高考物理二轮复习精品资料专题16 电学实验教学案(学生版)

高考物理二轮复习精品资料专题16 电学实验教学案（学生版）

【2013考纲解读】

高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：

1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．

2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．

3. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力．

4．电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题．

对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验．一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力．

预测2013年高考实验考题主要表现为以下几种形式：

1．一个力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空)．

2．一个电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等．

【知识网络构建】

【重点知识整合】

一、测量读数类仪器使用 1．电流表、电压表

(1)电流表、电压表使用时量程选择的规则:

根据被测电流或电压值的大小选择量程.测量时最好使指针偏转超过所选量程的2/3,至少超过1/2.在不知道被测电流或电压大小的情况下,应选用电表的较大量程,然后再根据指针偏转情况选取合适的量程.

(2)读数方法:读数时应使视线垂直于刻度盘表面.凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读.

2．电阻箱

电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读．

如图14－2所示的电阻箱的阻值为84580.2 Ω.

图14－2 3．多用电表

(1)使用多用电表测电压、电流时，应根据选择的量程确定最小刻度值，然后读数． (2)使用欧姆挡时，注意以下几个方面：

①用多用电表测电阻时,测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率.

②每更换一次倍率，都要重新进行欧姆调零.

③由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.

④测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开.

⑤多用电表使用完毕后,应将选择开关拨离欧姆挡,旋至OFF挡或交流电压最高挡上. 特别提醒：要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置．调整的是表盘下边中间的定位螺丝．“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．

二、电学实验

1．电路设计及仪器选取原则

正确地选择仪器和设计实验电路,有一定的灵活性,应遵循以下几个基本原则: (1)正确性． (2)安全性． (3)方便性． (4)精确性．

2．“伏安类”实验中电流表的内、外接法

比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差 原因 由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大 比较 电流表内接法 项目 UR测＝ I＝RA＋Rx>Rx 电阻的测量值大于真实值 适用 Rx?RA,大电阻 条件 特别提醒:在RV、RA均不知的情况下,可采用试触法.如图14－4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.

Rx?RV,小电阻 UR测＝ I＝RVRx

图14－4

3．滑动变阻器的接法

(1)若符合下列情况之一,则滑动变阻器必须接成分压式. ①要求电表能从零开始读数; ②要求电表能有较大的调节范围;

③当待测电阻Rx?R(滑动变阻器的最大阻值)时.

(2)当待测电阻Rx?R(滑动变阻器的最大阻值)时,既可接成分压式、也可接成限流式. 三、实验误差

1．偶然误差和系统误差

从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.

(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.

(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.

2．有效数字

(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字

“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.

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