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(共49张PPT)
高三一轮总复习高效讲义
物 理
01
第十章
电路与电能
思维进阶十　电学实验基础
角度突破
破题路径
破题路径
角度突破
角度突破
破题路径
角度突破
破题路径
思维进阶十　电学实验基础
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谢谢观看思维进阶十　电学实验基础
对应学生用书P207
游标卡尺的读数，不需要估读
【例1】 如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为　　　　mm，　　　　mm，　　　　mm。
解析：题图甲：主尺读数为17 mm，游标尺读数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。题图乙：主尺读数为23 mm，游标尺读数为17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。题图丙：主尺读数为3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm。
答案：17.7　23.85　3.18
角度突破
游标卡尺的精确度：对应关系为10分度0.1 mm，20分度0.05 mm， 50分度0.02 mm。
破题路径
螺旋测微器的读数，注意半毫米刻度线是否露出
【例2】 甲、乙、丙三个螺旋测微器的示数如图所示，其读数分别为　　　　mm、　　　　mm、　　　　mm。
题后反思：
破题路径
【例2】 解析：题图甲：固定刻度读数＋可动刻度读数＝0＋40.0×0.01 mm＝0.400 mm。题图乙：固定刻度读数＋可动刻度读数＝0＋0.8×0.01 mm＝0.008 mm。题图丙：固定刻度读数＋可动刻度读数＝0.5 mm＋14.7×0.01 mm＝0.647 mm。
答案：0.400(0.399～0.401均可)　0.008(0.007～0.009均可)　0.647(0.646～0.648均可)
电流表、电压表的读数，注意如何估读
【例3】 (1)图甲所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表　　　　A，图中指针示数为　　　　A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表　　　　A，图中指针示数为　　　　A。
(2)图乙所示的电压表使用较小量程时，每小格表示　　　V，图中指针示数为
　　　　V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示　　　　V，图中指针示数为　　　　V。
角度突破
1.0～3 V的电压表和0～3 A的电流表，精确度分别是0.1 V和0.1 A，读到小数点后面两位。
2.0～15 V的电压表，精确度是0.5 V，要求“格估读”，即小数点后面一位。
3.0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，要求“半格估读”，即读到小数点后面两位。
【例3】 解析：(1)电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A。
(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为7.0 V。
答案：(1)0.02　0.44　0.1　2.20　(2)0.1　1.40　0.5　7.0
伏安法测电阻的接法，依阻值选接法
【例4】 小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图乙所示，其读数I1＝　　　　A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表　　　　(选填“内”或“外”)接法。
角度突破
电流表的两种接法
内接法 外接法
破题路径
【例4】 解析：由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A。电压表的示数变化百分比为η1＝×100％≈5.7％，电流表的示数变化百分比为η2＝×100％≈3.0％，可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，应采用电流表外接法。
答案：0.34　外
滑动变阻器的两种连接方式，依条件选接法
【例5】 (2025·扬州模拟)某小组同学用伏安法测金属丝的电阻Rx，实验器材为：两节干电池(内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω)、开关、导线若干。正确连接好电路，记录实验的数据如下：
次数 1 2 3 4 5
U/V 0 0.70 1.00 1.70 2.30
I/A 0 0.160 0.220 0.460 0.520
(1)由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的　　　　(选填“甲”或“乙”) 图。
(2)如图丙所示是测量Rx的实验器材实物图，请根据(1)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
解析：(1)因为待测电压从零开始连续调节，滑动变阻器采用分压接法，因此他们测量Rx是采用的图甲。
(2)根据电路图连接的实物图，如图所示。
答案：(1)甲　(2)见解析图
角度突破
1.滑动变阻器的限流接法(图甲)
负载R上电压的调节范围为≤U≤E。
2.滑动变阻器的分压接法(图乙)
负载R上电压的调节范围为0≤U≤E。
破题路径
教学札记：
[思维进阶(十)]　电学实验基础
(选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)
1.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为　　　　cm，高度为　　　　mm。
解析：游标卡尺读数为d＝12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.3×0.01 mm＝6.863 mm。
答案：1.220　6.863
2.电流表量程一般有两种——0～0.6 A，0～3 A；电压表量程一般有两种——0～3 V，0～15 V。如图所示。
(1)接0～3 V量程时读数为　　　　V。
(2)接0～15 V量程时读数为　　　　V。
(3)接0～3 A量程时读数为　　　　A。
(4)接0～0.6 A量程时读数为　　　　A。
解析：(1)刻度盘上每一小格为0.1 V，读数为1.88 V。
(2)刻度盘上每一小格为0.5 V，读数为9.4 V。
(3)刻度盘上每一小格为0.1 A，读数为0.80 A。
(4)刻度盘上每一小格为0.02 A，读数为0.16 A。
答案：(1)1.88　(2)9.4　(3)0.80　(4)0.16
3.(2022·北京高考节选)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。用电压表(内阻约为3 kΩ)和电流表(内阻约为0.1 Ω)测量一个电阻的阻值(约为5 Ω)。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图　　　　(选填“甲”或“乙”)。
解析：因为待测电阻约为5 Ω，而Rx＜＝10 Ω，故为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用图甲。
答案：甲
4.(2025·淄博模拟节选)某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡上标有“3.8 V　0.3 A”字样。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线。若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，其中电压表的内阻约10 kΩ，电流表的内阻约0.5 Ω，则在如图所示的两种实验方案中，应选择　　　　图所示电路进行实验。(选填选项下面的字母序号)
解析：实验中要求绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线，则必须采用滑动变阻器分压接法；而由于灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法，故A正确。
答案：A
5.(2023·全国甲卷)某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图甲和乙两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图丙所示，该同学选择的电路图是图　　　　(填“甲”或“乙”)
(2)若选择另一个电路图进行实验，在图丙上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
解析：(1)灯泡电阻RL＝ Ω＝12 Ω，由I-U图像可知，当U＝6 V时，I＝0.5 A，此时电阻R＝＝12 Ω＝RL，可知电表内阻对电路的影响较小，因RV RL，则该同学采用电流表外接法，故选择的电路图是图甲。
(2)若选用另一个电路图即图乙实验，会有U＝U灯＋IRA，则分别代入电流200 mA、400 mA、500 mA，可知对应的电压应为1.4 V、4.0 V、6.75 V，描点连线如图所示。
答案：(1)甲　(2)见解析图
6.(2025·南通模拟)某实验小组在实验室中测量一根金属丝电阻。实验器材有：待测金属丝Rx、电池组E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、定值电阻R0、开关、导线若干。
(1)A同学设计如图甲所示电路图，电压表的右端分别连接a点和b点，发现电流表读数几乎没变，电压表示数变化明显，为了减小误差，电压表右端应与　　　　(选填“a”或“b”)点连接。
(2)请根据(1)问中的电路图，用笔画线代替导线完成图乙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表读数均为最小值。根据电表读数可计算得到待测金属丝的电阻。
(3)B同学设计了如图丙所示的电路，部分实验步骤如下：①滑动变阻器滑片滑至适当位置并保持不变；②在A、B之间接入定值电阻R0，闭合开关，记下电流表的示数I0；③断开开关，取下定值电阻；④在A、B之间接入待测金属丝，闭合开关，记下电流表的示数I。则Rx＝　　　　　　(用E、R0、I0、I表示)。
(4)小明认为，因电表内阻的影响，A、B同学方案中Rx的测量值均偏大。你是否同意他的观点，并简要说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析：(1)电压表的右端分别连接a点和b点，发现电流表读数几乎没变，电压表示数变化明显，可知待测电阻阻值较小，电压表的分流几乎可以忽略不计，为了减小误差，电流表应采用外接法，电压表右端应与a点连接。
(2)根据(1)问中的电路图，电流表采用外接法，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表读数均为最小值，完整的实物连线如图所示。
(3)在A、B之间接入定值电阻R0时，根据闭合电路欧姆定律可得＝r＋RA＋R＋R0，在A、B之间接入待测金属丝，根据闭合电路欧姆定律可得＝r＋RA＋R＋Rx，联立解得Rx＝－＋R0。
(4)不同意，A同学方案因电压表分流，使得电流表读数大于真实电流，则Rx的测量值偏小；B同学在计算两组阻值的差值时，电流表内阻已减除，电流表内阻对Rx的测量值无影响。
答案：(1)a　(2)见解析图　(3)－＋R0
(4)不同意，理由见解析
7.(2025·湖南高考)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1 k”挡，正确操作后，指针位置如图甲所示，则读数为　　　　Ω。
(2)进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源E电动势6 V，内阻可忽略，电压表量程0～6 V，内阻约10 kΩ，电流表量程0～600 μA，内阻约100 Ω。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图乙中完成余下导线的连接。
(3)如图乙，测量水泥块的长为a，宽为b，高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R，则电阻率ρ＝　　　　(用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R，算出对应的电阻率ρ，作出ρ-F图像如图丙所示。
(5)基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图丁所示。报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1为水泥块，R2为滑动变阻器，当R2的滑片处于某位置，R1上压力大于或等于F0时，报警器启动。报警器应并联在　　　　(选填“R1”或“R2”)两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，R1上压力大于或等于F1时，报警器启动，则F1　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)F0。
解析：(1)由多用电表电阻挡的读数规则和题图甲可知水泥块样品的粗测电阻为R粗＝8 kΩ。
(2)由于R粗＞，则由“大内小外”可知电流表应采用内接法，电压表测水泥块样品和电流表两端的总电压，又因为实验中要求滑动变阻器采用分压接法，故导线的连接如图所示。
(3)由电阻定律有R＝，可得ρ＝。
(5)由于报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1上压力大于或等于F0时报警器启动，又由题图丙可知，F越大ρ越小，结合(3)问分析可知F越大水泥块R1的电阻越小，由题图丁和串联分压规律可知F越大水泥块R1两端的电压越小，滑动变阻器两端的电压越大，故报警器应并联在滑动变阻器R2两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，则当R1上压力等于F0时，滑动变阻器两端的电压小于3 V，为了使滑动变阻器两端的电压等于3 V，则滑动变阻器R2应分得更多的电压，水泥块R1应分得更少的电压，由串联分压规律可知水泥块R1的电阻应更小，结合(5)问分析可知水泥块R1上的压力应更大，故F1大于F0。
答案：(1)8 000　(2)见解析图　(3)　(5)R2　(6)大于

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