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1、第第2講講電學(xué)實驗電學(xué)實驗1(2012 年廣東卷)某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體的尺寸和電阻(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示數(shù)如圖 621 甲和乙所示,長度為_cm,直徑為_mm.甲乙丙解析:(1)游標(biāo)卡尺的主尺分度值為0.1 cm,故主尺應(yīng)讀5.0cm;游標(biāo)為10 分度,分度值為0.01 cm,圖中第 1 條刻度線對齊,故游標(biāo)應(yīng)讀0.01 cm10.01 cm.兩者相加為所測長度,即5.01 cm,注意游標(biāo)卡尺不需要估讀螺旋測微器的主尺分度值為 0.5 mm,故主尺應(yīng)讀 5.0 mm.旋轉(zhuǎn)尺的分度值為 0.01 mm,故旋轉(zhuǎn)尺應(yīng)讀 0.01
2、 mm31.5 0.315 mm. 兩者相加為所測直徑,即 5.315 mm,注意螺旋測微器需要估讀(2)為了安全,在接通開關(guān)之前,應(yīng)保證電路中的可變電阻所接入電路中的電阻阻值最大,以避免因電路電流過大而損壞電路元件(3)此題采用替代法測電阻,用電阻箱替代圓柱體接入電路,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電路的各項參數(shù)與原來相同,那么電阻箱的阻值就與圓柱體的阻值相等答案:(1)5.01 5.315 (2)大大(3)1 2802(2011 年廣東卷)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中,所用器材有:小電珠(2.5 V 0.6 W),滑動變阻器,多用電表,電流表,學(xué)生電源,開關(guān),導(dǎo)線若干(1)粗測小電珠的電阻
3、,應(yīng)選擇多用電表_(填“1”、“10”或“100”)倍率的電阻擋;調(diào)零后,將表筆分別與小電珠的兩極連接,示數(shù)如圖 622 甲所示,結(jié)果為_.甲乙圖 622(2)實驗中使用多用電表測量電壓,請根據(jù)實驗原理圖 622 乙完成實物圖 623 中的連線圖 623(3)開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片 P 置于_端為使小電珠亮度增加,P 應(yīng)由中點向_端滑動數(shù)據(jù)點abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.156 0.1850.2160.244(4)下表為電壓等間隔變化時所測得的數(shù)據(jù),為了獲得更準(zhǔn)確的實驗圖象,必須在相鄰數(shù)據(jù)點_(填“ab”、“bc”、“
4、cd ”、“de”或“ef ”)間多測幾組數(shù)據(jù).答案:(1)1 7.5(2)如圖 39 所示圖 39(3)a b (4)ab3.(2010 年廣東卷)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,使用的器材還包括定值電阻(R05 )一個,開關(guān)兩個,導(dǎo)線若干,實驗原理圖如圖 624 甲所示甲丙乙圖 624(1)在圖乙的實物圖中,已正確連接了部分電路,請完成余下電路的連接(2)請完成下列主要實驗步驟:A檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零;調(diào)節(jié)電阻箱,示數(shù)如圖丙所示,讀得電阻值是_;B將開關(guān) S1 閉合,開關(guān) S2 斷開,電壓表的示數(shù)是 1.49 V;C將開關(guān) S2_,電壓表的示數(shù)是 1.16 V;斷開開
5、關(guān) S1.(3)使用測得的數(shù)據(jù),計算出干電池的內(nèi)阻是_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)由于所有電壓表都不是理想電壓表,所以測得的電動勢比實際值偏_(填“大”或“小”)答案:(1)如圖 40 所示 (2)20 閉合(3)0.69 (4)小圖 40從近三年的電學(xué)實驗考題來看,考查的主要內(nèi)容及方向為:(1)基本儀器的使用(2)測電阻的相關(guān)實驗,以電流表內(nèi)外接法及滑動變阻器分壓限流接法為重點基本電學(xué)儀器的使用與讀數(shù)1多用電表【例1】多用電表的表頭如圖 625 所示在正確操作的情況下:圖 625(1)若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示,則測量的物理量是_,測量結(jié)果為_(2)若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示,則測量的
6、物理量是_,測量結(jié)果為_(3)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示,則測量的物理量是_,測量結(jié)果為_(4)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示,正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小,那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該依次為:_,_.(5) 全部 測量結(jié) 束后, 應(yīng)將選 擇開關(guān) 撥到 _ 擋或 者_(6)無論用多用電表進行哪種測量(限于直流),電流都應(yīng)該從_色表筆經(jīng)_插孔流入電表答案:(1)直流電壓 1.10 V (2)直流電流 44 mA(3)電阻 1 700 (4)改用“1 k”倍率,重新調(diào)零;將紅黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線,讀出指針?biāo)缚潭?,再乘以倍率得到測量值(5)OFF交流電壓 500 V 擋位置 (6)紅
7、 正用歐姆擋測電阻,如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅目潭戎堤?,應(yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測;如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅目潭戎堤?,應(yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測1某同學(xué)測量一只未知阻值的電阻他先用多用電表進行測量,按照正確的步驟操作后,測量的結(jié)果如圖 626 所示則讀出的阻值大小為_;為了使多用電表測量的結(jié)果更準(zhǔn)確,該同學(xué)應(yīng)該選用倍率_(填“大些”或“小些”)的擋位再進行測量圖 626答案:1 000 大些2安培表和伏特表【例2】圖 627 所示的是電壓表的刻度盤若當(dāng)時使用的是該表的 03 V 量程,那么電壓表的讀數(shù)為_;若當(dāng)時使用的是該表的 0 15 V 量程,那么電壓表的讀數(shù)為_
8、圖 627解析:03 V 量程的最小刻度是 0.1 V,是 10 分度的,因此要向下估讀一位,讀 1.15 V(由于最后一位是估讀的,有偶然誤差,讀成 1.141.18 V 之間都算正確).015 V 量程的最小刻度為 0.5 V,不是10 分度的,因此只要求讀到0.1 V 這一位,所以讀 5.7 V(5.65.8 V 之間都算正確)答案: 1.15 V 5.7 V基本實驗方法1電路的連接與儀器的選擇【例3】利用圖 628 甲所示的電路測量電流表 mA 的內(nèi)阻 RA.圖中 R1、R2 為電阻,K1、K2為電鍵,B 是電源(內(nèi)阻可忽略)根據(jù)圖甲所給出的電路原理圖,在圖乙的實物圖上連線甲乙圖628
9、答案:電路見圖41,注意按順序連,注意正負(fù)極連接不要出錯圖 41【例 4】某同學(xué)用圖 629 所示的電路,測繪標(biāo)有“3.8 V03 A”的小燈泡的燈絲電阻 R 隨電壓 U 變化的圖象除了導(dǎo)線和開關(guān)外,有以下一些器材可供選擇:圖 629解析:A1 量程才 0.1 A;V2 量程太大;R1 對電流控制更有效答案:A2 V1 R1E2(1)電路的連接注意事項:連線時把導(dǎo)線接在接線柱上電表的正負(fù)接法:電流從電表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出滑動變阻器應(yīng)處于有效的控制狀態(tài)(2)選擇實驗儀器注意事項:準(zhǔn)確性原則:選用電表量程應(yīng)盡可能減小測量值的相對誤差,電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿偏量程,安全
10、性原則:通過電源、電表、滑動變阻器、用電器的電流不能超過其允許的最大電流便于操作原則:選擇控制電路時,既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實驗要求,又要注意便于操作 2(2011 年深圳一模)有一個額定電壓為2.8 V,功率約為0.8 W 的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描繪這個小燈泡的 IU 圖線,有下列器材供選用:A電壓表(03 V,內(nèi)阻 6 k)B電壓表(015 V,內(nèi)阻 30 k)C電流表(03 A,內(nèi)阻 0.1 )D電流表(00.6 A,內(nèi)阻 0.5 )E滑動變阻器(10 ,2 A)F滑動變阻器(200 ,0.5 A)G蓄電池(電動勢 6 V,內(nèi)阻不計)(1)用如圖 6210 甲所示的電路進行測
11、量,電壓表應(yīng)選用_ ,電流表應(yīng)選用_ ,滑動變阻器應(yīng)選用_(用字母代號表示)甲乙圖 6210(2)通過實驗測得小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,由圖線可求得小燈泡在正常工作時的電阻為_.(3)若將此燈泡與電動勢 6 V、內(nèi)阻不計的電源相連,要使燈泡正常發(fā)光,需串聯(lián)一個阻值為_的電阻答案:(1)A D E(2)10 (3)112實驗電路選擇【例 5】某同學(xué)先后完成下面兩個實驗:甲:測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻;乙:描繪小燈泡的伏安特性曲線(1)用甲實驗測量得到的數(shù)據(jù)作出 UI 圖線如圖 6211中 a 所示,測得干電池電動勢為_V,內(nèi)阻為_.圖 6211(2)在描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗中,為減
12、小誤差,方便調(diào)節(jié),在給定的四個電路圖和三個滑動變阻器 E、F、G 中,應(yīng)選取的電路是_,應(yīng)選取的滑動變阻器是_E總阻值 15 ,最大允許電流 2 AF總阻值 200 ,最大允許電流 2 AG總阻值 1 000 ,最大允許電流 1 A(3)將實驗乙中得到的數(shù)據(jù)在實驗甲的同一 UI 坐標(biāo)系內(nèi)描點作圖,得到圖線 b,若將實驗甲中的電池與乙中的小燈泡組成閉合回路,此時小燈泡的實際功率為_W.解析:(1)圖線 a 與縱軸交點的縱坐標(biāo)為電源電動勢的大小,圖線斜率為電源內(nèi)阻的大小(2)由于小燈泡的電阻較小,故電流表應(yīng)外接;電壓要求可從零開始調(diào)節(jié),故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接,所以應(yīng)選取的電路是 C,應(yīng)選取的
13、滑動變阻器是E,這樣電流控制效果較好(3)由圖線可得,此時小燈泡兩端的電壓為 0.6 V,小燈泡中的電流為 1.2 A,所以小燈泡的實際功率為 0.72 W.答案:(1)1.5 0.75 (2)C E (3)0.72連接方式誤差來源測量值與真實值關(guān)系適用范圍外接法電壓表分流電流表的讀數(shù)大于流過待測元件的電流,故 R測R真測大電阻1測量電路電流表內(nèi)外接法的選?。?1)電路的對比:調(diào)節(jié)范圍限流式電路分壓式電路電壓調(diào)節(jié)范圍電流調(diào)節(jié)范圍2控制電路滑動變阻器分壓式、限流式接法的選?。?1)電路的對比:說明:U 為電源端電壓,R 為滑動變阻器的最大電阻,Rx為待測電阻的阻值(2)判斷方法:負(fù)載電阻Rx 遠大于滑動變阻器的總電阻R 時,應(yīng)采用分壓式接法,此時若采用限流式接法,對電路基本起不到調(diào)節(jié)作用要求負(fù)載上電壓或電流的變化范圍大,且從零開始連續(xù)可調(diào),應(yīng)采用分壓式接法采用限流電路時,電路中的最小電流(電壓)仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流(電壓)時,應(yīng)采用變阻器的分壓式接法負(fù)載電阻的阻值Rx 小于滑動變阻器的總阻值R 或相差不大,并且電壓表、電流表的示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào)時,可用限流式接法兩種電路均可使用時,應(yīng)優(yōu)先用限流式接法,因為限流式接法總功率較小