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![2017届高考物理(人教版)二轮复习电学实验[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/1c87bf00a8114431b90dd8a0.png)
2016届高考物理（人教版）二轮复习电学实验2016/5/17第一讲 电学实验基础知识近几年高考物理电学实验的考查不断推陈出新,但仍然是基于两个基本的实验原理,即R=U/I,和E=U 外+U 内.从考查的形式上看，主要表现在以下三方面：一是命题由知识立意向能力立意转变，从机械记忆向分析理解与迁移应用转变；二是在试题情景设置上多与生产、生活实际相结合，更注重综合应用能力的考查；三是注重实验中科学探究能力的考查，为学生进入高校的继续学习打下基础。
高考电学实验题是“源于教材，但又高于教材”，侧重考查实验思想和方法，考查动手操作、观察记录和数据分析处理的能力和简单的实验设计能力。
电学实验虽然常考常新，但万变不离其宗，”题在书外，理在其中”，不变的实验的基本原理、基础知识、基本方法和基本技能。
理论讲解一、明确电路结构除“测电源电动势和内阻”外，其他实验的电路结构都可以分为测量电路和控制电路两部分，如图1。
二、电流表、电压表的选取 1.顺序问题一般情况下电源是唯一性器材，首先由电源的电动势E 出发， 由E 或所测元件的额定电压来估算所测元件的最大电压U m ，以此来确定○V 表量程；再计算电流表的最大电流I m 或者由所测元件的额定电流来确定○A 表量程。
2.可获取的实验数据宽度问题基于实验测量精确度的 ，实验可获取的数据宽度下限是电表量程的1/3，上限是电表量程和U m (Im)二者中的最小值。
选择电表时，能获取实验数据宽度越大的电表，就是应选择的电表。
3.选择电流表、电压表时不考虑U m (Im)超过量程的问题，因为有控制电路可以控制。
三、两种控制电路的比较 2.两种控制电路的选择 （1）根据关键词选择凡题目中要求“测量数据从0开始”、“数据变化范围大（图象、特征曲线、多测数据）”，都一定要使用分压式。
需要用限流接法的关键词只有“节能”（2）根据待测电阻与滑动变阻器的阻值大小关系判断大电阻（R滑≪R X），采用分压式便于线性调节；小电阻（R滑≥R X），采用限流式便于线性调节。
2017高考理综全国Ⅱ卷物理电学实验题赏析与启示作者：喻梅琴来源：《求学·教学教研版》2018年第02期摘要：2017年高考理综全国Ⅱ卷物理电学实验题考查了用比值法测量电阻的综合应用问题。
实验原理并没脱离基本的电学实验仪器使用和电路结构分析，但提升了学生运用串并联电路的基本规律对电路结构进行分析、简化及运算的能力。
该实验题既可以用基本电路知识逐步求解，也可以用惠更斯电桥平衡原理来解决，既体现了题目考查的基础全面性，又体现了题目考查的灵活多样性。
题目渗透了等效替代、化繁为简和控制变量等科学思想方法，是近年难得一见的个性鲜明的实验题。
关键词：理综电学实验题；比值法；等效替代；化繁为简随着2017年全国高考的顺利结束，高考试题终于在万众期待中揭开了其神秘的面纱。
与历届高考一样，今年的高考试题也成为大家讨论的热点，各科试题都以各自独特的魅力吸引着广大考生、家长和教育工作者，大家众说纷纭、褒贬不一。
作为一名长期奋斗在教学一线的高三毕业班科任教师，笔者也不能冷眼旁观，来不及卸下备考的疲惫，便投入到高考試题的分析研读中，评品感悟，总结得失，以期为今后的教学储存必要的养分。
通过仔细的分析研读，笔者认为今年高考理综全国Ⅱ卷中的物理电学实验题特色鲜明，值得反复品味。
2017年高考理综全国Ⅱ卷中的物理电学实验仍然沿袭了近三年电学实验考查电阻测量的一贯意向，但考查方式方法进一步灵活，对考生的实验综合能力的要求进一步提升。
本试卷中的电学实验题已经不再是来源于考试大纲要求的必考学生实验，也不是常见课堂演示实验，甚至不是上述内容的拓展迁移，而是考查了用比例法测量电阻的综合应用问题。
实验原理并不脱离基本的电学实验仪器使用和电路结构分析，但提升了学生运用串并联电路规律对电路结构进行分析、简化及运算的能力。
该实验题既可以用基本电路知识进行逐步求解，也可以用惠更斯电桥平衡原理来解决，既体现了题目考查的基础全面性，又体现了题目考查的灵活多样性。
（全国卷1）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表○V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表○A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。
（结果均保留2位小数）【答案】（1）（2）增大；增大；（3）0.39w 1.17w【解析】（1）要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如图（2）由I-U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大；（3）当滑动变阻器的阻值为9Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=-10I+4，在图中作出该直线如图所以，交点坐标约为U=1.75V，I=225mA，P1=UI=0.39W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的I-U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。
当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67V，I=0.32A，如图所示，最大的功率为P2=UI=1.17W。
（全国卷2）某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 Ω，另一个最大阻值为2000 Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．(2)完成下列填空：①R1的最大阻值为________(填“20”或“2000”)Ω.②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱R z的阻值置于2500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)．④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：____________________________________________．[答案] (1)连线如图(2)①20②左③相等④2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程[解析] (2)①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器，因此R1要选择最大阻值为20 Ω的滑动变阻器．②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最小，从而保护了微安表．③接通S1前后，微安表的示数保持不变，这说明S1接通前后在BD中无电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等．④因B 与D 电势相等，R z R 2左＝R A R 2右，对调后R A R 2左＝R z ′R 2右，解得R A ＝R z R z ′＝2550 Ω.（全国卷3）图（a ）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
第2讲 电学实验1．(2016·全国卷Ⅲ，22)某同学用图1中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab 和a 1b 1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
图1(1)在图中画出连线，完成实验电路。
要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A ．适当增加两导轨间的距离B ．换一根更长的金属棒C ．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)。
解析 (1)实物连线如图所示。
(2)根据公式F ＝BIL 可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fs －μmgs ＝12mv 2，则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A 、C 正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F 不变，棒的质量变大，速度v ＝2Fs m－2μgs 变小，B 错误。
答案 (1)见解析图 (2)AC2．(2016·全国卷Ⅱ，23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。
(a)实验步骤如下①按电路原理图2(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
(b)图2(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。
A．100 μA B．250 μAC．500 μA D．1 mA解析(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。
(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V 和0.50 V ，则R V ＝4R ＝2 520 Ω。
(4)电压表的满偏电流I g ＝U R V ＝2.52 520A≈1 mA，故选项D 正确。
答案 (1)R 1 (2)见解析图 (3)2 520 (4)D3．(2016·全国卷Ⅰ，23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。
提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c 时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U ，内阻不计)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知U 约为18 V ，I c 约为10 mA ；流过报警器的电流超过20 mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
图3(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R 1”或“R 2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a ”或“b ”)端附近，不能置于另一端的原因是_________________________________________________________。
②将开关向________(填“c ”或“d ”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至____________________________________________________________________。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
解析 (1)热敏电阻工作温度达到60 ℃时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 ℃时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0 Ω，使报警器能正常报警，电路图如答案图。
(2)U＝18 V，当通过报警器的电流10 mA≤I c≤20 mA，故电路中总电阻R＝UI c，即900 Ω≤R≤1 800 Ω，故滑动变阻器选R2。
(3)热敏电阻为650.0 Ω时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0 Ω，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。
为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端。
答案(1)如图所示(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警[备考指导]【考情分析】【备考策略】(1)掌握基本仪器的原理和使用。
(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式。
(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等。
基本仪器使用与读数[规律方法]电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺的某一刻度线对齐或50分度的游标尺上“5”的整数倍条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐等。
②读数时两次单位要统一，都用mm，最后根据题目要求转换单位。
③游标卡尺不需要估读。
(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法：①测量值＝固定刻度读数＋0.01 mm×可动刻度读数(一定要估读)。
②读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出。
(3)电流表和电压表①使用a．机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；b．选取适当倍率挡；c．欧姆调零：两表笔相接，检查表针是否停在右端的“0”位置；d．把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；e．实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡。
②注意事项a．测量电阻时，待测电阻要与其他电路元件断开，两手不要接触待测电阻两端；b．选择好倍率挡后要进行欧姆调零，且每换一次倍率挡要“调零”一次；c．测量电阻时，若指针偏角过小，换较大倍率挡；若指针偏角过大，换较小倍率挡；d．读数＝示数×倍率。
【特别提醒】(1)电流的流向一定是“红进黑出”；(2)欧姆表的中值电阻为R中＝EI g。
[精典题组]1．下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图4甲中游标卡尺为50分度游标卡尺，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为____________；____________；____________。
图4解析在图甲中，主尺读数为42 mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是50分度的，所以读数为42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm；在图乙中，主尺读数为63 mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是20分度的，所以读数为63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在图丙中，主尺读数为29 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是10分度的，所以读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm。
答案42.10 mm 63.30 mm 29.8 mm2．如图5所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。
(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________V。
若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________V。
(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为________A。
若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________A。
图5解析对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A。
答案(1)1.68 8.4 (2)0.46 2.303.某中学的实验小组的成员在应用多用电表测电阻。
(1)多用电表的表盘如图6所示，其中表盘上的三个重要的部件用三个字母A、B、C标记了出来。
该小组的成员在测量电阻时的操作过程如下：图6①在测量电阻前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件________(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；②将旋钮C调节到“×100”的挡位；③将红表笔插到________(填“＋”或“－”)孔，黑表笔插到________(填“＋”或“－”)孔，将两表笔短接，调节部件________(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；④完成以上的操作后，将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差，从下列选项中选出正确的操作步骤，并进行正确的排序________，最后测出待测电阻的阻值。
A．用两表笔与待测电阻相接触B．将两表笔短接进行欧姆调零C．将旋钮C调节到“×1”的挡位D．将旋钮C调节到“×1k”的挡位(2)该小组的成员将多用电表调节无误后，在进行测量时，如果选用“×100”的挡位测量某电阻的阻值，多用电表表盘的指针如图7所示，则该电阻的阻值为________；如果选用100 mA直流电流挡测量电流，指针的偏转如图7所示，则该电流的大小为________；如果选用50 V 的直流电压挡测量电压，指针的偏转如图7所示，则该电压的大小为________。
图7解析(1)多用电表使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度线处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度线处；由于测量电阻时，指针几乎没有发生偏转，说明需增大倍率，使指针指向中央刻度附近。
