導(dǎo)語：如何才能寫好一篇?dú)W姆定律知識(shí)點(diǎn)整理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

電學(xué)基本儀器的操作、使用、讀數(shù)幾乎是每年高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)必考內(nèi)容，而反映電學(xué)實(shí)驗(yàn)思維能力水平指標(biāo)的內(nèi)容，例如電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、儀器的選取、數(shù)據(jù)處理等，更是每年的重點(diǎn)考查內(nèi)容；高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)注重對操作過程的考查，試圖通過筆試鑒別出考生是否動(dòng)手操作過實(shí)驗(yàn)，以此來衡量學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ降母叩停桓呖茧妼W(xué)實(shí)驗(yàn)突出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考查，體現(xiàn)了“出活題，考能力”的思想，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有綜合性強(qiáng)，考查全面，能力要求高等特點(diǎn)，已逐漸成為高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)，也是得分難點(diǎn).近幾年高考每年都有設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題，綜合性考查學(xué)生創(chuàng)造性地應(yīng)用已學(xué)過的知識(shí)、方法、原理靈活處理具體實(shí)驗(yàn)問題的能力.這類試題要求考生有較強(qiáng)的綜合素質(zhì)，為考生創(chuàng)造能力的發(fā)揮提供了較大的空間.

高考熱點(diǎn)一、練習(xí)使用多用電表

【知識(shí)點(diǎn)整合】

1.多用電表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，多用電表外紅表筆插入“+”孔，黑表筆插入“-”孔，注意電流的實(shí)際方向.

2.機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.

3.測電壓時(shí)，多用電表應(yīng)與被測元件并聯(lián)；測電流時(shí)，多用電表應(yīng)與被測元件串聯(lián).

4.測量電阻時(shí)，每變換一次擋位都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)量程的倍率；待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表；注意不要用手接觸測試筆的金屬桿.

5.如果長期不用歐姆表，應(yīng)把表內(nèi)電池取出.

6.在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r(shí)，切記在二極管正向?qū)ǖ那闆r下電路中必須連有燈泡或其他用電器，不能只連接一個(gè)二極管，否則極易燒壞二極管.

【考點(diǎn)例析】

【例1】（2012年上海卷）在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中：

（1）某同學(xué)連接的電路如圖1所示.

圖1

①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時(shí)測得的是通過的電流；

②若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時(shí)測得的是的電阻；

③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，此時(shí)測得的是兩端的電壓.

（2）（單選）在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時(shí)，若（）

A.雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大

B.測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量

C.選擇“

SymboltB@

10”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于25Ω

D.歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大

解析：（1）①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時(shí)多用電表與R1串聯(lián)，測量的是通過R1的電流.②斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時(shí)R1和R2串聯(lián)接入歐姆表，因而測量的是R1和R2串聯(lián)的電阻.③旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，R1=0，此時(shí)測量的是R2兩端的電壓.

（2）雙手捏住兩表筆金屬桿，使得待測電阻兩端并聯(lián)了人體電阻，因此測量值將偏小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，若在中央刻度左邊，需要增大倍率；若在中央刻度右邊，需要減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；選擇“

SymboltB@

10”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，測量值要大于25Ω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長，電池內(nèi)阻變大，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大，選項(xiàng)D正確.

【應(yīng)試策略】

多用電表的電池用舊后，電動(dòng)勢會(huì)減小，內(nèi)電阻會(huì)變大，致使電阻測量值偏大，要及時(shí)更換新電池；歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時(shí)易帶來誤差，要注意其左密右疏特點(diǎn)；多用電表讀數(shù)時(shí)的觀測易形成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù).由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會(huì)使誤差增大，因此要選用恰當(dāng)擋位，使指針指中值附近，因Rx=讀數(shù)×倍率，當(dāng)指針偏角小對應(yīng)的讀數(shù)大時(shí)，要使指針指中值附近，即讀數(shù)小一些，所以要選倍率大一些，當(dāng)指針偏角大對應(yīng)的讀數(shù)小時(shí)，要使指針指中值附近，即讀數(shù)大一些，所以要選倍率小一些.圖2中選擇開關(guān)在電阻×100擋位時(shí)用第一行“0～∞”一排，讀數(shù)為14.0

SymboltB@

100=1400Ω；選擇開關(guān)在直流電流100mA擋位時(shí)用第二行“0～10”一排，最小刻度值為2mA估讀到1mA就可以了，讀數(shù)為52.0mA；選擇開關(guān)在直流電壓2.5V擋位時(shí)用第二行“0～250”一排，最小分度值為0.05V估讀到0.01V就可以了，讀數(shù)為1.30V.

圖2

高考熱點(diǎn)二、伏安法測電阻

【知識(shí)點(diǎn)整合】

1.測量電路兩種接法及誤差

內(nèi)接法

外接法

電路圖

誤差原因

電流表分壓U測=Ux+UA

電壓表分流I測=Ix+IV

電阻測量值

R測=Rx+RA＞Rx

測量值大于真實(shí)值

R測=RVRV+Rx＜Rx

測量值小于真實(shí)值

2.兩種控制電路比較

限流式

分壓式

電路組成

電壓調(diào)節(jié)范圍

R0Rx+R0E≤Ux≤E

0≤Ux≤E

電流調(diào)節(jié)范圍

ERx+R0≤Ix≤ERx

0≤Ix≤ERx

閉合開關(guān)前

觸頭應(yīng)處位置

b端

a端

比較

分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大；限流電路能耗較小

【考點(diǎn)例析】

【例2】(2012年廣東汕頭模擬卷)一額定功率為0.01W阻值約為40kΩ的電阻.現(xiàn)有下列器材，試設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐罚x擇合適的器材，較精確地測定其阻值(滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)要方便).

A.電流表，量程0～400μA,內(nèi)阻約150Ω；

B.電流表，量程0～10mA,內(nèi)阻約45Ω；

C.電壓表，量程0～3V,內(nèi)阻約6kΩ；

D.電壓表，量程0～15V,內(nèi)阻約30kΩ；

E.干電池兩節(jié)，每節(jié)電動(dòng)勢為1.5V；

F.直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓6V，額定電流3A；

G.直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A；

H.滑動(dòng)變阻器，0～50Ω，1A；

I.滑動(dòng)變阻器，0～4kΩ，0.1A；

J.電鍵一只，導(dǎo)線若干.

(1)電流表應(yīng)該選擇，電壓表應(yīng)該選擇，電源應(yīng)該選擇，滑動(dòng)變阻器最好選擇(填字母代號(hào))；(2)畫出電路原理圖.

圖3

解析：(1)允許通過的電流I=PRx=0.0140×103A=0.5×10-3A=0.5mA=500μA，故電流表選A；允許加在Rx兩端的電壓U=IRx=0.5×10-3×40×103V=20V，故電壓表選D；電源選G；采用分壓接法，變阻器選H；因?yàn)镽x阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，采用電流表內(nèi)接法.(2)電路原理如圖3所示.

【應(yīng)試策略】

1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇儀器時(shí)要根據(jù)量程選擇電流表和電壓表，不能超過電表的量程，不能量程太大導(dǎo)致電表的讀數(shù)太小.

2.測量電路選擇電流表的內(nèi)、外接法時(shí)，當(dāng)RVRx＞RxRA時(shí)，采用電流表的外接法，當(dāng)RVRx＜RxRA時(shí)，采用電流表的內(nèi)接法.

3.滑動(dòng)變阻器限流、分壓的選擇原則：（1）用電器兩端電壓要求變化范圍較大，或從零開始連續(xù)可調(diào)，應(yīng)選分壓電路.（2）如果電路中最小電流等于或大于用電器的額定電流，應(yīng)選限流電路.（3）如果滑動(dòng)變阻器的全阻值比用電器的阻值小得多（0.1～0.5倍），為了能使用電器兩端電壓有較大變化，應(yīng)選分壓電路.（4）如果滑動(dòng)變阻器的全阻值與用電器的阻值相差不多或大幾倍（2～5倍），兩種電路都可以對用電器的電壓（電流）進(jìn)行有效、方便地控制，從節(jié)省電能和電路簡單考慮，應(yīng)選限流電路.

【例3】（2010年福建卷）如圖4所示是一些準(zhǔn)備用來測量待測電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)器材，器材及其規(guī)格列表如下.

圖4

器材

[JZ]規(guī)格

待測電阻Rx

阻值在900~1000Ω之間

電源E

具有一定的內(nèi)阻，電動(dòng)勢約9.0V

電壓表V1

量程2.0V，內(nèi)阻r1=1000Ω

電壓表V2

量程5.0V，內(nèi)阻r2=2500Ω

電流表A

量程3.0A，內(nèi)阻r=0.010Ω

滑動(dòng)變阻器R

最大阻值約100Ω，額定電流0.5A

開關(guān)導(dǎo)線若干

為了能正常進(jìn)行測量并盡可能減少測量誤差，實(shí)驗(yàn)要求測量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化.請用實(shí)線代表導(dǎo)線，在所給的實(shí)驗(yàn)器材（圖4）中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量Rx阻值的電路.

解析：由于待測電阻約1000Ω，滑動(dòng)變阻器最大電阻為100Ω，在測量時(shí)要使電表讀數(shù)發(fā)生變化，滑動(dòng)變阻器必須使用分壓式接法.當(dāng)電源電動(dòng)勢全部加在待測電阻上時(shí)，流過的電流約為I=ERx=91000A=9mA3.0A，顯然不能用題給的量程為3.0A的電流表來測量電流，而應(yīng)該把其中量程較小的內(nèi)阻已知的一個(gè)電壓表V1當(dāng)電流表來使用.由于待測電阻與電壓表電阻相當(dāng)，所以需要設(shè)計(jì)成電流表內(nèi)接法電路，使待測電阻測量更準(zhǔn)確.連成滿足要求的測量Rx阻值的電路如圖5所示.

圖5

【應(yīng)試策略】

本題較難，要準(zhǔn)確答題就需要對實(shí)驗(yàn)原理（伏安法、變阻器接法）、誤差分析有深刻理解.要綜合考慮減小誤差，合理選擇器材，巧妙地用電壓表V1當(dāng)作電流表，與之類似的電流表有時(shí)也可以作為電壓表來使用.這就要求考生對“伏安法”有深刻理解，打破“常規(guī)”思維，思路靈活，才能準(zhǔn)確答題.

測電阻的方法除了上面歐姆表測量法及伏安法外還可以用替代法，如圖6所示.先把雙刀雙擲開關(guān)S2扳到1，閉合S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電流表指針指到某一位置，記下此時(shí)的示數(shù)I（最好為一整數(shù)）.再把開關(guān)S2扳到2，調(diào)整電阻箱R0，使得電流表指針仍指到示數(shù)I，讀出此時(shí)電阻箱的阻值r，則未知電阻Rx的阻值等于r.

圖6

高考熱點(diǎn)三、測量電表內(nèi)阻

【知識(shí)點(diǎn)整合】

1.半偏法

（1）測電流表內(nèi)阻：按圖7連接電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)先將開關(guān)S2斷開、閉合S1，接著調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使電流表的示數(shù)達(dá)到滿偏電流Im，然后閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表的示數(shù)為Im2，讀出此時(shí)電阻箱R2的阻值為R，由并聯(lián)電路的分流原理知，電流表的內(nèi)阻為RA=R.此法測量值偏小.

圖7

（2）測電壓表內(nèi)阻：按圖8連接電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)先將電阻箱R2的阻值調(diào)到零，接著調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使電壓表的示數(shù)達(dá)到滿偏電壓Um，然后調(diào)節(jié)R2使電壓表的示數(shù)為Um2，讀出此時(shí)R2的阻值為R.由串聯(lián)電路的分壓原理知，電壓表的內(nèi)阻RV=R.此法測量值偏大.

圖8

2.比例法

測電流表和電壓表的內(nèi)阻，如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表，都可以使用比例法.采用比例法測電阻的依據(jù)是：串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，并聯(lián)電路電流與電阻成反比.電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表可顯示電阻中通過的電流，所以測電流表內(nèi)阻應(yīng)把兩電流表并聯(lián)，如圖9所示.測電壓表內(nèi)阻應(yīng)把兩電壓表串聯(lián)，如圖10所示.

圖9

圖10

測電流表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R01，使兩電流表的指針都有較大偏轉(zhuǎn)，記錄下兩電表的示數(shù)I1和I2，根據(jù)并聯(lián)電路分流原理，若已知電流表A1的內(nèi)阻為r1，則電流表A2的內(nèi)阻r2=I1[]I2r1；測電壓表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R02，使兩電壓表的指針都有較大偏轉(zhuǎn)，記錄下兩電表的示數(shù)U1和U2，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，若已知電壓表V1的內(nèi)阻r1，則電流表V2的內(nèi)阻r2=U2[]U1r1.

【考點(diǎn)例析】

【例4】（2010年天津卷）要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV，其量程為2V，內(nèi)阻約2kΩ.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；電壓表V2，量程5V，內(nèi)阻為5kΩ；定值電阻R1，阻值30Ω；定值電阻R2，阻值為3kΩ；滑動(dòng)變阻器R3，最大阻值100Ω，額定電流1.5A；電源E，電動(dòng)勢6V，內(nèi)阻約0.5Ω；開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干.

①有人擬將待測電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V1的電壓和電流，再計(jì)算出RV，該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是.

②請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路.要求測量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成.試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（圖11中電源與開關(guān)已連接好），并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào).

圖11

③由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)式，說明式中各測量量的物理意義.

解析：①電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V1的電流；②測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路如圖12所示；③RV=U1R2U2-U1，U1表示的V1電壓，U2表示V1和R2串聯(lián)的總電壓.

圖12

【應(yīng)試策略】

測電壓表內(nèi)阻可將電流表和待測電壓表串聯(lián)，電流表讀數(shù)即為流過電壓表電流，兩表示數(shù)分別為UV，IA，則RV=UVIA；測電流表內(nèi)阻可將電壓表和待測電流表并聯(lián)，電壓表讀數(shù)即為電流表兩端電壓，兩表示數(shù)分別為UV，IA，則RA=UVIA.例4中因電路中最大電流I=62×103=3mA，遠(yuǎn)小于電流表量程0.6A，因此不能將電流表和待測電壓表串聯(lián)來測量，而要充分利用定值電阻阻值為3kΩ的R2，運(yùn)用串聯(lián)電路分壓原理，列式U1RV=U2-U1R2而解決.

高考熱點(diǎn)四、測電阻率

【知識(shí)點(diǎn)整合】

圖13

用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d；依照圖13電路用導(dǎo)線將器材連好，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大；用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的長度，即有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值L；電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S；改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值，記入表格內(nèi)；斷開開關(guān)S；求出金屬絲電阻R的平均值；將測得的R、L、d值，代入電阻率計(jì)算公式ρ=RSL=πd2R4L，計(jì)算出金屬絲的電阻率.

【考點(diǎn)例析】

【例5】（2009年廣東卷）某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率.所用的器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等.

（1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個(gè)小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動(dòng).請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖14.

圖14

（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：

①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；

②讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；

③斷開開關(guān)，，合上開關(guān)，重復(fù)②的操作.

（3）該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出如圖15所示的關(guān)系圖線，其斜率為A-1m-1（保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢的乘積代表了的電阻之和.

圖15

圖16

（4）他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖16所示.金屬絲的直徑是.圖15中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是，其數(shù)值和單位為（保留三位有效數(shù)字）.

解析：（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y量金屬絲的電阻率，電路圖如圖17所示，連接電路實(shí)物圖如圖18所示.

圖17

圖18

（2）測出接入電路的金屬絲的長度.

（3）圖15中的圖線斜率為1.63A-1m-1，依據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(r+R0+Rx)，參照題目給出的圖象可得1I=r+R0E+ρESL,可見直線的截距為r+R0E，則圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢的乘積為r+R0.

（4）金屬絲的直徑是0.200mm；直線的斜率k=ρES，可知斜率、電源電動(dòng)勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是金屬的電阻率ρ，其數(shù)值和單位為1.54×10-7Ω•m.

【應(yīng)試策略】

測量金屬絲、金屬片、金屬環(huán)及導(dǎo)電液體的電阻率時(shí)關(guān)鍵是測電阻，如果所給器材有電壓表、電流表，則運(yùn)用伏安法測量.而例5中給的是電阻箱和電流表，巧妙利用閉合電路歐姆定律，找出1I和L的線性關(guān)系，利用圖象的斜率、電源電動(dòng)勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的是金屬的電阻率ρ，從而解題.

高考熱點(diǎn)五、描繪IU圖線

【知識(shí)點(diǎn)整合】

圖19

將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖19所示電路（因電壓和電流要從0開始變化，所以滑動(dòng)變阻器用分壓式接法，因小燈泡電阻與電流表阻值可比，所以電流表用外接法）.測出小燈泡在不同電壓下的電流，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到最左端，以使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡電壓能從0開始變化；同時(shí)，這樣做也防止開關(guān)剛閉合時(shí)小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，測出12組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.畫出伏安特性曲線：（1）在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系；（2）在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn)（坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜）；（3）將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來就得到小燈泡的伏安特性曲線.

【考點(diǎn)例析】

【例6】(2013年江蘇卷)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V，1.8W”，電源為12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω.

（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖20所示.請將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.（用筆畫線代替導(dǎo)線）

圖20

（2）現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選Ω的定值電阻.

（3）測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材.

（4）小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖21所示.請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

圖21

解析：（1）探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小燈泡的電壓從零開始逐漸增大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該設(shè)計(jì)成分壓式.實(shí)物電路連接如圖22所示.（2）根據(jù)功率P=U2R得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為5Ω，與10Ω的滑動(dòng)變阻器并聯(lián)后最大阻值為3.33Ω，只有串聯(lián)10Ω的定值電阻，才能滿足小燈泡電壓3V的要求.(3)先拆電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，這樣最安全.(4)由于小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大，P隨U2變化關(guān)系不應(yīng)畫為直線，應(yīng)該把橫坐標(biāo)的標(biāo)度取的小一些，把坐標(biāo)紙右邊都用上，同時(shí)也減小描點(diǎn)誤差，另外圖線因向下彎曲.

圖22

【應(yīng)試策略】

“例6”是一道“源于教材又高于教材”的創(chuàng)新題，考生只有掌握了教材中的實(shí)驗(yàn)“描繪小燈泡的伏安特性曲線”，才能設(shè)計(jì)電路、連接實(shí)物和數(shù)據(jù)處理.此題R1的選擇要充分考慮到并聯(lián)電阻最大值和串聯(lián)分壓原理才能做出正確選擇.

高考熱點(diǎn)六、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻

【知識(shí)點(diǎn)整合】

圖23 圖24

依據(jù)閉合電路歐姆定律.電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖23連接好電路，把變阻器的滑片移動(dòng)到使阻值最大的一端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，然后用方程組求解，并求平均值；或者用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖24所示，圖線與縱軸交點(diǎn)為E，圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=Er，圖線的斜率絕對值表示r=|ΔUΔI|.

測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的幾種方法：

(1)安阻法.用一個(gè)電流表和電阻箱測量，電路如圖25所示，測量原理為：E=I1(R1+r)，E=I2(R2+r)，由此可求出E和r.此種方法使測得的電動(dòng)勢無偏差，但內(nèi)阻偏大．

圖25 圖26

(2)伏阻法.用一個(gè)電壓表和電阻箱測量，電路如圖26所示，測量原理為：E=U1+U1[]R1r，E=U2+U2[]R2r，由此可求出E和r.此種方法測得的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均偏?。?/p>

(3)粗測法.用一只電壓表粗測電動(dòng)勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認(rèn)為是電源電動(dòng)勢，此時(shí)U=RVRV+rE≈E.此法需滿足RVr.

圖27

(4)雙伏法.用兩個(gè)電壓表可測得電源的電動(dòng)勢，電路如圖27所示．測量方法為：斷開S，測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，此時(shí)，E=U1+U2+U1RVr，RV為V1的內(nèi)阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U′1，此時(shí)E=U′1+U′1RVr，解方程組可求得E和r.

【考點(diǎn)例析】

【例7】(2012年重慶卷)某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響．實(shí)驗(yàn)器材如圖28所示．

圖28

（1）測量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式，利用測量數(shù)據(jù)作出UI圖象，得出E和r.

（2）將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D28中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．

（3）實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的UI圖象如圖29中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動(dòng)勢(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻(填“增大”、“減小”或“不變”)．曲線(c)對應(yīng)的電源電動(dòng)勢E=V，內(nèi)阻r=Ω.當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，該電源的輸出功率P=W.(均保留三位有效數(shù)字)

圖29

解析：(1)依據(jù)公式為U=E-Ir.(2)電路連接如圖30所示.(3)由圖29知電極間距減小,電源電動(dòng)勢不變，而電源內(nèi)阻增大；對應(yīng)圖象c，可得E=0.975V，r=ΔU[]ΔI=478Ω.當(dāng)外電路總電阻為R=2500Ω時(shí)，根據(jù)I=E[]R+r,P=I2R解得電源的輸出功率P=2.68×10-4W.

圖30

【應(yīng)試策略】

圖29中數(shù)據(jù)處理時(shí)，一定要看清橫軸與縱軸的起點(diǎn)是否為0，圖29中縱軸起點(diǎn)不為0，因此圖線與橫軸交點(diǎn)不是短路電流I短=Er，

而電源內(nèi)阻仍可用圖線的斜率絕對值計(jì)算r=|ΔUΔI|.圖29中(a)、(b)、(c)、(d)斜率絕對值逐漸變大，因而電源內(nèi)阻變大.

【例8】（2010年江蘇卷）在測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)用如圖31所示的實(shí)物電路.

圖31

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到.（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

(2)改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是.（選填1或2）

方案編號(hào)電阻箱的阻值R/Ω

1400.0350.0300.0250.0200.0

280.070.060.050.040.0

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的1UR圖象是一條直線.若直線的斜率為k，在1U坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動(dòng)勢E=，內(nèi)阻r=.（用k、b和R0表示）

解析：（1）為了安全電阻箱的電阻調(diào)到最大值.

（2）若R=300Ω，電流約為9300=0.03A，阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓約0.3V；若R=60Ω，電流約為960+10=0.15A.阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓約1.5V，后者電壓表讀數(shù)大，誤差小，所以合理的方案是2.

(3)電流I=UR0，E=I(R+R0+r)，得1U=1ER0R+1E+rER0，1UR圖象的斜率k=1ER0，截距b=1E+rER0，所以電動(dòng)勢E=1kR0，內(nèi)阻r=bk-R0.

【應(yīng)試策略】

伏阻法測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)數(shù)據(jù)處理并不是測出兩組數(shù)據(jù)后解方程組，得出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，這樣處理誤差大.正確的做法是根據(jù)閉合電路歐姆定律找出1UR的線性關(guān)系，再作出圖象，利用圖象的斜率、截距解答電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，圖象中偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍掉，從而減小測量誤差.圖25安阻法測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)可根據(jù)閉合電路歐姆定律，E=I(R+r),變換得到1I=1ER+rE，1IR圖象斜率為1E，截距為rE，由圖32可解得E=1.5V，r=1.4Ω.

圖32

【配套檢測題】

1．在如圖33甲所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8V、0.3A”，合上開關(guān)S后，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)片，A、B燈都不亮．

(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障．

圖33

①選擇開關(guān)置于下列量程的擋較為合適(用字母序號(hào)表示)；

A．2.5VB．10V

C．50VD．250V

②測得c、d間電壓約為5.8V，e、f間電壓為0，則故障是；

A．A燈絲斷開B．B燈絲斷開

C．d、e間連線斷開D．B燈被短路

(2)接著換用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過歐姆調(diào)零．

①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S；

②測c、d間和e、f間電阻時(shí)，某次測試結(jié)果如圖33乙所示，讀數(shù)為Ω，此時(shí)測量的是間電阻．根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為Ω，它不等于測量值，原因是：.

2.為了測定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖34所示的電路.其中：A1是待測電流表，量程為300μA,內(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢為4V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān).

圖34

(1)根據(jù)電路圖，請?jiān)趫D35中將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路.

圖35

圖36

(2)連接好電路，將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使A2的讀數(shù)仍為150μA.若此時(shí)電阻箱R1各旋鈕的位置如圖36所示，電阻箱R1的阻值是Ω，則待測電流表A1的內(nèi)阻RA=Ω.

(3)上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端位置，都要保證兩塊電流表的安全.在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用(填寫與阻值相應(yīng)的字母).

A.200kΩB.20kΩ

C.15kΩD.2kΩ

(4)下面提供了最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用.既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器(填寫與阻值相應(yīng)的字母)是最佳選擇.

A.1kΩB.5kΩ

C.10kΩD.25kΩ

3.某學(xué)習(xí)小組為探究導(dǎo)電溶液的電阻在體積相同時(shí)，電阻值與長度的關(guān)系.選取一根乳膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱.進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）該小組將鹽水柱作為純電阻，粗測其電阻約為幾千歐.現(xiàn)采用伏安法測鹽水柱的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：

A．直流電源：電動(dòng)勢12V，內(nèi)阻很小，額定電流1A；

B．電流表A1：量程0～10mA，內(nèi)阻約10Ω；

C．電流表A2：量程0～600mA，內(nèi)阻約0.5Ω；

D．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ；

E．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值1kΩ；

F．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值5kΩ；

G．開關(guān)、導(dǎo)線等.

在可供選擇的器材中，應(yīng)選用的電流表是（填“A1”或“A2”），應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是（填“R1”或“R2”）.

（2）根據(jù)所選的器材畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖.

（3）握住乳膠管兩端把它均勻拉長，多次實(shí)驗(yàn)測得鹽水柱長度L與電阻R的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

5

6

長度L（cm）

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

電阻R（kΩ）

1.3

2.1

3.0

4.1

5.3

6.7

圖37

為了研究電阻R與長度L的關(guān)系，該小組用縱坐標(biāo)表示電阻R，作出了如圖37所示的圖線，你認(rèn)為橫坐標(biāo)表示的物理量是.

4．某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)多用電表中的電池進(jìn)行更換時(shí)發(fā)現(xiàn)，里面除了一節(jié)1.5V的干電池外，還有一個(gè)方形的電池(層疊電池).為了測定該電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室中提供如下器材：

A.電流表A1(滿偏電流10mA,內(nèi)阻10Ω)；

B.電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻未知)；

C.滑動(dòng)變阻器R0(0～100Ω,1A)；

D.定值電阻R(阻值990Ω)；

E.開關(guān)與導(dǎo)線若干.

該同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖38甲所示的電路，圖38乙為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測出多組數(shù)據(jù)并繪出的I1I2圖線(I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù))，則由圖線可以得到被測電池的電動(dòng)勢E=V,內(nèi)阻r=Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

圖38

【配套檢測題參考答案】

1.解析：(1)①因電源為四節(jié)干電池，故電動(dòng)勢E=6V，則應(yīng)選電壓表10V量程擋較合適；②因c、d間電壓為5.8V，而e、f間電壓為零，故應(yīng)為A燈絲斷開，B燈絲良好．

(2)用歐姆表測電路中電阻的阻值時(shí)，一定要將電路中開關(guān)S斷開測量；由乙圖讀數(shù)知電阻阻值為6Ω，因A燈絲斷開，應(yīng)為燈泡B的阻值，即測量的為e、f間電阻.由R=U[]I得小燈泡的正常發(fā)光時(shí)的電阻R=12.7Ω，與歐姆表測得阻值相差較大，是因?yàn)闅W姆表測得的電阻是未通電工作時(shí)的電阻，溫度較低，電阻率偏小，阻值偏小.

2.解析：(1)電路連接如圖39所示.

圖39

(2)電阻箱讀數(shù)為(8×10+6×1+3×0.1)Ω=86.3Ω,即電流表內(nèi)阻為86.3Ω.

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻調(diào)至零時(shí)，要求電路中電流不超過200μA,由閉合電路歐姆定律得I=E[]RA+R3=4[]100+R3≤200μA.由上式可知R3應(yīng)選阻值為20kΩ的保護(hù)電阻.

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，由歐姆定律可得I′=E[]R3+RA+R2=4[]20×103+100+R2=150μA,解得R2≈6.57kΩ.故R2選最大阻值為10kΩ的滑動(dòng)變阻器.

圖40

3.解析：（1）根據(jù)直流電源電動(dòng)勢12V，粗測鹽水柱電阻約為幾千歐，電流大約為幾毫安，所以應(yīng)選用的電流表是量程0～10mA電流表A1；由于鹽水柱電阻幾千歐，所以應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是最大阻值5kΩ的滑動(dòng)變阻器R2；（2）實(shí)驗(yàn)的電路圖如圖40所示；（3）由電阻定律R=ρLS,乳膠管中鹽水體積不變，V=LS，聯(lián)立解得R=ρVL2，所以橫坐標(biāo)表示的物理量是L2.

4.解析：由實(shí)驗(yàn)電路，R和A1串聯(lián)相當(dāng)于電壓表，根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I1(R+RA1)+I2r,解得：I1=1[]R+RA1E-r[]R+RA1I2；延長I1I2圖線，當(dāng)I2=0時(shí)，讀出I1=9.0mA,解得E=9.0V，圖線斜率的絕對值r[]R+RA1=|ΔI1[]ΔI2|,解得r=10Ω.

開普勒

【貢獻(xiàn)】

開普勒三定律：

①所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上；

②對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積；

③所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等（a3[]T2=k）.