2020年高三物理專題電學(xué)實(shí)驗(yàn)壓軸題的5大命題點(diǎn)及破解策略(原卷版)

1、（一）電學(xué)實(shí)驗(yàn)的 3 大創(chuàng)新考查角度在高考中對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)一般不直接考查課本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，比如常常在 實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)據(jù)處理等方面加以改進(jìn)；學(xué)生應(yīng)以常規(guī)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，從實(shí)驗(yàn)電路圖入手，結(jié)合實(shí) 驗(yàn)的具體要求進(jìn)行推理分析。角 度 一 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新考查 在高考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，并不僅僅測(cè)量電阻的阻值或測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，有時(shí)可能會(huì)測(cè)定二極管的導(dǎo) 電特性、電容器的充、放電規(guī)律等。處理此類問題時(shí)，首先要掌握被測(cè)實(shí)驗(yàn)器材的電學(xué)特性，其次要熟練 把握控制電路、測(cè)量電路的特點(diǎn)。 例 1 二極管具有獨(dú)特的單向?qū)щ娦?，?dāng)在二極管兩極之間所加正向電壓小于某值時(shí)，二極管的電阻很大（

2、1 × 160，甚至更大 ），而當(dāng)正向電壓超過(guò)某值時(shí)，二極管的電阻隨兩端電壓的升高而急劇減小。為了探究 二極管的導(dǎo)電特性：（1）實(shí)驗(yàn)小組先用多用電表判斷二極管的極性。步驟如下：A 將多用電表置于歐姆表 “× 10擋0”，短接紅、黑表筆，調(diào)整 ，使指針指向表盤右側(cè) “ 0位”置；B將二極管串接在兩表筆之間，多用電表示數(shù)如圖甲中a 所示；C將二極管兩極對(duì)調(diào)， 多用電表示數(shù)如圖甲中 b 所示， 則此時(shí)與紅表筆接觸的是二極管的 （填“正或“負(fù)”極）。（2）實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。正向電壓U/V0.100.200.300.400.500.550

3、.600.650.680.70正向電流I/mA0000.020.260.561.131.792.373.0000.30 V 時(shí)，圖乙中開關(guān) S一定接在位置由二極管的特性和表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中作出二極管的伏安特性曲線（要求保留所描的點(diǎn)跡 ） ，由圖線可知，二極管是（填“線性”或“非線性 ”元）件。（3）若此二極管為發(fā)光二極管，正常發(fā)光時(shí)通過(guò)的電流為3.00 mA，若用 1.5 V 的電源供電，則應(yīng)該給二極管（填 “串”或“并”聯(lián)）一個(gè)約 的電阻。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1（2016 ·全國(guó)卷）某同學(xué)用圖中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。兩根金屬導(dǎo)軌 ab和 a1b1固

4、定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵 （未畫出 ） 的 N 極位于兩導(dǎo)軌的正上方， S 極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金 屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直。 （1）在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)電路。要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭 頭所示的方向移動(dòng)。（2）為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度，有人提出以下建議：A 適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離 B換一根更長(zhǎng)的金屬棒 C適當(dāng)增大金屬棒中的電流 其中正確的是 （填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào) ）。角 度 二 對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新考查 在測(cè)量電表的內(nèi)阻時(shí)，要把電表當(dāng)作能讀數(shù)的電阻，充分利用待測(cè)電表自身的測(cè)量功能，即電流表可測(cè)定 通過(guò)自身的電流，電壓表

5、可測(cè)定自身兩端的電壓，不需要其他的電表來(lái)測(cè)量。例 2 某校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)比賽，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上備有下列器材：A電壓表 V1（量程約 2 V，內(nèi)阻約 1 k ）B電壓表 V2（量程為 6 V，內(nèi)阻為 2 k ）C電流計(jì) G（量程為 3 mA ，內(nèi)阻約 500 ）D電流表 A（量程為 0.6 A，內(nèi)阻為 0.5 ）E滑動(dòng)變阻器 R1（015 ，0.5 A）F滑動(dòng)變阻器 R2（01 k ，0.1 A）G電阻箱 R3（0999.9 ，0.1 A）H電阻箱 R4（09 999.9 ，0.2 A）I電源 （6 V,0.5 A）J開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）利用以上器材在圖中虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)最佳測(cè)量電路，要求既能確定電壓表V

6、1 的量程，又能盡量準(zhǔn)確地測(cè)定其內(nèi)阻，在圖中標(biāo)明選用器材的符號(hào)。圖中滑動(dòng)變阻器 R應(yīng)選擇 （填寫元件符號(hào) ）。（2）若已知電壓表 V1量程為 2 V，則下列實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的電路圖中， 能用來(lái)測(cè)定電壓表 V 1的內(nèi)阻且設(shè)計(jì)合理 的是 。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 2要測(cè)量電壓表 V1的內(nèi)阻 RV，其量程為 2 V，內(nèi)阻約為 2 k 。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有： 電流表 A，量程 0.6 A，內(nèi)阻約 0.1 ； 電壓表 V2，量程 5 V，內(nèi)阻為 5 k ； 定值電阻 R1，阻值為 30 ；定值電阻 R2，阻值為 3 k ； 滑動(dòng)變阻器 R3，阻值為 100 ，額定電流為 1.5 A ；電源 E，電動(dòng)勢(shì)為 6 V，內(nèi)阻約

7、 0.5 ；開關(guān) S 一個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）有人擬將待測(cè)電壓表 V 1和電流表 A 串聯(lián)接入電壓合適的測(cè)量電路中，測(cè)出V 1的電壓和電流，再計(jì)算出RV 。該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是 。（2）請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1 的內(nèi)阻 RV的實(shí)驗(yàn)電路。要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（圖中電源與開關(guān)已連接好 ），并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào)。（3）由（2）所畫電路圖寫出電壓表 V1的內(nèi)阻 RV 的表達(dá)式，說(shuō)明式中各測(cè)量量的物理意義。3實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無(wú)限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)?，F(xiàn)要測(cè)量一

8、只量程已知的電 壓表的內(nèi)阻，器材如下：A 待測(cè)電壓表一只 （量程 3 V，內(nèi)阻約 3 k ；）B電流表一只 （量程 3 A，內(nèi)阻 0.01 ；）C電池組 （電動(dòng)勢(shì)約為 3 V ，內(nèi)阻不計(jì) ）；D滑動(dòng)變阻器一個(gè)；E變阻箱一個(gè) （可以讀出電阻值， 09 999 ；）F開關(guān)和導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對(duì)比較 合理的是 (填 “甲 ”或 “乙”電)路。(2) 用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S，改變阻值，記錄需要直接測(cè)量的物理量：電壓表的讀數(shù)U 和( 填上文字和符號(hào) )。(3) 由所測(cè)

9、物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸，能作出相應(yīng)的直線圖線、計(jì)算出電壓表內(nèi)阻的是 ( )1A U-IBU -I1C.U-RD U-R(4) 設(shè)直線圖像的斜率為 k、截距為 b，請(qǐng)寫出待測(cè)電壓表內(nèi)阻表達(dá)式 RV 。角 度 三 對(duì)數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新考查 在實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理的常用方法有公式法、列表法、圖像法、逐差法等，恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法可以提高實(shí) 驗(yàn)的準(zhǔn)確程度、減少測(cè)量誤差、節(jié)約解題時(shí)間。 例 3 某物理學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定某太陽(yáng)能硅光電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖 1 所示的電路，在一定 光照條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： (1)請(qǐng)根據(jù)圖 1完成圖 2 中實(shí)物的連線。12345678U/V1.771.751.701.651.54

10、1.271.000.50I/ A12304860687680863 中作出該硅光電池組的 U-I 圖線。(2)該小組成員將測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)記錄在表格中，請(qǐng)?jiān)趫DV ，電池組的內(nèi)阻隨輸出電流的變化而改變，(3) 由所作的 U-I 圖線可知該硅光電池組的電動(dòng)勢(shì)E在電流為 80 A時(shí)，該電池組的內(nèi)阻 r (保留兩位有效數(shù)字 )。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 4 (2016 ·全 國(guó) 卷 )某 同 學(xué) 利 用 如 圖 甲 所 示 電 路 測(cè) 量 量 程 為 2.5 V 的 電 壓 表 的內(nèi)阻 （內(nèi)阻為數(shù)千歐姆 ），可供選擇的器材有：電阻箱 R（最 大阻值 99 999.9 ，）滑動(dòng)變阻器 R1（最大阻值 50 ，

11、）滑動(dòng)變阻器 R2（最大阻值 5 k ，）直流電源 E（電動(dòng)勢(shì) 3 V）， 開關(guān) 1 個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 按電路原理圖甲連接線路；甲 將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為 0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S； 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏； 保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉栴}：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器 （填“R1”或 “R2”。）（2）根據(jù)圖甲所示電路將圖乙中實(shí)物圖連線。（3）實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 （結(jié)果保留到個(gè)

12、位 ）。（4） 如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的， 可推斷該表頭的滿刻度電流為 （填正確答案標(biāo)號(hào) ）。A 100 AB 250 AC500 AD 1 mA（二）電學(xué)實(shí)驗(yàn)壓軸題的 5 大命題點(diǎn)及破解策略對(duì)實(shí)驗(yàn)壓軸題考生們最感頭痛，很難拿到高分，其根本原因是試題考查的知識(shí)面廣，涉及的實(shí)驗(yàn)方法也千 變?nèi)f化，所以對(duì)考生的能力要求也就很高。實(shí)驗(yàn)壓軸題考查的熱點(diǎn)主要有基本儀器的選擇和使用、實(shí)驗(yàn)原 理與操作步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)壓軸題的破解方法就是要在熟悉（用足夠的時(shí)間和精力 ）考綱規(guī)定的所有實(shí)驗(yàn)儀器的原理、正確使用方法的基礎(chǔ)上，對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的思想方法（等效法、累積法、控制變量法、轉(zhuǎn)

13、換法、模擬法、留跡法等）進(jìn)行深入研究，掌握這些原理、方法所引起的系統(tǒng)誤差的根源，同時(shí)還要掌握一些處理數(shù)據(jù)的方法與技巧，如作圖法及數(shù)形結(jié)合方法等。一、實(shí)驗(yàn)電路及器材的選取 首先考慮安全性與準(zhǔn)確性選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器要遵循安全性原則（不使電學(xué)元件受損 ）和準(zhǔn)確性原則 （盡量減小誤差 ）。比如選擇電表時(shí)，首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程，然后再合理選擇量程使指針有較大 偏轉(zhuǎn) （要達(dá)到滿偏的 1/3） ，以盡量減小測(cè)量的相對(duì)誤差。而一些實(shí)驗(yàn)壓軸題的難點(diǎn)往往就放在對(duì)安全性原則和準(zhǔn)確性原則的理解上。實(shí)際上在選取電表時(shí)要靈活運(yùn)用以上兩個(gè)原則。當(dāng)遇到某一待測(cè)電阻不需要一定達(dá)到某一電壓或

14、電流的情 況時(shí)，即使電源電動(dòng)勢(shì)較大，待測(cè)電阻的最大電流或最大電壓也較大，超過(guò)了比較小的電表的量程，但此 時(shí)如果用較大量程的電表讀數(shù)又會(huì)小于 1/3 量程， 那么在滑動(dòng)變阻器控制電壓或電流保證安全的情況下， 我 們還是要選取較小量程的電表進(jìn)行測(cè)量以便減小誤差。例 1 在描繪標(biāo)有 “6 V 3 W”的小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中， 要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到 6.0 V ，并便于操作。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A 學(xué)生電源 （電動(dòng)勢(shì)為 9 V，內(nèi)阻約 1 ）B電流表 （量程為 00.6 A，內(nèi)阻約 0.2 ；量程為 03 A，內(nèi)阻約 0.04 ）C電壓表 （量程為 03 V，內(nèi)阻約 3 k ；量程

15、為 015 V，內(nèi)阻約 15 k ）D滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 10 ，最大允許電流 1 A）E滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 1 500 ，最大允許電流 0.3 A）F開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干（1） 為了完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是 （填“ D”或“ E”，）選用的實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)為圖1 中的（填“甲”或“乙”。）(3) 閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù) I、電壓表示數(shù) U。某次測(cè)量中電流表、電壓表示數(shù)如圖 3 所示，可知該狀態(tài)下小燈泡電阻的測(cè)量值為Rx 計(jì)(算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )。(4) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出小燈泡的 I-U 圖線如圖 4 所示。由此可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓增

16、加時(shí)，小燈泡的 電阻值將 (選填“變大 ”或“變小”。) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1某實(shí)驗(yàn)小組要判定兩種元件的制作材料，已知其中一種是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而 增大，而另一種是由半導(dǎo)體材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而減小。準(zhǔn)備的器材有：A電源 E（電動(dòng)勢(shì)為 3.0 V，內(nèi)阻不計(jì) ）B電壓表 V1（量程 03 V，內(nèi)阻約 1 k ）C電壓表 V2（量程 015 V，內(nèi)阻約 4 k ）D電流表 A1（量程 03 A，內(nèi)阻約 0.1 ）E電流表 A2（量程 00.6 A，內(nèi)阻約 0.6 ）F滑動(dòng)變阻器 R1（05 ，3.0 A）G滑動(dòng)變阻器 R2（0 200 ， 1.25 A） H開關(guān)和若干導(dǎo)線

17、 該小組成員對(duì)其中的一個(gè)元件進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)得通過(guò)其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示。U/V0.400.600.801.001.201.501.58I/A0.200.450.801.251.802.813.00請(qǐng)完成以下內(nèi)容。（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用 ，電流表應(yīng)選用 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 （請(qǐng)?zhí)顚懫鞑那皩?duì)應(yīng)的字母 ）。（2）請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出該元件的I-U 圖線，該元件可能是由 （選填“金屬”或“半導(dǎo)體 ”材）料 制成的。（3）在（2）的基礎(chǔ)上，該同學(xué)進(jìn)一步分析， 如果讓一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為 1.5 V、內(nèi)阻為 0.5 的干電池只對(duì)該元件供電， 則該元件消耗的功率為 W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字

18、 ）。二、系統(tǒng)誤差的分析 多數(shù)情況下從實(shí)驗(yàn)方法上找根源盡量減小誤差是物理實(shí)驗(yàn)的基本原則，所以誤差分析作為實(shí)驗(yàn)題的難點(diǎn)是近年來(lái)命題的熱點(diǎn)方向之一。物 理學(xué)中把測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因與性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差，其中又以尋找系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源作 為考查重點(diǎn)。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要有兩類：由儀器本身存在一定的缺陷或不精密造成的，如儀器零點(diǎn)不準(zhǔn)、儀器 水平或鉛直未調(diào)整等；實(shí)驗(yàn)方法不完善或這種方法所依據(jù)的理論本身具有近似性，例如用單擺測(cè)量重力 加速度時(shí)忽略空氣對(duì)擺球的阻力的影響，測(cè)量電阻時(shí)不考慮電表內(nèi)阻的影響等所引入的誤差。這些原因就 是我們分析誤差的重要依據(jù)和突破方向。例 2 國(guó)際規(guī)定自來(lái)水在 15

19、時(shí)電阻率應(yīng)大于 13 ·。m某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)量 15 時(shí)自來(lái)水 的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱體玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上有一閥門 K 以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量， 玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞 （ 活塞電阻可忽略 ），右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有：電源（電動(dòng)勢(shì)約為 3 V ，內(nèi)阻可忽略 ），電壓表 V 1（量程為 3 V ，內(nèi)阻很大 ），電壓表 V2（量程為 3 V ，內(nèi)阻很大 ），定值電 阻 R1（阻值 4 k ，）定值電阻 R2（阻值 2 k ，）電阻箱 R（ 最大阻值 9 999 ，）單刀雙擲開關(guān) S，導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺等。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A 用游標(biāo)卡尺

20、測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d；B向玻璃管內(nèi)注滿自來(lái)水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度C把 S撥到 1位置，記錄電壓表 V1示數(shù)；D把 S撥到 2位置，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表L；V2 示數(shù)與電壓表 V 1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值 R；E改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D，記錄每一次水柱長(zhǎng)度 L 和電阻箱阻值 R；F斷開 S，整理好器材。(1) 測(cè)玻璃管內(nèi)徑 d 時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示，則 d mm。1(3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度 L 和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值 R 的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的R-L1關(guān)系圖像，則自來(lái)水的電阻率 · m保(留兩位有效數(shù)字 )。(4) 本實(shí)驗(yàn)中若電壓表 V 1內(nèi)阻不是很大

21、，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將 (填“偏大”不“變 ”或“偏小”。) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 2為了測(cè)量一電阻的阻值 Rx，現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材： 蓄電池 E，電流表 A，電壓表 V ，滑動(dòng)變阻器 R， 電阻箱 RP，開關(guān) S1、 S2，導(dǎo)線若干。某活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。實(shí)驗(yàn)的主要步驟：a閉合 S1，斷開 S2，調(diào)節(jié) R和 RP，使電流表和電壓表示數(shù)合適，記下兩表示數(shù)分別為I1、U1；b閉合 S2，保持 RP 阻值不變，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2、 U2。(1) 按圖甲中的電路圖在圖乙所示實(shí)物圖中連線；(2) 寫出被測(cè)電阻的表達(dá)式 Rx(用兩電表的讀數(shù)表示 )；(3) 由于電流表、 電壓表都不

22、是理想電表， 則被測(cè)電阻 Rx的測(cè)量值 (不考慮偶然誤差和測(cè)量精度， 填“大于 ”“小于”或“等于 ”真)實(shí)值。三、應(yīng)用圖像處理數(shù)據(jù) 細(xì)心推導(dǎo)找關(guān)系，數(shù)形轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵應(yīng)用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也常常成為實(shí)驗(yàn)壓軸題的難點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)此類難點(diǎn)的突破就要數(shù)形結(jié)合找出關(guān)系，所 以數(shù)形轉(zhuǎn)換成為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理必備的物理思想方法。利用圖像法處理數(shù)據(jù)又有兩種方法：(1) 如果只有橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)兩個(gè)變量， 且成線性關(guān)系時(shí)， 則可以利用兩個(gè)變量的關(guān)系進(jìn)行求解， 如用斜率、 面積、截距等來(lái)處理實(shí)驗(yàn)研究的問題。此類問題一般都要經(jīng)過(guò)以下數(shù)形轉(zhuǎn)變過(guò)程才能順利處理實(shí)驗(yàn)研究的 問題：先根據(jù)物理規(guī)律寫出物理方程或物理關(guān)系，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求

23、寫出縱軸(y)和橫軸 (x)的線性關(guān)系方程 ykx b的形式，從而確定其斜率、面積、截距等的物理含義，然后再結(jié)合圖像的信息求解即可。(2) 如果除橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)兩個(gè)變量外還有第三個(gè)變量，即縱軸(y)和橫軸 (x)兩個(gè)變量不成線性關(guān)系時(shí)，則不能根據(jù)圖像的斜率、面積、截距等關(guān)系求解，只好借助作圖法，利用圖像截距、交點(diǎn)的物理含義來(lái)求解實(shí) 驗(yàn)問題。例 3 某實(shí)驗(yàn)小組甲、乙兩同學(xué)要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選擇：A待測(cè)干電池 (電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V ，內(nèi)阻約為0.8 )B電壓表 V(量程 15 V)C電流表 A1(量程 03 mA，內(nèi)阻RA1 10)D電流表 A2(量程 00.6

24、 A，內(nèi)阻RA2 0.1)E定值電阻 R(阻值為 50)F電阻箱 R0(09 999.9)G滑動(dòng)變阻器 (0 20 ，1.0 A)H開關(guān)、導(dǎo)線若干E(1) 甲同學(xué)采用伏安法測(cè)量，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，在下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)電路中應(yīng)選用(2) 甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè) (或經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換 )的數(shù)據(jù)描繪出電源的 U-I 圖線如圖甲所示，則被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì) V ，內(nèi)阻 r 結(jié)（果均保留三位有效數(shù)字 ）。（3）乙同學(xué)利用電流表和電阻箱進(jìn)行測(cè)量，所用電路圖如圖乙所示，閉合開關(guān)后，改變電阻箱阻值，當(dāng)電阻箱阻值為 R1 時(shí)，電流表示數(shù)為 I1；當(dāng)電阻箱阻值為 R2時(shí)，電流表示數(shù)為 I2。請(qǐng)你用 RA2、R1、R2、I1、I2表

25、 示出電池的電動(dòng)勢(shì) E，電池的內(nèi)阻 r 。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 3要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有 “3V 0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V ，并便于操作。已選用的器材有：電池組 （電動(dòng)勢(shì)為 4.5 V，內(nèi)阻約 1 ）；電流表 （量程為 0250 mA，內(nèi)阻約 5 ）；電壓表 （量程為 03 V，內(nèi)阻約 3 k；）開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。（1） 實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的 （填字母代號(hào) ）。A 滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 20 ，額定電流 1 A）B滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 1 750 ，額定電流 0.3 A）（2）實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖 （填字母代號(hào) ）。(3) 實(shí)驗(yàn)得到小燈泡

26、的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為 5 的電源兩端，小燈泡消耗的功率是 W 。四、電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新 循“路”理“線”析原理“路 ”可謂電路， “線 ”可謂線索，即實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法等。 電學(xué)實(shí)驗(yàn)的壓軸題常常把學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法加以改進(jìn)，讓考生一下找不到依據(jù)，似乎無(wú)法 下手。破解此類題應(yīng)以掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為根本依據(jù)，從題 目給出的電路原理圖入手分析， 再結(jié)合已有的電學(xué)知識(shí) (如串并聯(lián)關(guān)系、 閉合電路歐姆定律等 )和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn) 行推理，往往可以找到突破方向。例5 如圖甲所示是測(cè)量阻值為幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻 （10 ，）R1是電阻箱 （099.9 ，）R是滑動(dòng)變阻器， A1和 A 2是電流表， E 是電源 （電動(dòng)勢(shì) 10 V，內(nèi)阻很小 ）。甲 在保證安全和滿足要求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下： 連接好電路，將滑動(dòng)變阻器 R 調(diào)到最大。閉合 S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱 R1，先調(diào) R1為適當(dāng)值，