2023年高三物理高考电学实验命题热点分析和高考预测doc高中物理.docx

2023高考电学实验命题热点分析和2023高考预测 高考电学实验题以灵活多变成为学生高考得分难点，通过对近几年特别是2023年高考电学实验题进行分析研究可以得到高考电学实验题的命题热点和考查重点。 一、2023高考物理电学实验命题热点分析 热点一. 根本仪器的使用 高考物理电学实验涉及的根本仪器主要是螺旋测微器的使用与读数、电学仪表的使用与读数等。 例1.．（09·上海物理第15题）（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。__________________ a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔 图1 b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 c．旋转S使其尖端对准欧姆档´1k d．旋转S使其尖端对准欧姆档´100 e．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔。 根据图1所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_____Ω。 （2）（多项选择题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的选项是（ ） A.测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量 ks5u B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，那么会影响测量结果 C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 【分析】：用欧姆表测量电阻首先要选档，测量几十kW的电阻选择×1k档，其次调零、测量，最后测量后旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔。 【解答】：（1）c、a、b、e，30k，（2）A、C， 例2.（09·全国理综2）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成以下测量步骤： （1） 检查多用电表的机械零点。 （2） 将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。 （3） 将红、黑表笔___________，进行欧姆调零。 （4） 测反向电阻时，将___表笔接二极管正极，将____表笔接二极管负极，读出电表示数。 （5） 为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘__________（填“左侧〞、“右侧〞或“中央〞）；否那么，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。 （6） 测量完成后，将选择开关拔向__________________位置。 【分析】：欧姆调零是将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针满偏（指0欧姆）。 【解答】：（3）短接 （4）红 黑（5）中央 （6）OFF 热点二. 电路故障检测 电路故障主要有断路故障和短路故障。 断路故障的特点是：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流为零；如果外电路中两点之间有电压，那么说明这两点之间有断路故障，而这两点与电源之间的连接是通路。检测方法：不断开电源，可用电压表检测。将电压表并联接在外电路中任意两点，假设电压表有示数，说明电压表与电源构成闭合回路，断路故障点就在这两点之间。假设电压表无示数，说明电压表与电源之间有断路点。断开电源，可用欧姆表检测。将欧姆表接在电路的两点之间，假设指针偏转说明这两点之间无断路点，假设指针不偏转说明这两点之间有断路点。 短路故障的特点：电路中发生短路，表现为某段含用电器的电路中有电流而这段电路电压为零。检测方法：不断开电源，可用电压表检测。将电压表并联接在外电路中任一个用电器的两端点，假设电压表无示数，那么说明该用电器短路。断开电源，可用欧姆表检测。将欧姆表接在电路中任一个用电器的两端点之间，假设指针偏转最大说明这两点之间短路。 图2 例3.（09·全国理综第22题）如图2所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。 （1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应中选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应中选用多用电表的 挡。 （2）在开关闭合情况下，假设测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，那么说明_ __ 可能有故障。 （3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。 【分析】：在连接点1、2已接好的情况下，电路中有电源，只能选用多用电表的电压档检测；在连接点1、2同时断开的情况下，电路中无有电源，应中选用多用电表的欧姆挡。用多用电表的电压档（或电压表）检测含电源电路，假设测得的两点之间的电压接近电源电压，那么说明电压表与电源构成闭合回路，说明这两点之间有断路故障。 【解答】：（1）电压 欧姆 （2）开关或连接点5、6 （3）①调到欧姆档；②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作； ③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,说明小灯泡有故障。. 热点三.伏安特性曲线的描绘 描绘伏安特性曲线由于需要得出通过元件的很小电压电流值，所以必须采用分压式电路。 例4．（09·福建理综）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图3甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有以下器材： 器材（代号） 规格 电流表（A1） 电流表（A2） 电压表（V1） 电压表（V2） 滑动变阻器（R1） 滑动变阻器（R2） 直流电源（E） 开关（S） 导线假设干 量程0~50mA，内阻约为50 量程0~200mA，内阻约为10 量程0~3V，内阻约为10k 量程0~15V，内阻约为25k 阻值范围0~15，允许最大电流1A 阻值范围0~1k，允许最大电流100mA 输出电压6V，内阻不计 图3乙 图3甲 图2甲 ①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（以上均填器材代号） ②为到达上述目的，请在图3乙的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。 ③假设发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线根本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？ 相同点： ， 图4 不同点： 。 【分析】验证电阻或电器元件的伏安特性曲线，要设计为分压电路，滑动变阻器要选用阻值范围小的R1（阻值范围0~15），伏安特性曲线中最大电流0.13A，最大电压2.5V，所以电流表应选用量程0~200mA的电流表（A2）；电压表应选用量程0~3V的电压表（V1）。 【解答】（1）①A ②较小实验的偶然误差 （2）①A2 V1 R1 ②如图4所示。 ③相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系。 不同点：该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大。 热点四. 电阻和电阻率的测量 测量电阻的原理是欧姆定律，只要想法测出通过电阻的电流和电阻两端的电压，就可利用欧姆定律计算出电阻。测出电阻和金属丝的截面积、长度后可应用电阻定律计算出电阻率。也可利用图象处理实验数据得出金属丝的电阻率。 例5.(09·广东物理)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。 （1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物。 （2）实验的主要步骤如下： ①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关； ②读出电流表的示数，记录金属夹的位置； ③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作。 （3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图5B的关系图线，其斜率为________A-1·m-1(保存三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。 图5A 图5B 图5C （4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5C所示。金属丝的直径是______。图4B中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保存三位有效数字）。 【分析】根据题给的器材可将毫安表金属丝和电阻箱与开关串联后接在稳压电源上如下列图。图5B的电流与金属丝接入长度关系图线的斜率k=10.5。设电源内阻为r，电阻箱读数为R，金属丝接入电路局部电阻为Rx，由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r+Rx) ， 由电阻定律Rx=ρL/S ， 联立解得 E=I (R+r+ρL/S ) 变形得1/I =ρ/ES·L +(R+r )/E 图6A 图6B mA E,r s R0 Rx 由上式可知图线纵轴截距(R+r)/E与电源电动势的乘积代表了电源的内阻与电阻箱的电阻之和，图线的斜率ρ/ES、电源电动势E和金属丝横截面积S的乘积代表的物理量是金属丝的电阻率ρ，ρ=10.6×3×π×0.12×10-6Ω·m = 1.05×10-6Ω·m。 【解答】：（1）电路原理图如图6A所示,实物连线图如图6B所示。 （2）读出接入电路中的金属丝长度。 （3）10.6 电源的内阻与电阻箱 （4）0.200mm 金属丝的电阻率 1.054×10-7Ω·m 热点五。电源的电动势和内阻的测量 电源的电动势和内阻的标准测量方法是利用电压表和电流表测出假设干组电源路端电压和输出电流，利用图象法处理实验数据，由图象在纵轴截距得出电源电动势，由图象斜率得出电源内阻。 例5.（09·海南物理）．图7甲是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻和内阻之和为10000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。 ks5u ①按电路原理图在图7乙虚线框内各实物图之间画出连线。 图7丙 图7甲 图7乙 ②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至 （填“a端〞、“中央〞或“b端〞）。 ③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数I1和I2。屡次改变滑动端c的位置，得到的数据为:：：：：： ks5u I1/mA 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 I2/mA 480 400 320 232