人教2023年高考物理二轮复习（全国版） 第1部分 专题突破 专题7 第17讲　电学实验.docx

第17讲　电学实验
命题规律　1.命题角度：(1)电阻的测量；(2)导体电阻率的测量；(3)用多用电表测量电学中的物理量；(4)测量电源的电动势和内电阻；(5)利用传感器制作简单的自动控制装置.2.常用方法：伏安法、内接法、外接法、替代法、半偏法、电桥法、公式法、图像法．
考点一　以测电阻为核心的实验
伏安法
测电阻
R测＝＝Rx＋RA>Rx，适合测量大电阻
R测＝＝<Rx，适合测量小电阻
导体电阻率的测量
1.测电阻Rx＝
2.测电阻率ρ，Rx＝ρ，而S＝，Rx＝，联立得ρ＝
例1　(2022·湖北省新高考联考协作体高三期末)音箱线用于连接功放与音箱，用单晶铜作音箱线，音响的音质会更清晰，因为单晶铜电阻率比普通铜低，下面是测量单晶铜电阻率的实验方案．
(1)用螺旋测微器测量一单晶铜丝的直径，示数如图(a)所示，可读得单晶铜丝的直径为________ mm；
(2)图(b)为实验电路，为了保证两个电表的示数从零开始变化，请画线将滑动变阻器正确接入电路；
(3)电路接好后，闭合开关S，滑动变阻器触头从左移到右，发现电压表示数变化很大，电流
表示数总为零，这可能是线夹P处发生______(选填“短路”或“断路”)；
(4)线夹P的问题解决后，闭合开关S，滑动变阻器触头移到合适位置不动，再把线夹P从a向b移动，发现电压表示数很小且变化不大，这时应该把连接电压表负接线柱的导线改接在________，再重新把线夹P从a向b移动，读出多组电压表和电流表示数，计算电阻，把多组电阻值与接入电路长度值画成如图(c)的R－x关系图线，根据图线可知R0＝______ Ω，单晶铜的电阻率为________ Ω·m(π取3，计算结果保留两位有效数字)．
答案　(1)0.084(0.083～0.085均可)
(2)见解析图
(3)断路
(4)R0左端的接线柱上　20　1.7×10－8
解析　(1)单晶铜丝的直径为d＝0＋8.4×0.01 mm＝0.084 mm.
(2)为了保证两个电表的示数从零开始变化，滑动变阻器必须采用分压接法，实验电路如图所示．
(3)线夹P处发生断路，铜丝没有接入电路中，使得电流表示数总为零
(4)因为单晶铜丝的电阻很小，所以电压表的读数很小且变化不大，这时应该把连接电压表负接线柱的导线改接在R0左端的接线柱上，电压表的测量值等于R0和铜丝的总电压；
根据电阻定律R＝ρ＋R0
S＝πd2
联立解得R＝x＋R0
根据图像知R0＝20 Ω
＝ Ω·m－1
解得ρ＝1.7×10－8 Ω·m.
考点二　以闭合电路欧姆定律为核心的实验
用多用电表测量电学中的物理量
1.原理：闭合电路欧姆定律，I＝(其中R内＝Rg＋R＋r，I与Rx成一一对应关系)
2.中值电阻R中＝Rg＋R＋r
3.红、黑表笔短接，欧姆调零，Ig＝
4.电流方向：“红进黑出”
测量电源的电动势和内电阻
伏安法
1.原理：U＝E－Ir
2.误差来源：电压表的分流
3.误差分析：E测<E真，r测<r真　(r测＝)
伏安法
1.原理：U＝E－Ir
2.误差来源：电流表的分压
3.误差分析：E测＝E真，r测>r真　(r测＝r＋RA)
伏阻法
1.原理：E＝U＋r
2.关系式：＝·＋
3.误差分析：E测<E真，r测<r真　(r测＝)
安阻法
1.原理：E＝IR＋Ir
2.关系式：＝·R＋或R＝E·－r
3.误差分析：E测＝E真，r测>r真　(r测＝r＋RA)
例2　(2022·全国甲卷·22)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，电流表(量程10 mA，内阻约10 Ω)，微安表(量程100 μA，内阻Rg待测，约1 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关S，导线若干．
(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0 μA，电流表的示数为9.00 mA，由此计算出微安表内阻Rg＝________ Ω.
答案　(1)见解析图　(2)990
解析　(1)为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，即为流过定值电阻R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，实验电路原理图如图所示．
(2)流过定值电阻R0的电流，
I＝IA－IG＝9.00 mA－0.09 mA＝8.91 mA
加在微安表两端的电压U＝IR0＝