2022年高考物理三轮冲刺过关查补易混易错17电学实验(原卷版+解析)

这是一份2022年高考物理三轮冲刺过关查补易混易错17电学实验(原卷版+解析)，共36页。
（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和电流表示数，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，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、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。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，可得该电池的电动势和内阻。
【易错01】测定金属丝的电阻率
1.数据处理的方法
(1)在求Rx的平均值时可用两种方法
①用Rx=UI 分别算出各次的阻值,再取平均值。
②用U-I图线的斜率求出阻值。
(2)计算电阻率
将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ=RxSl=πd2U4lI。
2.误差分析
(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得的,直径的测量是产生误差的主要来源之一。
(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。
(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。
【易错02】测电阻的其它方法:
1.安安法
若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。
(1)如图甲所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=I1R1I2。
(2)如图乙所示,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的电阻R2=I1(R1+R0)I2。
2.伏伏法
若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。
(1)如图1所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻R2=U2U1R1。
(2)如图2所示,两电表的满偏电流IV1≪IV2时,V1并联一定值电阻R0后,同样可得V2的内阻R2=U2U1R1+U1R0。
3.半偏法测电流表内阻
电路图如图所示
步骤:(1)断开S2,闭合S1,调节R0,使电流表示数为满偏电流I0。
(2)保持R0不变,闭合S2,调节R,使电流表示数为I02。
(3)由上可得RA=R。
4.等效替代法
如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的示数即待测电阻的阻值。
【易错03】测量电源的电动势和内阻
1.数据处理的方法
(1)公式法:联立六组对应的U、I数据,满足关系式U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r、…,让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E、r,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。
(2)图像法:在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,个别偏离直线较远的点可舍去,则直线与纵轴交点的纵坐标值即电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),图线斜率的绝对值即电池的内阻r,即r=ΔUΔI。
2.误差分析
(1)偶然误差
①由于读数不准和电表线性不良引起误差。
②用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。
③测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化造成误差。
(2)系统误差
由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
a.如图甲所示,在理论上E真=U+(IV+IA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压,而实验中忽略了通过电压表的电流IV而造成误差,而且电压表示数越大,IV越大。
甲
乙
结论:①当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,短路电流测量值=真实值;
②E测