【對高考試題電學實驗易錯點的分析及教學中注意綜述事項6300字】

《對高考試題電學實驗易錯點的分析及教學中注意綜述事項》真題題序分值實驗考向及要點情景再現2020年高考全國卷Ⅰ第22題6分[命題點分析]伏安法測阻值為幾十歐姆的電阻Rx，[思路方法](1)內外接誤差分析(2)理解U－I圖的含義（32020年高考全國卷Ⅱ第22題10分[命題點分析]研究小燈泡的伏安特性[思路方法](1)分壓外接電路的選擇(2)實物圖的連接2020年高考全國卷Ⅲ第23題9分[命題點分析]探究熱敏電阻的溫度特性[思路方法](1)電路圖的設計(2)i電路的故障分析2019年高考全國卷Ⅰ第23題9分[命題點分析]研微安表改裝[思路方法](1)電路圖的設計(2)電學計算問題2019年高考全國卷Ⅱ第23題9分[命題點分析]研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關系[思路方法]創新實驗的考查2017年高考全國卷Ⅲ第23題9分[命題點分析]電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準[思路方法](1)電表的校準問題(2)電表改裝原理及計算、電表的讀數一、統計真題考點分布，明確考情真題題序分值實驗考向及要點情景再現2018年高考全國卷Ⅰ第23題10分[命題點分析]探究熱敏電阻的溫度特性[思路方法](1)等效替代法測電阻(2)理解R2－t圖的含義（3）電表的改裝2018年高考全國卷Ⅱ第22題6分[命題點分析]多用電表的改裝[思路方法](1)電流表的改裝是并聯一個電阻(2)電壓表的改裝是串聯一個電阻2018年高考全國卷Ⅲ第23題9分[命題點分析]比較法測電阻[思路方法](1)分壓電路的連接(2)利用歐姆定律得出Rx的表達式2017年高考全國卷Ⅰ第23題10分[命題點分析]研究小燈泡的伏安特性[思路方法](1)分壓外接電路的選擇(2)分析電路消耗的功率時用到等效法、作圖法來處理數據2017年高考全國卷Ⅱ第23題9分[命題點分析]電橋法測量微安表內阻[思路方法]等效替代法的應用2017年高考全國卷Ⅲ第23題9分[命題點分析]多用電表的使用、電表的改裝[思路方法](1)使用多用電表的操作規范(2)電表改裝原理及計算、電表的讀數真題題序分值實驗考向及要點情景再現2016年高考全國卷Ⅰ第23題10分[命題點分析]熱敏電阻控制的報警系統[思路方法](1)電路控制問題(2)等效替代2016年高考全國卷Ⅱ第23題9分[命題點分析]半偏法測電壓表的內阻[思路方法]半偏法測大電阻（RV）實物連線；（3）電壓表的改裝2016年高考全國卷Ⅲ第22題10分[命題點分析]研究與安培力有關的實驗【教材拓展實驗】[思路方法]實物連線；（2）滑動變阻器限流接法的連接；（3）動能定理2015年高考全國卷Ⅰ第23題9分[命題點分析]電流表的改裝和校對[思路方法]雙量程電流表的改裝定值電阻和滑動變阻器的選擇斷路故障檢測2015年高考全國卷Ⅱ第23題9分[命題點分析]半偏法測電壓表的內阻[思路方法]（1）半偏法測大電阻（RV）電路設計（2）完善實驗步驟；（3）系統誤差分析2014年高考全國卷I第22題9分[命題點分析]安阻法測電源電動勢E和內阻r[思路方法]（1）原理：閉合電路歐姆定律（2）圖像法處理數據；（3）電流表的改裝2014年高考全國卷Ⅱ第23題6分[命題點分析]伏安法測電阻[思路方法]伏安法測電阻電流表A內接與外接法系統誤差分析高考2019年考試大綱關于實驗與探究能力的要求---五能三會表2主題內容要求說明實驗實驗四：驗證牛頓運動定律實驗五：探究動能定理實驗六：驗證機械能守恒定律實驗七：驗證動量守恒定律實驗八：測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)實驗九：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗十：測定電源的電動勢和內阻實驗十一：練習使用多用電表實驗十二：傳感器的簡單使用【5個電學實驗】1.要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等2.要求認識誤差問題在實驗中的重要性,了解誤差的概念,知道系統誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差3.要求知道有效數字的概念,會用有效數字表達直接測量的結果。間接測量的有效數字運算不作要求能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題，包括簡單的設計性實驗。可以簡單概括為：五能三會表3（選考內容范圍及要求）主題熱學3-3內容要求說明實驗用油膜法估測分子的大小要求會正確使用溫度計注意：考考的實驗與探究能力，而不是考實驗本身！三、命題規律研究及預測電學實驗高考試題每年都出現，一般分值為9分或10分。考查實驗原理、儀器的選擇、電路的分析、數據的處理及系統誤差分析是高考的高頻考點.實驗考點的重組、創新是命題的發展趨勢。如2018年全國I卷（河南高考）第23題探究熱敏電阻在25℃~80℃范圍內的溫度特性，核心是替代法測電阻，與電表的改裝知識點組合，電壓表與定值電阻R0并聯起到一個電流表A的作用；再如2017年全國I卷（河南高考）第23題以描繪小燈泡的伏安特性曲線為基準點，與小燈泡消耗功率最大最小相組合。年份考點年份考點2009練習使用多用表利用多用表的電壓擋和歐姆檔進行斷路故障檢測2014測量電源的電動勢和內阻安阻法+電流表的改裝+電表讀數2010伏安法測量在不同溫度下RL的阻值實物連線+畫RL-t圖線+電表讀數2015電流表的改裝和校對雙量程電流表的改裝+斷路故障檢測2011測量一微安表頭A的內阻等效替代法2016熱敏電阻控制的報警系統等效替代法+原理電路圖的連線2012測量磁場的磁感應強度B大小實物連線+實驗原理（填步驟）2017研究小燈泡的伏安特性等效電源法、作圖法處理數據2013測量多用電表內電池的電動勢和電阻“×1k”擋內部電路的總電阻：多用電表+測電源電動勢E+電表讀數2018探究熱敏電阻的溫度特性替代法測電阻+電表的改裝+畫R2-t曲線最近10年河南高考電學實驗題考點分布見下表：從上表我們可以看出：電表的改裝考查了3次：2014、2015和2018；電表的讀數考查了3次：2010、2013和2014；實物連線考查了3次：2010‘2012和2016；畫圖線考查了3次：2010、2017和2018；測電阻考查了6次：2010、2011、2013、2014、2016和2018其中替代法測電阻考查了3次：2011、2016和2018；2010年考查伏安法測電阻；2013年利用閉合電路歐姆定律；2014年利用閉合電路歐姆定律測E和r（安阻法）。不難發現，測電阻一直是考查的主流，也是備考的重點。全國I卷近10年主要考查了伏安法、等效替代法和安阻法（閉合電路歐姆定律）。全國II卷和III卷還考查了半偏法、電橋法和比較法。實物連線、結合圖線進行數據處理和計算也是高頻考點。斷路故障檢測2009年和2015年考查了2次，探黑箱元件最近10年未做考查。伏阻法和伏安法測電源電動勢最近10年也未做考查。所以涉及電源電動勢和內阻的實驗、多用電表、電路故障分析與黑箱探測、分壓接法實物圖的連接，半偏法、安安法、伏伏法、電橋法測電阻等將會是2019年命題的重點。四、透析近幾年高考真題，感悟考查技能點----考什么、怎么考回答下列問題：【答案】(1).、(2).I(3).(4).【解析】【詳解】(1)[1]若將電壓表接在、之間，則根據一次函數關系可知對應斜率為。若將電壓表接在、之間，電流表分壓為：根據歐姆定律變形可知：解得：根據一次函數可知對應斜率為，對比圖像的斜率可知：所以II圖線是采用電壓表跨接在、之間。[2]因為待測電阻為幾十歐姆的電阻，通過圖像斜率大致估算待測電阻為左右，根據：說明電流表的分壓較小，電流表的分流較大，所以電壓表應跨接在、之間，所以選擇圖線I得到的結果較為準確。[3]根據圖像可知：[4]考慮電流表內阻，則修正后的電阻為：題】【答案】(1).(2).1.8(3).25.5(4).R1(5).1.2【解析】【詳解】(1)滑動變阻器由用分壓式，電壓表可是為理想表，所以用電流表外接。連線如圖(2)由部分電路歐姆定律得(3)由該電阻的阻值隨溫度變化的曲線直接可讀得：25.5℃。(4)①溫度升高時，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少。而溫度高時輸出電壓要升高，以觸發報警，所以R1為熱敏電阻。②由圖線可知，溫度為50℃時，R1=0.8kΩ，由歐姆定律可得代入數據解得。【答案】(1).(2).C(3).AC(4).【解析故本題答案為：（1）（2）C（3）AC（4）或【答案】(1).5.00(2).變小(3).增大(4).B(5).2.8【解析】【詳解】（1）U1=IR0=100Ω×50×10-6A=5×10-3V=5mV由，I不變，溫度升高，U減小，故R減小；由于R變小，總電阻減小，電流增大；R0兩端電壓增大，即V1表示數變大，只有增大電阻才能使電流減小，故華東變阻器向右調節，即向B短調節。由圖可知，=2.8×10-3V/℃歐姆表設計【答案】(1).(2).900(3).R1(4).45(5).5(6).0(7).35000.0【解析】【詳解】根據歐姆表的改裝原理，由短接時的歐姆定律和中值電阻的意義可算出R=900Ω，為了滑動變阻器的安全，選擇R1；另外，需深刻里面歐姆表表盤的刻度原理和校準標準。回答下列問題：（1）在閉合S1前，圖（a）中R1的滑片應移動到_____填“a”或“b”）端；（2）在圖（b）的坐標紙上補齊數據表中所給數據點，并做出R2-t曲線：___________【答案】（1）b（2）如圖所示（3）450（4）620.033.0【點睛】解答此題常見錯誤主要有：一是沒有掌握滑動變阻器的分壓接法和限流接法在開關閉合前滑動頭的位置；二是沒有認真閱讀題述的實驗過程，導致不能把電阻箱R的讀數與熱敏電阻阻值聯系起來。阻值比較大，與改裝后的電流表串聯可充當大量程的電壓表，設計電路圖如圖所示;【點睛】：利用串并聯的關系求解改裝電表時需要串聯的電阻或者并聯的電阻大小。QUOTEU2U1-1R01.電表、電阻箱等的讀數(1)對電表讀數問題：要先根據量程弄清楚電表的精確度,即每小格代表的數值,再確定估讀的方法，明確讀數的小數位數。最小分度含“1”的,是按十分之幾估讀；最小分度含“2”的，是按二分之幾估讀即半格估讀；最小分度含“5”的是按五分之幾估讀。（2）電阻箱不需要估讀，但要注意它的精確度，如最大阻值是999.9Ω的電阻箱，它的精確度是0.1Ω，所以即便是X0.1Ω的旋鈕對準0，在讀數結果中小數點后必須加“0”.（3）多用電表的電阻擋雖然刻度不均勻，但也要估讀。當指針對著某一刻度線時可以估讀為0.例如：在2013年河南高考題中，電阻擋置于X1K擋，指針對著“15”的刻度線，讀數結果答案給的是15.0KΩ。2.控制電路--滑動變阻器分壓、限流的選擇（1）分壓、限流的比較【不計電源內阻】限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯關系不同負載R上電壓調節范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調節范圍大負載R上電流調節范圍eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓電路調節范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為保護電路元件(2)控制電路的選擇①從節能的角度考慮，都能滿足要求時，限流優先：操作簡便、節能一般地，當R滑≥2Rx時可以考慮限流；當R滑<Rx時考慮分壓接法。描繪元件伏安特性曲線、對改裝表的校準或者利用I-U（或U-I）圖線處理數據求結果，一般隱含著I、U變化范圍要大，故采用分壓接法。公式法根據實驗原理,結合物理公式,計算所研究的物理量。通常計算多組數據,最后采用取平均值的方法,減小實驗偶然誤差。【注意逐差法有利于減小實驗測量引起的偶然誤差。】這幾個方面的因素要綜合考慮，靈活運用。II、通常可以從以下三方面入手：=1\*GB3①．根據待測原件的額定電壓和額定電流（有時需要根據額定功率和大約阻值估算），結合電源的電動勢E情況（有時需要選擇電源），在不使電表受損和盡量減少誤差的原則下選擇電表：能用小量程的不用大量程．【能小不大】5、測電阻的八種常用方法-----集結號（1）伏安法測電阻A.電流表的內接法和外接法的比較電流表內接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx，測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx口訣大內偏大(大電阻用內接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)采用外接法。閉合S1閉合S1后,先將S2擲于1,調節R,使兩表有合適的偏轉，示數分別為U1和I1；再將S2擲于2,調節R，兩表示數分別為U2和I2；則RX=U1/I1-U2/I2或者如圖C那樣。或者如圖C那樣。首先，閉合電鍵S和S1，調節滑動變阻器，讀出這時電壓表和電流表的示數分別為和；然后，保持滑動變阻器的滑片不動，將電鍵S1斷開，讀出這時電壓表和電流表的示數分別為和。D.伏安法測電阻的常規實驗設計（2）替代法2018全國I卷2018全國I卷S2S2可以省掉半偏法測電壓表內阻系統誤差：半偏法測電壓表內阻系統誤差：偏大R越小，V滿偏時RV與之并聯部分的阻值越小，電阻箱串入時引起并聯部分電阻的增大對總電阻的變化就越小半偏法測電流表內阻系統誤差：半偏法測電流表內阻系統誤差：偏小E越大，A滿偏時R連入阻值越大，電阻箱并入時引起并聯部分電阻的減小對總電阻的變化就越小2017全國II卷（4）電橋法2017全國II卷電壓表V1電壓表V1內阻為已知，它與R0并聯起到一個電流表A的作用，由電壓表V1的示數U1可以求出通過待測電阻RX的電流IX，則RX=U2/IX;或者兩個電壓表均為理想電壓表，利用串聯電路的分壓原理便可求得RX（5）伏伏法（比較法）只有一個電壓表，加一個單刀雙擲開關2018全國II卷只有一個電壓表，加一個單刀雙擲開關2018全國II卷，電壓表V為理想電壓表利用串聯電路的分壓原理如如左圖所示，測得電阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示數I1、I2，可得RX＝eq\f(I2R1,I1)（兩電流表可視為理想電表即內阻很小，RA遠遠小于RX或R0，可以忽略不計。（6）安安法如果考慮電表內阻的影響，則由I如果考慮電表內阻的影響，則由I1(Rx＋RA1)＝I2(R1＋RA2)得RX＝eq\f(I2R1＋RA2,I1)－RA1(3)在坐標紙上畫出R1與I2的關系圖．(4)根據以上實驗得出Rx＝________Ω.[解析](1)該實驗測Rx電阻的原理為并聯電路兩支路電壓相等，即(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，其中r1、r2分別為A1、A2兩表的內阻．又因為Rx的阻值約幾十歐，與R0＋R1在同一數量級，A1示數為I1＝0.15A，表示電流表A1只能從C、D中選擇，A2電流數量級【從圖像所描的數據點可知】與A1相同．由測量原理可知：(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，因Rx未知，故r2阻值應已知，故A1選D，A2選C.【若將Rx換為定值電阻，電流表A1內阻未知，則可測定電流表A1內阻】(2)因A1示數I1＝0.15A不變，R1變小，(R0＋R1＋r1)I1變小，滑動變阻器所分電壓變大，R應變大．(3)該圖線為一條直線，離線較遠的一組數據為錯誤數據，應舍去，其他點應對稱分布在直線兩側．(4)由實驗原理得：(R0＋R1＋r1)I1＝(Rx＋r2)I2其中R0＝10Ω，r2＝5.0Ω，I1＝0.15A，從圖線上選擇兩組R1、I2代入不同數值可解得Rx約為31Ω.【當然也可以求得r1的值】從圖像上根據截距也能求得，截距b=R0＋r1①機械調零：多用電表與外電路斷開時，觀察指針是否指在左端的電流0，如果沒有指到0電流刻度處，就可用螺絲刀調節表盤上的機械調零旋紐使指針歸零．②電阻調0【歐姆調0】將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，筆尖相互接觸，調節可調部件R，使電表指針指向右端的“歐姆0刻度”位置。E.歐姆表的內阻R內當指針指在中央刻度即Ig/2時，外電阻RX與歐姆表內阻相等，故R內=E/Ig=Rg+r+R,也叫中值電阻F.注意：I＝eq\f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)由于電流I與RX不是線性關系，所以歐姆表盤上的刻度線是不均勻的，由右向左逐漸變密．紅入黑出，黑表筆連的是電源的正極根據閉合電路歐姆定律測電源的電動勢E和內阻rI.常用的三種方法A.伏安法：①A外接②A內接B.伏阻法C.安阻法II.伏安法的系統誤差分析電流內接法電流表表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IVE和r測量值【畫U-I圖】系統誤差均偏小減小或消除的方法電壓表的內阻越大誤差越小；如RV測出或已知可消除III根據閉合電路歐姆定律測定值電阻的阻值先利用伏安法測出E和r;再把待測定值電阻RX改接在BC之間，然后利用U-I圖線求出等效內阻r’=r+RX,便可求出RX【典例見2015四川高考題】U-I圖線。圖1回答下列問題(1)根據圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線.(2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關系，在坐標紙上作RL-t關系圖線高考真題鞏固檢測解析及答案】1.BCF大于電壓表的讀數大于待測電阻兩端實際電壓（其他正確表述也可）R2（3）①650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞②c報警器開始報警【解析】（1）電路連線如圖。3.【答案】（1）R1（2）連線如下圖