2022年高考物理 押題突破（重要地位+突破策略+審題方法+總結(jié)歸納）專題一 電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教案

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1、2022年高考物理 押題突破（重要地位+突破策略+審題方法+總結(jié)歸納）專題一 電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教案 一、重要地位 二、突破策略 1、電流表、電壓表的讀數(shù)規(guī)則： 電流表量程一般有兩種——0.1~0.6A，0~3A；電壓表量程一般有兩種——0~3V，0~15V。如圖10-1所示： 側(cè)的刻度線上（即表盤上的第21條小刻度線）讀數(shù)為10.5V，若指在這兩條刻度線間的中間某個(gè)位置，則可根據(jù)指針靠近兩刻度線的程度，分別讀做10.1V，或10.2V，或10.3V，或10.4V，即使是指在正中央，也不能讀做10.25V，若這樣，則會(huì)出現(xiàn)兩位不準(zhǔn)確的數(shù)，即小數(shù)點(diǎn)后的2和5，不符合讀數(shù)規(guī)則，如上圖中所示

2、，讀數(shù)應(yīng)為9.3V。 電流表若用0-0.6A量程，則其最小刻度為0.02A，為5分度儀表讀數(shù)，其讀數(shù)規(guī)則與0—15V電壓表相似，所讀數(shù)值小數(shù)點(diǎn)后只能有兩位小數(shù)，也必須有兩位小數(shù)。 如上圖所示，電流表讀數(shù)為0.17A，若指針指在第11條刻度線上，則讀數(shù)為0.22A，指在第10條刻度線上，讀數(shù)為0.20A，指在第12條刻度線上，讀數(shù)為0.24A。 負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻） 負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻） 相同條件下電路消耗的總功率 限流接法 E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分壓接法 0≤UL≤E 0≤IL≤ E（IL+Iap） 比較

3、 分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大 分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大 限流電路能耗較小 ①限流法.如圖（a）所示，待測電阻上電壓調(diào)節(jié)范圍為.顯然，當(dāng)R0<>RL時(shí)，滑動(dòng)觸頭在從b向a滑動(dòng)的過程中，先是電流表、電壓表的示數(shù)變化不大，后來在很小的電阻變化范圍內(nèi)，電流表、電壓表的讀數(shù)變化很快，也不方便讀數(shù)，只有當(dāng)RL與R0差不多大小時(shí)，才能對電流、電壓有明顯的調(diào)控作用.在同樣能達(dá)到目的的前提下，限流法較為省電，電路連接也較為簡單. （3）若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值

4、時(shí)，只能采用分壓接法. 2.下列情況可選用限流式接法 （1）測量時(shí)對電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法. （2）電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法. （3）沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素優(yōu)先采用限流式接法. 例2：用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測電阻Rx（阻值約5 Ω,額定功率為1 W）；電流表A1（量程0~0.6 A,內(nèi)阻0.2 Ω）;電流表A2（量程0~3 A，內(nèi)阻0.05 Ω

5、）;電壓表V1（量程0~3 V，內(nèi)阻3 kΩ）;電壓表V2（量程0~15 V，內(nèi)阻15 kΩ）;滑動(dòng)變阻器R0（0~50 Ω）,蓄電池（電動(dòng)勢為6 V）、開關(guān)、導(dǎo)線. 為了較準(zhǔn)確測量Rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選________，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. 【審題】該題要求選擇實(shí)驗(yàn)儀器、測量電路及控制電路，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法 圖10-4 【解析】由待測電阻Rx額定功率和阻值的大約值，可以計(jì)算待測電阻Rx的額定電壓、額定電流的值約為 U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A. 則電流表應(yīng)選A1，電壓表應(yīng)選V1. 又因=24.5 Ω＞Rx，則

6、電流表必須外接. 因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測電阻Rx上的最小電流為Imin==0.11 A＜I額，因該實(shí)驗(yàn)沒有對電流、電壓的調(diào)節(jié)范圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示. 【總結(jié)】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則 ，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時(shí)，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動(dòng)變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。 3、測試判斷法（試觸法） 　　

7、若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先沒有給定，可借助試觸法確定內(nèi)、外接法.具體做法是: 如圖10-6所示組成電路，其中電流表事先已經(jīng)接好，拿電壓表的一個(gè)接線柱去分別試觸M、N兩點(diǎn)，觀察先后兩次試觸時(shí)兩電表的示數(shù)變化情況。 如果電流表的示數(shù)變化比電壓表示數(shù)變化明顯(即)，說明接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大于接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓作用引起的誤差，這時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法(即電壓表接N點(diǎn))。 圖10-6 如果電壓表的示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化明顯(即)，說明接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓作用引起的誤差大于接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差，這時(shí)應(yīng)采用外接法(即電壓表接M點(diǎn)). （口決：“內(nèi)大外小”，即內(nèi)接法適合測大電

8、阻且系統(tǒng)誤差偏大，即測量值大于真實(shí)值，外接法適合測小電阻且系統(tǒng)誤差偏小，即測量值小于真實(shí)值，） 根據(jù)以上原則，電學(xué)儀器的選擇有如下建議： 1、電源的選擇：選擇直流電源，應(yīng)根據(jù)用電器的需要來確定，一般考慮用電器所需的電壓、電路中的電流、電源電動(dòng)勢和允許電流等.在不超過待測器材所允許的最大電壓值的情況下，選擇電動(dòng)勢較大的電源（以獲得更多的測量數(shù)據(jù)）。在相同電動(dòng)勢情況下，通常選擇內(nèi)電阻較小的電源（以獲得較穩(wěn)定的路端電壓）,測電源內(nèi)阻除外。 2、電表的選擇：在不超過電表量程的條件下，選擇量程較小的電表（以便測量時(shí)示數(shù)能在滿刻度的2/3左右）。 3、滑動(dòng)變阻器的選擇:要由電路中所要求或可能出現(xiàn)的

9、電流、電壓的范圍來選定變阻器，實(shí)際流過變阻器的電流不得超過其額定值；如要通過變阻器的電阻改變來讀取不同的電流、電壓值時(shí)，要注意避免變阻器滑片稍有移動(dòng)電流或電壓就會(huì)有很大變化的出現(xiàn)，也要避免出現(xiàn)滑片從一頭滑到另一頭，電流或電壓幾乎沒有變化的情況. 若控制電路確定為限流接法,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用與實(shí)驗(yàn)電路中其它電阻的總阻值相差不大的;若控制電路確定為分壓接法，則應(yīng)選用在額定電流允許的條件下阻值較小的滑動(dòng)變阻器。 【審題】本題不要求選擇儀器，只是對已有的儀器進(jìn)行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測電阻與電壓表阻值相差較多，滑動(dòng)變阻器阻值相對較小。 圖10-8 【解析】因滑動(dòng)

10、變阻器阻值小于待測電阻Rx的阻值，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓接法；待測電阻與電表相比，Rx的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應(yīng)選用安培表外接電路，實(shí)物連接如圖10-8所示。滑動(dòng)變阻器分壓接法時(shí)，在閉合電鍵前，變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)置于使負(fù)載電壓為零處，如圖箭頭所示。 【總結(jié)】（1）設(shè)計(jì)測量電阻的電路必須考慮兩個(gè)方面，首先要確定滑動(dòng)變阻器是分壓電路還是限流電路，再考慮是安培表外接電路還是安培表內(nèi)接電路。 圖10-9 (2)為了盡量減小誤差，要求多測幾組數(shù)據(jù)，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路(其中電源和開關(guān)及連線已畫出). 【審題】測量電壓表的內(nèi)阻，從已知條件看，需測量通過電壓表

11、的電流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。同時(shí)，滑動(dòng)變阻器的全阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，控制電路應(yīng)采用分壓接法。 已知兩個(gè)表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從0.1A起對每條刻線一一進(jìn)行核對，為此，從備用的電阻器中，R0應(yīng)選用 ，R應(yīng)選用 。（用字母代號填寫） 【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實(shí)驗(yàn)要求電流范圍在0.1~0.6A之間，即電路中僅有限流電阻時(shí)的電流要略大于0.6A，同時(shí)要配合滑動(dòng)變阻器，保證電路中的最小電流不超過0.1A。[ 　　為了較準(zhǔn)確測量Rx的阻值，保證器材的安全，以

12、便操作方便，電壓表、電流表應(yīng)選擇________，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 【審題】本題中待側(cè)電阻的額定功率、電阻估計(jì)值已知，可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關(guān)鍵，另外，電流表的內(nèi)外接法及滑動(dòng)變阻器的接法也需要計(jì)算確定。 圖10-12 【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻Rx的額定電壓、額定電流分別為 　　 　　則電流表選用A1，電壓表選用V1 4、電阻測量的方法歸類 在高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，涉及最多的問題就是電阻的測量，電阻的測量方法也比較多，最常用的有： （1）歐姆表測量：最直接測電阻的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進(jìn)行粗測，為下一

13、步的測量提供一個(gè)參考依據(jù)。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。 （2）替代法：替代法的測量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測量電阻精度高，不需要計(jì)算，方法簡單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。 替代法是用與被測量的某一物理性質(zhì)等效，從而加以替代的方法。 圖10-13 如圖10-13所示。 先把雙刀雙擲開關(guān)S2扳到1，閉合S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電流表指針指到某一位置，記下此時(shí)的示數(shù)I（最好為一整數(shù)）。再把開關(guān)S2扳到2，調(diào)整電阻箱R0，使得電流表指針仍指到示數(shù)I。讀出此時(shí)電阻箱的阻值r，則未知電阻Rx的阻值等于r。 說明：①在此

14、實(shí)驗(yàn)中的等效性表現(xiàn)在開關(guān)換位后電流表的示數(shù)相同，即當(dāng)電阻箱的阻值為r時(shí)，對電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻Rx的阻值等于r。 ②替代法是一種簡捷而準(zhǔn)確度很高的測量電阻的方法，此方法沒有系統(tǒng)誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測量誤差就可以忽略。 圖10-14 例如，測電流表和電壓表的內(nèi)阻，如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表，都可以使用比例法。采用比例法測電阻的依據(jù)是：串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，并聯(lián)電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表可顯示電阻中通過的電流，所以測電流表內(nèi)阻應(yīng)把兩電流表并聯(lián)，測電壓表內(nèi)阻應(yīng)把兩電壓表串聯(lián)，電路圖分別如圖10-14（甲）、

15、（乙）所示。 測電流表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R01，使兩電流表的指針都有較大偏轉(zhuǎn)，記錄下兩電表的示數(shù)I1和I2，根據(jù)并聯(lián)電路分流原理，若已知電流表A1的內(nèi)阻為r1，則電流表A2的內(nèi)阻r2=。 測電壓表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R02，使兩電壓表的指針都有較大偏轉(zhuǎn)，記錄下兩電表的示數(shù)U1和U2，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，若已知電壓表V1的內(nèi)阻r1，則電流表V2的內(nèi)阻r2=。 以上例子中，甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路，這是由于電流表內(nèi)阻都較小，若采用分壓電路，則滑動(dòng)變阻器的阻值必須更小，這時(shí)電路近似于短路，是不允許的；而電壓表內(nèi)阻都很大，若采用限流電路，則滑動(dòng)變阻器的電阻必須更大，這在實(shí)際

16、上行不通。 【審題】該題要求至少應(yīng)用3種設(shè)計(jì)方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發(fā)揮題目中所給儀器的作用。 【解析】 　　討論：用A1不用A2或G，主要是考慮了測量結(jié)果的精確問題.若用A2改裝為歐姆表，其中值電阻為1Ω；若用G改裝為歐姆表，其中值電阻為10kΩ，與待測電阻比較，測量誤差太大.歐姆表特點(diǎn)是當(dāng)測量值在其中值電阻附近時(shí)，其讀數(shù)（或測量結(jié)果）比較準(zhǔn)確.這是精確原則的應(yīng)用.且整個(gè)方案三操作上是很方便的. 【總結(jié)】本題處理過程相對復(fù)雜，但只要遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說，基

17、礎(chǔ)知識是關(guān)鍵，復(fù)雜題目只是基礎(chǔ)知識的合成。 5、高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型命題的求解策略 (1)科學(xué)性：設(shè)計(jì)的方案有科學(xué)的依據(jù)和正確的方式，符合物理學(xué)的基本原理. (2)可行性：按設(shè)計(jì)方案實(shí)施時(shí)，應(yīng)安全可靠不會(huì)對人身、器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高. (3)精確性：在選擇方案時(shí)，應(yīng)對各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的方案. (4)簡便、直觀性：設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于實(shí)驗(yàn)操作，讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便于實(shí)驗(yàn)者直觀、明顯地觀察. 3.依據(jù)方案，選定器材 實(shí)驗(yàn)方案選定后，考慮該方案需要哪些裝置，被測定量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，分別需用什么儀器來測定，以此

18、來確定實(shí)驗(yàn)所用器材. 4.擬定步驟，合理有序 實(shí)驗(yàn)之前，要做到心中有數(shù)：如何組裝器材，哪些量先測，哪些量后測，應(yīng)以正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟. 5.數(shù)據(jù)處理，誤差分析 常用的數(shù)據(jù)處理方法(如：平均法、圖象法、描跡法、比較法等)和誤差分析方法(如絕對誤差、相對誤差等)是應(yīng)該掌握的，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予以考慮. 節(jié)）.為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格，首先對待測電阻的額定電壓和電流作出估實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路 明確目的 → 選擇方案 → 選定器材 → 擬定步驟 數(shù)據(jù)處理 → → 誤差分析 附：對電學(xué)實(shí)驗(yàn)中幾

19、個(gè)點(diǎn)的強(qiáng)調(diào)說明： 一、關(guān)于多用電表 1.使用多用表時(shí)要注意什么? (1)使用多用表的電壓、電流擋.使用多用表測量電壓、電流的方法，與單獨(dú)使用電壓表、電流表的方法基本上是一樣的，只不過在使用多用表前要根據(jù)待測量的情況(是電流還是電壓?是交流還是直流?)調(diào)整好選擇開關(guān)，并調(diào)整到合適的量程上，其他如正負(fù)接線柱的選用，串聯(lián)還是并聯(lián)到電路中去等，就和單獨(dú)使用電壓表、電流表時(shí)沒什么兩樣了. 2.歐姆表上的刻度為什么是不均勻的?刻度時(shí)有什么規(guī)律嗎? 對于磁電式的電流計(jì)，其指針偏轉(zhuǎn)的角度和電流成正比，改裝成電流表或電壓表時(shí)，表盤刻度是均勻的；但用磁電式電流計(jì)做歐姆表的表頭后，由歐姆表內(nèi)部電路構(gòu)造及全

20、電路歐姆定律可知，當(dāng)兩表短接和接上待測電阻Rx后，分別有 ① ② 由②式可知，待測電阻Rx與通過表頭的電流Ix不成線性關(guān)系，這就是造成表盤刻度不均勻的原因. 那么，怎樣對歐姆表的表盤進(jìn)行刻度呢? 設(shè)指針偏轉(zhuǎn)滿刻度的(m≥n)時(shí)，指針?biāo)傅碾娮柚禐镽x，則應(yīng)有 ③ 把①②式代人③式，整理，得， ④ ④式便是把表盤改為歐姆刻度的依據(jù)了. 這里順便指出，當(dāng)Rx＝R內(nèi)時(shí)，，此時(shí)指針指中，稱此值為中值電阻，顯然，中值電阻恰好等于此時(shí)的歐姆表內(nèi)阻. 4.用歐姆表測量電阻前和換擋后，為什么一定要先進(jìn)行歐姆調(diào)零?

21、 歐姆表的表盤刻度是按照標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢和內(nèi)阻進(jìn)行設(shè)計(jì)和刻度的，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，內(nèi)裝電池與標(biāo)準(zhǔn)總有差異，同時(shí)，電池用久了，E和r都可能變化，這就會(huì)影響指針的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，可能指不到指定刻度處而造成誤差，所以使用前必須進(jìn)行歐姆調(diào)零. 在倍率改變后，歐姆表的內(nèi)阻電路就發(fā)生了相應(yīng)變化，這時(shí)只有通過歐姆調(diào)零，才有可能使測量示數(shù)與電阻值相符，故每改變一次倍率，都應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)零. 二、關(guān)于用U—I線修正法定性分析測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量誤差 用伏安法測量電源電動(dòng)勢、內(nèi)電阻的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,有兩種可供選擇的實(shí)驗(yàn)電路。在兩種電路中，由于伏特表的分流和安培表的分壓引起的誤差是不同的，我們可以用圖線修正法簡潔明快的分析兩種

22、電路引起的測量誤差。 ①根據(jù)測量電路分析誤差原因：本測量電路產(chǎn)生誤差的原因是由于安培表的分壓使得伏特表的讀數(shù)小于電源的路端電壓所致。考慮安培表的內(nèi)阻RA,全電路的歐姆定律的方程應(yīng)修正為……② 圖10-23 ②根據(jù)②式尋找圖線的準(zhǔn)確點(diǎn)：因電壓的修正值為，可見當(dāng)I=0時(shí)，電壓修正值為零.所以,圖線與縱軸的交點(diǎn)P準(zhǔn)確。 ③在圖線上任選一點(diǎn)Q進(jìn)行修正：如圖2—2，Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)IQ不變，（UQ+IQRA）做為修正后Q/點(diǎn)的縱坐標(biāo)，連接P和Q/得修正后的U—I圖線為b線。 ④比較兩條圖線的縱截距和斜率：得=，r＞r/?？梢?，電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值相等，而內(nèi)阻的測量值大于真值。 三、關(guān)于電路實(shí)物連線的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)： 1、電鍵必須控制全電路