2024年高考物理专题电学实验

发布 2024-01-07 06:30:11 阅读 6322

高中物理电学实验是物理实验高考的重点,是高考的必考内容。电学实验共有6个,可归纳为四二三,即知道四种测量电路(描绘小灯泡的伏安特性曲线及分压电路、伏安法测电阻电路、半偏法测电表内阻和电表的校对电路、测定电源电动势和内阻电路),会画二种曲线(电阻或小灯泡的伏安特性曲线、 电源的伏安特性曲线),掌握三类仪器(多用电表、螺旋测微器和游标卡尺、电压表电流 2.在半偏法测电流表内阻实验中,串联在电路中的可变电阻r应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器,在能够满足电流表满偏的条件下,电源电动势尽可能选择大的测量误差小。

选择电源电动势的方法是:滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中,当闭合与电流表并联支路中的电键时,电路中总电阻减小,电流增大,调节电阻箱的电阻值使电流表半偏,与电流表并联的电阻箱r1中电流将大于电流表中的半偏电流,r1小于电流表内阻rg,所以测量值r1与rg的真实值相比偏小。

电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对,所以采用分压电路。

3. 测定电源电动势和内阻实验采用电流表和电压表测出外电路的几组电流和电压值,为了消除偶然误差,一般采用图像法处理实验数据。由闭合电路欧姆定律可知电源路端电压u=e—ir,电源的伏安特性曲线应该是一直线,所以将图像中数据点连线时一定要画成直线,直线与纵轴(u轴)的交点纵坐标值等于电源电动势,图线斜率的绝对值等于电源内阻。

4. 多用电表是一种可以用来测量电流、电压、电阻等的磁电式测量仪表,直流电流档、电压档刻度是均匀的。多用电表欧姆档(欧姆表)是根据闭合电路欧姆定律制成的,由于电流i与待测电阻r是非线性关系,且电流为零时电阻值为无限大,所以多用电表欧姆档(欧姆表)的刻度不均匀,且电流零刻度处对应电阻值为无限大,电流满偏处对应电阻值为零。

用多用电表欧姆档(欧姆表)测量电阻时首先要选档、调零,将电阻从电路中断开然后测量。测量时,应使指针尽可能指在中间刻度附近。若指针偏角太小,说明电阻值大,应改换高倍率档;若指针偏角太大,说明电阻值小,应改换低倍率档。

注意每次换挡后均要重新调。

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1(2024年3月四川南充市二模)某同学测定一根金属丝的电阻率。

用螺旋测微器测量金属丝的直径如左下图所示,则该金属丝的直径为___mm.

先用多用电表粗测其电阻。将选择开关调到欧姆挡“×10”档位,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:

a. 将选择开关换成欧姆挡的“__档位(选填“ ×100”或“ ×l”)

b.调零后再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右下图所示,则此段金属丝的电阻约为___

现要进一步较精确测量其阻值,实验室提供了以下各种器材:4v的直流电源、3v量程的直流电压表、电键、导线等。还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用:

a.电流表a1(量程0.3a,内阻约1ω)

b.电流表a2(量程0.6a,内阻约0.3ω)

c.滑动变阻器r1(最大阻值为10ω)

d.滑动变阻器r2(最大阻值为50ω)

为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大。电流表应选___滑动变阻器应选___填器材前面的字母)

2.(2024年3月福建莆田质检)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,获得的金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的值分别是 mm、 a、 v

已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kω。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势e=4.5v,内阻很小。

则以下电路图中填电路图下方的字母)电路为本次实验应当采用的最佳电路。用此电路测得的金属丝电阻rx比真实值 (填“大”或“小”)。

准确测量金属丝电阻rx的最佳电路应是上图中的b电路。若此时测得电流为i、①请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在方框中.其中滑动变阻器应选_ _

若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为l,直径为d,由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为___式中符号的含义为_ _

3.答案:(1)×1k 欧姆调零

2)①r1 电路图如图所示。

u1表示电压表v1的示数,u2表 4.(2012湖南衡阳六校联考) 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:

1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次,求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为___cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d.

其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为___mm.

(2)采用右图所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真实值___填“偏大”或“偏小”).最后由公式计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示).

4.答案。 (1)24.12~24.14 0.518~0.519 (2)偏小

解析:(1)根据刻度尺读数规则,图甲中读数为24.13cm;根据螺旋测微器读数规则,图中读数为0.518 mm.

2)用电流表外接电路测量金属丝的电阻.金属丝中电流小于电流表读数,所以电阻的测量值比真实值偏小.由欧姆定律r=u/i,电阻定律r=ρl/s,s=πd2/4联立解得电阻率ρ=。

5. (2012重庆期末测试)在“测金属丝电阻率”实验中,提供以下实验器材;

待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、直尺;

电源e(电动势约3v);电压表v(量程3v,内阻约5kω):

电流表a(量程0.6a、内阻为1.0ω);

滑动变阻器、开关及导线若干.

某同学进行了如下操作:

如题22-2图所示,用直尺测金属丝的长度l= m;

如题22-3图所示,用螺旋测微器测金属丝直径d= m;

按照实验设计进行了实物连接如题22-4图并进行了相应测量,利用电压表由此得到金属丝电阻r

根据以上测量,计算该金属丝的电阻率m.(计算结果保留两位有效数字)

6.(1)(2013广东二校联考摸底)一个额定功率为0.1w的电阻,其阻值不详。用欧姆表粗测其阻值,其结果如图所示。

现有下列器材,试选择合适的器材及适当的电路,较精确地测定该电阻的阻值。

a.电流表,量程0~500μa,内阻约150ω

b.电流表,量程0~10ma,内阻约10ω

c.电压表,量程0~3v,内阻约5kω

d.电压表,量程0~15v,内阻约10kω

e.干电池两节,每节电动势为1.5v

f.直流稳压电源,输出电压12v,额定电流1a

g.滑动变阻器,0~50ω,0.5a

h.电键一只,导线若干。

欧姆表测得的电阻值约为。

电流表应该选择电压表应该选择 ,电源应该选择 ,(填字母代号);

请在下列实验电路图中选择合适的电路图( )

7. (2013温州八校联考)某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为≥200ω·m)。如图16所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱。

容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm。将水样注满容器后,进行以下操作:

1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“100”两档粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图17所示,则所测水样的电阻约为 ω。

2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:

a.电流表(量程3ma,电阻ra为5ω)

b.电压表(量程6v,电阻rv约为10 kω)

c.滑动变阻器(0~20ω,额定电流1 a)

d.电源(6v,内阻约1ω)

e.开关一只、导线若干。

请在答题卷相应位置的实物图中完成电路连接。

3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组u、i数。

据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出。

一系列数据如表所示,请在在答题卷相应位置的坐标纸中作出u-i关系图线。

4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 ω·m。据此可知,所测水样在电阻率这一指标上 (选填“达标”或 “不达标”)

答案:(1)1750ω (2)电路连接如图a所示。

3)如图b所示。 (4)不达标。

解析:(1)根据多用电表测量电阻时要尽可能使指针指在中间附近,所以按照左图读数,读数为17.5×100ω=1750ω。

2)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法;又因为 (4)由图线斜率可知,总电阻为22005ω,(理论上r =r总-r a=2195ω,但由于实验的偶然误差可能比5ω还要大,因此,电流表电阻可以忽略),根据电阻定律,代入数据得ρ=110.00.3ω·m,由于ρ<200ω·m,因此,不达标。

8.(11分)(2013安徽师大摸底)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点p的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。

可供选择的器材还有:

电池组e(电动势为3.0v,内阻约1ω);电流表a1(量程0~100ma,内阻约5);

电流表a2(量程0~0.6a,内阻约0.2ω);电阻箱r(0~999.9); 开关、①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值dmm;

2024年高考物理电学实验专题二

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高考全国卷物理电学实验专题

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