2020年高考物理一轮复习课件:专题七 小专题5 高考实验题的破解方法和技巧
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1、小专题5 高考实验题的破解方法和技巧,突破 1,破解常规型实验题的方法,常规实验题主要考查教材上基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的处理和误差分析.复习时要从领会实验原理出发,全方位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步骤、实验数据的处理,误差分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等,对每一个实验都应做到心中有数.因此,必须做到“五会”(即“会读”“会选”“会画”“会析”“会用”),才能轻松破解常规实验题.,1.会读,刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、停表、电火花打点计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等基本仪器是高考考查的重点.“会
2、读”是指能正确地读出基本仪器的读数,读数直接影,响实验结果,为使读数正确必须做到以下三点:,(1)注意量程.,(2)弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的,量值.,(3)掌握需要估读的基本仪器的读数原则.读数的基本原则:凡仪器最小刻度是“1”的,要求读到最小刻度后再往下估读一位;凡仪器最小刻度是“2”和“5”的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读.,【典题 1】某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图 Z5-1 甲和乙所示.该工件的直径为_cm,高度为_mm.,甲,乙,图 Z5-1,解析:游标卡尺的主尺读数为 1.2 cm,游标尺上第 4 个
3、刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为 40.05 mm0.20 mm0.020 cm,故测量的直径为 1.2 cm0.020 cm1.220 cm.螺旋测微器的固定刻度为6.5 mm,可动刻度为36.00.01 mm0.360 mm,故测量的高度为 6.5 mm0.360 mm6.860 mm.,答案:1.220,6.860,易错提醒:游标卡尺的主尺读数一定看游标尺的 0 刻度线对齐的整毫米数部分,而不能看尺子边缘对齐的整毫米数部分,螺旋测微器可动尺读数看可动尺第几个格与中心线对齐时一定要注意估读.,【考点突破 1】(1)如图 Z5-2 甲所示的电表使用 0.6 A 量程时,对应刻度盘上每
4、一小格代表_A,图中表针示数为_A;当使用 3 A 量程时,对应刻度盘中每一小格代表_A,图中表针示数为_A.,(2)旋钮式电阻箱如图 Z5-2 乙所示,电流从接线柱 A 流入,从 B 流出,则接入电路的电阻为_,今欲将接入电路的电阻改为 2087 ,最简单的操作方法是_.若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为_.,甲,乙,图 Z5-2解析:(1)使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为 0.02 A,表针示数为 0.44 A;当使用 3 A 量程时,每一小格为 0.1 A,表针示数为 2.20 A.,(2)电阻为 1987 ,最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到 2,再将“100”
5、旋钮调到 0.每个电阻箱的最大阻值是9999 ,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是 29999 19998 .故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为 019 998 .,答案:(1)0.02,0.44,0.1,2.20,(2)1987,将“1k”旋钮调到 2,再将“100”旋钮调,到 0,019 998 ,2.会选,“会选”是指根据实验原理及可行性选择实验方案、实验器材.选择操作性强的实验方案及合适的实验器材,可以减小实验误差,提高实验的精确度.,(1)控制电路的选择:,控制电路即滑动变阻器在电路中的连接,常用两种不同的,形式,如图 Z5-3 所示,甲为限流式,乙为分压式.,图 Z5
6、-3,(2)测量电路的选择:,对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表的不,同接法,如图 Z5-4 所示,甲为外接法,乙为内接法.,图 Z5-4,(3)实验器材选择的“四个注意”:安全因素,通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流.,误差因素选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较,在中值刻度附近.便于操作选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的.实验的实际要求.,【典题 2】(2018 届辽宁朝阳一模)某兴趣小组同学用下列实验器材设计一个电路来比较准确地测量电阻 Rx(约 30 ).,电流表 A1,量程 00.1 A,内阻很小,可忽略电流表 A2,量程
7、 03 mA,内阻为 r100 定值电阻 R0900 ,滑动变阻器 R1,全电阻 10 ,额定电流 1 A滑动变阻器 R2,全电阻 500 ,额定电流 0.2 A电源电动势 E3 V,内阻很小电键 S、导线若干,要求实验中电表示数从零调起,可获得多组测量数据,测,量结果尽量准确,实验操作方便.,(1)由实验要求应选择的滑动变阻器为_.,(2)在虚线框内画出测量电阻的电路图.(电路图上标明所用,仪器的代号).,(3)若I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,被测电阻Rx的表达式Rx_(用题设条件中已给的符号表示).解析:(1)要求实验中电表示数从零调起,可获得多组测量数据,则滑动变阻器用
8、分压电路,为了方便调节,应该选择阻值较小的 R1.(2)实验中用已知内阻的电流表 A2 与定值电阻 R0 串联来代替电压表;因电流表 A1 内阻很小,故可用电流表内接电路,电路图如图 D48.,答案:(1)R1,(2)如图 D48 所示.,图 D48,方法技巧:关于滑动变阻器的选择,一般来说只要是限流法就选用比待测电阻大几倍的滑动变阻器,只要是分压法就选用小的滑动变阻器.,【考点突破 2】(2017 年四川检测)已知某电阻的阻值约为300 ,现提供两套相同的实验器材分甲、乙两小组利用伏安法测量其阻值.实验器材如下:,A.电流表B.电压表,(量程为 012 mA、内阻约 1 )(量程为 03 V
9、、内阻约 1 k),C.滑动变阻器 R1(总阻值 10 ,额定电流 2 A)D.滑动变阻器 R2(总阻值 100 ,额定电流 1 A)E.电源(电动势约 3 V、内阻约 2 )F.待测电阻 RxG.开关一个,导线若干,(1)滑动变阻器应该选择_.(填仪器的字母代号)(2)选定滑动变阻器后,甲、乙两组设计了不同的电路来测量,其中正确的电路图是_.(填选项字母),A,B,C,D,(3)甲、乙两组测量后发现其测量值存在系统误差,他们决定共同合作,一起设计了如图 Z5-5、图 Z5-6 所示的两种电路,不仅可以准确测量待测电阻的阻值,还可以测量电流表和电压,表的内阻.假设在图 Z5-5 和图 Z5-6
10、 中,电流表,、,的示数均,分别用 I1、I2 来表示,电压表,、,的示数均分别用 U1、U2,来表示.则在图 Z5-5 中,电压表的内阻 RV_,待测电阻的阻值 Rx _ ;在图 Z5-6 中,电流表的内阻 RA _,待测电阻的阻值 Rx_.,图 Z5-5,图 Z5-6,答案:(1)C (2)B,3.会画,“会画”一方面指在进行实验数据处理时多数情况要求找出两个物理量的线性关系,由实验数据画出其线性关系图线,图线经过大多数点,不在图线上的点要尽可能对称分布在图线的两侧,根据线性图线斜率、截距的物理意义求解相关物理量;另一方面指会根据所选的器材和电路原理图连接实物图.以下是连电路实物图的要点:
11、,(1)从电源的正极出发,先将干路中各器件依次连接到电源负极,再将支路中的元件和电压表并联到电路的某两点之间.(2)连好实物图后,对照电路图检查一遍,注意检查导线的连接点是否都接在接线柱上(导线中不应有交叉),电表正负极连接是否恰当,滑动变阻器的滑片是否处于恰当位置等.,(1)为了尽可能减小实验误差,请在虚线框中画出实验电路图.,(2)在图 Z5-7 中按原理图完善实物图的连接.,图 Z5-7,(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数 I 和电压表示数U,利用这些数据在图 Z5-8 中画出了 U-I 图象.由图线可以得出此干电池的电动势 E_V(保留 3 位有效数字),内阻r_(保留 2 位有
12、效数字).,图 Z5-8,(4)实验过程中,发现电流表发生了故障,于是小组成员又找来一个电压表和一个定值电阻,组成了如图 Z5-9 所示的电路,移动滑动变阻器触头,读出电压表 V1 和 V2 的多组数据 U1、U2,描绘出 U1-U2 图象如图 Z5-10 所示,图线斜率为 k,与横轴的截距为 a,则电源的电动势 E_,内阻 r_(用 k、a、R0 表示).,图 Z5-9,图 Z5-10,解析:(1)电路直接采用串联即可,电压表并联在电源两端,由于电流表内阻已知,则应采用电流表相对电源的内接法;电路图如图 D49 所示.(2)对照电路图,实物图完善后如图 D50.,答案:(1)如图 D49 所
13、示.,图 D50,图 D49(2)如图 D50 所示.(3)1.45 0.60,【考点突破 3】(2018 届山西六校第四次联考)某同学利用,下列器材测量电源的电动势和内阻.,A.待测电源(电动势约 2 V),B.电流表 (量程为 400 A,内阻 Rg500 )C.电阻箱 R(最大阻值为 99.99 )D.定值电阻 R0(阻值为 2.0 )E.定值电阻 R1(阻值为 4.5 )F.开关 S 和导线若干.,甲,乙,图 Z5-11(1)用如图甲所示电路图进行实验.请在图乙中用笔画线代替导线把各器材连成相应的实物图.,(3)测量电源的电动势和内阻.我们往往用图象处理实验数据.改变电阻箱的阻值,获得
14、多组电阻 R、电流 I 的实验数据,,标.则应以_为横坐标建立直角坐标系.,(2)合上开关S后.调节电阻箱阻值,当电流表示数为I1时,电阻箱接入电路的阻值为R3;当电流表示数为I2时,电阻箱接入电路的阻值为R4,不计电流表中的电流对电路的影响.据此可以计算出电源的电动势为_,内阻为_(均用I1、I2、R3、R4、Rg、R0、R1表示).,解析:(1)按原理图根据电流从电源正极流向负极,连线如下图.,答案:(1)如图 D51 所示.图 D51,4.会析,“会析”是指对高中物理实验的误差作一些简单的分析.中学物理对实验误差分析的要求不高,从高考来看,一般涉及的问题是定性分析系统误差,对误差的定量分
15、析不作要求.在实验复习中,同学们要知道误差的来源,掌握误差分析的基本方法,对高中物理的实验进行一些简单的误差分析.,【典题 4】(2018 届福建漳州二调)某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻(约 1.0 ).(1)现备有下列器材:A.待测的干电池一节,B.电流表C.电压表,(量程 0150 mA.内阻 Rg3.0 )(量程 03 V.内阻 R 约 1 k),D.滑动变阻器 R(020 .1.0 A)E.电阻箱 R0(099.9 )F.开关和导线若干,该同学发现上述器材中电流表的量程较小.他想利用现有的电流表和电阻箱改装成一块量程为 00.6 A 的电流表.则电阻箱 R0 的阻
16、值应取_,请在虚线框内画出利用上述器材测量干电池电动势和内阻的实验电路图.,(2)图 Z5-12 为该同学根据合理电路所绘出的 U-I 图象(U、I分别为电压表和电流表的示数).根据该图象可得被测电池的电动势 E_V.内阻 r_.,图 Z5-12,(3)对本实验的理解正确的是_.(填选项字母)A.要减小实验误差.可以增大电源等效内阻B.如果纵坐标从零开始,图线分布空间将更大C.电压表的分流作用导致实验系统误差,D.由于电压表读数变化不大.读数不准确导致实验系统误,差大,(3)要减小实验误差,可以增大电源等效内阻,这样在变化相同电流时电压的变化较大,A 正确;如果纵坐标从零开始,图线分布空间将较
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