1、一、 考法分析和解题技法（一）考法分析热门考法考法1 实验原理与操作考法2 数据处理与误差分析考法3 创新实验设计（二）解题技法1. 实验原理与操作 数据处理电阻的测量方法：方法电路原理图实验原理或特点伏安法大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量)安安法已知的内阻R1，则可测得的内阻R2已知的内阻R1，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2伏伏法若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2R1若已知的内阻R1，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2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
2、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，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值比较法如图所示，读得电阻箱R1的阻值及、的示数I1、I2，可得Rx如果考虑电流表内阻的影响，则I1(RxRA1)I2(R1RA2)2. 误差分析（1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，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3. 创新实验设计通过对近几年的高考实验试题的研究发现
3、，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点，实验的基本原理和思想方法是考查的核心高考命题视角：视角1基本仪器的使用及读数(如螺旋测微器、游标卡尺、电压表、电流表及多用电表的读数)视角2实验仪器的选择、测量电路、控制电路的选择视角3完善基本操作过程视角4根据题目给出的实验器材，用所学知识解决实际问题，设计新的实验方案4. 注意事项（1）被测金属导线的电阻值较小，实验电路一般采用
4、电流表外接法（2）测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值（3）测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值（4）闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置（5）在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. 四、跟踪速练1图(a)是测量电阻Rx的原理图学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab
5、的总长为30.0 cm.(1)根据原理图连接图(b)的实物图(2)断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压u_V/cm.记录此时电流表A1的示数(3)保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤(2)记录的值相同，记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值，测量数据已在图(c)中标出，写出Rx与L、I、u的关系式Rx_；根据图(c)用作图法算出Rx_.【答案】(1)见解析图(2)0.1(3)6【解析】(1)如图所示(2)断开S2，合上S1，电阻丝两端的电压为3.0 V，则电阻丝单位长度的电压为u0.1 V/cm
6、.(3)由于电流表A1的示数不变，因此ac段单位长度上的电压不变，Rx两端的电压为Lu，根据欧姆定律有Rx.LI，作出图象，如图所示，则根据图象的斜率求得Rx6 .2利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 .带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约为1 )；电流表A1(量程0100 mA，内阻约为5 )；电流表A2(量程00.6 A，内阻约为0.2 )
7、；电阻箱R(0999.9 )；开关、导线若干实验操作步骤如下：A用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F断开开关，整理好器材(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d_mm；(2)实验中电流表应选择_(选填“A
8、1”或“A2”)；(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的RL关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式_(用给定的物理量符号和已知常数表示)(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果_影响(选填“有”或“无”)【答案】(1)0.732(2)A1(3)(4)无3(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm.(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中
9、的实物电路连接【答案】(1)0.0070.638(0.636 mm0.640 mm) (2)见解析图【解析】(1)由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为0.007 mm，测量后要去掉开始误差(2)将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入，掌握滑动变阻器的分压接法连接图如图所示4如图甲所示的金属工件，截面外方内圆，外边长约为1 cm、内径约为0.5 cm、长度约为40 cm.(1)某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示，其读数a_ cm.(2)应选用_来测量工件内径d，选用_来测量工件长度L(填“毫米刻度尺”、“游标卡尺”或“螺旋测微器”)(3)为了测出该金属的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电
10、路，请按设计的电路完成实物图丁的连线(4)实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，请写出该金属电阻率的表达式_(用a、d、L、U、I等字母表示)【答案】(1)1.05 cm(2)游标卡尺毫米刻度尺(3)见解析图(4) 【解析】(3)实物图如图所示(4)由R，R，Sa2d2联立可得电阻率的大小5用伏安法测定电阻约为5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋
11、测微器如图丙所示(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动_使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动_夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动_使F固定后读数(填仪器部件的字母符号)(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R计算出相应的电阻值后作出RL图线如图所示取图线上两个点间数据之差L和R，若电阻丝直径为d，则电阻率_.【答案】(1)DHG(2)见解析图(3)(2)如图所示(3)根据R，得R，而S，代入得.6小张同学打算测量某种由合金材料制成的金属丝的电阻率.待测金属丝的横
12、截面为圆形实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、电键、待测金属丝及导线若干(1)用毫米刻度尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图1和图2所示由图可知其长度L_cm，直径为D_mm；(2)该同学计划要用图象法求出电阻的阻值，要求电压从0开始变化请将图3所示实物电路图中所缺部分补全；(3)图4是实验中测得的6组电流I、电压U的值描的点，由图求出的电阻值R_(保留3位有效数字)；(4)请写出待测金属丝的电阻率的表达式_(用测得的物理量的符号表示)【答案】(1)59.400.434(0.4330.435均对) (2)图见解析(3
13、)5.80(4)(3)用直线拟合各数据点，使直线通过尽量多的点，其他点均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点，直线的斜率表示金属丝的电阻，故R5.80 .(4)由电阻定律可知，R，S，解两式得：. 12.实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 电压表：量程3 V，内阻约9 k滑动变阻器R1：最大阻值5 滑动变阻器R2：最大阻值20 定值电阻：R03 电源：电动势6
14、V，内阻可不计开关、导线若干回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)(2)在实物图丙中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_V.(4)导线实际长度为_m(保留2位有效数字)【答案】(1)R2a(2)如解析图所示(3)2.30(2.292.31均正确)(4)94(9395均正确)13某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲所示的部件_(选填“A”
15、、“B”、“C”或“D”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议_【答案】(1)B0.410(2)
16、7、9断路【解析】(1)读数前应先旋紧B防止读数时测微螺杆发生转动螺旋测微器读数041.00.01 mm0.410 mm.(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)14. (2017邯郸一中高考一轮收官)在测定某金属的电阻率实验中：(1)某学生进行了如下操作：利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d_ mm.测量金属丝电阻Rx的电路图如图2所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如表1所示该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是_，比较合理且较准确的金属丝电阻R
17、x测_(保留两位有效数字)，从系统误差角度分析，Rx的测量值与其真实值Rx真比较，Rx测_Rx真(填“”“=”或“”)表1U(V)I(A)接线端P接a1.840.15接线端P接b2.400.15表2U(V)I(A)接线端P接a2.560.22接线端P接b3.000.20(2)另一同学找来一恒压电源，按图3的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如表2所示，该同学利用该数据可算出Rx的真实值为_.【答案】(1)1.704电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零12(2)13【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5 mm20.40.01 mm1.704 mm.由表
18、中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，电压表应接a点，金属丝电阻Rx测 12 ；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值(2)由表中实验数据知，RA，则RxRA13 .15(2017常州模考)某同学要测量一根均匀电阻丝的电阻率他在电阻丝两端分别接了接线柱a、b，并将电阻丝固定在米尺上，米尺的中间设置了一个可沿电阻丝滑动的触头c，c的上端为接线柱，a、c间的长度可在米尺上直接读出，如图1所示可供选择的器材有：A待测电
19、阻丝(长约80 cm，阻值小于5 )；B电压表03 V，内阻约3 k；C电流表00.6 A，内阻约0.5 ；D电池组：电动势3 V，内阻很小；E滑动变阻器R，总阻值10 ；F开关，导线若干；G螺旋测微器(1)该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度如图2所示，读数为_mm.(2)该同学认为，应尽量避免由于电流热效应导致的电阻率变化，为此，应使a、b间电压保持不变，只改变触头c的位置，测量a、c间的电压U，寻找U和a、c间电阻丝长度L的关系，即可实现测量电阻率的目的根据上述分析，完成下列问题：实验中采用的思想方法是_(将选项前的字母填在横线上)A等效替代法B建立理想模型法C控制变量法D实验推理
20、法滑动变阻器所起的作用主要是_(将选项前的字母填在横线上)A调节电压表和电流表的示数，实现多次测量B使电阻丝a、b间保持适当电压，充当保护电阻的作用根据以上分析，将图3连成实验电路(3)该同学通过改变触头c的位置，分别测出了五组长度L与对应的电压U的数据(电流表示数保持在0.50 A不变)，并已描在坐标纸上，如图4所示请根据图4上的数据点描绘出图线，算出图线的斜率k_V/m.(保留两位有效数字)(4)根据上面提供的有关数据计算该电阻丝的电阻率_ m.(保留两位有效数字)【答案】(1)1.978(2)CB见解析图甲所示(3)1.9(4)1.2105【解析】(3)图线如图乙所示由图乙图线可知，斜率
21、k1.9 V/m.(4)a、c间电压UIRI，电阻丝的截面积Sd2，可得电阻率k，代入k、d、I的数值，得1.2105 m.16.要测量某种合金的电阻率(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率_.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为_mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关根据原理图在图丙中将实物连线补充完整（3）闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U11.35 V，I10.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U20.92 V，I20.32 A根据以上测量数据判断，当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时，测量相
22、对准确，测量值Rx_.(结果保留两位有效数字)【答案】(1)0.650(2)如图所示(3)b2.9(3)根据0.32，而0.07，可知，电压表分流较大，因此必须采用电流表外接法，即S2处于位置b时，测量相对准确，根据欧姆定律，则有Rx 2.9 .17. 用以下器材测量待测电阻Rx的阻值A待测电阻Rx：阻值约为200 ；B电源E：电动势为3.0 V，内阻可忽略不计；C电流表A1：量程为010 mA，内电阻r120 ；D电流表A2：量程为020 mA，内电阻约为r28 ；E定值电阻R0：阻值R080 ；F滑动变阻器R1：最大阻值为10 ；G滑动变阻器R2：最大阻值为200 ；H单刀单掷开关S，导线若干(1)为了测量电阻Rx，现有甲、乙、丙三位同学设计了以下的实验电路图(如图)，你认为正确的是_；(填“甲”、“乙”或“丙”)(2)滑动变阻器应该选_；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_端；(填“a”或“b”)(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2.则Rx的表达式为：Rx_.【答案】(1)乙(2)R1b(3)(3)由并联电路特点：Rx(I2I1)(R0r1)I1得： Rx.