高考物理电学实验复习总结

高考物理电学实验复习

总结

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

高考物理电学实验

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。 （3）最后核对安全性

在限流接法中，最小电流大于电表量程或回路元件的额定电流，则分压；在分压接法中，滑动变阻器与电源所在回路的工作电压超过了电源或滑动变阻器的额定电流，则换用限流接法。 四、伏安法测电阻

1.电流表内接法和外接法的比较

电路图

负载R 上电压U 调节范围

负载R 上电流调节范围

闭合电键前触头处位置

相同条件下电路消耗的总功率

分压接法 R R+R 0 U 0≤U ≤

U 0

U 0

R+R 0 ≤I R ≤

U 0

R

a

U 0I R

限流接法

0≤U ≤U 0

0≤I R ≤U 0

R

a U 0(I R +I aP )

比较

分压路调节范围大 分压电调节范围大 保护电路 限流电能耗较小

五、两种伏安特性曲线的区别与联系

1.电阻的伏安特性曲线

2.电源的伏安特性曲线

3.电源的伏安特性曲线与电阻的伏安特性曲线的交点，为电源和电阻共同的工作点。

种类图像对应的一次函

数

电路基本原理及其

方程

电源的伏

安特性曲线U=E-Ir E=U+Ir

闭合

电路

欧姆

定律R=E/I-r

E=I(R+r)

1/I=R/E+r/E

1/U=r/ER+1/E

E=U+Ur/R

电阻的伏安特性曲线

U=IR

R=U/I

两种伏安特性曲线相交

电路图

电路工作点P

P 点对应的电流电压，即是电阻实际工作的电流电压，也是电源实际工作的输出电压和干路电流。 六、电表的改装原理

1.○

G 表改装为电流表的原理：并联电阻反比分流 电流表改装成电流表 改装的目的是:测量更大的电流

R A =R g /n

故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小，电流表的内阻越小。 说明：

改装后的电表中通过电流计G 的最大电流I max 与两端的最高电压U max 变为多少？

改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流I g 和满偏电压U g ，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。

E U

I

(,)

P P P I U U

I

g

I n I

=1

g g g R

I R R R I n =

=

-

2. ○G表改装为电压表的原理：并联电阻正比分压

改装的目的是：测量更大的电压

方法：若量程扩大n倍，则应给电流表串联一

个电阻。

故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大，电压表的内阻越大。

R

V

=nR

g

3. ○G表改装为欧姆表的原理：闭合电路欧姆定律

甲

：短接调零：

g

g

E

I

R r R

=

++

乙：断开I=0

丙：测量电阻

g

g x

E

I

R r R R

=

+++

注意：欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。红表笔跟表内电池的负极相连。

用欧姆表判别二极管好坏时用到这一点。

欧姆挡的使用:

①选倍率。比电阻估计值低一个数量级。

g

U

n

U

=(1)

R

g g

g

U

R R n R

U

==-