻箱R3，使靈敏電流計G的示數(shù)為0.
(2)原理：當IG＝0時，有UAB＝0，則UR1＝UR3，UR2＝URx；電路可以等效為如圖乙所示．
根據(jù)歐姆定律有eq \f(UR1,R1)＝eq \f(UR2,R2)，eq \f(UR1,R3)＝eq \f(UR2,Rx)，由以上兩式解得R1Rx＝R2R3或eq \f(R1,R2)＝eq \f(R3,Rx)，這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值．
八、定值電阻在電學實驗中的應用
定值電阻在電路中的主要作用
(1)保護作用：保護電表，保護電源．
(2)測量作用：已知電壓的定值電阻相當于電流表，已知電流的定值電阻相當于電壓表，主要有如圖所示兩種情況：
圖甲中流過電壓表V2的電流：I2＝eq \f(U1－U2,R)；
圖乙中電流表A2兩端的電壓U2＝(I1－I2)R；
(3)擴大作用：測量電路中用來擴大電表量程；當待測電阻過小時，可串聯(lián)定值電阻用來擴大待測量．
原線圈匝數(shù)n1（匝）
副線圈匝數(shù)n2（匝）
輸入電壓U1（V）
輸出電壓U2（V）
100
200
4.32
8.27
100
800
4.32
33.90
400
800
4.33
8.26
400
1600
4.33
16.52
改裝成大量程電壓表
改裝成大量程電流表
內(nèi)部電路
改裝原理
串聯(lián)分壓
并聯(lián)分流
所需電阻
阻值
R＝eq \f(U,Ig)－Rg
R＝eq \f(Ug,I－Ig)
改裝后
的量程
U＝Ig(Rg＋R)
I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig
校準電路
內(nèi)接法
外接法
電路圖
誤差原因
電流表分壓
U測＝Ux＋UA
電壓表分流
I測＝Ix＋IV
電阻測量值
R測＝eq \f(U測,I測)
＝Rx＋RA>Rx
測量值大于真實值
R測＝eq \f(U測,I測)
＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)eq \r(RARV)時，選用電流表內(nèi)接法
當RV?Rx或Rx

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