实验精练02 电学实验——2024年高考物理题型突破限时精练（湖北专用）

实验精练02 电学实验 考点内容 考情分析 考点一 测定金属电阻率 1、高考对电学实验的考察侧重于考察电路设计、数据处理、误差分析。以拓展实验、创新实验为趋势发展。考察学生对实验器材的熟练应用。 2、2021年湖北卷第13题，2022年湖北卷第13题，2023年湖北卷第12题 考点二 描绘小灯泡伏安特性曲线 考点三 多用表原理及应用 考点四 测定电源电动势及内阻 考点五 特殊法测电阻 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 知识点一、实验要注意的几个要点 1.欧姆表的使用注意点 使用多用电表测电阻的“五步”法 (1)机械调零． (2)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率，使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围． (3)进行欧姆调零． (4)将红、黑表笔接在被测电阻的两端进行测量，将指针示数乘以倍率得到测量值． (5)测量结束后，将选择开关旋至OFF或交流电压最高挡． (6)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位； (7)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位。 2.测定金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据R＝ρ得出金属丝的电阻率ρ＝R。 3.测定电源的电动势和内阻常用的方法 (1)伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir。 ①利用两组数据，联立方程求解E和r； ②可作出U－I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。 (2)伏阻法——利用电压表和电阻箱，闭合电路方程为E＝U。 ①利用两组数据，联立方程求解E和r； ②将方程线性化，处理为＝·＋，或U＝－＋E，作－ 图象或U－图象，利用图线的截距和斜率求E和r。 (3)安阻法——利用电流表和电阻箱，闭合电路方程为E＝I(R＋r)。 ①利用两组数据，联立方程求解E和r； ②将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r。 知识点二、保护电阻的应用技巧 为了保护电路，一般会在电路中加入一个保护电阻，例如在测电源电动势和内阻实验方案一中可将保护电阻看成滑动变阻器的一部分；方案二中可将保护电阻看成电源内阻的一部分，求解电源内阻时一定要注意减去保护电阻的阻值。 知识点三、电流表内、外接法的区分与选择 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差来源 电流表的分压 电压表的分流 测量结果 R测＝>Rx，偏大 R测＝<Rx，偏小 适用条件 Rx≫RA(测大电阻) RV≫Rx(测小电阻) 比较项目 限流式接法 分压式接法 电路 电压调节 的范围 E～E 0～E 电能损耗 节能 耗能 2.控制电路的选择 (1)从节能的角度考虑，优先选用限流式． (2)以下三种情况必须用分压式：①要求待测电路的U、I从0变化． ②R滑≪Rx. ③选用限流式，Ux、Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)． 1. （2023•湖北）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0～3V，内阻很大）； 电流表（量程0～0.6A）； 电阻箱（阻值0～999.9Ω）； 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。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U﹣I图像如图（c）所示，则干电池的电动势为 V（保留3位有效数字）、内阻为 Ω（保留2位有效数字）。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 Ω（保留2位有效数字）。 （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”或“偏小”）。 2. （2022•湖北）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。 （1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为 mm。再用游标卡尺测得其长度L。 （2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。根据表中数据，在图丙中绘制出R图像。再