高考物理三轮冲刺 专题十三 电学实验课件

专题十三 电学实验1.1.实验七：测定金属的电阻率实验七：测定金属的电阻率( (同时练习使用螺旋测微器同时练习使用螺旋测微器) )2.2.实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线3.3.实验九：测定电源的电动势和内阻实验九：测定电源的电动势和内阻4.4.实验十：练习使用多用电表实验十：练习使用多用电表5.5.实验十一：传感器的简单使用实验十一：传感器的简单使用1.1.会正确使用以下基本仪器：游标卡尺、螺旋测微器、电流表、会正确使用以下基本仪器：游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等. .2.2.理解实验原理，并能根据实验原理进行正确的实验操作理解实验原理，并能根据实验原理进行正确的实验操作. .3.3.能对实验数据进行正确的处理分析能对实验数据进行正确的处理分析. .4.4.能分析电学实验中误差的主要来源能分析电学实验中误差的主要来源. .5.5.设计和完成实验的能力是近两年新课标高考物理实验题的命设计和完成实验的能力是近两年新课标高考物理实验题的命题趋向题趋向. .该类实验往往以分组和演示实验为背景，考查对实验该类实验往往以分组和演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况方法的领悟情况. .要求考生既要能深刻理解物理概念、规律，要求考生既要能深刻理解物理概念、规律，并能灵活运用，还要具有较强的创新能力并能灵活运用，还要具有较强的创新能力. . 实验数据的处理实验数据的处理【典例【典例1 1】(2011(2011浙江高考浙江高考) )在探究导体在探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验中，电阻与其影响因素的定量关系实验中，为了探究为了探究3 3根材料未知，横截面积均为根材料未知，横截面积均为S=S=0.20 mm0.20 mm2 2的金属丝的金属丝a a、b b、c c的电阻率，采用如图所示的实验电路，的电阻率，采用如图所示的实验电路，M M为金属丝为金属丝c c的左端点，的左端点，O O为金属丝为金属丝a a的右端点，的右端点，P P是金属丝上可移是金属丝上可移动的接触点动的接触点. .在实验过程中，电流表读数始终为在实验过程中，电流表读数始终为I=1.25 A,I=1.25 A,电压电压表读数表读数U U随随OPOP间距离间距离x x的变化如表：的变化如表：(1)(1)绘出电压表读数绘出电压表读数U U随随OPOP间距离间距离x x的变化图线；的变化图线；(2)(2)求出金属丝的电阻率求出金属丝的电阻率，并进行比较，并进行比较. .x/mmx/mm6006007007008008009009001 0001 0001 2001 2001 4001 4001 6001 6001 8001 8002 0002 0002 1002 1002 2002 2002 3002 3002 4002 400U/VU/V3.953.954.504.505.105.105.905.906.506.506.656.656.826.826.936.937.027.027.157.157.857.858.508.509.059.059.759.75【审题视角【审题视角】解答该题应把握以下三点：解答该题应把握以下三点：【关键点【关键点】(1)(1)结合图表建立适当的坐标系结合图表建立适当的坐标系. .(2)(2)准确描点、连线，分析图象特点准确描点、连线，分析图象特点. .(3)(3)推导电阻率表达式，求出电阻率推导电阻率表达式，求出电阻率. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)建立建立U-xU-x坐标系，进行描点、连线得到图线如坐标系，进行描点、连线得到图线如图所示：图所示：(2)(2)根据欧姆定律根据欧姆定律R= R= ，又根据电阻定律又根据电阻定律R= R= ，所以，所以=由由(1)(1)中图线可知：从中图线可知：从600 mm600 mm到到1 000 mm1 000 mm为金属丝为金属丝a a，U Ua a=(6.5-3.95) V=2.55 V=(6.5-3.95) V=2.55 V从从1 000 mm1 000 mm到到2 000 mm2 000 mm为金属丝为金属丝b b，UISlUSIl66a32.55 0.20 10 m1.02 10 m1.25 (1 000600) 10 U Ub b=(7.15-6.5) V=0.65 V=(7.15-6.5) V=0.65 V从从2 000 mm2 000 mm到到2 400 mm2 400 mm为金属丝为金属丝c c，U Uc c=(9.75-7.15) V=2.6 V=(9.75-7.15) V=2.6 V通过计算可知，金属丝通过计算可知，金属丝a a和和c c电阻率十分接近，远大于金属丝电阻率十分接近，远大于金属丝b b的电阻率的电阻率. .67b30.65 0.20 10 m1.04 10 m1.25 (2 000 1 000) 10 66c32.6 0.20 10 m1.04 10 m1.25 (2 4002 000) 10 答案：答案：(1)(1)见精讲精析见精讲精析(2)(2)a a=1.02=1.021010-6-6 m(0.96m(0.961010-6-61.101.101010-6-6 m m) )b b=1.04=1.041010-7-7 m(0.96m(0.961010-7-71.101.101010-7-7 m)m)c c=1.04=1.041010-6-6 m(0.96m(0.961010-6-61.101.101010-6-6 m)m)金属丝金属丝a a与与c c电阻率十分接近，远大于金属丝电阻率十分接近，远大于金属丝b b的电阻率的电阻率. .【命题人揭秘【命题人揭秘】 (1)(1)本题以本题以“探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验为实验为基础，体现了重视实验操作和实验技能培养的目的，本题主要基础，体现了重视实验操作和实验技能培养的目的，本题主要考查对实验数据的处理和分析能力考查对实验数据的处理和分析能力. .(2)(2)在复习中应重视并学会数据处理的方法，根据数据描点、在复习中应重视并学会数据处理的方法，根据数据描点、连线作出图线，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，连线作出图线，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，再用作出的图线分析得出实验结论再用作出的图线分析得出实验结论. . 实验原理的理解及仪器的合理选择实验原理的理解及仪器的合理选择【典例【典例2 2】(2010(2010天津高考天津高考) )要测量电压表要测量电压表V V1 1的内阻的内阻R RV V，其量程，其量程为为2 V2 V，内阻约，内阻约2 k2 k. .实验室提供的器材有：实验室提供的器材有：电流表电流表A A，量程，量程0.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.1 0.1 ；电压表电压表V V2 2，量程，量程5 V5 V，内阻约，内阻约5 k5 k；定值电阻定值电阻R R1 1，阻值，阻值30 30 ；定值电阻定值电阻R R2 2，阻值为，阻值为3 k3 k；滑动变阻器滑动变阻器R R3 3，最大阻值，最大阻值100 100 ，额定电流，额定电流1.5 A1.5 A；电源电源E E，电动势，电动势6 V6 V，内阻约，内阻约0.5 0.5 ；开关开关S S一个，导线若干一个，导线若干. .(1)(1)有人拟将待测电压表有人拟将待测电压表V V1 1 和电流表和电流表A A串联接入电压合适的测量串联接入电压合适的测量电路中，测出电路中，测出V V1 1 的电压和电流，再计算出的电压和电流，再计算出R RV V. .该方案实际上不该方案实际上不可行，其最主要的原因是可行，其最主要的原因是_._.(2)(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表个测量电压表V V1 1内阻内阻R RV V的实验电路的实验电路. .要求测量要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成增减元件的条件下完成. .试画出符合要求的实试画出符合要求的实验电路图验电路图( (图中电源与开关已连接好图中电源与开关已连接好) )，并标，并标出所选元件的相应字母代号出所选元件的相应字母代号. .(3)(3)由上问写出由上问写出V V1 1内阻内阻R RV V的表达式，说明式中各测量量的物理意的表达式，说明式中各测量量的物理意义义. .【审题视角【审题视角】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：【关键点【关键点】(1)(1)明确电阻测量的原理，设计电路的关键是应用电路的串并明确电阻测量的原理，设计电路的关键是应用电路的串并联特点求得待测电压表中的电流联特点求得待测电压表中的电流. .(2)(2)电流表示数太小时读数误差太大，故不能使用电流表示数太小时读数误差太大，故不能使用. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)当待测电压表当待测电压表V V1 1两端的电压达到两端的电压达到2 V2 V时，其中的时，其中的电流约为电流约为 电流太小，电流表电流太小，电流表A A几乎没有几乎没有示数，所以不能这样连接的原因为：电流表示数，所以不能这样连接的原因为：电流表A A不能准确测量出流不能准确测量出流过电压表过电压表V V1 1的电流的电流. .VU2IA0.001 A,R2 000(2)(2)因为电流表量程太大，所以不能直接因为电流表量程太大，所以不能直接用用. .可以用定值电阻中的电流去替代，故可以用定值电阻中的电流去替代，故可以将定值电阻与电压表可以将定值电阻与电压表V V1 1串联，间接得串联，间接得到电流，所选电阻要与电压表的内阻差不到电流，所选电阻要与电压表的内阻差不多，故选定值电阻多，故选定值电阻R R2 2，用电压表，用电压表V V2 2测测V V1 1和和R R2 2的串联电压，由两个电压表的示数之差的串联电压，由两个电压表的示数之差得到定值电阻两端的电压；为了测得多组数据，由于滑动变阻得到定值电阻两端的电压；为了测得多组数据，由于滑动变阻器阻值太小，故要用分压接法，故电路设计如图所示器阻值太小，故要用分压接法，故电路设计如图所示. .(3)R(3)R2 2两端的电压为：两端的电压为：U UR R=U=U2 2-U-U1 1,R,R2 2中的电流也就是电压表中的电流也就是电压表V V1 1中的电中的电流为：流为： 所以电压表所以电压表V V1 1的内阻为：的内阻为： 其中其中U U1 1表示表示V V1 1的示数的示数,U,U2 2表示表示V V2 2的示数，即的示数，即V V1 1和和R R2 2串联的总电压串联的总电压. .答案：答案：(1)(1)电流表电流表A A不能准确测量出流过电压表不能准确测量出流过电压表V V1 1的电流的电流(2)(2)见精讲精析见精讲精析 (3) U(3) U1 1表示电压表表示电压表V V1 1的示数；的示数；U U2 2表示表示V V1 1和和R R2 2串联的总电压串联的总电压. .R2UI,R1112V21212UUU RR,UUIUUR12V21U RRUU；【命题人揭秘【命题人揭秘】 (1)(1)电阻的测量一直是高考的热点，本题考查的测电阻的方法，电阻的测量一直是高考的热点，本题考查的测电阻的方法，体现了高考的灵活性体现了高考的灵活性. .(2)(2)测量电路考查测量电路考查“伏安法伏安法”两种接法的选择，供电电路考查两种接法的选择，供电电路考查滑动变阻器的两种接线方式滑动变阻器的两种接线方式. .(3)(3)电学实验中实验器材的选择原则：电学实验中实验器材的选择原则：安全第一，保证电表不超量程，流过其他仪器的电流不超其安全第一，保证电表不超量程，流过其他仪器的电流不超其额定值；额定值；准确读数，在安全前提下，使电表指针偏转角度大一些准确读数，在安全前提下，使电表指针偏转角度大一些( (一一般要大于满偏刻度的般要大于满偏刻度的 ) )；方便调节，实验应满足操作方便的要求，分压式电路滑动变方便调节，实验应满足操作方便的要求，分压式电路滑动变阻器应选最大阻值小的接入电路阻器应选最大阻值小的接入电路. .13 实验操作及实物图的连接实验操作及实物图的连接【典例【典例3 3】(2011(2011广东高考广东高考) )在在“描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V,0.6 W)(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干. .(1)(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻挡倍率的电阻挡( (请填写请填写“1”1”、“10”10”或或“100”)100”)；调零后，将表笔分；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图，结果为别与小电珠的两极连接，示数如图，结果为_._.(2)(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实物图中的连线物图中的连线. .(3)(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P P置于置于_端，为使端，为使小电珠亮度增加，小电珠亮度增加，P P应由中点向应由中点向_端滑动端滑动. .(4)(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点验图象，必须在相邻数据点_间多测几组数据间多测几组数据( (请填写请填写“abab”、“bcbc”、“cdcd”、“de”de”或或“efef”).”).数据点数据点a ab bc cd de ef fU/VU/V0.000.000.500.501.001.001.501.502.002.002.502.50I/AI/A0.0000.0000.1220.1220.1560.1560.1850.1850.2160.2160.2440.244【审题视角【审题视角】解答本题时可按以下思路进行解答本题时可按以下思路进行: :【关键点【关键点】(1)(1)依据额定电压和额定功率估算电阻和最大电流依据额定电压和额定功率估算电阻和最大电流. .(2)(2)依据多用电表的读数方法读数依据多用电表的读数方法读数. .(3)(3)根据电阻确定电流表的量程根据电阻确定电流表的量程. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)小电珠正常工作时电阻为小电珠正常工作时电阻为R= =10.42 .R= =10.42 .因为小电珠的电阻比较小，故应该选因为小电珠的电阻比较小，故应该选“1”1”倍率，由题图读倍率，由题图读得电阻为得电阻为7.5 .7.5 .2UP(2)(2)因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电流表因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电流表外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器要用分压式外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器要用分压式接法，实物连接如图所示接法，实物连接如图所示. .(3)(3)开关闭合前滑片开关闭合前滑片P P应置于应置于a a端，为了使小电珠亮度增加，应端，为了使小电珠亮度增加，应使滑片从中点向使滑片从中点向b b端滑动端滑动. .(4)ab(4)ab之间电流增加了之间电流增加了0.122 A0.122 A，其他段电流依次增加了，其他段电流依次增加了0.03 A0.03 A左右，所以需要在左右，所以需要在abab之间将电流分为之间将电流分为0.030 A0.030 A、0.060 A0.060 A、0.090 A0.090 A，分别测出相应的电压值，分别测出相应的电压值. .答案：答案：(1)(1)1 7.5 (2)1 7.5 (2)见精讲精析图见精讲精析图 (3)a b (4)ab(3)a b (4)ab【命题人揭秘【命题人揭秘】实验的操作、电路的连接、数据的处理是高考电学实验的考查实验的操作、电路的连接、数据的处理是高考电学实验的考查热点热点. .(1)(1)根据已知数据，结合误差分析，选择合理的电路原理图根据已知数据，结合误差分析，选择合理的电路原理图. .(2)(2)实物电路图的连接要按照一定的顺序操作，连接电表应注实物电路图的连接要按照一定的顺序操作，连接电表应注意量程选用得当，正、负接线柱不要接反意量程选用得当，正、负接线柱不要接反. . 利用多用电表检测电路故障利用多用电表检测电路故障【典例【典例4 4】(2010(2010山东高考山东高考) )在测定金属电阻率的实验中，某在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示同学连接电路如图所示. .闭合电键后，发现电路有故障闭合电键后，发现电路有故障( (已知电已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为源、电表和导线均完好，电源电动势为E)E)：(1)(1)若电流表示数为零、电压表示数为若电流表示数为零、电压表示数为E E，则发生故障的是，则发生故障的是_(_(填填“待测金属丝待测金属丝”、“滑动变阻器滑动变阻器”或或“电键电键”).).(2)(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障障. .先将选择开关旋至先将选择开关旋至_挡挡( (填填“欧姆欧姆100”100”、“直流电压直流电压10 V”10 V”或或“直流电流直流电流2.5 mA2.5 mA”)”)，再将，再将_(_(填填“红红”或或“黑黑”) )表笔固定在表笔固定在a a接线柱，把另一支表笔依次接接线柱，把另一支表笔依次接b b、c c、d d接线接线柱柱. .(3)(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_._.【审题视角【审题视角】理解多用电表的实验原理，并按以下思路分析：理解多用电表的实验原理，并按以下思路分析：故障表现故障表现电表示数电表示数多用电表原理多用电表原理故障分析故障分析. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为电压表有示数为E E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的一定是待测金属丝以发生故障的一定是待测金属丝. .(2)(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路. .因为电源两因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表( (量程高量程高于电源电动势于电源电动势) )来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的表的10 V10 V直流电压挡来检查故障直流电压挡来检查故障. .多用电表的红表笔应和电源多用电表的红表笔应和电源的正极相连的正极相连. .(3)(3)若只有滑动变阻器断路，当另一支表笔依次接若只有滑动变阻器断路，当另一支表笔依次接b b、c c、d d接线接线柱时，多用电表的示数依次是柱时，多用电表的示数依次是0 0、E E、E.E.答案：答案：(1)(1)待测金属丝待测金属丝 (2)(2)直流电压直流电压10 V 10 V 红红(3)0 E E(3)0 E E【命题人揭秘【命题人揭秘】(1)(1)本题以测定金属电阻率的实验为背景，考查的却是多用电本题以测定金属电阻率的实验为背景，考查的却是多用电表检测电路故障问题，主要考查多用电表的使用、电路故障分表检测电路故障问题，主要考查多用电表的使用、电路故障分析、直流电压表的原理等知识点析、直流电压表的原理等知识点. .(2)(2)分析电路故障要按照一定程序，多用电表属基本仪器分析电路故障要按照一定程序，多用电表属基本仪器. .本题本题虽考查的知识点多，但均是基本知识，属保分题虽考查的知识点多，但均是基本知识，属保分题. . 伏安特性曲线的描绘伏安特性曲线的描绘【典例【典例5 5】(2012(2012安徽高考安徽高考) )如图为如图为“测绘小灯泡伏安特性曲测绘小灯泡伏安特性曲线线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.2.5 V.(1)(1)完成下列实验步骤：完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片,_.,_.闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片,_.,_.断开开关断开开关根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线安特性曲线. .(2)(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图在虚线框中画出与实物电路相应的电路图. .【审题视角【审题视角】解答本题的关键是理解实验原理及数据处理的方解答本题的关键是理解实验原理及数据处理的方法，明确滑动变阻器的连接方式，选择电流表的内接或外接法法，明确滑动变阻器的连接方式，选择电流表的内接或外接法. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)开关闭合前应使小灯泡两端的电压为零，开关闭合前应使小灯泡两端的电压为零，所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端. .实验中要测出多组实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值，因此闭合开关后，逐渐移动变阻小灯泡两端的电压和电流值，因此闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，电压表的读数不应超过组读数，电压表的读数不应超过2.5 V.2.5 V.(2)(2)根据实物图画出电路图如图：根据实物图画出电路图如图：答案答案: :(1)(1)使滑动变阻器的滑片滑至最左端使滑动变阻器的滑片滑至最左端 增加小灯泡两增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，直至电压表示数端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压达到小灯泡的额定电压 (2)(2)见精讲精析见精讲精析【命题人揭秘【命题人揭秘】描绘小电珠伏安特性曲线的方法技巧描绘小电珠伏安特性曲线的方法技巧(1)(1)本实验作出的本实验作出的I-UI-U曲线，电流、电压从零开始取值，故控制曲线，电流、电压从零开始取值，故控制电路须用分压式接法电路须用分压式接法. .(2)(2)本实验小电珠电阻较小，故测量电路须用电流表外接法本实验小电珠电阻较小，故测量电路须用电流表外接法. .(3)(3)连线时，曲线要平滑，不在曲线上的点应均匀分布在曲线连线时，曲线要平滑，不在曲线上的点应均匀分布在曲线两侧，不能画成折线两侧，不能画成折线. . 温度传感器在电学实验中的应用温度传感器在电学实验中的应用【典例【典例6 6】(2010(2010新课标全国卷新课标全国卷) )用对用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻阻R RT T，在给定温度范围内，其阻值随温，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的度的变化是非线性的. .某同学将某同学将R RT T和两和两个适当的固定电阻个适当的固定电阻R R1 1、R R2 2连成图中虚线框内所示的电路，以使该连成图中虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻电路的等效电阻R RL L的阻值随的阻值随R RT T所处环境温度的变化近似为线性的，所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围且具有合适的阻值范围. .为了验证这个设计，他采用伏安法测量为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下在不同温度下R RL L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大很大. R. RL L的测量结果如表所示的测量结果如表所示. .回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)根据如图所示的电路，在图中的实物图上连线根据如图所示的电路，在图中的实物图上连线. .温度温度t()t()30.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0R RL L阻值阻值() () 54.354.351.551.548.348.344.744.741.441.437.937.934.734.7(2)(2)为了检验为了检验R RL L与与t t之间近似为线性关系，在坐标纸上作之间近似为线性关系，在坐标纸上作R RL L-t-t关关系图线系图线. .(3)(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示. .电电流表的读数为流表的读数为_，电压表的读数为，电压表的读数为_._.此时等效电阻此时等效电阻R RL L的阻值为的阻值为_：热敏电阻所处环境的温度约为：热敏电阻所处环境的温度约为_._.【审题视角【审题视角】解答本题可按以下思路分析：根据电路原理图，解答本题可按以下思路分析：根据电路原理图，进行实物连线，根据表中实验数据，在坐标纸上描点作直线，进行实物连线，根据表中实验数据，在坐标纸上描点作直线，先确定两表的精确度，得两表读数值先确定两表的精确度，得两表读数值. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)根据电路图连接实物如图所示根据电路图连接实物如图所示. .(2)(2)根据数据描出点，作出图线根据数据描出点，作出图线. .(3)I=115.0 mA(3)I=115.0 mAU=5.00 VU=5.00 VR=R= 对照图线找出相应的温度为对照图线找出相应的温度为64.0 .64.0 .答案：答案：(1)(1)、(2)(2)见精讲精析见精讲精析(3)115.0 mA(3)115.0 mA 5.00 V 43.5 64.0 (62 5.00 V 43.5 64.0 (6266 66 均可均可) )3U5.00 43.5 I115.0 10 【命题人揭秘【命题人揭秘】 (1)(1)本题以研究半导体材料的伏安特性立意命题，考查考生对本题以研究半导体材料的伏安特性立意命题，考查考生对电学实验的基本要求，即实物连线、数据处理、电流表和电压电学实验的基本要求，即实物连线、数据处理、电流表和电压表的读数等表的读数等. .立意新，信息量大，考查的知识点多，要求考生立意新，信息量大，考查的知识点多，要求考生对实验原理及方法有很强的理解和迁移能力对实验原理及方法有很强的理解和迁移能力. .(2)(2)传感器的应用往往与电学其他知识结合，貌似难题，只要传感器的应用往往与电学其他知识结合，貌似难题，只要考生审清题意，灵活运用电学的基本规律，熟练掌握实验的基考生审清题意，灵活运用电学的基本规律，熟练掌握实验的基本原理及操作，就一定能在这类题上不失分或少失分本原理及操作，就一定能在这类题上不失分或少失分. . 伏安法测电阻的综合应用伏安法测电阻的综合应用【典例【典例7 7】(2011(2011天津高考天津高考) )某同学测量阻值约为某同学测量阻值约为25 k25 k的电的电阻阻R Rx x，现备有下列器材：，现备有下列器材：A.A.电流表电流表( (量程量程100 A100 A，内阻约，内阻约2 k2 k) )；B.B.电流表电流表( (量程量程500 A500 A，内阻约，内阻约300 )300 )；C.C.电压表电压表( (量程量程15 V15 V，内阻约，内阻约100 k100 k) )；D.D.电压表电压表( (量程量程50 V50 V，内阻约，内阻约500 k500 k) )；E.E.直流电源直流电源(20 V(20 V，允许最大电流，允许最大电流1 A)1 A)；F.F.滑动变阻器滑动变阻器( (最大阻值最大阻值1 k1 k，额定功率，额定功率1 W)1 W)；G.G.电键和导线若干电键和导线若干. .电流表应选电流表应选_，电压表应选，电压表应选_.(_.(填字母代号填字母代号) )该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：接线上存在的问题：_；_._.【审题视角【审题视角】解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：【关键点【关键点】(1)(1)电压表和电流表指针偏转在电压表和电流表指针偏转在 量程读数较精确量程读数较精确. .(2)(2)电流表内、外接特点电流表内、外接特点. .(3)(3)选取滑动变阻器两种接法的依据选取滑动变阻器两种接法的依据. .23【精讲精析【精讲精析】直流电源的电压为直流电源的电压为20 V20 V，为了提高读数准确度应，为了提高读数准确度应该选择电压表该选择电压表C C，因此待测电阻两端电压不得超过，因此待测电阻两端电压不得超过15 V15 V，则通，则通过的电流不超过过的电流不超过 电流表应该选电流表应该选B.B.因为因为 为了减小误差电流表应采用内接法为了减小误差电流表应采用内接法. .滑动变阻器的阻滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，若串联，限流效果不明显，应该采值远小于待测电阻的阻值，若串联，限流效果不明显，应该采用分压接法接入电路用分压接法接入电路. .答案：答案：B C B C 电流表应采用内接的方法电流表应采用内接的方法 滑动变阻器应采滑动变阻器应采用分压式接法用分压式接法U15 VI600 A,R25 kAxxVRRRR，【阅卷人点拨【阅卷人点拨】失失分分提提示示(1)(1)由于对实验器材的选择原则不清楚而错误地选择了实由于对实验器材的选择原则不清楚而错误地选择了实验器材验器材. .(2)(2)由于不能正确理解伏安法测电阻的实验原理，而错误由于不能正确理解伏安法测电阻的实验原理，而错误地选择了限流式接法或电流表外接法地选择了限流式接法或电流表外接法. .备备考考指指南南针对此类问题，在复习电学实验时，须注意以下三个方面：针对此类问题，在复习电学实验时，须注意以下三个方面：(1)(1)审题时应注意各电表的参数，特别是各电表内阻确定审题时应注意各电表的参数，特别是各电表内阻确定的时候，常将电压表当做小量程的电流表使用，电流表当的时候，常将电压表当做小量程的电流表使用，电流表当做小量程的电压表使用，或者与题中给定的定值电阻结合做小量程的电压表使用，或者与题中给定的定值电阻结合进行电表的改装等进行电表的改装等. .(2)(2)按伏安法测电阻的按伏安法测电阻的“三步曲三步曲”进行设计：即按题目要进行设计：即按题目要求选择合适量程的电表，确定电流表的内外接法，再确定求选择合适量程的电表，确定电流表的内外接法，再确定滑动变阻器是分压还是限流接法滑动变阻器是分压还是限流接法. .(3)(3)要求从提供的实验器材中选择若干合适的器材来连接要求从提供的实验器材中选择若干合适的器材来连接实物图，在特定实验要求下，完成测量待测电阻的电路连实物图，在特定实验要求下，完成测量待测电阻的电路连接，须熟练掌握有关伏安法测电阻等电学实验的原理和方接，须熟练掌握有关伏安法测电阻等电学实验的原理和方法法. . 测金属的电阻或电流表和电压表内阻测金属的电阻或电流表和电压表内阻高考指数高考指数: :1.(20121.(2012山东高考山东高考) )在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：的器材如下：待测电阻丝：待测电阻丝：R Rx x( (阻值约阻值约4 4 ，额定电流约，额定电流约0.5 A)0.5 A)；电压表：电压表：V(V(量程量程3 V3 V，内阻约，内阻约3 k3 k) )；电流表：电流表：A A1 1( (量程量程0.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.2 )0.2 )； A A2 2( (量程量程3 A3 A，内阻约，内阻约0.05 )0.05 )；电源：电源：E E1 1( (电动势电动势3 V3 V，内阻不计，内阻不计) )； E E2 2( (电动势电动势12 V12 V，内阻不计，内阻不计) )；滑动变阻器：滑动变阻器：R(R(最大阻值约最大阻值约20 )20 )；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S S；导线；导线. .(1)(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_ mm._ mm.(2)(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选选_、电源应选、电源应选_(_(均填器材代号均填器材代号) )，在虚，在虚线框内完成电路原理图线框内完成电路原理图. . 【解题指南【解题指南】解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：(1)(1)螺旋测微器的读数由两部分组成，注意估读螺旋测微器的读数由两部分组成，注意估读. .(2)(2)选仪器应在安全性的基础上减小误差选仪器应在安全性的基础上减小误差. .(3)(3)正确选择电流表的内外接法正确选择电流表的内外接法. .【解析【解析】(1)(1)螺旋测微器的主尺上显示为螺旋测微器的主尺上显示为1.5 mm1.5 mm，小数部分由可动，小数部分由可动刻度读得为刻度读得为0.273 mm0.273 mm，二者相加就是测量值，二者相加就是测量值，1.5 mm+0.273 mm 1.5 mm+0.273 mm =1.773 mm.=1.773 mm.(2)(2)待测电阻丝的额定电流为待测电阻丝的额定电流为0.5 A,0.5 A,为为了减小实验误差，应选量程为了减小实验误差，应选量程为0.6 A0.6 A的的电流表电流表A A1 1，待测电阻丝的电阻为，待测电阻丝的电阻为4 4 ，额定电流为额定电流为0.5 A0.5 A，故由欧姆定律得额，故由欧姆定律得额定电压为定电压为2 V2 V，所以电源应选，所以电源应选E E1 1. .由于待测电阻丝的电阻较小，由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法故电流表应选外接法. .电路原理图如图所示电路原理图如图所示. .答案：答案：(1)1.773(1.771(1)1.773(1.7711.7751.775均正确均正确) )(2)A(2)A1 1 E E1 1 电路图如图电路图如图2.(20122.(2012北京高考北京高考) )在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中，所用测量实验中，所用测量仪器均已校准仪器均已校准. .待测金属丝接入电路部分的长度约为待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.50 cm.(1)(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为所示，其读数应为_mm(_mm(该值接近多次测量的平均值该值接近多次测量的平均值).).(2)(2)用伏安法测金属丝的电阻用伏安法测金属丝的电阻R Rx x. .实验所用器材为：电池组实验所用器材为：电池组( (电电动势动势3 V3 V，内阻约，内阻约1 )1 )、电流表、电流表( (内阻约内阻约0.1 )0.1 )、电压表、电压表( (内内阻约阻约3 k3 k) )、滑动变阻器、滑动变阻器R(0R(020 ,20 ,额定电流额定电流2 A)2 A)、开关、开关、导线若干导线若干. .某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：录数据如下：次数次数1 12 23 34 45 56 67 7U/VU/V0.100.100.300.300.700.701.001.001.501.501.701.702.302.30I/AI/A0.0200.0200.0600.0600.1600.1600.2200.2200.3400.3400.4600.4600.5200.520由以上实验数据可知，他们测量由以上实验数据可知，他们测量R Rx x采用的是采用的是_(_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”) )图图. .(3)(3)图丙是测量图丙是测量R Rx x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P P置于变阻器的一端置于变阻器的一端. .请根据请根据(2)(2)所选的电路所选的电路图，补充完成图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电图，补充完成图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏压表或电流表不至于被烧坏. .(4)(4)这个小组的同学在坐标纸上建立这个小组的同学在坐标纸上建立U U、I I坐标系，如图丁所示，坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的图中已标出了与测量数据对应的4 4个坐标点个坐标点. .请在图丁中标出第请在图丁中标出第2 2、4 4、6 6次测量数据的坐标点，并描绘出次测量数据的坐标点，并描绘出U-IU-I图线图线. .由图线得到由图线得到金属丝的阻值金属丝的阻值R Rx x=_(=_(保留两位有效数字保留两位有效数字).).(5)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(_(填选填选项前的符号项前的符号).).A.1A.11010-2-2 m mB.1B.11010-3-3 m mC.1C.11010-6-6 m mD.1D.11010-8-8 m m(6)(6)任何实验测量都存在误差任何实验测量都存在误差. .本实验所用测量仪器均已校准，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是下列关于误差的说法中正确的选项是_(_(有多个正确选有多个正确选项项).).A.A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差系统误差B.B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差引起的系统误差D.D.用用U-IU-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【解题指南【解题指南】本题需要把握以下四点：本题需要把握以下四点：(1)(1)估计被测电阻的阻值估计被测电阻的阻值. .(2)(2)分析表格数据推断滑动变阻器的连接方式分析表格数据推断滑动变阻器的连接方式. .(3)U-I(3)U-I图像斜率的物理意义图像斜率的物理意义. .(4)(4)偶然误差和系统误差各自的特点偶然误差和系统误差各自的特点. .【解析【解析】(1)(1)螺旋测微器螺旋上的螺旋测微器螺旋上的5050个刻度对应前进或后退个刻度对应前进或后退0.5 mm0.5 mm，还要注意估读一位，保证最后结果在毫米作单位的，还要注意估读一位，保证最后结果在毫米作单位的情况下有三位小数情况下有三位小数. .(2)(2)从表格数据可以估计出被测电阻大约是从表格数据可以估计出被测电阻大约是5 .5 .因为滑动变因为滑动变阻器最大电阻为阻器最大电阻为20 20 ，电源电动势为，电源电动势为3 V3 V，若采用限流式接，若采用限流式接法，被测电阻获得的最小电压法，被测电阻获得的最小电压 5 V=0.6 V5 V=0.6 V，可是表格，可是表格第一组数据电压只有第一组数据电压只有0.10 V0.10 V，可见，在实验中，滑动变阻器，可见，在实验中，滑动变阻器不是限流式接法，所以选甲不是限流式接法，所以选甲. .(3)(3)分压式接法中滑动变阻器的三个接线端都要接入电路，其分压式接法中滑动变阻器的三个接线端都要接入电路，其中两个固定端与电源相连中两个固定端与电源相连. .3205(4)(4)求出求出U-IU-I图像斜率即表示电阻值图像斜率即表示电阻值. .(5)(5)根据公式根据公式R= R= ，电阻率，电阻率= = ，代入数据即可求出电阻率，代入数据即可求出电阻率.(6)(6)偶然误差是随机产生的，不可预计的；系统误差是由一些偶然误差是随机产生的，不可预计的；系统误差是由一些固有的因素固有的因素( (如测量方法的缺陷如测量方法的缺陷) )产生的，理论上说系统误差总产生的，理论上说系统误差总是可以通过一定的手段来消除是可以通过一定的手段来消除. .因此，读数造成的误差属于偶因此，读数造成的误差属于偶然误差，然误差，A A错误；电表的内阻造成的误差属于系统误差，是可错误；电表的内阻造成的误差属于系统误差，是可以消除的，所以以消除的，所以B B错误，错误，C C正确正确. .用用U-IU-I图像处理数据，所作的图图像处理数据，所作的图线对测量数据起到取平均值的作用，从而减小偶然误差的影响，线对测量数据起到取平均值的作用，从而减小偶然误差的影响，D D正确正确. .LSRSL答案：答案：(1)0.395(1)0.3950.3990.399均可均可 (2)(2)甲甲(3)(3)如图如图(4)(4)如图如图 4.34.34.74.7均可均可(5)C (6)C(5)C (6)C、D D3.(20123.(2012广东高考广东高考) )某同学测量一个圆柱体的电阻率某同学测量一个圆柱体的电阻率, ,需要测需要测量圆柱体的尺寸和电阻量圆柱体的尺寸和电阻. .(1)(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径, ,某次测量的示数如图甲和图乙所示某次测量的示数如图甲和图乙所示, ,长度为长度为_cm,_cm,直径为直径为_mm._mm.(2)(2)按图丙连接电路后按图丙连接电路后, ,实验操作如下实验操作如下: :将滑动变阻器将滑动变阻器R R1 1的阻值置于最的阻值置于最_(_(选填选填“大大”或或“小小”) )处；将处；将S S2 2拨向接点拨向接点1 1，闭合，闭合S S1 1，调节，调节R R1 1，使电流表示数为，使电流表示数为I I0 0；将电阻箱将电阻箱R R2 2的阻值调至最的阻值调至最_(_(选填选填“大大”或或“小小”) )，S S2 2拨向接点拨向接点2 2；保持；保持R R1 1不变，调节不变，调节R R2 2，使电流表示数仍为，使电流表示数仍为I I0 0，此时，此时R R2 2阻值为阻值为1 280 ;1 280 ;(3)(3)由此可知，圆柱体的电阻为由此可知，圆柱体的电阻为_._.【解题指南【解题指南】本题利用替代法来测电阻本题利用替代法来测电阻. .要利用闭合电路欧姆要利用闭合电路欧姆定律进行分析和求解定律进行分析和求解. .同时要注意电学实验的设计所遵循的三同时要注意电学实验的设计所遵循的三个原则个原则. .【解析【解析】(2)(2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则和准确性原则. .此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在的，故在(a)(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全大，以保证电路安全. .同理同理(b)(b)步骤中亦将电阻箱步骤中亦将电阻箱R R2 2的阻值调至的阻值调至最大最大. . (a)(a)步骤中，由闭合电路欧姆定律得步骤中，由闭合电路欧姆定律得 其中其中R R表表示圆柱体的电阻示圆柱体的电阻. .(b)(b)步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得 由等由等量代换可得量代换可得R RR R2 21 280 .1 280 .答案答案: :(1)5.01 5.315 (2)(1)5.01 5.315 (2)大大 大大 (3)1 280(3)1 280021gEIRRRr01gEI,RRRr4.(20114.(2011新课标全国卷新课标全国卷) )为了测量一微安表头为了测量一微安表头A A的内阻，某同的内阻，某同学设计了如图所示的电路学设计了如图所示的电路. .图中，图中，A A0 0是标准电流表，是标准电流表，R R0 0和和R RN N分别分别是滑动变阻器和电阻箱，是滑动变阻器和电阻箱，S S和和S S1 1分别是单刀双掷开关和单刀开分别是单刀双掷开关和单刀开关，关，E E是电池是电池. .完成下列实验步骤中的填空：完成下列实验步骤中的填空：(1)(1)将将S S拨向接点拨向接点1 1，接通，接通S S1 1，调节，调节_,_,使待测表头指针偏使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时转到适当位置，记下此时_的读数的读数I I；(2)(2)然后将然后将S S拨向接点拨向接点2 2，调节，调节_,_,使使_,_,记下记下此时此时R RN N的读数；的读数；(3)(3)多次重复上述过程，计算多次重复上述过程，计算R RN N读数的读数的_,_,此即为待测微此即为待测微安表头内阻的测量值安表头内阻的测量值. .【解题指南【解题指南】解答该题应把握以下两点：解答该题应把握以下两点：(1)(1)该实验的原理该实验的原理等效替代等效替代. .(2)(2)减小误差的方法减小误差的方法. .【解析【解析】(1)(1)将将S S拨向接点拨向接点1 1，接通，接通S S1 1，通过调节滑动变阻器，通过调节滑动变阻器R R0 0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时A A0 0( (或标准电流表或标准电流表) )的读数的读数I I；(2)(2)然后将然后将S S拨向接点拨向接点2 2，保持，保持R R0 0不变，调节变阻箱不变，调节变阻箱R RN N，使使A A0 0( (或标准电流表或标准电流表) )的读数仍为的读数仍为I I，记下此时，记下此时R RN N的读数，在实验的读数，在实验期间，用期间，用R RN N代替了代替了A A表，而标准电流表表，而标准电流表A A0 0的读数不变，故此的读数不变，故此R RN N的的读数就是待测表读数就是待测表A A的内阻；的内阻；(3)(3)为提高精确度，实验时要多次重为提高精确度，实验时要多次重复上述过程，计算复上述过程，计算R RN N读数的平均值，此即为待测微安表头内阻读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值的测量值. .答案答案: :(1)R(1)R0 0 A A0 0( (或标准电流表或标准电流表) (2)R) (2)RN N A A0 0( (或标准电流表或标准电流表) )的读数仍为的读数仍为I (3)I (3)平均值平均值5.(20115.(2011江苏高考江苏高考) )某同学利用如图所示的实验电路来测量电某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值阻的阻值. .(1)(1)将电阻箱接入将电阻箱接入a a、b b之间，闭合开关，适当调节滑动变阻器之间，闭合开关，适当调节滑动变阻器RR后保持其阻值不变后保持其阻值不变. .改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R R，得到一组电压表，得到一组电压表的示数的示数U U与与R R的数据如表：的数据如表：电阻电阻R/R/5.05.010.010.0 15.015.0 25.025.0 35.035.0 45.045.0电压电压U/VU/V1.001.00 1.501.50 1.801.80 2.142.14 2.322.32 2.452.45请根据实验数据作出请根据实验数据作出U-RU-R关系图象关系图象. .(2)(2)用待测电阻用待测电阻R Rx x替换电阻箱，读得电压表示数为替换电阻箱，读得电压表示数为2.00 V.2.00 V.利利用用(1)(1)中测绘的中测绘的U-RU-R图象可得图象可得R Rx x=_.=_.(3)(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大，使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大，若仍用本实验装置和若仍用本实验装置和(1)(1)中测绘的中测绘的U-RU-R图象测定某一电阻，则测图象测定某一电阻，则测定结果将定结果将_(_(选填选填“偏大偏大”或或“偏小偏