内容正文:
挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点
热点14 电学实验
目录
【热点解读】 1
【高考真题再练】 2
【核心考点】 7
【最新热点分析】 7
热点一 实验仪器的读数与使用 7
热点二 以测电阻为核心的实验 8
考点三 电表改装与多用电表的使用 11
热点四 以测电源的电动势和内阻为核心的实验 13
【考场练兵】 15
一、基础强化练 15
二、能力提升练 18
【热点解读】
1、本专题主要通过基本仪器的读数,电表的改装,围绕着电阻的测量来研探究小灯泡的伏安特性曲线,多用电表的使用。测金属的电阻率,测电源电动势和内阻等试验。同力学实验一样,高考对电学实验的考查,考原始实验的题目很少,大都是创新类电学实验题。这类问题,要通过审题,弄清属于什么类型的创新,然后再结合已有的电学知识(如串并联关系、闭合电路欧姆定律等)和实验方法进行推理,找到突破方向。
2、通过本专题学习可快速提升学生的审题能力,推理能力,实验综合分析能力,创新能力。
3、用到的相关知识有:串并联电路特点,欧姆定律,电功和电功率的计算等。
【高考真题再练】
1.(2020全国Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图甲所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图乙所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
甲
回答下列问题:
(1)图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
乙
(2)根据所用实验器材和图乙可判断,由图线 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为 Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为 Ω(保留1位小数)。
【情境剖析】本题属于基础创新性题目,以伏安法测量电阻为素材创设学习探索问题情境。
【素养能力】本题考查的学科素养是科学探究、考查的关键能力是理解能力、实验探究能力,要求学生从图象中获取信息、灵活运用所学的实验理论和分析方法解决实验中的问题。
【答案】(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
【解析】找清楚误差产生的原因,在电流相等的情况下,跨接在“O、Q”两点间的电压表的示数比跨接在“O、P”两点间的电压表的示数大。(1)在电流相等的情况下,跨接在“O、P”两点间的电压表的示数比跨接在“O、Q”两点间的电压表的示数小,所以题图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在“O、P”两点间的方案测量得到的。(2)由R=,根据图线Ⅰ,可知电阻阻值为50.5 Ω,该电阻为大电阻,电流表采取内接法得到的测量值更接近真实值。即由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值。所以其结果为50.5 Ω。(3)因为测量值为待测电阻和电流表串联的阻值,修正后的待测电阻的值为50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω。
2.(2019全国Ⅱ卷)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线。回答下列问题:
图(a) 图(b)
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (填“变大”或“变小”),电压表V1示数 (填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为= ×10-3 V/℃(保留2位有效数字)。
【情境剖析】本题属于创新性题目,以硅二极管为素材创设学习探索问题情境。
【素养能力】本题考查的学科素养是科学探究,考查的关键能力是理解能力、实验探究能力,要求学生从图象中获取信息,灵活运用所学的实验理论和分析方法解决实验中的问题。
【答案】(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
【解析】(1)U1=IR0=50.0×10-3×100 mV=5.00 mV。
从U-t关系曲线可以得出,温度升高时,二极管两端电压变小,二极管正向电阻变小,回路电流变大,电压表V1示数增大,为了保证电流不变,