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1、2022年高考物理 押題突破（重要地位+突破策略+審題方法+總結歸納）專題一 電學實驗探究教案 一、重要地位 二、突破策略 1、電流表、電壓表的讀數規(guī)則： 電流表量程一般有兩種——0.1~0.6A，0~3A；電壓表量程一般有兩種——0~3V，0~15V。如圖10-1所示： 側的刻度線上（即表盤上的第21條小刻度線）讀數為10.5V，若指在這兩條刻度線間的中間某個位置，則可根據指針靠近兩刻度線的程度，分別讀做10.1V，或10.2V，或10.3V，或10.4V，即使是指在正中央，也不能讀做10.25V，若這樣，則會出現(xiàn)兩位不準確的數，即小數點后的2和5，不符合讀數規(guī)則，如上圖中所示

2、，讀數應為9.3V。 電流表若用0-0.6A量程，則其最小刻度為0.02A，為5分度儀表讀數，其讀數規(guī)則與0—15V電壓表相似，所讀數值小數點后只能有兩位小數，也必須有兩位小數。 如上圖所示，電流表讀數為0.17A，若指針指在第11條刻度線上，則讀數為0.22A，指在第10條刻度線上，讀數為0.20A，指在第12條刻度線上，讀數為0.24A。 負載RL上電壓調節(jié)范圍（忽略電源內阻） 負載RL上電流調節(jié)范圍（忽略電源內阻） 相同條件下電路消耗的總功率 限流接法 E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分壓接法 0≤UL≤E 0≤IL≤ E（IL+Iap） 比較

3、 分壓電路調節(jié)范圍較大 分壓電路調節(jié)范圍較大 限流電路能耗較小 ①限流法.如圖（a）所示，待測電阻上電壓調節(jié)范圍為.顯然，當R0<>RL時，滑動觸頭在從b向a滑動的過程中，先是電流表、電壓表的示數變化不大，后來在很小的電阻變化范圍內，電流表、電壓表的讀數變化很快，也不方便讀數，只有當RL與R0差不多大小時，才能對電流、電壓有明顯的調控作用.在同樣能達到目的的前提下，限流法較為省電，電路連接也較為簡單. （3）若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值

4、時，只能采用分壓接法. 2.下列情況可選用限流式接法 （1）測量時對電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調節(jié)，只是小范圍內測量，且RL與R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法. （2）電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法. （3）沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素優(yōu)先采用限流式接法. 例2：用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻Rx（阻值約5 Ω,額定功率為1 W）；電流表A1（量程0~0.6 A,內阻0.2 Ω）;電流表A2（量程0~3 A，內阻0.05 Ω

5、）;電壓表V1（量程0~3 V，內阻3 kΩ）;電壓表V2（量程0~15 V，內阻15 kΩ）;滑動變阻器R0（0~50 Ω）,蓄電池（電動勢為6 V）、開關、導線. 為了較準確測量Rx阻值，電壓表、電流表應選________，并畫出實驗電路圖. 【審題】該題要求選擇實驗儀器、測量電路及控制電路，因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動變阻器的限流接法 圖10-4 【解析】由待測電阻Rx額定功率和阻值的大約值，可以計算待測電阻Rx的額定電壓、額定電流的值約為 U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A. 則電流表應選A1，電壓表應選V1. 又因=24.5 Ω＞Rx，則

6、電流表必須外接. 因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測電阻Rx上的最小電流為Imin==0.11 A＜I額，因該實驗沒有對電流、電壓的調節(jié)范圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示. 【總結】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學實驗的首要原則 ，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。 3、測試判斷法（試觸法） 　　

7、若Rx、RA、RV的大小關系事先沒有給定，可借助試觸法確定內、外接法.具體做法是: 如圖10-6所示組成電路，其中電流表事先已經接好，拿電壓表的一個接線柱去分別試觸M、N兩點，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況。 如果電流表的示數變化比電壓表示數變化明顯(即)，說明接M點時電壓表分流作用引起的誤差大于接N點時電流表分壓作用引起的誤差，這時應采用內接法(即電壓表接N點)。 圖10-6 如果電壓表的示數變化比電流表示數變化明顯(即)，說明接N點時電流表分壓作用引起的誤差大于接M點時電壓表分流作用引起的誤差，這時應采用外接法(即電壓表接M點). （口決：“內大外小”，即內接法適合測大電

8、阻且系統(tǒng)誤差偏大，即測量值大于真實值，外接法適合測小電阻且系統(tǒng)誤差偏小，即測量值小于真實值，） 根據以上原則，電學儀器的選擇有如下建議： 1、電源的選擇：選擇直流電源，應根據用電器的需要來確定，一般考慮用電器所需的電壓、電路中的電流、電源電動勢和允許電流等.在不超過待測器材所允許的最大電壓值的情況下，選擇電動勢較大的電源（以獲得更多的測量數據）。在相同電動勢情況下，通常選擇內電阻較小的電源（以獲得較穩(wěn)定的路端電壓）,測電源內阻除外。 2、電表的選擇：在不超過電表量程的條件下，選擇量程較小的電表（以便測量時示數能在滿刻度的2/3左右）。 3、滑動變阻器的選擇:要由電路中所要求或可能出現(xiàn)的

9、電流、電壓的范圍來選定變阻器，實際流過變阻器的電流不得超過其額定值；如要通過變阻器的電阻改變來讀取不同的電流、電壓值時，要注意避免變阻器滑片稍有移動電流或電壓就會有很大變化的出現(xiàn)，也要避免出現(xiàn)滑片從一頭滑到另一頭，電流或電壓幾乎沒有變化的情況. 若控制電路確定為限流接法,則滑動變阻器應選用與實驗電路中其它電阻的總阻值相差不大的;若控制電路確定為分壓接法，則應選用在額定電流允許的條件下阻值較小的滑動變阻器。 【審題】本題不要求選擇儀器，只是對已有的儀器進行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測電阻與電壓表阻值相差較多，滑動變阻器阻值相對較小。 圖10-8 【解析】因滑動

10、變阻器阻值小于待測電阻Rx的阻值，所以滑動變阻器應選用分壓接法；待測電阻與電表相比，Rx的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應選用安培表外接電路，實物連接如圖10-8所示。滑動變阻器分壓接法時，在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應置于使負載電壓為零處，如圖箭頭所示。 【總結】（1）設計測量電阻的電路必須考慮兩個方面，首先要確定滑動變阻器是分壓電路還是限流電路，再考慮是安培表外接電路還是安培表內接電路。 圖10-9 (2)為了盡量減小誤差，要求多測幾組數據，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實驗電路(其中電源和開關及連線已畫出). 【審題】測量電壓表的內阻，從已知條件看，需測量通過電壓表

11、的電流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。同時，滑動變阻器的全阻值遠小于電壓表內阻，控制電路應采用分壓接法。 已知兩個表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從0.1A起對每條刻線一一進行核對，為此，從備用的電阻器中，R0應選用 ，R應選用 。（用字母代號填寫） 【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實驗要求電流范圍在0.1~0.6A之間，即電路中僅有限流電阻時的電流要略大于0.6A，同時要配合滑動變阻器，保證電路中的最小電流不超過0.1A。[ 　　為了較準確測量Rx的阻值，保證器材的安全，以

12、便操作方便，電壓表、電流表應選擇________，并畫出實驗電路圖。 【審題】本題中待側電阻的額定功率、電阻估計值已知，可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關鍵，另外，電流表的內外接法及滑動變阻器的接法也需要計算確定。 圖10-12 【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻Rx的額定電壓、額定電流分別為 　　 　　則電流表選用A1，電壓表選用V1 4、電阻測量的方法歸類 在高中電學實驗中，涉及最多的問題就是電阻的測量，電阻的測量方法也比較多，最常用的有： （1）歐姆表測量：最直接測電阻的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一

13、步的測量提供一個參考依據。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。 （2）替代法：替代法的測量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測量電阻精度高，不需要計算，方法簡單，但必須有可調的標準電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。 替代法是用與被測量的某一物理性質等效，從而加以替代的方法。 圖10-13 如圖10-13所示。 先把雙刀雙擲開關S2扳到1，閉合S1，調整滑動變阻器，使電流表指針指到某一位置，記下此時的示數I（最好為一整數）。再把開關S2扳到2，調整電阻箱R0，使得電流表指針仍指到示數I。讀出此時電阻箱的阻值r，則未知電阻Rx的阻值等于r。 說明：①在此

14、實驗中的等效性表現(xiàn)在開關換位后電流表的示數相同，即當電阻箱的阻值為r時，對電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻Rx的阻值等于r。 ②替代法是一種簡捷而準確度很高的測量電阻的方法，此方法沒有系統(tǒng)誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測量誤差就可以忽略。 圖10-14 例如，測電流表和電壓表的內阻，如果有可以作為標準的已知電阻的電表，都可以使用比例法。采用比例法測電阻的依據是：串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，并聯(lián)電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表可顯示電阻中通過的電流，所以測電流表內阻應把兩電流表并聯(lián)，測電壓表內阻應把兩電壓表串聯(lián)，電路圖分別如圖10-14（甲）、

15、（乙）所示。 測電流表內阻時，應調節(jié)滑動變阻器R01，使兩電流表的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數I1和I2，根據并聯(lián)電路分流原理，若已知電流表A1的內阻為r1，則電流表A2的內阻r2=。 測電壓表內阻時，應調節(jié)滑動變阻器R02，使兩電壓表的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數U1和U2，根據串聯(lián)電路分壓原理，若已知電壓表V1的內阻r1，則電流表V2的內阻r2=。 以上例子中，甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路，這是由于電流表內阻都較小，若采用分壓電路，則滑動變阻器的阻值必須更小，這時電路近似于短路，是不允許的；而電壓表內阻都很大，若采用限流電路，則滑動變阻器的電阻必須更大，這在實際

16、上行不通。 【審題】該題要求至少應用3種設計方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發(fā)揮題目中所給儀器的作用。 【解析】 　　討論：用A1不用A2或G，主要是考慮了測量結果的精確問題.若用A2改裝為歐姆表，其中值電阻為1Ω；若用G改裝為歐姆表，其中值電阻為10kΩ，與待測電阻比較，測量誤差太大.歐姆表特點是當測量值在其中值電阻附近時，其讀數（或測量結果）比較準確.這是精確原則的應用.且整個方案三操作上是很方便的. 【總結】本題處理過程相對復雜，但只要遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說，基

17、礎知識是關鍵，復雜題目只是基礎知識的合成。 5、高考實驗設計型命題的求解策略 (1)科學性：設計的方案有科學的依據和正確的方式，符合物理學的基本原理. (2)可行性：按設計方案實施時，應安全可靠不會對人身、器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高. (3)精確性：在選擇方案時，應對各種可能的方案進行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的方案. (4)簡便、直觀性：設計方案應便于實驗操作，讀數，便于進行數據處理，便于實驗者直觀、明顯地觀察. 3.依據方案，選定器材 實驗方案選定后，考慮該方案需要哪些裝置，被測定量與哪些物理量有直接的定量關系，分別需用什么儀器來測定，以此

18、來確定實驗所用器材. 4.擬定步驟，合理有序 實驗之前，要做到心中有數：如何組裝器材，哪些量先測，哪些量后測，應以正確操作和提高效率的角度擬定一個合理而有序的實驗步驟. 5.數據處理，誤差分析 常用的數據處理方法(如：平均法、圖象法、描跡法、比較法等)和誤差分析方法(如絕對誤差、相對誤差等)是應該掌握的，在設計實驗時也應予以考慮. 節(jié)）.為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格，首先對待測電阻的額定電壓和電流作出估實驗設計的基本思路 明確目的 → 選擇方案 → 選定器材 → 擬定步驟 數據處理 → → 誤差分析 附：對電學實驗中幾

19、個點的強調說明： 一、關于多用電表 1.使用多用表時要注意什么? (1)使用多用表的電壓、電流擋.使用多用表測量電壓、電流的方法，與單獨使用電壓表、電流表的方法基本上是一樣的，只不過在使用多用表前要根據待測量的情況(是電流還是電壓?是交流還是直流?)調整好選擇開關，并調整到合適的量程上，其他如正負接線柱的選用，串聯(lián)還是并聯(lián)到電路中去等，就和單獨使用電壓表、電流表時沒什么兩樣了. 2.歐姆表上的刻度為什么是不均勻的?刻度時有什么規(guī)律嗎? 對于磁電式的電流計，其指針偏轉的角度和電流成正比，改裝成電流表或電壓表時，表盤刻度是均勻的；但用磁電式電流計做歐姆表的表頭后，由歐姆表內部電路構造及全

20、電路歐姆定律可知，當兩表短接和接上待測電阻Rx后，分別有 ① ② 由②式可知，待測電阻Rx與通過表頭的電流Ix不成線性關系，這就是造成表盤刻度不均勻的原因. 那么，怎樣對歐姆表的表盤進行刻度呢? 設指針偏轉滿刻度的(m≥n)時，指針所指的電阻值為Rx，則應有 ③ 把①②式代人③式，整理，得， ④ ④式便是把表盤改為歐姆刻度的依據了. 這里順便指出，當Rx＝R內時，，此時指針指中，稱此值為中值電阻，顯然，中值電阻恰好等于此時的歐姆表內阻. 4.用歐姆表測量電阻前和換擋后，為什么一定要先進行歐姆調零?

21、 歐姆表的表盤刻度是按照標準電動勢和內阻進行設計和刻度的，實際應用時，內裝電池與標準總有差異，同時，電池用久了，E和r都可能變化，這就會影響指針的偏轉轉角，可能指不到指定刻度處而造成誤差，所以使用前必須進行歐姆調零. 在倍率改變后，歐姆表的內阻電路就發(fā)生了相應變化，這時只有通過歐姆調零，才有可能使測量示數與電阻值相符，故每改變一次倍率，都應重新進行調零. 二、關于用U—I線修正法定性分析測電源電動勢和內阻的測量誤差 用伏安法測量電源電動勢、內電阻的學生實驗中,有兩種可供選擇的實驗電路。在兩種電路中，由于伏特表的分流和安培表的分壓引起的誤差是不同的，我們可以用圖線修正法簡潔明快的分析兩種

22、電路引起的測量誤差。 ①根據測量電路分析誤差原因：本測量電路產生誤差的原因是由于安培表的分壓使得伏特表的讀數小于電源的路端電壓所致?？紤]安培表的內阻RA,全電路的歐姆定律的方程應修正為……② 圖10-23 ②根據②式尋找圖線的準確點：因電壓的修正值為，可見當I=0時，電壓修正值為零.所以,圖線與縱軸的交點P準確。 ③在圖線上任選一點Q進行修正：如圖2—2，Q點的橫坐標IQ不變，（UQ+IQRA）做為修正后Q/點的縱坐標，連接P和Q/得修正后的U—I圖線為b線。 ④比較兩條圖線的縱截距和斜率：得=，r＞r/?？梢?，電動勢的測量值與真實值相等，而內阻的測量值大于真值。 三、關于電路實物連線的幾個易錯點： 1、電鍵必須控制全電路