高考物理电学实验题的破解策略.docx

高考物理（电学）实验题的破解策略
近几年高考出现的实验试题，虽然形式多样，但考查特点主要有两个：一是重基础，考查基本仪器的使用和读数；二是重能力，考查重点是实验原理、实验方法、实验仪器选择、电路连接、实验操作(理论)及数据处理、实验拓展等。
策略一：正确使用、准确读数
实验仪器读数的基本原则：仪器最小刻度是“1”的，一般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)；仪器最小刻度是“2”和“5”的，一般只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。游标卡尺、秒表、电阻箱因为本身构造情况不需要估读。

1、 螺旋测微器

原理：旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm，读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
读数：测量时被测物体长度的整毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).
[示例 1]

2、游标卡尺

原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm，则10、20、50分度游标尺的精确度分别为0.1mm、0.05mm、0.02mm .
读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为 (x＋k×精确度) mm .

方法技巧：“三看”
第一看 → 精确度，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零。
第二看 → 游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端。
第三看 → 游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐。
[示例 2]
如图甲游标尺9mm长10分度，图乙游标尺19mm长20分度.

3、 电流表、电压表
（1）两种电表的电路结构及读数方法

电流表
电压表
符 号

参 数
量程：0～0.6 A, 0～3 A
内阻：小于1 Ω
量程：0～3 V, 0～15 V
内阻：3 kΩ，15 kΩ
电路结构

读数方法
视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读。
电流3 A、电压3V量程的估读到最小分度的1/10，结果记录到0.01位；
0.6 A量程的估读到最小分度的1/2，结果记录到0.01位；
15 V量程的估读到最小分度的1/5，结果记录到0.1位。

[示例 3]
电表
所选量程
测量结果

0～3 V

0～15 V

0～3 A

0～0.6 A

（2）两种电表的使用技巧
①机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻线的位置。
②选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满刻度的1/3以上。若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程。
③正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。
④正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位。
⑤注意内阻：电流表和电压表一方面作为仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，如伏安法测电阻等。

4、 多用电表
（1）多用电表使用的“六大注意”：
①使用前要机械调零。两表笔在使用时，电流总是“红入、黑出”。
②选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流。
③电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。
④刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用。
⑤测电阻时：a.待测电阻与电路、电源一定要断开；b.两手一定不要同时接触两笔金属杆；c.指针指中值附近较准，否则换挡；d.每换一挡必须重新欧姆调零；e.读出示数要乘以倍率。
⑥使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。
（2）注意：欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘
①左∞右0：电阻∞无限大与电流、电压零刻度重合，电阻0与电流、电压最大刻度重合。
②刻度不均匀：左密右疏。
③欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率；电流、电压挡是量程范围挡。
④在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处)。
（3）读数技巧
欧姆表的读数： ①为了减小读数误差，指针应指在表盘1/3到2/3的部分，即中央刻度附近； ②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读；③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。
测电压、电流时的读数：要注意根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位。
[示例 4]
某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“×1 k”挡内部电池的电动势E。
(1)该小组采用图甲的电路进行实验，请将图乙中的实物连线连接完整。

(2)请将下面的实验步骤补充完整：
a．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1 k”位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”。
b．按照电路图连接好电路。
c．接通开并，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图13所示。多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA。

d．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置。
(3)由以上信息可得多用电表“×1 k”挡内部电池的电动势为________V(保留两位有效数字)。

5、 电阻箱
电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器，它能表示出连入电路中的阻值大小，但阻值变化是不连续的，没有滑动变阻器值变化准。（滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小，起到连续改变电流大小的作用，但不能准确知道连入电路的电阻值。）
读数：使用时，把两个接线柱接入电路（两接线柱不分正负极），调节旋盘（通常顺时针方向转动旋盘）就能得到0~99 999.9Ω之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。
[示例 5]

策略二：连图清晰、作图规范
1、 测量电路（电流表）的接法及选择
电流表
内接法
外接法
电路图

适用条件
Rx≫RA
Rx≪RV
口 诀
大内 偏大
大电阻用内接法测量，测量值偏大
小外 偏小
小电阻用外接法测量，测量值偏小
注意：
(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流或电压不能超过其允许的最大电流或电压.
(2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的1/3.
(3)仪器选择的一般步骤：①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材.

2、 控制电路（滑动变阻器）的接法及选择

限流接法
分压接法
对比说明
电路图

串、并联
关系不同

负载R上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路
调节范围大
闭合S前触头位置
b端
a端
都是为保护电路元件
注意：
(1)不同接法选择的原则：①安全——不超量程，在允许通过的最大电流以内，电表、电源不接反；②方便——便于调节，便于读数；③经济——损耗电能最少。
(2)下列情况下滑动变阻器应采用分压接法：①题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够；②题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值；③题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。

[示例 6]
某同学为了测量电流表A1内阻的精确值，提供如下器材：电流表A1(量程300 mA，内阻约为5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)；电流表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.01 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；定值定阻R0(5 Ω)；导线、开关若干。
(1)要求待测电流表A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能减小误差。以上给定的器材中滑动变阻器应选________(填字母代号R1或R2)。请画出测量用的电路原理图，并在图中标出所选仪器的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则r1的表达式为r1＝________。
(3)上式中各符号的物理意义是__________。

3、实物图连线原则
实物图连接一定要清晰，不能交叉相连。
(1)先串后并，接线到柱，注意量程和正负。
(2)对限流电路，用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。
(3)对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间。

4、图象法处理数据
描点作图连线时，用平滑的曲线连接各个数据点，(若图线为直线，要让各点均匀分布在线的两侧），个别明显偏离较远的点可以不予考虑。
[示例 7]
为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V，1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω。
(1) 准备使用的实物电路如图（甲）所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)
(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻。
(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图（乙）所示。请指出图象中不恰当的地方。

图（甲 ） 图（乙）

第 9 页