新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习.docx

1、新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习人教版必修第三册实验实验一导体电阻率的测量1螺旋测微器的使用(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，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。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。(3)读数测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01 (mm)。如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，

2、半毫米刻度线未露出，可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。2游标卡尺游标卡尺的读数应注意以下几点(1)第一看看清精确度刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm如图甲所示。易错读成11 mm40.1 mm11.40 mm正确的读数应为11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加0或去0。(2)第二看游标尺上的零刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端。如图乙所示。易错读成13 mm100.05 mm

3、13.50 mm正确的读数应为14 mm100.05 mm14.50 mm。(3)第三看主尺上的单位主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。如图丙所示。易错读成5 mm40.05 mm5.20 mm正确的读数应为50 mm40.05 mm50.20 mm。3电流表和电压表的读数(1)若刻度盘上每一小格为1、0.1、0.01、时，需估读到最小刻度值的下一位。(2)若刻度盘上每一小格为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05、时，只需估读到最小刻度值的位数。4伏安法测电阻的电路选择R 时，用电流表内接法。5测量金属的电阻率(1)先测

4、直径，再连接电路。应该把所测量的待测金属丝的两个端点之间的长度接入电路。(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，应采用电流表外接法。(3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。(4)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。1测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差。2电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测R真，由R，知 测Rx，测量值大于真实值R测Rx，测量值小于真实值适用条件RARxRVRx(2)两种接法的选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外

5、接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。临界值计算法Rx 时，用电流表内接法。实验试探法：按如图所示连接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。考点3数据分析与误差分析(2019江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：(1)螺旋测微器如图甲所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压

6、力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。甲(2)选择电阻丝的_(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。(3)图乙中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置。 乙 丙(4)为测量Rx，利用图乙所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1I1 关系图像如图丁所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2I2图像。丁(5)由此，可求得电阻丝的电阻R

7、x_。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。【自主解答】解析：(1)旋转微调旋钮C。(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测量直径，然后取平均值作为测量值。(3)滑动变阻器采用分压式接法接入电路，注意线不能交叉，如图甲所示。甲(4)将所给的5组数据标注在UI图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点落在直线上，如图乙所示。乙(5)由题意知 RxRAR0，由U1I1图线的斜率可得 49.0 。RAR0，由作出的U2I2图线的斜率可得 25.5 。故Rx(49.025.5)23.5 。答案：(1)C(2)不同(3)见解析图甲(4)见解析图乙(5)23.5(23.024

8、.0均可)考点4实验的改进与创新国标(GB/T)规定自来水在15 时的电阻率应大于13 m。某同学利用图甲电路测量15 自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为03 V，内阻很大)，电压表V2(量程为03 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 k)，定值电阻R2(阻值2 k)，电阻箱R(最大阻值9 999 )，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。甲乙丙实验步骤如下：A. 用游标卡尺测量玻璃

9、管的内径d；B. 向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C. 把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D. 把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E. 改变玻璃管内水柱的长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F. 断开S，整理好器材。(1)测量玻璃管的内径d时，游标卡尺示数如图乙所示，则d_mm。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx_(用R1、R2、R表示)。(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R 关系图像。自来水的电阻率_ m(结果保留2位有效数字)。(4)本实验中

10、若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率的测量结果将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。【自主解答】解析：(1)根据游标卡尺的读数规则，玻璃管的内径d30 mm00.05 mm30.00 mm。(2)把S拨到1位置，记录电压表V1示数，得到通过水柱的电流I1，由闭合电路欧姆定律，有 EURx。把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R，得到该支路的电流I2，由闭合电路欧姆定律，有EUR2，联立解得Rx。(3)由电阻定律Rx ，Rx，联立解得 R。R 关系图线的斜率k0.4103 m，k，S，代入数据解得 14 m。(4)本实验中，若电压表V1内阻

11、不是很大，则通过水柱的电流I1大于测量值，得到Rx ，即自来水电阻的测量值偏大，自来水电阻率的测量结果将偏大。答案：(1)30.00(2)(3)14(4)偏大【核心归纳】“测定金属的电阻率”的实验核心是导线电阻的测量，除伏安法外，本实验的主要创新点体现在测量目的、测量方法等，要注意实验原理、实验手段的迁移。常见创新视角如下：(1)实验原理的创新教材中的实验是测量金属丝的电阻率，可以采用教材实验的原理测定导线的长度或导线的电阻。(2)实验器材的创新实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密缠绕在圆柱形铅笔上3050匝，测总长度，然后求出直径。还可以把电压表、电流表更换为电压、电流传感器

12、。(3)测量对象的创新可以将测量金属丝的电阻率，改为测量圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率。实验二练习使用多用电表1使用多用电表的注意事项(1)使用前要先机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红进黑出”。(3)测电阻时指针指中值附近较准，否则换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。2电路故障检测注意事项将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。在电源完好时，将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路内有断点。1偶然误差(1)估读时带来的误差。(2)表头指针角度偏

13、转过大或过小都会使误差增大。2系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。考点1多用电表的原理及使用图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆“100 ”挡。甲乙(1)图甲中的A端与_(选填“红”或“黑”)色表笔

14、相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_。A. 在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B. 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C. 使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_。(4)某次测量时，该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_。(结果均保留3位有效数字)【自主解答】解析：(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。(2)R6是可变电阻，它的作

15、用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确。(3)换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以R1R2160 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻r120 新表头的量程是01 mA，所以R4r 120 880 。(4)某次测量时，该多用电表的指针位置如题图乙所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为02.5 mA的电流表，则读数为1.44 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆“100 ”挡，则读数为 11.0100 ，即1.10103 ；若此时B端与“5”相连，多用电表是

16、量程为05 V的电压表，则读数为2.89 V。答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.44 mA110103 2.89 V考点2用多用电表判断电路故障如图所示是某同学连接的实验电路实物图。若灯L1、L2都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查：(1)使用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于的量程是()A. 02.5 V B. 010 VC. 050 V D. 0250 V(2)该同学的测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(选填“a”或“b”)。根据测试结果，可以判定故障是()A. 灯L1短路 B. 灯L2短路C. cd段断路 D. df段断路表1测试

17、点a、bc、dd、f电压表示数情况有示数无示数有示数(3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表2 所示，那么进一步检查出的故障是()A. 灯L1断路 B. 灯L2断路C. 灯L1、灯L2都断路 D. de段断路表2测试点c、dd、ee、f指针偏转情况【自主解答】解析：(1)四节干电池的总电动势为6 V，应用多用电表的直流电压的10 V挡进行测量，故选B。(2)在测试a、b间直流电压时，因为电流必须从多用电表的正接线柱流入，所以红表笔应当接触a。若灯L1短路，则灯L1不亮，而灯L2亮，这与题述不符，故A错误；若灯L2短路，则灯L2不亮，而灯L1亮，这与题述不符，故B错误；若cd段断路，则d

18、、f间没有电压，无示数，故C错误；若df段断路，电路中无电流，两灯都不亮，a、b和d、f间有电压，c、d间无电压，与题述相符，故D正确。(3)欧姆表的无穷大刻度在最左端，零刻度在最右端，电路断路时，其电阻为无穷大。根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故D正确。答案：(1)B(2)aD(3)D【核心归纳】使用多用电表检测故障的三点注意事项(1)电流挡检测：将电流表串联在电路中，若示数为0，说明与电流表串联的部分电路断路。(2)电压挡检测：将电压表与部分电路并联，若示数为0或小于电动势，说明该部分电路完好。若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。(3)欧姆挡检测：将各

19、元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。考点3用多用电表探索黑箱内的电学元件如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至欧姆“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如表所示。两表笔分别接a、b

20、时，多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整，并在黑箱图甲中画出一种可能的电路。两表笔接的接点多用电表的示数a、b_a、c10.0 b、c15.0 【自主解答】解析：(1)使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻度线处。(2)为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。(3)欧姆表的读数为5.01 5.0 ；每对接点间正、反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计的电路图如图甲、乙所示。答案：(1)A(2)短暂(3)5.0见解析图【核心归纳】判断元件应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数，说

21、明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡示数很小说明黑表笔接二极管正极，示数很大说明黑表笔接二极管负极电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢考点4实验的改进与创新某兴趣小组对市场中的电线进行调查。(1)如图甲所示，采用绕线法测得该电线直径为_mm。(2)取长度为100 m的电线，欲测其电阻：先用多用电表进行粗略测量，将多用电表的选择开关置于“10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图乙所示。为了使测量值更准确，选择开关应置于_(选填“1”“100”或“1 k”)挡，并将两表笔短接，调节图丙中的_(选填“A”或“B”)重新调零后

22、进行测量。用伏安法测量其电阻，并设计如图丁所示的电路，则电压表的另一端应接_(选填“a”或“b”)，测得电压表示数为4.50 V，而电流表示数如图戊所示，则所测的电阻为_。【自主解答】解析：(1)由题图甲可知，10匝导线的直径之和为 12.0 mm，则该导线的直径为 mm1.20 mm。(2)欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应换用小倍率挡；换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节题图丙中的B旋钮(欧姆调零旋钮)，使指针指到欧姆零刻度处。因待测电阻的阻值较小，应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；电流表量程为03 A，分度值为 0.1 A，则读数为2.50 A，故

23、电阻R 1.80 。答案：(1)1.20(2)1Ba1.80实验三电源电动势和内阻的测量1电池选取：应选用内阻较大的旧电池。2实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关。3数据要求：要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。4描点画图：画UI图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。5纵轴标度的确定：纵轴的刻度可以不从0开始，而是依据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从0开始)。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。1偶然误差(1)由于电表读数不准确引起误差