文档介绍：专题四电学实验
电学实验是高考实验考查的重点、热点内容。试题注重联系实验操作的考查,如测量仪器的读数问题、实验线路的连线问题、电表和其他用电器的选择问题都是实验操作的仿真模拟,需要考生具备良好的动手实践经验。试题还注重实验数据的处理分析,如根据实验数据画出图线,根据图线分析得出结论。“设计和完成实验的能力”在理科综合《考试说明》中指出的五个考试目标之一。是近几年高考物理实验题的命题趋向。
完整的设计一个实验,要经历多个环节,在实际考查中,一般不会考查全部环节,而是只考查其中的几个环节,有的题目给出条件和实验器材,要求阐述实验原理;有的给出实验电路图,要求领会实验原理,确定需测物理量及计算公式;有的则要求考生根据操作步骤及测定的物理量判断出实验原理……虽然考查方式不尽相同,但目前高考中几乎所有的设计型实验题都有一个共同点,都以不同方式或多或少的对实验原理作一定的提示,在给出实验器材的前提下进行考查。
由于考查环节和要求的不同,题型也不尽相同,但较多的是选择、填空、作图题。
在复****过程中,应对所学电学实验逐个理解实验原理、实验方法,比较不同实验的异同(如电路图、滑动变阻器和电表的连接)。不断充实自己的经验和方法,逐步达到能灵活运用已学知识解答新的问题。对于设计型实验题目要明确实验设计的关键在于实验原理的设计,它是进行实验的依据和起点,它决定了应选用(或还需)哪些实验器材,应测量哪些物理量,如何编排实验步骤。而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材(条件)和实验要求,它们相辅相成,互为条件。
(一)电学实验中所用到的基本知识
在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:。由此可见,对于电路中电压U及电流I的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复****中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。
:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。
⑴正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
⑵安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。
⑶方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。
⑷精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。
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⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。
⑶应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。
⑴电流表的内、外接问题:(甲)所示电路为电流表外接电路(简称外接法);(乙)所示电路为电流表内接电路(简称内接法)。两种接法的选择可按下列方法进行:
方法一:设电流表、电压表内阻分别为、,被测电阻为,则
当<时,电压表分流作用小,应选用外接法
当>时,电流表分压作用小,应选用内接法
当=时,电流表分压作用和电压表分流作用相差不大,两种方法均可。
甲
乙
方法二:在、均不知的情况下,可采用试触法。如图所示,分别将a端与b、c接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法。
a
b
c
⑵滑动变阻器的分压、限流接法:
为了改变测量电路(待测电阻)两端的电压(或通过测量电路的电流),常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路,滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式:如图(甲)为滑动变阻器的限流式接法,为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是: