新高考物理三轮冲刺专项训练压轴题13 电学实验（解析版）.doc

压轴题13电学实验

1.本专题是高考电学实验的典型题型，高考中经常在实验题中命题，选择题中偶尔也有考到，2024年高考对于电学实验考查是必考点。

2.通过本专题的复习，不仅利于加强学生对力学实验综合实践能力，也有利于培养学生的物理核心素养。

3.用到的相关知识有:多用电表的练习和使用，电表的改装，电阻（电阻率）等物理量的测量，利用测到的物理量解决问题。近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在。

考向一：测量类电学实验

1.伏安法的安内和安外

伏安法测电阻

R测＝eq\f(U测,I测)＝Rx＋RARx，适合测量大电阻

R测＝eq\f(U测,I测)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)Rx，适合测量小电阻

导体电阻率的测量

1.测电阻Rx＝eq\f(U,I)

2.测电阻率ρ，Rx＝ρeq\f(L,S)，而S＝eq\f(πD2,4)，Rx＝eq\f(U,I)，联立得ρ＝eq\f(πUD2,4IL)

2.滑动变阻器的限流和分压

(1)两种接法的比较(不考虑电源的内阻)

比较项目

限流式接法

分压式接法

电路图

负载Rx上电压的调节范围

eq\f(RxE,Rx＋R0)≤U≤E(R0为滑动变阻器的最大阻值)

0≤U≤E

闭合S前滑片P的位置

b端

a端

(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况

①要求电压表能从零开始读数；

②当待测电阻Rx?R0(滑动变阻器的最大阻值)时；

③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。

(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流电路结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。

考向二：电源电动势和内阻的测量

实验原理

数据处理与误差分析

伏安法(外接法)

(1)原理：U＝E－Ir

(2)误差来源：电压表的分流

(3)误差分析：E测E真，r测r真eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r测＝\f(RVr,RV＋r)))

伏安法(内接法)

(1)原理：U＝E－Ir

(2)误差来源：电流表的分压

(3)误差分析：E测＝E真，r测r真(r测＝r＋RA)

伏阻法

(等效电流表外接)

(1)原理：E＝U＋eq\f(U,R)r

(2)关系式：eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)

(3)误差分析：E测E真，r测r真eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r测＝\f(RVr,RV＋r)))

安阻法

(等效电流表内接)

(1)原理：E＝IR＋Ir

(2)关系式：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)或R＝E·eq\f(1,I)－r

(3)误差分析：E测＝E真，r测r真(r测＝r＋RA)

考向三：电表的改装

1.电压表、电流表的改装及其特点

项目

小量程电流表G改装成大量程电压表V

小量程电流表G改装成大量程电流表A

内部电

路结构

R的作用

分压

分流

扩大量程

的计算

U＝Ig(R＋Rg)

R＝eq\f(U,Ig)－Rg

IgRg＝(I－Ig)R

R＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg

电表的

总内阻

RV＝Rg＋R

RA＝eq\f(RRg,R＋Rg)

使用

并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端

串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入

2.电表改装问题的两点提醒

(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变。

(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流。

考向四：创新类电学实验

1．测量电阻创新方案对比

安安法

如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝eq\f(I1R1,I2)

串联一定值电阻R0后，同样可测得的内阻R2＝eq\f(I1?R1＋R0?,I2)

伏伏法

两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝eq\f(U2,U1)R1

并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))

替代法

单刀双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R1，保证电流表两次读数相等，则R1的读数即等于待测电阻的阻值

半偏法

测量电流表内阻

闭合S1，断开S2，调节R1使A表满偏；再闭合S2，只调节R2，使A表半偏(R1?RA)，则R2＝R测，R测R真

测量电压表内阻

使R2＝0，闭合S，调节R1使V表满偏；只调节R2使V表半偏(RV?R1)