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讲电学实验课件

这是一份统考版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讲电学实验课件，共57页。PPT课件主要包含了高频考点·能力突破，素养培优·情境命题，5×103，×1k，电压表的分流等内容，欢迎下载使用。
例1 (1)如图甲所示，电压表选0～3 V量程时的读数为________ V，电压表选0～15 V量程时的读数为________ V．(2)如图乙所示，电流表选0～0.6 A量程时的读数为________ A，电流表选0～3 A量程时的读数为________ A．(3)如图丙所示，电阻箱的读数为________．
预测1　如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示
(1)所测电阻的阻值为________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)．(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________________ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________________ mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为______ V．
30.7(30.5～30.9都正确)　
153(152～154都正确)
考点二　以测量电阻为核心的电学实验1．电阻的测量电阻测量首先要根据实验目的、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路．从供电方式上又可分为限流电路和分压电路．(1)有电压表、电流表且量程恰当时选择“伏安法”．(2)电压表不能用或没有电压表等情形下，若精确知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”．(3)电流表不能用或没有电流表等情况下，若精确知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”．(4)在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全精确的原则，选择“伏安加R法”，此法又叫“加保护电阻法”．
2．实验器材的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏．
例2 [2023·全国甲卷]某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω.实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择．(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)(2)若选择另一个电路图进行实验，用实线画出实验中应得到的I­U关系曲线的示意图．
例3.[2023·全国乙卷]一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率．现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干．图(a)是学生设计的实验电路原理图．完成下列填空：(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2.由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝________．(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2 Ω.(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00 cm.用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝________ mm.多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等．(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝______×10－7 Ω·m.(保留两位有效数字)
预测2　[2022·湛江市测试]两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量．
实验步骤如下：a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；b．调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；c．改变电阻丝上导电夹P的位置，重复步骤b，记录多组x、U、I的值．
1.665(1.662～1.668均可)
解析：根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为D＝1.5 mm＋16.5×0.01 mm＝1.665 mm
(4)用记录的数据绘制出U-I图象如图丁所示，由图象可知电源的内阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)
预测3　[2023·山东省德州市期末考试]某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律，该灯泡在25 ℃时的电阻约为2.5 Ω，所加电压为3 V时的电阻约为6.5 Ω.图甲中其他部分器材的参数如下：电源(电动势为4 V，内阻不计)；电压表(量程为3 V时内阻约为3 kΩ，量程为15 V时内阻约为15 kΩ)；电流表(量程为0.6 A时内阻约为0.1 Ω，量程为3 A时内阻约为0.02 Ω)．(1)将图甲所示的实验电路补充完整，要求灯泡两端的电压自零开始调节；
(2)闭合开关之前，图甲中滑动变阻器的滑片应处于最____(选填“左”或“右”)端；(3)电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，调整滑动变阻器滑片位置，得到多组U、I数据，根据得到的U、I数据画出的I­U图象如图乙所示，由图象可得灯泡在U＝2 V时的电阻为________ Ω，由于实验存在系统误差，该测量值比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；(4)如图丙所示，将该灯泡与另一电源、开关、定值电阻连成电路，其中电源的电动势为3 V，内阻为1 Ω；定值电阻的阻值为1.5 Ω，则灯泡消耗的功率为________W.
考点三　电表的改装、多用电表的原理与使用 例4 [2022·辽宁卷]某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图(a)所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω.
(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～________ mA；
(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________(填“大”或“小”)；
解析：当开关S接B端时，由图可知电阻R1和电流表串联再和电阻R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过电阻R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时大．
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图(b)中两个电路．不考虑实验操作中的偶然误差，则使用________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差．
解析：图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差．
预测4　[2022·重庆押题卷]某兴趣小组利用所学知识自制一个欧姆表，他们先利用题图所示电路测量，一只量程为100 mA的电流表内阻，实验步骤如下：
①闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表达到满偏值I0＝100 mA；②保持R1的滑片位置不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的读数如题图所示，然后读出此时电阻箱R2的阻值为12.8 Ω；(可认为电路总电流保持不变)③计算出电流表内阻R0.(1)步骤②中电流表示数为________ mA，步骤③中电流表内阻R0为________ Ω.
(2)题图为改装后的欧姆表电路示意图．电源电动势为2 V、内阻很小可不计，S为单刀双掷开关，a、b为制作的两个挡位，其中一个是“×1”挡，另外一个是“×10”挡．可计算出定值电阻R3为________ Ω.(保留两位有效数字)
(3)现使用该自制欧姆表测一未知定值电阻Rx的阻值，将开关S接到b处，完成欧姆调零后，在红黑表笔间接入Rx时电流表指针在题图所示位置，计算出Rx电阻为________ Ω.
预测5　[2023·安徽皖北五校第一次联考]某同学想把量程为500 μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2 V的电压表，他先测量出微安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电压表，对改装后的电压表进行检测．该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻，实验中可供选择的器材有：A．滑动变阻器R1(0～5 kΩ)B．滑动变阻器R2(0～20 kΩ)C．电阻箱R′(0～9 999.9 Ω)D．电源E1(电动势为1.5 V)E．电源E2(电动势为9 V)F．开关、导线若干
具体实验步骤如下：a．按如图甲所示的电路图连接好线路；b．将滑动变阻器R的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R的阻值，使微安表G的指针满偏；c.闭合开关S2，保持R不变，调节R′的阻值，使微安表G的示数为250 μA，此时R′的示数为1 900.0 Ω.
回答下列问题：(1)①为减小实验误差，实验中电源应选________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”).②由实验操作步骤可知，微安表G内阻的测量值RB＝________ Ω，与微安表内阻的真实值相比_____(填“偏大”“相等”或“偏小”).(2)若按照(1)中测算的Rg，将上述微安表G改装成量程为2 V的电压表，需要____(填“串联”或“并联”)一个阻值为R0＝________ Ω的电阻．(3)用如图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2 V时，改装电压表中微安表G的示数为495 μA.为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应调至________ Ω.(结果保留一位小数)
考点四　以测量电源电动势为核心的电学实验1．常见测量电源电动势和内阻的三种方法根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.2．在数据处理问题中，利用图象得出电动势和内阻是常用的方法——注意“化曲为直”．
例5[2023·湖北卷]某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：电压表(量程0～3 V，内阻很大)；电流表(量程0～0.6 A)；电阻箱(阻值0～999.9 Ω)；干电池一节、开关一个和导线若干．(1)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线．
预测6　[2022·沧州二模]某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为500 mA)．实验室备有如下器材：A．电压表V(量程为3 V，电阻RV约为 4.0 Ω)；B．定值电阻R0(阻值为5 Ω)；C．电阻箱R(0～999.9 Ω)；D．开关S一只，导线若干．
(1)为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图．请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整．
预测7　[2023·江苏省南京市六校联考]图(a)是测量旧电源的电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60 cm的某种材料制成的电阻丝ab上标有长度刻度．
(1)在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量他的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡________倍率(选填“×1”或“×100”)重新进行测量．正确操作后，多用电表的示数如图(b)所示，可得出电阻丝单位长度电阻μ0＝________ Ω/m；
情境1　[2023·广东卷]某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验．所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表mA(量程15 mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；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．请完成下列实验操作和计算．
(1)电路连接图(a)为实验原理图．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10.0 mA，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15.0 mA，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)根据上述数据，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　[2023·江苏省南通市诊断测试]弹性导电绳逐步成为智能控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，实验过程如下：(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，调节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”)，调节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)根据下面表格中实验数据，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1.33 kΩ，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．
情境3　[2023·重庆西南大学附中阶段练习]西大附中物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻．实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A(量程为0～0.6 A)、电压表V(量程为0～3 V)、滑动变阻器(最大阻值5 Ω，额定电流2 A)、定值电阻R1＝2 Ω、定值电阻R2＝6 Ω、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，为了电表安全，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应使用________(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＝________．