1、1、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)已知 的内阻 R1，则可测得 的安安法 内阻 R2I1R1I2已知 的内阻 R1， 串联一定值电阻 R0 后，同样可测得 的电阻 R221)(I伏伏法若已知 的内阻 R1，则可测出的内阻 R2 R1U2U1若已知 的内阻 R1， 并联一定值电阻 R0 后，同样可得 的内阻 R2U2U1R1 U1R0等
2、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、I 2，可得 RxI2R1I1如果考虑电流表内阻的影响，则I1(RxR A1)I 2(R1R A2)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
3、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，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
4、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
5、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 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)
6、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) 6LuI【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 u 0.1 3.0 V30 cmV/cm.(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，R x两端的电压为 Lu，根据欧姆定律有 Rx .L I，作出图象，如图所示，则根据图象的斜率求得 Rx6 .LuI Rxu2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
7、 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 )；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
8、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 1”或“A 2”)；(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
9、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)A 1 (3) (4) 无d2R04L03(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的实物电路连接【答案】(1)0.007 0.638(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
10、，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、
11、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 ，Sa 2 d2 联立可得电阻率的大小 UI LS 145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
12、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UI之差 L 和 R，若电阻丝直径为 d，则电阻率 _.【答案】(1)D H G (2)见解析图 (3)Rd24L(2)如图所示(3)根据 R ，得 R ，而 S ，代入得 .lS LS d24 Rd24L6小张同学打算测量某种由合金材料制
13、成的金属丝的电阻率 .待测金属丝的横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
14、)【答案】(1)59.40 0.434(0.433 0.435 均对) (2)图见解析 (3)5.80 (4)RD24L(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： . LS D24 RD24L12.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
15、.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：R 03 电源：电动势 6 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“R 2”)，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)R 2 a (2) 如解析图所示 (3)2.
16、30(2.292.31 均正确) (4)94(93 95 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”、 “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
17、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)B 0.410 (2)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
18、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 Rx 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，R x 测 _Rx 真 (填“”“=”或“”)表 1U(V) I(A)接线端 P 接 a 1.84 0.15接线端 P 接 b 2.40 0.15表 2U(V) I(A)接线端 P 接 a 2.56 0.22接线端 P 接 b 3.0
19、0 0.20(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，
20、由于电压表分流作用，电流UaIa 1.840.15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 Rx R A13 .Ub UaIa UbIb15(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，
21、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
22、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) C B 见解析图甲所示(3)1.9 (4)1.210 5【解析】(3)图线如图乙所示由图乙图线可知，斜率 k 1.9 V/m.UL(4)a、c 间
23、电压 UIR I ，电阻丝的截面积 S d2，可得电阻率 k ，代入 k、d、I 的LS 4 d24I数值，得 1.210 5 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，S 2 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，I 10.30 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，I 20.32 A根据以上测量数据判断，当
24、S2 处于位置_(选填“a” 或“b”)时，测量相对准确，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)b 2.9RD24L(3)根据 0.32，而 0.07，可知，电压表分流较大，因此必须采用UU1 1.35 0.921.35 II1 0.32 0.300.30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 .0.920.3217. 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
25、 ；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) R1 b (3)I1(R0 r1)I2 I1(3)由并联电路特点：R x(I2I 1)(R 0r 1)I1 得： Rx . I1(R0 r1)I2 I1
