2022届新高考二轮复习 高考源于教材，实验“套路”需理清 课件（64张）

这是一份2022届新高考二轮复习 高考源于教材，实验“套路”需理清 课件（64张），共60页。PPT课件主要包含了实验器材的选择等内容，欢迎下载使用。
2．游标卡尺和螺旋测微器的读数(1)游标卡尺的读数
(2)螺旋测微器的读数测量值＝固定刻度读数＋可动刻度读数(含估读)×0.01，单位为mm。
[过关训练]1．(2021·烟台模拟)(1)一同学用一游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一物体的长度。测得的结果如图甲所示，则该物体的长度L＝________mm。(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，从图乙中读出金属丝的直径为________mm。
(3)如图丙，一电压表接0～15 V量程，读数为______V。(4)如图丁，一电流表接0～0.6 A量程，读数为______A。
解析：(1)20分度的游标卡尺精确度为0.05 mm，则物体的长度为L＝20 mm＋6×0.05 mm＝20.30 mm。(2)金属丝的直径为d＝0.5 mm＋2.0×0.01 mm＝0.520 mm。(3)接0～15 V量程时，每小格表示0.5 V，读数为10.7 V。(4)接0～0.6 A量程时，每小格表示0.02 A，读数为0.16 A。答案：(1)20.30　(2)0.520　(3)10.7(或10.8)　(4)0.16
2．(1)①如图甲所示，用0.6 A量程测量电路中的电流时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，表针的示数是________ A；当使用3 A量程测量电路中的电流时，对应刻度盘上每一小格代表__________ A，图中表针示数为________ A。 ②如图乙所示，使用较小量程测量电路中的电压时，每一小格表示_______ V，图中表针的示数为________ V。当使用的是较大量程测量电路中的电压时，对应刻度盘上每一小格表示________ V，图中表针示数为________ V。
解析：(1)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，指针的示数为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，每一小格为0.1 V，指针示数为1.70 V；当换用15 V量程时，每一小格为0.5 V，指针示数为8.5 V。(2)由题图丙可知，电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻为2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。答案：(1)①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.70　0.5　8.5　(2)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω
(二)电阻的测量1．最常用的测量方法——伏安法(及其变式)
2．最精确的测量方法——等效替代法
4．最专一的测量方法——半偏法测电表内阻(1)用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测＜R真。
(2)用半偏法测电压表内阻， 如图乙所示， 电阻箱和电压表串联， 然后与小电阻滑动变阻器并联，R测>R真。
[过关训练]1．(2021·浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R的阻值。(1)因电表内阻未知，用如图1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2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__________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；
②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻Rx＝__________Ω。此方法__________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是____________________________________________。
答案：(1)0.34　外　(2)①见解析图　②5　 有　 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释也可)
2．(2021·日照二模)某同学利用如图1所示的电路测量一电压表(量程为3 V，内阻约两三千欧)的内阻。可使用的器材有：待测电压表，两个定值电阻(R1＝600 Ω，R2＝3 000 Ω)，两个滑动变阻器R3(其中一个最大阻值为10 Ω，另一个最大阻值为2 000 Ω)，电阻箱R0(只能使用×100挡)，电源E(电动势约为9 V，内阻未知)，开关S和K，导线若干。
(1)请根据原理图1，将实物图2连线；(2)实验步骤如下：①为了保护电压表，开关S闭合前，将滑动变阻器R3的滑片滑动到接近图1中的滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；②闭合开关S，保持开关K断开，适当调节R3，此时电压表示数如图3所示，读数为________V；此后保持R3不变，多次调节R0，电压表示数几乎保持不变；③保持S闭合和R3不变，再闭合K，调节R0，做出电压表的示数U随着电阻箱阻值R0的变化图线，如图4所示。(3)根据上述实验步骤，可知选择的滑动变阻器R3最大阻值为________Ω。(4)根据图线，计算得电压表的内阻RV＝________Ω。
解析：(1)实物连线如图。
答案：(1)见解析图　(2)①左　②2.20　(3)10　(4)2 500
3．某同学设计如下实验来测定未知电阻Rx的阻值(约为20 Ω)，实验室提供的器材有：A．电源E(电动势为3 V，内阻不计)B．滑动变阻器R1(有0～10 Ω和0～500 Ω两种)C．电阻箱R2(0～999.9 Ω)D．微安表(量程为60 μA，内阻约为5 kΩ)E．开关、单刀双掷开关及导线若干
(1)按照乙图中的电路图将甲图中的实物图连接完整。(2)滑动变阻器应选择_______(填“0～10 Ω”或“0～500 Ω”)。(3)按照如下步骤进行实验：①将R2调节到40 Ω，将R1的阻值调节至最大，闭合开关S0；②将S1闭合到________(选填“a”或“b”)，将S2闭合到________(选填“c”或“d”)，调节R1至适当值，记下此时电流表示数I1＝25 μA；③保持滑动变阻器R1的触头不变，将S1与S2都拨至另一端，记下此时电流表示数I2＝51 μA；④计算得待测电阻的阻值Rx＝________Ω(保留小数点后一位)。
(4)下列做法可以减小电阻测量的误差的有________。A．换用一个内阻不变，量程更大的微安表B．换用一个量程相同，内阻更大的微安表C．将R2调至20 Ω进行实验D．将R2调至远大于Rx的阻值进行实验解析： (1)按照电路图连接实物图如图所示。(2)微安表能承受的最大电压约为Ug＝IgRg＝0.3 V，由于电源电压为3 V，若选择0～10 Ω，将超出微安表量程，故只能选择0～500 Ω的滑动变阻器。
答案：(1)见解析图　(2)0～500 Ω　(3)②b　d　④19.6　(4)BC
(三)电源电动势和内阻的测量三种方法的比较
[过关训练] 1．(2021·浙江1月选考)在“测定电池的电动势和内阻”实验中，(1)用如图1所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图2所示，则该电池的电动势E＝_______V(保留3位有效数字)；内阻r＝_______Ω(保留2位有效数字)。
(2)现有如图3所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为0～9 999 Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0～10 Ω，电流表G的量程为0～3 mA、内阻为200 Ω，电压表的量程有0～3 V和0～15 V。请在图3中选择合适的器材，画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。
答案：(1)1.46(1.45或1.47均可)　0.65(0.63、0.64、0.66、0.67均可)　(2)见解析图
2．(2021·湖南高考)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：(1)将器材如图(a)连接：
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________端(填“a”或“b”)；(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据；(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为k，纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0。该电池电动势和内阻可表示为E＝________，r＝________；(用R0、RA、k、d、r0表示)
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0，利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻。
(5)实验器材中有定值电阻R0和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝的电阻值，如图所示：
原理的简单说明：①先将单刀双掷开关接1，读出电流表示数I0；②然后将单刀双掷开关接2，调节电阻丝接入电路的角度，直到电流表示数为I0，读出此时角度θ ；③此时θr0＝R0，即可求得r0的数值。
(四)电表的改装电表的三种改装方式
[过关训练]1．(2021·天津和平区一模)某同学欲将电流表(量程0～100 mA，内阻为2.5 Ω)改装为两用电表，即“×1”挡的欧姆表及量程为0～12 V的电压表，实验室可提供的器材有：A．一节全新的5号干电池(E＝1.5 V，内阻不计)B．滑动变阻器R1(0～30 Ω)C．滑动变阻器R2(0～3 Ω)D．定值电阻R3(117.5 Ω)E．定值电阻R4(120 Ω)F．单刀双掷开关S，一对表笔及若干导线
(1)图中A为________(填“红”或“黑”)表笔，测量电压时应将开关S扳向________(填“1”或“2”)。(2)滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)，定值电阻R应选________(填“R3”或“R4”)。(3)在正确选用器材的情况下，改装后电流表75 mA处在欧姆挡刻度盘上应标为________(Ω)(填写具体数值)。
答案：(1)红　1　(2)R1　R3　(3)5
2．(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计：将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘：通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准：红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。
解析：(1)实物连线如图所示。
答案：(1)见解析图　900　R1　(2)45　5 (3)0　35 000.0
(五)不容忽视的三个新增电学实验新《物理课程标准》新增以下三个电学实验：(1)观察电容器的充、放电现象；(2)探究影响感应电流方向的因素；(3)探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。以上三个实验属于演示性实验，虽然操作难度和复杂性不及分组实验，但由于是新增实验，对于新课改省市而言有较高的考查可能性(可能以选择题的形式考查，也可能以基础实验题的形式考查)，应引起足够重视！
1．观察电容器的充、放电现象　(1)电容器的充电过程 如图甲所示，当开关S接1时，电容器接通电源在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电荷，负极板因获得电子而带负电荷。正、负极板带等量的正、负电荷，电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0。
(2)电容器的放电过程 如图乙所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和，在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小，最后减小到零。
[针对训练]1．(2021·北京西城区二模)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为8.0 V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
(1)开关S改接2后，电容器进行的是________(选填“充电”或“放电”)过程。此过程得到的I-t图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_________________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将________(选填“减小”“不变”或“增大”)。(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q＝3.44×10－3 C，则该电容器的电容为______μF。(3)关于电容器在整个充、放电过程中的q-t图像和UAB-t图像的大致形状，可能正确的有________(q为电容器极板所带的电荷量，UAB为A、B两板的电势差)。
答案：(1)放电　0.2 s内电容器放出的电荷量　不变　(2)430　(3)AD
2．探究影响感应电流方向的因素
利用甲图判断电流方向与灵敏电流计中指针偏转方向的关系；利用乙图结合控制变量法，依次探究开关通断、滑动变阻器的滑片的移动、线圈A从线圈B中插入与拔出等因素对感应电流方向的影响。
[针对训练]2．如图所示为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针右偏转了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流表指针将________；②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左滑动时，灵敏电流表指针将________；
③在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．不能用楞次定律判断感应电动势方向D．可以用楞次定律判断感应电动势方向解析：(1)电路连接如图所示。
(2)①闭合开关时发现灵敏电流表的指针右偏转了一下，说明穿过原线圈的磁通量增大时，电流计指针右偏，将原线圈迅速插入副线圈时，穿过原线圈的磁通量增大，所以指针右偏；②将滑动变阻器触头迅速向左滑动时，电路电流减小，穿过原线圈的磁通量减小，指针左偏；③感应电流的产生需要有闭合回路，感应电动势的产生不需要，且可以通过楞次定律判断方向，故选B、D。答案：(1)见解析图　(2)①右偏　②左偏　③BD
3．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系　原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在交变电压。本实验通过改变原、副线圈的匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。
[针对训练]3．(1)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是________。
A．用可拆变压器，能方便地从不同接连柱上选取不同匝数的线圈B．测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电 压表C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱。副线圈电压大于原线圈电压D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对 副线圈电压的影响(2)变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为8.2 V和3.6 V。据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是______________________________。
解析：(1)变压器的输出电压跟输入电压以及原副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究，故A正确；变压器只能对交流电流的电压有作用，不能用直流电压表测量，故B错误；根据原、副线圈匝数之比等于输入电压与输出电压之比可知，原线圈与副线圈匝数比为8∶4，则副线圈的电压小于原线圈，故C错误；探究副线圈电压与匝数的关系，采用控制变量法，即为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，故D正确。(2)存在漏磁、铁芯发热、导线发热等现象。答案：(1)AD　(2)存在漏磁、铁芯发热、导线发热等现象
3．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法通常滑动变阻器应选用限流式接法，但在下列三种情况下，必须选择分压式接法。(1)若采用限流式电路，电路中的最小电流超过用电器的额定电流，必须选用分压式电路。(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须选用分压式电路。(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时必须选用分压式电路。
4．实物图连线的注意事项(1)按从电源“＋”极到“－”极的顺序连接电路，对有多条回路的电路，可逐条连接。(2)电流表与被测电路串联，电流表不能直接接到电源两端；电压表与被测电路并联，电压表可以直接接到电源两端。两表“＋”接线柱均靠近电源“＋”极，“－”接线柱靠近电源“－”极。(3)滑动变阻器的限流式接法应“一上一下”；分压式接法应先将全部电阻丝接入电路，再将被测电路与滑动变阻器的上接线柱按电路图连接。(4)连接完成后检查是否与电路图一致，有无元件连接错误等。