新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习Word文档下载推荐.docx

新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习Word文档下载推荐.docx

《新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总新高考一轮复习Word文档下载推荐.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

0.05mm＝14.50mm。

（3）第三看→主尺上的单位

主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1mm。

如图丙所示。

易错读成5mm＋4×

0.05mm＝5.20mm

正确的读数应为50mm＋4×

0.05mm＝50.20mm。

3．电流表和电压表的读数

（1）若刻度盘上每一小格为1、0.1、0.01、…时，需估读到最小刻度值的下一位。

（2）若刻度盘上每一小格为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05、…时，只需估读到最小刻度值的位数。

4．伏安法测电阻的电路选择

R<

时，用电流表外接法；

R>

时，用电流表内接法。

5．测量金属的电阻率

（1）先测直径，再连接电路。

应该把所测量的待测金属丝的两个端点之间的长度接入电路。

（2）本实验中被测金属丝的电阻值较小，应采用电流表外接法。

（3）开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。

（4）电流不宜太大（电流表用0～0.6A量程），通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。

1．测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差。

2．电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<

R真，由R＝ρ

，知ρ测<

ρ真。

3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率变化带来误差。

考点1　基本测量仪器的读数

（1）如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________mm、________mm。

（2）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm。

（3）①如图丙所示的电表使用0～0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；

当使用0～3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A。

②如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针示数为________V。

若使用的是较大量程，则表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V。

【自主解答】

解析：

（1）题图甲中最上面图的读数：

整毫米是16，不足1毫米数是7×

0.1mm＝0.7mm，最后结果是16mm＋0.7mm＝16.7mm。

中间图的读数：

整毫米是23，不足1毫米数是17×

0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。

最下面图的读数：

整毫米是3，不足1毫米数是7×

0.02mm＝0.14mm，最后结果是3mm＋0.14mm＝3.14mm。

（2）固定刻度示数为1.0mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0mm＋15.0×

0.01mm＝1.150mm。

（3）①使用0～0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；

当使用0～3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A。

②电压表使用0～3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；

使用较大量程时，每小格表示0.5V，表针示数为8.5V。

答案：

（1）16.7　23.85　3.14　

（2）1.150（1.149～1.151均可）　（3）①0.02　0.44　0.1　2.20（2.19～2.21均可）　②0.1　1.70（1.69～1.71均可）　0.5　8.5

考点2　仪器的选取和电路设计

在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6Ω，先用刻度尺测出金属丝的长度l以及金属丝的直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率。

在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下供选择的实验器材：

直流电源E：

电动势约为4.5V，内阻很小；

电流表A1：

量程0～0.6A，内阻为0.125Ω；

电流表A2：

量程0～3A，内阻为0.025Ω；

电压表V1：

量程0～3V，内阻为3kΩ；

电压表V2：

量程0～15V，内阻为15kΩ；

滑动变阻器R1：

最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为0.2A；

滑动变阻器R2：

最大阻值20Ω，允许通过的最大电流为1.0A；

开关，导线若干。

要求有较高的测量精度，并能测得多组数据。

（1）在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的电压表是________，应该选用的滑动变阻器是________。

（均填器材符号）

（2）根据所选的器材，在如图所示的虚线框中画出实验电路图。

（3）用测得的物理量表示电阻率的表达式为ρ＝________（用字母表示）。

（1）电源电动势约为4.5V，被测金属丝的电阻约为6Ω，干路中的最大电流约为0.75A，为使电表读数误差较小，故电流表选A1，电压表选V1，滑动变阻器R1允许通过的最大电流0.2A太小，所以滑动变阻器选R2。

（2）待测金属丝的电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示。

（3）由R＝

及R＝ρ

，又S＝π

＝

，得

ρ＝

。

（1）A1　V1　R2　

（2）见解析图　（3）

【技法总结】

电流表内、外接法的比较及选取

（1）电流表、电压表测电阻两种方法的比较

电流表内接法

电流表外接法

电路图

误差原因

电流表分压U测＝Ux＋UA

电压表分流I测＝Ix＋IV

电阻的

测量值

R测＝

＝Rx＋RA>

Rx，测量值大于真实值

<

Rx，测量值小于真实值

适用条件

RA≪Rx

RV≫Rx

（2）两种接法的选择

①阻值比较法：

先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；

若Rx较大，宜采用电流表内接法。

简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

②临界值计算法

Rx<

Rx>

③实验试探法：

按如图所示连接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；

如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。

考点3　数据分析与误差分析

（2019·

江苏高考）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。

实验操作如下：

（1）螺旋测微器如图甲所示。

在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________（选填“A”“B”或“C”），直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。

甲

（2）选择电阻丝的________（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。

（3）图乙中Rx为待测电阻丝。

请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置。

乙丙

（4）为测量Rx，利用图乙所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1I1关系图像如图丁所示。

接着，将电压表改接在a、b两端，测组电压U2和电流I2的值，数据见下表：

U2/V

0.50

1.02

1.54

2.05

2.55

I2/mA

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

请根据表中的数据，在方格纸上作出U2I2图像。

丁

（5）由此，可求得电阻丝的电阻Rx＝________Ω。

根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

（1）旋转微调旋钮C。

（2）电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测量直径，然后取平均值作为测量值。

（3）滑动变阻器采用分压式接法接入电路，注意线不能交叉，如图甲所示。

（4）将所给的5组数据标注在UI图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点落在直线上，如图乙所示。

乙

（5）由题意知

＝Rx＋RA＋R0，由U1I1图线的斜率可得

＝49.0Ω。

＝RA＋R0，由作出的U2I2图线的斜率可得

＝25.5Ω。

故Rx＝（49.0－25.5）Ω＝23.5Ω。

（1）C　

（2）不同　（3）见解析图甲　（4）见解析图乙　（5）23.5（23.0～24.0均可）

考点4　实验的改进与创新

国标（GB/T）规定自来水在15℃时的电阻率应大于13Ω·

m。

某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。

实验器材还有：

电源（电动势约为3V，内阻可忽略），电压表V1（量程为0～3V，内阻很大），电压表V2（量程为0～3V，内阻很大），定值电阻R1（阻值4kΩ），定值电阻R2（阻值2kΩ），电阻箱R（最大阻值9999Ω），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。

乙　　　　　　　　丙

实验步骤如下：

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C.把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E.改变玻璃管内水柱的长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F.断开S，整理好器材。

（1）测量玻璃管的内径d时，游标卡尺示数如图乙所示，则d＝________mm。

（2）玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx＝________（用R1、R2、R表示）。

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R

关系图像。

自来水的电阻率ρ＝________Ω·

m（结果保留2位有效数字）。

（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率的测量结果将________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。

（1）根据游标卡尺的读数规则，玻璃管的内径d＝30mm＋0×

0.05mm＝30.00mm。

（2）把S拨到1位置，记录电压表V1示数，得到通过水柱的电流I1＝

，由闭合电路欧姆定律，有E＝U＋

Rx。

把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R，得到该支路的电流I2＝

，由闭合电路欧姆定律，有E＝U＋

R2，联立解得Rx＝

（3）由电阻定律Rx＝ρ

，Rx＝

，联立解得R＝

·

R

关系图线的斜率k＝0.4×

103Ω·

m，k＝

，S＝

，代入数据解得ρ＝

＝14Ω·

（4）本实验中，若电压表V1内阻不是很大，则通过水柱的电流I1大于测量值，得到Rx>

，即自来水电阻的测量值偏大，自来水电阻率的测量结果将偏大。

（1）30.00　

（2）

　（3）14　（4）偏大

【核心归纳】

“测定金属的电阻率”的实验核心是导线电阻的测量，除伏安法外，本实验的主要创新点体现在测量目的、测量方法等，要注意实验原理、实验手段的迁移。

常见创新视角如下：

（1）实验原理的创新

教材中的实验是测量金属丝的电阻率，可以采用教材实验的原理测定导线的长度或导线的电阻。

（2）实验器材的创新

①实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密缠绕在圆柱形铅笔上30～50匝，测总长度，然后求出直径。

②还可以把电压表、电流表更换为电压、电流传感器。

（3）测量对象的创新

可以将测量金属丝的电阻率，改为测量圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率。

实验二　练习使用多用电表

1．使用多用电表的注意事项

（1）使用前要先机械调零。

（2）两表笔在使用时，电流总是“红进黑出”。

（3）测电阻时

①指针指中值附近较准，否则换挡。

②每换一挡必须重新欧姆调零。

③读出示数要乘以倍率。

（4）使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。

2．电路故障检测注意事项

将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。

在电源完好时，将电压表与外电路的各部分电路并联。

若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路内有断点。

1．偶然误差

（1）估读时带来的误差。

（2）表头指针角度偏转过大或过小都会使误差增大。

2．系统误差

（1）电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。

（2）测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。

考点1　多用电表的原理及使用

图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

图中E是电池；

R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；

表头Ⓖ的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。

虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。

该多用电表有5个挡位，5个挡位为：

直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆“×

100Ω”挡。

（1）图甲中的A端与______（选填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________。

A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。

（4）某次测量时，该多用电表指针位置如图乙所示。

若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为________；

若此时B端是与“3”相连的，则读数为____________；

若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。

（结果均保留3位有效数字）

（1）与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。

（2）R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确。

（3）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以

R1＋R2＝

＝160Ω

换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻

r＝

＝120Ω

新表头的量程是0～1mA，所以

R4＝

－r＝

Ω－120Ω＝880Ω。

（4）某次测量时，该多用电表的指针位置如题图乙所示。

若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为0～2.5mA的电流表，则读数为1.44mA；

若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆“×

100Ω”挡，则读数为11.0×

100Ω，即1.10×

103Ω；

若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为0～5V的电压表，则读数为2.89V。

（1）黑　

（2）B　（3）160　880　（4）1.44mA

1．10×

103Ω　2.89V

考点2　用多用电表判断电路故障

如图所示是某同学连接的实验电路实物图。

若灯L1、L2都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查：

（1）使用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于的量程是（　　）

A.0～2.5VB.0～10V

C.0～50VD.0～250V

（2）该同学的测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________（选填“a”或“b”）。

根据测试结果，可以判定故障是（　　）

A.灯L1短路B.灯L2短路

C.cd段断路D.df段断路

表1

测试点

a、b

c、d

d、f

电压表示数情况

有示数

无示数

（3）将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表2所示，那么进一步检查出的故障是（　　）

A.灯L1断路

B.灯L2断路

C.灯L1、灯L2都断路

D.de段断路

表2

d、e

e、f

指针偏转情况

（1）四节干电池的总电动势为6V，应用多用电表的直流电压的10V挡进行测量，故选B。

（2）在测试a、b间直流电压时，因为电流必须从多用电表的正接线柱流入，所以红表笔应当接触a。

若灯L1短路，则灯L1不亮，而灯L2亮，这与题述不符，故A错误；

若灯L2短路，则灯L2不亮，而灯L1亮，这与题述不符，故B错误；

若cd段断路，则d、f间没有电压，无示数，故C错误；

若df段断路，电路中无电流，两灯都不亮，a、b和d、f间有电压，c、d间无电压，与题述相符，故D正确。

（3）欧姆表的无穷大刻度在最左端，零刻度在最右端，电路断路时，其电阻为无穷大。

根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故D正确。

（1）B　

（2）a　D　（3）D

使用多用电表检测故障的三点注意事项

（1）电流挡检测：

将电流表串联在电路中，若示数为0，说明与电流表串联的部分电路断路。

（2）电压挡检测：

将电压表与部分电路并联，若示数为0或小于电动势，说明该部分电路完好。

若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。

（3）欧姆挡检测：

将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。

考点3　用多用电表探索黑箱内的电学元件

如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）。

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况。

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至欧姆“×

1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。

测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如表所示。

两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示。

请将记录表补充完整，并在黑箱图甲中画出一种可能的电路。

两表笔接的接点

多用电表的示数

________Ω

a、c

10.0Ω

b、c

15.0Ω

（1）使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻度线处。

（2）为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。

（3）欧姆表的读数为5.0×

1Ω＝5.0Ω；

每对接点间正、反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计的电路图如图甲、乙所示。

（1）A　

（2）短暂　（3）5.0　见解析图

判断元件

应用挡位

现象

电源

电压挡

两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源

电阻

欧姆挡

两接线柱正、反接时示数相同

二极管

示数很小说明黑表笔接二极管正极，示数很大说明黑表笔接二极管负极

电容器

指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢

某兴趣小组对市场中的电线进行调查。

（1）如图甲所示，采用绕线法测得该电线直径为________mm。

（2）取长度为100m的电线，欲测其电阻：

①先用多用电表进行粗略测量，将多用电表的选择开关置于“×

10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图乙所示。

为了使测量值更准确，选择开关应置于________（选填“×

1”“×

100”或“×

1k”）挡，并将两表笔短接，调节图丙中的________（选填“A”或“B”）重新调零后进行测量。

②用伏安法测量其电阻，并设计如图丁所示的电路，则电压表的另一端应接________（选填“a”或“b”），测得电压表示数为4.50V，而电流表示数如图戊所示，则所测的电阻为________Ω。

（1）由题图甲可知，10匝导线的直径之和为12.0mm，则该导线的直径为

mm＝1.20mm。

（2）①欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应换用小倍率挡；

换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节题图丙中的B旋钮（欧姆调零旋钮），使指针指到欧姆零刻度处。

②因待测电阻的阻值较小，应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；

电流表量程为0～3A，分度值为0.1A，则读数为2.50A，故电阻R＝

Ω＝1.80Ω。

（1）1.20　

（2）①×

1　B　②a　1.80

实验三　电源电动势和内阻的测量

1．电池选取：

应选用内阻较大的旧电池。

2．实验操作：

实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关。

3．数据要求：

要测出不少于6组的（I，U）数据，且变化范围要大些。

4．描点画图：

画UI图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。

5．纵轴标度的确定：

纵轴的刻度可以不从0开始，而是依据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从0开始）。

但这时图线和横轴的交点不再是短

路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。

（1）由于电表读数不准确引起误差