2016年高三第一轮复习 金版教程十大热点专题系列8电学设计性实验

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必考部分

必考部分 第七章 热点专题系列(八)

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第七章

恒定电流

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热点专题系列(八) 电学设计性实验的处理方法

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热点概述：电学实验是高考每年必考内容，其中电学的设计 性实验又成为近几年高考的热点。 主要体现在运用新的实验方法 或新的数据处理方法处理新情景下的物理实验问题， 考查学生实 验的创新和原理的迁移能力，题目相对新颖，难度稍大。

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[热点透析] 一、设计性实验实验方法的迁移 在电学实验中， 电阻的测量已成为高考设计性实验的考查热 点，且题型多变、方法灵活。如用伏安法测电阻，也可迁移到测 电压表内阻和电流表内阻上去，而且测量方法较多。

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1.实验设计流程 仔细审题，明确实验目的→广泛联系，寻找原型，确定实验 原理→迁移实验方法，确定实验方案。

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2.实验电路的选择 (1)测量电路的选择 要想精确测量电阻，选用好的实验方法很重要，如果电压表 或电流表都是理想化电表， 两种方法都能准确地测量出电阻的大 小，但如果电压表和电流表都有电阻，选择好的方法能大大减少 误差。下面我们以电压表内阻为 RV,电流表内阻为 RA,待测电 U测 阻为 Rx,待测电阻 Rx 的测量值为 R 测= 进行说明，准确度取 I测 决于电压表与电流表读数。

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电流表内接法

电流表外接法

当 Rx RA 时采用 当 RV Rx 时采用 误差小或当 误差小或当

Rx> RVRA时采用 Rx< RVRA时采用

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电压表读数偏大，电流 电流表读数偏大，电压 表读数准确 测量值大于真实值(多 了电流表内阻)R测=R真 + RA 表读数准确 测量值小于真实值(与 1 电压表内阻并联值) R测 1 1 = + R 真 RV

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试触法：通过改变电表的连接方式，观察两个电 表的读数变化情况，如果电流表变化明显，应采 用电流表内接法，这样可以避免在外接法中读数 偏离真实值

太多；如果电压表变化明显，应采用 电流表外接法，这样电压表读数会精确些

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(2)控制电路的选择 为保证用电器的安全以及读数的精确性，滑动变阻器有两 种接法，它们各有优缺点，选用哪种接法很有讲究，以安全第 一、准确第二、能耗小第三的顺序考虑问题，这是高考实验考 查的重点内容。下面我们假设用电器电阻为Rx,滑动变阻器的 最大电阻为R,电源电动势为E,内阻为r。

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限流法

分压法

闭合开关前要使滑动变阻 闭合开关前要使用电器两 器的电阻处于最大值，对 端的电压最小，对应上图 应上图中应是滑动头移至 中滑动变阻器的滑动头应 最下端 移到最左端

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实物图中只用到上下两个接 头 用电器的电压调节范围 ERx ERx ~ R+Rx+r Rx+r 滑动变阻器的电阻与用电器 的电阻差不多大时电压调节 作用最理想

实物图中用到上面一个 下面两个接头 用电器的电压调节范围 ERxR 0~ RxR+rRx+rR 滑动变阻器的电阻越小 调节用电器电压的作用 越好

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说明：有下列几种情况的一定要用分压法： (1)被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节 (2)采用限流电路时，电路中的最小电流仍超过电表量程或 超过元件允许的最大电流时 (3)在给予的滑动变阻器的电阻远小于用电器的电阻时 在可用分压法也可用限流法时，用限流法一般节省能耗，连 线方便。不过在不强调能耗的情况下，绝大多数都可用分压 法。分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度

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3.实验器材的选择 以“安全性”“精确性”“方便性”为前提，综合考虑。 选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器 件。 (1)选择电表以不使电表受损和尽量减少误差为原则，即加 在电表上的最大电压或电流不得超过其最大量程，实验过程中 1 指针可移动范围最好大于量程的 。 3

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(2)选择滑动变阻器要考虑它的额定电流，然后对采用分压 法的滑动变阻器选总阻值较小的，对采用限流法的滑动变阻器 的总阻值选比电路中的电阻稍大些为好。对于滑动头稍有移 动，使电流、电压有很大变化的，不宜采

用。 (3)对器材选择的一般步骤是：①找出唯一性的器材；②草 画电路图(暂不把电表接入);③估算电流最大值和最小值；④ 考虑电表是否安全(该用分压法还是限流法),以及能否使电表 1 达到满偏的 以上。 3必考部分 第七章 热点专题系列(八)第16页