【专题】2019高考物理实验全攻略

实验一 研究匀变速直线运动目录课前预习²基础落实 课堂互动²考点突破课前预习²基础落实【实验目的】1．练习使用打点计时器，学会用打点纸带研究小车的运动情况。

2．会利用打点纸带求匀变速直线运动的速度、加速度。

3．能画出小车运动的v －t 图象，根据图象求加速度。

【实验原理】 1．打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f ＝50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点。

2．判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x 1、x 2、x 3、x 4…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…＝常数，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。

3．求物体瞬时速度的方法 如图实Ⅰ－1所示：则v n ＝x n ＋x n ＋12T。

4．求物体加速度的方法 (1)“逐差法”求加速度 如图实Ⅰ－2所示：a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样使所给数据全部得到利用，以提高精确度。

(2)“图象法”求加速度求出纸带上各计数点的瞬时速度，画出v －t 图线，直线的斜率即表示加速度。

【实验器材】打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导线。

【实验步骤】1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。

实验装置见图实Ⅰ－3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。

3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次。

4．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中。

二、实验题满分策略“一明”、“二看”、“三提取”1．明——明确考查的知识范围现在物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识．尽管题目千变万化，但通过仔细审题，都能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图．2．看——看清实验题图实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生探究考查意图．认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程．3．提取——提取信息试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解．一般需要关注如下信息：(1)新的概念、规律、公式一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都会为我们提供信息．要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务．(2)新的表格数据通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系．如正比例、反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系．根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律．(3)新的物理图象实验题本身提供物理图象，但这些图象平时没有接触过，关键要明确图象的物理意义，才能正确分析实验问题．例8 某实验小组计划测量某种圆柱状半导体材料的电阻率．(1)用刻度尺量得该材料长度L＝0.700 m，用游标卡尺测量它的直径d如图所示，读数为________cm.(2)实验室提供的器材有：A．电压表V(量程为0～15 V，内阻约30 kΩ)；B．电流计G(量程为0～300 μA，内阻约50 Ω)；C．滑动变阻器(最大值10 Ω，额定电流 1 A)；D．电源(电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω)；E．单刀单掷开关一个，导线若干．如果要求测量时材料两端的电压从0开始逐渐增大，请根据提供的器材设计一个电路图，画在虚线框内．(3)实验中测量得到的数据如下表所示，请根据表中数据在坐标纸上画出U－I图线，根据图像求出电阻R＝________Ω(保留两位有效数字).序号12345 6电压(V)1357911电流(μA)2067122158175240(4)计算半导体材料的电阻率表达式ρ＝________(用R、d、L表示)，测量值为________Ω·m(保留两位有效数字)．解析(1)对游标卡尺：主尺刻度为30 mm，游标尺共20个格，分度为0.05 mm，且游标尺的第15条刻度线与主尺刻度线对齐，因此它的读数为30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm ＝3.075 cm.(2)在本题中，由于待测半导体材料阻值较大，故应采用电流表的内接法，要求电压表示数从0开始，故应采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示．(3)根据数据在坐标系中描点，连线时要让大多数点在一条直线上，作出U－I图像如图所示．图线的斜率表示半导体材料的电阻，根据图像可得R＝4.6×104Ω．(4)由R＝ρLS，S＝πd22，得ρ＝Rπd24L＝49 Ω·m.答案(1)3.075 (2)见解析图甲(3)见解析图乙4．6×104或4.5×104(4)Rπd24L46～50均得分。

专题16 实验题解题方法与技巧【2019高考考纲解读】物理考试大纲规定的七个力学实验, 包括研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律等, 这些实验都离不开力、长度、速度或加速度的测量, 离不开让物体运动起来。

其中长度的测量可用刻度尺、游标卡尺或螺旋测微器, 现对力、速度、加速度的测量方法及使物体由静止开始运动的方法加以分析。

【高考题型示例】方法一、抓好基础《考试大纲》除了明确12个必考实验、4个选考实验外, 还强调了仪器的正确使用、误差问题的重要性及有效数字的应用, 这些相对于当下创新的实验命题来说就是基础．所以像刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表等, 要熟练掌握它们的使用方法和读数规则, 要防止在估读、结果的有效数字和单位上出错．【例1】 (1)图甲中游标卡尺的读数为________mm, 图乙中螺旋测微器的读数为________mm.(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻, 器材如图丙所示．先将选择开关旋至“×10”挡, 红、黑表笔短接调零后进行测量, 红表笔应接电压有的________(选填“＋”或“－”)接线柱, 结果发现欧姆表指针偏角太小, 则应将选择开关旋至________(选填“×1”或“×100”)挡并________, 最终测量结果如图丁所示, 则电压表的电阻为________ Ω.【答案】(1)29.8 0.880(2)－ ×100 重新进行欧姆调零 3 000【名师点评】 对于基本仪器, 正确读数必须做到以下三点：(1)要注意量程．(2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值．(3)要掌握需要估读的基本仪器的读数原则．读数的基本原则：最小刻度是“1”的仪器, 要求读到最小刻度后再往下估读一位；最小刻度是“2”和“5”的仪器, 只要求读到最小刻度所在的这一位并按其最小刻度的12或15进行估读, 不再往下估读． 方法二 重视理解《考试大纲》中规定的实验以及教材中的演示实验是高考创新实验的命题根源, 这就要求我们在高考实验备考中紧扣教材中的实验, 弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等, 对每一个实验都应做到心中有数, 并且能融会贯通．【例2】 某同学利用如图所示的装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数, 已知小木块与斜面和水平面之间的动摩擦因数相同, 小木块从斜面上的A 点由静止滑下, 经过斜面的最低点B 到达水平面上的C 点静止, A 、C 两点间的水平距离为x , 小木块可视为质点, 回答下列问题：(1)已知小木块的质量为m , 重力加速度大小为g , 若动摩擦因数为μ, 由A 点运动到C 点的过程中, 克服摩擦力做的功W f 与x 之间的关系式为W f ＝________．(2)为尽量简便地测量小木块与接触面间的动摩擦因数, 下列物理量需要测量的是________．A ．小木块的质量mB ．斜面的倾角θC ．A 、B 两点间的距离D ．A 、C 两点间的竖直高度差hE ．A 、C 两点间的水平距离x(3)利用上述测量的物理量, 写出测量的动摩擦因数μ＝________．(4)小木块运动到B 点时, 由于与水平面的作用, 竖直方向的分速度会损失, 将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比________(填“偏大”“相等”或“偏小”)．【答案】(1)μmgx (2)DE (3)hx(4)偏大(4)由于小木块经过B 点时, 竖直方向的分速度会损失, 将导致小木块的动能减小, 从而使x 的测量值比理想值小, 因而测量所得的动摩擦因数将比实际数值大．【名师点评】 从全国卷命题情况看, 直接考教材中的操作、原理的试题相对较少, 或多或少都有变化, 但是为了确保高考的稳定性、连续性, 这种变化也是科学规范的, 不会大起大落, 所以“以教材为本”是解决此类问题的关键, 斜面、小木块都是常规器材, 但是在本题中用来测量动摩擦因数, 这些小变化充分体现了“源于教材高于教材”的命题理念．方法三 变化创新《考试大纲》中的实验能力提到：“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题, 包括简单的设计性实验”．所以从仪器的使用、装置的改造、电路的设计、数据的灵活处理等方面进行变通和拓展是复习中必须经历的一个过程, 要对各个实验的原理、方法进行合理迁移, 类似的实验要多比较分析．【例3】 利用如图甲所示的电路测量某电池的内阻,其中AB 为一段粗细均匀的铅笔芯, 笔芯上套有一金属滑环P (宽度和电阻不计, 与笔芯接触良好并可自由移动)．实验器材还有：标准电池(电动势为E 0, 内阻不计), 电阻箱(最大阻值为99.99 Ω), 灵敏电流计G(量程为0～600 μA), 待测电池(电动势E x 小于E 0, 内阻r x 未知), 开关3个, 刻度尺等．主要实验步骤如下：a ．测量出铅笔芯A 、B 两端点间的距离L 0；b ．将电阻箱调至某一阻值R , 闭合开关S 1、S 2、S 3, 移动滑环P 使电流计G 示数为零, 测量出此时A 、P 之间的长度L ；c ．改变电阻箱的阻值R , 重复步骤b, 记录下多组R 及对应的L 值．回答以下问题：(1)移动滑环P 使G 的示数为零, 此时AP 两端的电压与电阻箱两端的电压U R 相等, 则U R ＝________(用L 、L 0、E 0表示)．(2)利用记录的多组R 、L 数据, 作出1L －1R 图象如图乙所示, 则1L 随1R 变化的关系式为1L＝________(用E x 、r x 、E 0、L 0、R 表示), 待测电池的内阻r x ＝________Ω(结果保留两位有效数字)．(3)在步骤b 的操作过程中, 若无论怎样移动滑环P , 也无法使G 的示数为零, 经检查发现, 有一个开关未闭合, 你认为未闭合的开关是________(填“S 1”“S 2”或“S 3”)．(4)本实验中若标准电池的内阻不可忽略, 则待测电池内阻的测量结果将________(填“偏大”“不变”或“偏小”)．【答案】(1)LL 0E 0 (2)E 0r x E x L 0·1R ＋E 0E x L 0 1.1(或1.0或1.2) (3)S 1 (4)不变。

专题十三实验考纲原文再现考查方向展示考向1 以弹簧或橡皮筋为纽带的力学实验【样题1】（2018·新课标全国I卷）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。

现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。

当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。

【答案】3.775 53.7【解析】本题主要考查游标卡尺的读数，弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力。

学科&网【样题2】（2018·新课标全国II卷）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。

跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。

缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。

某次实验所得数据在下表中给出，其中的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。

回答下列问题（1）=__________N（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点_______并绘出f-m图线_________；（3）f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f=__________，f-m图线（直线）的斜率的表达式k=____________；（4）取g=9.80 m/，由绘出的f-m图线求得（保留2位有效数字）。

2019年高考物理实验真题分类汇编解析二、电学实验1. 2019年高考全国1卷第23题．（10分）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。

该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。

然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。

（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。

（填正确答案标号）A．18 mA A．21 mAC．25mA D．28 mA（3）产生上述问题的原因可能是。

（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。

【答案】（1）连线如图所示（2）C （3）AC （4）9979【解析】（2）微安表的指针指160Ma,m.16250160I =,解得mA I m 25=； (3)因为扩大量程是按内阻等于1 200 Ω算的，如果实际内阻大于1 200 Ω，则量程大于20mA. R 值计算错误，接入的电阻偏小，量程也会大于20mA.；(3)计算并联的电阻方法如下：1-=n R R G ，其中n 为扩大量程的倍数。

要扩大至20mA ， 801025010206-31=⨯⨯=-n ,并联的电阻为791g R R =要扩大至25mA ，1001025010256-32=⨯⨯=-n ,并联的电阻为992g R R =，所以要把量程为25 mA 的电流表改完20 mA 的电流表，并联的电阻由R 2改为R 1，只需要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR 的电阻即可，其中k=7999。

电源最大功率问题的几种解法关于学习的“三部曲”，西方有的学者总结为”3W ”，就是“1.是什么(What) 2.为什么(Why) 3.怎么样(How)”。

中国学者总结为“知其然知其所以然和举一反三”。

把它用到物理学习上，就是说，首先要知道某个知识，还要知道这个知识为什么是这样的，最后，还有应用这个知识解决问题。

但是，有的人知其然不知其所以然，照本宣科，死记硬背，套用公式，就会造成错误。

本文以电源最大输出功率问题为例加以说明。

关于电源最大输出功率问题，1980年代的教科书上有这个实验，以后没有了。

高考也以计算题考过，全国卷考过，江苏卷考过，上海卷考过，每题都不同。

可见此问题的重要。

本文从基本问题谈起。

一、电源最大输出功率问题的基本问题如下图所示，电源电动势为E=6V ，内阻为=r 2Ω，外电路接一滑动变阻器R ，求电源输出功率最大的条件及其值。

【解法1】公式法电源输出功率为R I p 2==22)(r R RE +=r Rr R E 4)(22+- 当Ω==2r R 时，电源输出功率最大值为W rE p m 5.442==. 【解法2】图象法根据R I p 2==22)(r R RE +=2)2(36+⋅R R 作出R p -图象如下：PR0.511.522.533.544.550123456789101112131415161718192021PR从图象可以看出，当Ω=2R 时，电源输出功率最大值为W p m 5.4=. 【解法3】求导数法电功率表达式：22()E P R R r =+，根据求导公式2'')'(vuv v u v u -=，得导数：=)('R P 4222)()(2)(r R r R R E r R E ++⋅-+⋅=42)()()(r R R r r R E +-⋅+⋅，当r R =时，导数的分子为零，即此时有极大值，将Ω==2r R 代入P 式得最大值W p m 5.4)22(2622=+⨯=. 二、变式如下图所示，电源电动势为E=6V ，内阻为=r 2Ω，外电路接一滑动变阻器R 和一定值电阻Ω=5.00R ，求:（1） 滑动变阻器的功率最大的条件及其最大值。

专题10 力学实验综合应用【2019年高考考纲解读】高考对物理实验的考查，是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活地运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等。

实验试题多源于教材而高于教材，所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验设计能力的考查。

题目命制的形式多为一力一电，力学实验比重有所加大，采用组合题的方式，增大了实验题的覆盖面，加强了对物理问题进行定性分析的设问及开放性设问，很好地体现了新课程改革引导学生主动学习、加强探究、培养创新精神的理念。

【网络构建】【命题趋势】一、误差和有效数字1．误差2.有效数字从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字． 二、测量性实验1．包括：用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，练习使用打点计时器．2．(1)游标卡尺的读数方法：d ＝主尺读数(mm )＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm )． (2)螺旋测微器的读数方法：测量值＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm ＋估读值． 注意要估读到0.001 mm . (3)用纸带求加速度的方法①利用a ＝Δx T 2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δx ＝x n ＋1－x n ＝aT2求加速度a. ②逐差法：图5－10－1如图5－10－1所示，因为a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，所以a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T 2. 三、验证性实验1．包括：验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律． 2．验证性实验的两种方法(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实；(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证．四、探究性实验1．包括：探究弹力和弹簧伸长的关系，探究动能定理．2．探究性实验与验证性实验的区别探究性实验，在实验前并不知道满足什么规律，所以在坐标纸中描点后所做的曲线是试探性的，只有在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点．而验证性实验，在坐标纸上描点后所作图线的根据就是所验证的规律。

2019年高考物理实验真题分类汇编解析三、选修实验（光学实验、单位制）江苏省特级教师戴儒京汇编解析一、光学实验1. 2019年高考北京理综卷第14题．利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】A【解析】双缝干涉，条纹中间粗，两边细；单缝衍射，条纹粗细相同。

所以A正确。

2. 2019年高考天津卷第9.（2）题某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。

（用图中线段的字母表示）【解析】二、单位制3. 2019年高考北京理综卷第20题．国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。

例如，由m和s可以导出速度单位m·s–1。

历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。

但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。

1967年用铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率∆ν=9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299 792 458 m·s–1定义m。

九、电学实验实验一 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 1．实验原理由电阻定律R ＝ρlS 得ρ＝RS l.可见，只要测出金属丝的电阻R 、横截面积S 和长度l ，即可求出其电阻率． 2．游标卡尺的读数方法从游标尺零刻线所对位置，读出在主尺上以1 mm 为单位的整数部分；再确定游标尺上的第几条刻线与主尺刻线对齐，由游标尺读出不足整毫米的小数部分，最后把两部分读数相加即得测量长度，即L ＝主尺上的整毫米数＋游标尺读数×精度(单位为毫米)．精度＝1分度.3．螺旋测微器的读数方法整数部分由固定刻度的整数决定，小数部分则由固定刻度的半刻度和可动刻度的示数共同决定．若固定刻度过半毫米刻线，则可动刻度的示数加上“0.5 mm”；若没有过半毫米刻线，就由可动刻度的示数来确定，读数为L ＝固定刻度示数＋可动刻度示数×0.01，结果为×.×××mm，最后一位为估读． 4．数据处理(1)金属丝长度l ：用刻度尺测出接入电路的实际长度．(2)横截面积S ：用螺旋测微器测出金属丝直径d ，由S ＝πd 24计算得出，对螺旋测微器注意读数方法和有效数字位数．(3)电阻R 的测量：用伏安法测金属丝的电阻值． 5．用伏安法测电阻时电路的选择方法 (1)电流表内接、外接的选择 ①当R V R x <R x R A 时，用电流表内接法． ②当R V R x >R x R A时，用电流表外接法． (2)滑动变阻器两种接法的选择一般选用限流式连接，因限流式易连接且节能．但在下列三种情况下，必须选择分压式连接： ①题目所提供的实验仪器、电表的量程或电阻的最大允许电流不够．②变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻值．③要求电路中某部分电路的电压从零开始连续变化． 实验二 描绘小电珠的伏安特性曲线1．实验原理图1按如图1所示的原理图连接好实验电路，用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U、I)值后，在U－I坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．2．电压表、电流表量程的选取电流表一般用0～0.6 A量程，电压表量程要看小电珠的额定电压值．3．电路的选择(1)电流表内、外接法的选择小电珠内阻很小，当它与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大，故采用电流表外接法．(2)分压、限流电路的选择为描绘完整的伏安特性曲线，小电珠两端的电压要求从零开始连续变化，因此滑动变阻器应采用分压式连接．4．连线的原则用平滑的曲线(不是折线)将各点连接起来，不在曲线上的点应大致“对称”地分居两侧，偏离较远的点应当舍去．实验三测定电源的电动势和内阻1．实验原理由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir，只要测出两组U、I值，就可以列方程组求出E和r. 2．实验电路的选择由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图2甲所示的电路，而不用图乙所示的电路．图23．电压表、电流表量程及滑动变阻器的选取(1)电压表量程：根据测量电源的电动势的值选取，如测两节干电池，电压表选0～3 V量程．(2)电流表量程：因要求流过电源的电流不宜过大，一般选0～0.6 A量程．(3)滑动变阻器的选取：阻值一般为10～20 Ω.4．数据处理图3改变R的值，测出多组U、I值，作出U－I图线，如图3所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．5．注意事项由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．实验四练习使用多用电表1．实验原理图4(1)多用电表可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，测量同一物理量时有不同的量程，如图4所示．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔．(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，通过表盘下边中间的定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，通过欧姆挡的调零旋钮调整．(3)在使用多用电表测电阻时，改用不同欧姆挡时，只需“欧姆调零”不必再“机械调零”．2．实验中应注意的问题(1)用多用电表测电阻时测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段为测量的有效范围．(2)每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．(3)由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只能取两位有效数字，计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．实验五传感器的简单应用1．实验原理传感器就是将物体感受到的物理量(一般为非电学量)转换成便于测量的物理量(一般为电学量)的一类元件．其工作过程是利用某元件对某一物理量敏感，按一定规律将这一物理量转换成便于利用的信号，从而实现检测或自动控制．2．敏感元件分类图5光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等．传感器因选用的敏感元件不同，用途也不一样，如光敏传感器可用于路灯控制，而热敏传感器可用于高温控制、火灾自动报警等．如图5为热敏电阻特性实验装置图．改变烧杯中水的温度，可观察到热敏电阻阻值的变化．考点热身精练1．(2015·武汉四月调研)某实验小组用下列器材设计了如图6甲所示的欧姆表电路，通过调控电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率．A．干电池：电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 ΩB．电流表mA：满偏电流I g＝1 mA，内阻R g＝150 ΩC．定值电阻R1＝1 200 ΩD．电阻箱R2：最大阻值999.99 ΩE．电阻箱R3：最大阻值999.99 ΩF．电阻箱R4：最大阻值9 999 ΩG．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干图6(1)该实验小组按图甲所示正确连接好电路．当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内＝________ Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”、“×10”)．(2)闭合电键S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________ Ω且R3＝________ Ω时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流．第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________ Ω.2．(2015·雅安三诊)某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形电池(电动势9 V左右)．为了测定该方型电池的电动势E和内电阻r，实验室中提供如下器材：A．电流表A1(满偏电流10 mA，内阻R A1＝10 Ω)B．电流表A2(0～0.6 A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100 Ω，1 A)D．定值电阻R(阻值990 Ω)E．开关与导线若干图7图8(1)根据现有的实验器材，设计一个电路，较精确测量该电池的电动势和内阻，请在图7的虚线框中画出电路图．(2)请根据你设计的电路图，写出电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2之间的关系式：I1＝________.(3)图8为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1－I2图线，由图线可以求出被测方形电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字) 3．(2015·河南二模)在“探究导体电阻与材料关系”的实验中，某种待测材料金属丝接入电路部分的长度约为50 cm，所用测量仪器均已校准．(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9所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．图9(2)某实验小组用伏安法测金属丝的电阻，记录实验数据如下：U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.020.060.160.220.340.460.52由以上实验数据可知：①本次实验的电流表选用的是________、电压表选用的是________、滑动变阻器选用的是________(填以下器材前的字母)．A．电流表A1( 0～100 mA，内阻约为10 Ω)B．电流表A2( 0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V1(0～3 V，内阻约为3 kΩ)D．电压表V2(0～15 V，内阻约为15 kΩ)E．滑动变阻器R1( 0～1 000 Ω，0.2 A)F．滑动变阻器R2( 0～20 Ω，2 A)②测量R x是采用图10中的________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图．图10③可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的字母)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·m C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m答案精析九、电学实验 考点热身精练1．(1)1 500 ×10 (2)14.5 150 50解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知：内阻R 内＝E I ＝1.50.001Ω＝1 500 Ω；故中值电阻应为1 500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘具有两种倍率，若为“×1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”． (2)为了得到“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω； 电流I 1＝1.5150A ＝0.01 A ；此时表头中电流应为0.001 A ，则与之并联电阻R 3电流应为：0.01 A －0.001 A ＝0.009 A ； 并联电阻R 3＝＋0.009Ω＝150 Ω；R 2＋r ＝1.5－1.350.01Ω＝15 Ω故R 2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω；题图乙所示电流为0.75 mA ，则干路电流为7.5 mA ； 则总电阻R 总＝ 1.50.007 5 Ω＝200 Ω故待测电阻R 测＝(200－150) Ω＝50 Ω 2．(1)见解析图 (2)1R ＋R A1(E －I 2r ) (3)9.0 10 解析 (1)测量电池的电动势和内电阻，只需要用一般的伏安法即可求解，由于没有可用电压表，故将R 与A 1串联充当电压表使用；电流表选用A 2，采用电流表相对电源的外接法； 原理图如图所示；(2)表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理， 则由闭合电路欧姆定律可知：I 1(R ＋R A1)＝E －I 2r 即：I 1＝1R ＋R A1(E －I 2r ) (3)题图中图线与纵坐标的交点为9.0 mA, 则有：9.0 mA ＝E1 000，解得E ＝9.0 V ；题图中图象的斜率为：10×10－3，由公式得图象的斜率等于r1 000，故r1 000＝10×10－3，解得r ＝10 Ω. 3．(1)0.398 (2)①B C F ②甲 ③C解析 (1)螺旋测微器的读数为d ＝0＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm(0.397～0.399都对)； (2)①根据表格数据，电压数值达到2.3 V ，考查测量的精确性，电压表选择C ；而电流表数值达到0.52 A ，故电流表选择B ；根据R ＝U I可知，所测电阻为5 Ω左右，考虑操作方便，滑动变阻器选择F ；②由给出的数据表可知，电流和电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应用分压式接法； 由待测金属丝电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，故应采用甲图； ③描绘出的U －I 图象如图所示，可求出金属丝的电阻为R ＝4.5 Ω(4.3～4.7都对) 由R ＝ρL 14πd 2可得ρ＝πd 2R 4L ，代入数据可得ρ≈1×10－6 Ω·m，所以C 正确．。