2021年高考物理电学实验专题
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第2讲电学实验基本器材的使用与读数1.电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题,要先弄清楚电表的分度值,即每小格的数值。
①最小分度为“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读。
②最小分度是“2”和“5”的仪器,测量误差出现在同一位上,同一位分别按二分之一或五分之一估读。
(2)多用电表的使用问题,在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零,掌握测量电阻的步骤。
2.电表的“三用”如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即“一表三用”。
【例】(1)某课外兴趣小组在“伏安法测电阻”实验中,测得两电表示数如图1所示,电流表读数为__________ A,电压表读数为__________ V。
图1(2)如图2所示,电阻箱的读数为__________。
图2解析(1)由图所示电流表可知,其量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.42 A;由图所示电压表可知,其量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为2.60 V。
(2)由图可知电阻箱的电阻值为530.0 Ω答案(1)0.42 2.60(2)530.0 Ω1.(2020·济宁二模)图3甲中螺旋测微器的读数为__________mm。
如图乙所示为用多用电表的“×1”欧姆挡正确操作后测某电阻时指针的位置,其读数为__________Ω。
图3解析螺旋测微器固定刻度为0.5 mm,可动刻度为23.0×0.01 mm,则读数为0.5 mm+23.0×0.01 mm=0.730 mm;多用电表指针读数为8.0,而多用电表采用的是“×1”欧姆挡,故最终读数为8×1 Ω=8 Ω。
答案0.73082.某同学在做“用多用电表测电阻”的实验中:图4(1)测量某电阻时,用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用“__________”(填“×1 Ω”或“×100 Ω”)挡,换挡后,在测量前先要进行________________。
以基础实验叩开高中物理实验教学之门——2021年高考理综全国卷物理电学实验题解读2021年高考理综全国卷物理部分的实验题目涵盖了物理电学方面的内容,通过解读这些实验题目,我们可以窥探高中物理实验教学的现状和发展方向。
首先,我们来看一道题目:“实验A:利用恒定电流充电$\overrightarrow{I}$M,可以给M-Mn电池补电。
然而我们经常看到人们将手机插充电头上并未启动电源,也可充电,请你解释此现象。
”这道题目要求考生解释人们将手机插充电头上并未启动电源,手机仍然能充电的现象。
这道题目的实验A告诉我们,利用恒定电流可以给电池补电。
手机可以通过充电头接收到一定的恒定电流,并通过此电流进行充电。
所以,即使没有启动电源,由于接收到的电流仍然可以为手机充电。
这个实验的设计很巧妙地将实际生活中的现象与基础物理原理联系起来,既考察了学生们的实验设计能力,又拓宽了学生们对实验的认识。
接下来,我们来分析另一道题目:“实验B:如图所示,取两对相同的理想电源E,它们的电动势都是E,内阻都是r,两对电源都放置在同一恒温槽内。
用开关K控制两对电动势的连接,两个开关初始状态都为断开状态(见图1)。
当关闭开关K1时,电流I1是稳定的(见图2)。
假设在此时刻电源1的负极扫电路,在其他情况下均表现为开放电路。
已知断开开关K1后,接通开关K2,电源2仍然开路。
此时,测得的电源1的电动势为0,而电源2的电动势为E/2。
这一实验表明,两对电源为串联的。
”这道题目要求考生解释为什么当断开开关K1后接通开关K2时,测得的电源1的电动势为0,而电源2的电动势为E/2。
通过实验B可以看出,当断开开关K1后,接通开关K2时,由于电源1的负极扫电路,电源1的电动势为0。
但电槽内的恒温槽仍然起到了稳定电流的作用,所以电流能够继续通过电源2,并到达接收电路。
根据基尔霍夫电压定律,两个电源的电动势之和等于电源2的电动势,即E=2E/2=E。
因此,这道题目考察了学生对电路的连通性和基尔霍夫电压定律的理解。
2021年全国乙卷物理考试的电学实验题目中,可能会涉及到等效电源法的内容。
等效电源法是一种电学分析方法,它可以用来确定电路中各元件的电动势、电流和功率等参数。
等效电源法的基本思想是,将一个电路中的多个电源等效为一个电源,并利用电动势守恒的原理,计算出电路中各元件的电动势和电流。
等效电源法的具体步骤如下:
1 确定电路的电源数量和类型,并确定电动势的正负性。
2 在电路图上绘制各电源的符号。
3 利用电动势守恒的原理,计算出电路中各元件的电动势和电流。
4计算出电路中各元件的功率。
2021年高考物理母题题源系列专题18电学实验(含解析)【母题来源一】 2021年新课标Ⅰ卷【母题原题】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 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的范畴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,调剂滑动变阻器R的阻值,能够改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S,在R的变化范畴内,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)如图所示(2)增大增大(3)0.39 1.17【名师点睛】电路图要紧是操纵电路、测量电路的连接。
小灯泡阻值为小电阻——外接法,电压从0开始测量——分压式接法。
然后由伏安特性曲线分析阻值的变化,注意纵轴是电流。
第(3)问求小灯泡消耗的实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
【母题来源二】 2021年江苏卷【母题原题】某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图11–1图所示,继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻R t,继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的操纵,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”).(2)实验发觉电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图11–2图所示的选择开关旋至(选填“A”、“B”、“C”或“D”).(3)合上开关S,用调剂好的多用电表进行排查,在题11–1图中,若只有b、c间断路,则应发觉表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”).(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是.(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②观看到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调剂滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω【答案】(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①【解析】(1)由表格数据知,当温度为30 ℃时,热敏电阻阻值为199.5 Ω,继电器的阻值R0=20 Ω,【名师点睛】结合表格中数据,利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值,选择电源和滑动变阻器.明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的操纵,其中30~80 ℃确实是提示的信息,结合表格数据,可知电阻值的取值.【命题意图】考查电流表量程的改装关键是电压相等,各支路电流之和等于总量程。