2019高考物理電學實驗模型

1、 設計性電學實驗模型1、三審：一審定目的，二審定原理，三審定測法。最后確定實驗模型。2、三個模型，一個定律。測電阻、測電表、測電源三個測量模型，一個定律：歐姆定律。3、設計性電學上考卷的內容：1、實驗目的上考卷2、實驗原理上考卷3、測量方法上考卷4電路設計上考卷：設計電路前注意：A、根據(jù)估算選器材(本著安全可行、便于操作、誤差小的原則)a、供電電路的選擇若要求被測器件兩端電壓變化范圍大，或需要從零開始調起，描繪某某特性曲線，應選分壓電路。若用限流電路時，電路中最小電流大于或等于被測電阻R的額定電流，必須采用分壓電路。當變阻器電阻兔心，為使被測電阻的電流有明顯變化，也應選分壓電路,其分壓電阻盡量

2、選擇阻值較小并且允許電流較大的滑線變阻器。注：高中階段一般選分壓電路。b、電壓表、電流表、歐姆表的選擇根據(jù)誤差理論，電流表及電壓表這兩種電表的“合適量程”應該是使指示值為滿偏值的一半以上為好，歐姆表的量程應是使指示值在“中值附近”為好。B、考慮內接、外接，三個大約考比較，三個不知考試觸。C、理想電表量程不足考保護電路。D、非理想電表量程不足內阻未知可能考保護電路、也可能考改裝。E、非理想電表量程不足內阻已知考改裝。F、非理想電表內阻已知考一表三用。設計原則：安全可行、電路簡單、誤差小。設計思路：先測量電路，再供電電路，二者對接時考慮保護電路。5、數(shù)據(jù)處理上考卷：方程的思想（解方程算數(shù)），函數(shù)的

3、思想（畫圖）6、誤差分析上考卷：系統(tǒng)誤差，偶然誤差兩個角度回答。同學思考？課本有什么？高考考什么？二者的結合點是什么？課本有什么？關注大綱中指定的實驗以及相關的例題、習題，抓好對實驗原理的理解，對基本儀器的應用，不要墜入“只重視背、記實驗操作步驟，忽略觀察能力推理能力提高”的誤區(qū)。課本對某問題的講述是漸近的、滲透式的，是從課文、例題練習題、實驗幾個方面加強對所講規(guī)律的強調，因此在復習中“由分散中求盡量完整”是很必要的。下面以電源電動勢的測定為例進行說明。例如：測電源的電動勢和內電阻。學生實驗：兩表一變阻，如圖1。2.課文的例題：一表兩定阻，如圖2。（由上例的啟發(fā)：一表兩定阻，但是表為電壓表）3

4、.課文中的敘述：理想電壓表直測電源電動勢。要仔細讀課本才能收集全。高考題是由這些測法改變的。Etr原理的理解從函數(shù)角度:從方程角度:定值JEf未知量變量J/?f已知量變量已知量一一定值1-rT未知量+-ff(ykx:+bK&+r)e2/(+r)這是課本上的三個模型。高考考什么?2005年全國理綜1卷測量電源B的電動勢E及內阻r（E約為4.5V,r約為1.5Q）。器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5A的電流表（具有一定內阻），固定電阻R=4Q,滑線變阻器R，電鍵K,導線若干。畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出。實驗中，當電流表讀數(shù)為I時，電壓表讀數(shù)為U；當電流表讀數(shù)為

5、I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=，r=。（用I,I2,U,U2及R表示）在測電源電動勢和內電阻的實驗中，是用電壓表測電源的路端電壓，用電流表測電路的總電流，然后通過全電路歐姆定律做計算，解一個二元一次方程組得到電動勢和內電阻的大小。為了多測幾次取平均值，就要在電路上串一個變阻器，對應變阻器的每一個確定值，可得一對電源電動勢和內電阻。當電壓表的量程小于電源電動勢時，就要做一次串聯(lián)分壓。解：E=Ir+UE=Ir+U22廠IUIUE=_221II2E=IC+R)+UE=IC+R)+U22UUr=21II2R名師總結：電源的電動勢和內電阻是間接測量的物理量。2006理綜天津實驗題某研究性學習小

6、組利用下圖所示電路測量電池組的電動勢E和內阻r,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如下圖所示的R1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E=_V,r=Q。R=E-1r(y=kX+b)2004廣西卷實驗（1）（儀器讀數(shù)）（2）圖中E為直流電源，R為已知電阻，V為理想電壓表，其量程略大于電源電動勢，和K2為開關?，F(xiàn)要利用圖中電路測量電源的電動勢E和內阻r,試寫出主要實驗步驟及結果表達式。將閉合，K2斷開，記下電壓表讀數(shù)U。、K2均閉合，記下電壓表讀數(shù)U2o正確答案：步驟略UU電源電動勢E=U內阻r=1U2R22005年重慶卷用已調零且選擇旋鈕指向歐姆擋“x10”位置的多用電表測某電阻阻值，根據(jù)圖

7、1所示的表盤，被測電阻阻值為Q。若將該表選擇旋鈕置于1mA擋測電流，表盤仍如下圖所示，則被測電流為mAo正確答案：2200.402005年天津卷一多用電表的電阻擋有三個倍率，分別是“x1”、“x10”、“x100”。用“x10”擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉角度很小，為了較準確地進行測量，應換到擋。如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如上圖，則該電阻的阻彳Qo正確答案：x100；調零；2200二者的結合點是什么？模型不變。依據(jù)大綱向課本靠攏是新課標考卷的特點，按圖索驥快解題，循規(guī)蹈矩巧得分是新課標的精神。例題：比例法一表兩定阻

8、測電源電動勢和內電阻模型(2011年高考全國卷)使用多用電表測量電阻時,多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端.現(xiàn)需要測量多用電表內電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導線若干.實驗時,將多用電表調至XIQ擋，調好零點；電阻箱置于適當數(shù)值完成下列填空：儀器連線如圖l所示(a和b是多用電表的兩個表筆)若兩電表均正常工作,則表筆a為(填“紅”或“黑”)色；若適當調節(jié)電阻箱后，圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖2(a),(b),(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為Q,電流表的讀數(shù)為mA

9、,電阻箱的讀數(shù)為Q:圖1mA圖2(b)圖2(c)圖2(a)將圖l中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為mA;(保留3位有效數(shù)字)計算得到多用電表內電池的電動勢為V.(保留3位有效數(shù)字)答案:黑(2)14.053.04.61021.54解析:(1)多用電表內部的電源正極與黑色表筆連接,電流表正常工作時電流從正接線柱流入,由此可以判定表筆a接內電源正極，為黑色.(2)如圖2(a)為多用電表的xl0歐姆擋，讀數(shù)為14.00;如圖2(b)為電流表,讀數(shù)為53.0mA;如圖2(c)為電阻箱，讀數(shù)為(0 x100+0 x10+4x1+6x0.1)0=4.60圖1連接時，電路中電流I=53.0mA

10、,則多用電表中電流為53.0mA,指針指在電流格數(shù)為26,將多用電表的兩表筆短接，多用電表滿偏為50格,則有:50 x53.0mA二101.9mA=102mA.26(4)設多用電表在x10歐姆擋的內阻為r,由于兩表筆短接電流為102mA,則E=102x10*圖1連接時,E=53.0 x10-3x(14.0+r),聯(lián)立解得:E=1.54V,r=15.10.2013新課標卷。某學生實驗小組利用圖5)所示電路，測總多用喀表內電池的電動勢和電阻xlk樣內部電路的總電阻.使用的器材冇：多用電表；電壓表：曲稈5V.內陽十兒千歐,滑動變阻器：垠大阻值5kG：導線若干*冋答下列問題：(D將多用電表撈位謂到電阻

11、“xlk”擋，再將紅去筆和黑圾賓短接調零點。圖(a)(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和_L填“I”或2”端相連，黑灰筆(3)將潸動變阻器的溝片調到適出位置，燃多用電農的示數(shù)如圏(b)所示.這跡電用液的示數(shù)如陽【G所示.多用電我和電壓表的讀數(shù)分別為15.0kH3,60V,圖W圖(c)(4調節(jié)滑動變陰器的滑片*使其接入電路的阻粧為零*此時參用電我和電壓農的連接另一端.讀數(shù)分剔為i2.0kQ和4.00V*從測貳數(shù)搖可知，電壓我的內魁為12一0g(5用電表電阻檔內部電路可第效為由一個無內阻的電池、一個：理想電流表和一個電阻鼻聯(lián)而成的電路，如圏(d所示*根搖筒面的:實駿數(shù)據(jù)計算可得.此多用電表內電池的

12、電動勢為9.00V,電:陰“X床”抬內部電路的總電15.0kn.評價：這兩個題都源于課本一表兩定阻測電源電動勢和內電阻，都用了萬用表的內電源，思想驚人的相似。但2011年的考了比例法和方程思想，2013年就考了方程思想，注意表的自報功能。同學思考?新課標考卷試題的背景材料來源于什么呢？注重“雙基”(即基本概念、基本規(guī)律、基本模型、基本思想方法)的考查是現(xiàn)代新課標考卷的特點。高考題的背景材料源于“六從”：1、從課本問題出發(fā)來改編2、從高考真題出發(fā)來改編3、從競賽試題出發(fā)來改編4、從經典命題出發(fā)來改編5、從大學物理的教學材料中選取來改編6、從中學物理的研究成果出發(fā)來改編例題：假原點問題（2010年

13、唐山二?？碱}）某實驗小組測量電源的電動勢及內阻，可供選擇的器材有：電源（E約為4.5V,r約為l.OQ）電壓表0（03V,內阻約為3kQ電流表Q（0250mA,內阻約為0.8Q定值電阻R0=14QE滑動變阻器R1（050Q,）滑動變阻器R2（010Q）電鍵S,導線若干（1）為了獲得更多的實驗數(shù)據(jù)，實驗中應選用的滑動變阻器；（用器材序號表示（2）畫出實驗電路原理圖,圖中各元件需用題目中給出的符號標出；（3）該小組同學通過正確的實驗步驟得到實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在坐標紙上畫出U-I圖象。12345U(v)3.002.502.001.501.00I(mA)100.7134.2197.8201.323

14、4.91、審題要審出實驗目的。（電源的電動勢及內阻）2、審題要審出實驗原理。（E二U+Ir）3、審題要審出是哪個測法。（兩表一變阻）4、最后確定是哪個模型（測電源模型例1.現(xiàn)有一特殊的電池，其電動勢E約為9V,內阻r在350550范圍，最大允許電流為50mA.為測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗圖中電壓表的內電阻很大，對電路的影響可以不計，R為電阻箱，阻值范圍為099990,R0是定值電阻.（1）實驗室備有的保護電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實驗應選用CA.100,2.5WB.500，1.0WC1500，1.0WT2681012圖甲.15000，5.0W近理（仙2）圖乙

15、（2）該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S,調整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線.則根據(jù)該同學所作的圖線可知圖象的橫坐標與縱坐標的比值表示短路電流.（3）根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E=10V，內電阻r=5O0.例2.為了精確測量某待測電阻R的阻值（約為300）.有以下一些器x材可供選擇.電流表：A（量程050mA，內阻約120），A2（量程03A，內阻約0.120）電壓表：V1（量程03V,內阻很大）V2（量程015V,內阻很大）電源：E（電動勢約為3V,內阻約為0.20）定值電阻：R（3O0,允許最大電流1.0A）滑動變阻器：

16、R1（0100，允許最大電流2.0A）滑動變阻器：R2（01k0，允許最大電流0.5A）單刀單擲開關S個，導線若干（1）電流表應選，電壓表應選，滑動變阻器應選.（填字母代號）（2）請在方框中畫出測量電阻R的實驗電路圖（要求測量值的范圍盡可能大一些，所用器材用對應的符號標出）（3）某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I,則計算待測電阻阻值的表達式為R=.本題的兩個視角：1、從測電阻的角度來看相當于Rx拆了一個定值電阻出來。2、從保護電路的角度來看考了保護電阻的雙重作用，保護、減小誤差A,V,RR=-R111,xI上考卷的六個方面都有所考查。評價：本題以大同，考小異，對課本上的基本模型做了變換，很好的一道題目。考查我們的這種遷移能力。也就是考綱中對實驗要求的五能三會的第五個能，能夠運用所學的物理理論，實驗方法，實驗儀器，靈活的處理問題。例3、某學習小組的同學擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下小燈泡L,規(guī)格“4.0V,0.7A；電流表A2，量程0.6A，內阻r二0.20；22電流表A,量程3A,內阻約為0.10；電壓表V,量程3V