2019-2020年高三物理復(fù)習(xí) 專題十 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新講義.doc
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2019-2020年高三物理復(fù)習(xí) 專題十 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新講義 一、多用電表的使用 例1 (xx新課標(biāo)Ⅰ23)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示電路,測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有: 圖1 多用電表;電壓表:量程5 V,內(nèi)阻十幾千歐;滑動(dòng)變阻器:最大阻值5 kΩ;導(dǎo)線若干. 回答下列問(wèn)題: (1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“1k”擋,再將紅表筆和黑表筆__________,調(diào)零點(diǎn). (2)將圖1中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端. (3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖2所示,這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖3所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_(kāi)_______kΩ和________ V. 圖2 圖3 (4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V.從測(cè)量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______ kΩ. (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無(wú)內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路,如圖4所示.根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V,電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_(kāi)_____ kΩ. 圖4 解析 (4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值為零時(shí),多用電表的示數(shù)為電壓表的內(nèi)阻. (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E,電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為R,則由閉合電路歐姆定律及兩組數(shù)據(jù)得: E=R+4.00 V,E=[(15.0-12.0) kΩ+R]+3.60 V 聯(lián)立兩式解得R=15.0 kΩ,E=9.00 V. 答案 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0 以題說(shuō)法 1.歐姆表的原理 (1)歐姆表內(nèi)有電源,紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連,黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連,故其電流方向?yàn)椤凹t表筆流進(jìn),黑表筆流出”. (2)測(cè)電阻的原理是閉合電路歐姆定律.當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0(即歐姆調(diào)零),使靈敏電流計(jì)滿偏,Ig=,此時(shí)中值電阻R中=Rg+R0+r,當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)I=,電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng),但不是線性關(guān)系,故歐姆表刻度不均勻. 2. 歐姆表使用六注意 (1)選擋接著調(diào)零;(2)換擋重新調(diào)零;(3)待測(cè)電阻與電路、電源要斷開(kāi);(4)盡量使指針指在表盤(pán)中間位置附近;(5)讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值;(6)用完后,選擇開(kāi)關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓的最高擋. (1)用多用電表的歐姆擋測(cè)量阻值時(shí),選擇倍率為100 Ω擋,按正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟測(cè)量,表盤(pán)指針位置如圖5所示,該電阻的阻值約為_(kāi)_______Ω; 圖5 (2)下列關(guān)于用多用電表歐姆擋測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是 ( ) A.測(cè)量電阻時(shí),如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔,則不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果 B.測(cè)量阻值不同的電阻時(shí),都必須重新歐姆調(diào)零 C.測(cè)量電路中的電阻時(shí),應(yīng)該把該電阻與電源斷開(kāi) D.歐姆表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,但仍能調(diào)零,其測(cè)量結(jié)果與原來(lái)相比不變 (3)用多用電表探測(cè)二極管的極性,用歐姆擋測(cè)量,黑表筆接a端,紅表筆接b端時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角較大,然后黑、紅表筆反接指針偏轉(zhuǎn)角較小,說(shuō)明________(填“a”或“b”)端是二極管正極. 答案 (1)1 700 (2)AC (3)a 解析 (1)歐姆表的測(cè)量值是指針讀數(shù)與倍率的乘積,為17100 Ω=1 700 Ω. (2)歐姆表測(cè)電阻時(shí),紅、黑表筆插錯(cuò)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果,A正確;測(cè)不同的電阻時(shí),只要沒(méi)更換倍率,不需重新歐姆調(diào)零,B錯(cuò)誤;測(cè)電路中的電阻時(shí)應(yīng)將待測(cè)電阻與電源斷開(kāi),C正確;表中的電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大后,會(huì)影響測(cè)量結(jié)果,D錯(cuò)誤. (3)二極管具有單向?qū)щ娦?,歐姆表的紅表筆接的是表內(nèi)電池的負(fù)極,接b端時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角度大,二極管電阻小,說(shuō)明b端是二極管的負(fù)極,a端是其正極. 二、以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 例2 (xx北京21)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5 Ω的電阻Rx的阻值. (1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0~50 Ω,額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干,以及下列電表: A.電流表(0~3 A,內(nèi)阻約0.025 Ω) B.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω) C.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) D.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) 為減小測(cè)量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母);實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖6中的________(選填“甲”或“乙”). 圖6 (2)圖7是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線.請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線. 圖7 (3)接通開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖8所示,可得該電阻的測(cè)量值Rx==________Ω(保留兩位有效數(shù)字). 圖8 (4)若在(1)問(wèn)中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是__________________;若在(1)問(wèn)中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是________.(選填選項(xiàng)前的字母) A.電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B.電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值 C.電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值 D.電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值 (5)在不損壞電表的前提下,將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動(dòng)距離x的增加,被測(cè)電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映Ux關(guān)系的示意圖中正確的是________. 解析 (1)為了減小誤差,應(yīng)使電表讀數(shù)為量程的~,電源電動(dòng)勢(shì)為4 V,故電壓表選C.估算通過(guò)Rx的最大電流約為Im= A=0.6 A,所以電流表應(yīng)選B.因?yàn)椋?,所以電流表?yīng)外接,即應(yīng)采用甲電路,測(cè)量誤差較?。? (2) (3)電流表、電壓表的讀數(shù)分別為I=0.50 A,U=2.60 V,所以Rx= Ω=5.2 Ω. (4)甲電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表的分流作用,選項(xiàng)B正確.乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表的分壓作用,故選項(xiàng)D正確. (5)Rx兩端的電壓U=,其中R為滑動(dòng)變阻器總阻值,L為滑動(dòng)變阻器兩端總長(zhǎng)度,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知選項(xiàng)A正確. 答案 (1)B C 甲 (2)見(jiàn)解析圖 (3)5.2 (4)B D (5)A 以題說(shuō)法 描繪小電珠的伏安特性曲線、測(cè)定金屬的電阻率,其實(shí)驗(yàn)原理都涉及伏安法測(cè)電阻,這類實(shí)驗(yàn)要從以下兩個(gè)方面攻克. 1.電路結(jié)構(gòu):實(shí)驗(yàn)電路至少包括三個(gè)部分:(1)測(cè)量電路;(2)控制電路(滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān));(3)電源. 2.電路設(shè)計(jì):(1)電表選擇注意三方面:①安全性,要求量程不能太小,電表不反接;②準(zhǔn)確性,要求量程不能太大,讀數(shù)一般要超過(guò)量程的;③若電表量程不合適,要利用有準(zhǔn)確內(nèi)阻的電表進(jìn)行改裝. (2)測(cè)量電路設(shè)計(jì):若>,則應(yīng)把電流表內(nèi)接;若<,則應(yīng)把電流表外接. (3)控制電路:以小控大用分壓,相差無(wú)幾用限流,即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小時(shí),常采用分壓式接法;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí),常采用限流式接法.另外滑動(dòng)變阻器必須接為分壓式的情況有三種:①電壓要求從零開(kāi)始變化;②滑動(dòng)變阻器太小,不能起到限流的作用;③限流式不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).若兩種接法均可,則采用限流式,因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率?。? 某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:熱敏電阻Rt(常溫下約8 kΩ)、溫度計(jì)、電流表mA(量程1 mA,內(nèi)阻約200 Ω)、電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻約10 kΩ)、電池組E(4.5 V,內(nèi)阻約1 Ω)、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20 Ω)、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水. (1)根據(jù)提供器材的參數(shù)將圖9甲所示的實(shí)物圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整. 圖9 (2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端. (3)利用補(bǔ)接完整的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量出不同溫度下的電阻值,畫(huà)出該熱敏電阻的Rt-t圖象如圖10中的實(shí)測(cè)曲線,與圖中理論曲線相比二者有一定的差異.除了偶然誤差外,下列關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤差的方法敘述正確的是________.(填選項(xiàng)前的字母,不定項(xiàng)選擇) 圖10 A.電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大 B.電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值小 C.溫度升高到一定值后,電流表應(yīng)改為外接法 (4)將本實(shí)驗(yàn)所用的熱敏電阻接到一個(gè)電流較大的恒流電源中使用,當(dāng)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí),滿足關(guān)系式I2R=k(t-t0)(其中k是散熱系數(shù),t是電阻的溫度,t0是周圍環(huán)境溫度,I為電流強(qiáng)度),電阻的溫度穩(wěn)定在某一值.若通過(guò)它的電流恒為50 mA,t0=20C,k=0.25 W/C,由實(shí)測(cè)曲線可知該電阻的溫度穩(wěn)定在________C. 答案 (1)連線如圖所示 (2)a (3)AC (4)48(46~50均可) 解析 (1)如果用限流法,待測(cè)電阻兩端的電壓將超出電壓表的量程,故用分壓法,因?yàn)榇郎y(cè)電阻是大電阻,故用內(nèi)接法. (2)開(kāi)始時(shí)待測(cè)電阻兩端的電壓應(yīng)當(dāng)最小,故滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于a端. (3)用電流表內(nèi)接法測(cè)量的是待測(cè)電阻和電流表內(nèi)阻的和,故測(cè)量值偏大,A正確;溫度升高,熱敏電阻的阻值變小,當(dāng)與電流表電阻接近時(shí),應(yīng)改為電流表外接法,C正確. (4)將I=50 mA、t0=20C、k=0.25 W/C代入I2R=k(t-t0)中可得R=0.1(t-20) kΩ,在Rt-t圖中作出該直線,找到該直線與實(shí)測(cè)Rt-t曲線的交點(diǎn),交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)約為48C,所以該電阻的溫度穩(wěn)定在48C. 三、以測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 例3 (10分)在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,提供了如圖11甲、乙、丙所示的三組器材. (1)請(qǐng)把能完成實(shí)驗(yàn)的器材都連成電路. 圖11 (2)某同學(xué)根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖12所示的圖象,由此可知該同學(xué)選用的是________(填“甲”“乙”或“丙”)組器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn).根據(jù)圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)阻r=________Ω.(忽略電表內(nèi)阻的影響,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖12 解析 (1)只要能取兩組不同數(shù)值,列出閉合電路歐姆定律的表達(dá)式,未知量只有電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻就可以完成實(shí)驗(yàn),甲圖不滿足要求,乙、丙兩圖滿足要求.根據(jù)下面兩幅電路圖連接乙、丙的實(shí)物圖. (2)丙圖中的外電阻可以通過(guò)電阻箱讀出來(lái),所以選的一定是丙圖.根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=IR+I(xiàn)r,整理可得R=-r,可知圖線與縱軸截距的絕對(duì)值是內(nèi)阻,圖線的斜率是電源的電動(dòng)勢(shì). 答案 (1)如圖所示(4分,乙、丙各2分,畫(huà)了甲圖則此問(wèn)扣1分) (2)丙(2分) 1.4(1.3~1.5均可)(2分) 1.0(0.8~1.2均可)(2分) 以題說(shuō)法 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理是閉合電路歐姆定律,數(shù)據(jù)處理的主要思想方法是“化曲為直”,常用的方法有三種: 1.伏安法——利用電壓表和電流表,閉合電路方程為E=U+I(xiàn)r,利用兩組數(shù)據(jù),聯(lián)立方程求解E和r;也可作出U-I圖象,圖線的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻. 2.伏阻法——利用電壓表和電阻箱.閉合電路方程為E=U(1+).利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒃匠叹€性化,處理為=+或U=-r+E,作-圖象或U-圖象,利用圖線的截距和斜率求E和r. 3.安阻法——利用電流表和電阻箱.閉合電路方程為E=I(R+r),利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒎匠叹€性化,處理為=R+,作-R圖象,利用圖線的截距和斜率求E和r. (xx浙江22)采用如圖13所示的電路“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”. 圖13 (1)除了選用圖14照片中的部分器材外,________(填選項(xiàng)); 圖14 A.還需要電壓表 B.還需要電流表 C.還需要學(xué)生電源 D.不再需要其他器材 (2)測(cè)量所得數(shù)據(jù)如下: 測(cè)量次數(shù) 物理量 1 2 3 4 5 6 R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 在圖15中用作圖法求得電池的內(nèi)阻r=________; 圖15 (3)根據(jù)第5次所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),求得電流表內(nèi)阻RA=________. 答案 (1)A (2)(0.750.10) Ω (3)0.22 Ω 解析 (1)除照片中的器材外,還需要電壓表,故應(yīng)選A. (2)作出U-I圖象,如圖所示,由圖象斜率可求得電池的內(nèi)阻r=(0.750.10) Ω. (3)由U=I(R+RA)和第5組數(shù)據(jù),得:電流表的內(nèi)阻 RA=-R=(-0.4) Ω=0.22 Ω. 15.從原理遷移中突破電學(xué)實(shí)驗(yàn)題 審題示例 (9分)在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,備有如下器材: A.干電池 B.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.1 Ω) C.靈敏電流計(jì)(滿偏電流Ig=200 μA、內(nèi)阻rg=500 Ω) D.滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω、2.0 A) E.電阻箱R F.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)由于沒(méi)有電壓表,要把靈敏電流計(jì)改裝成量程為2 V的電壓表,需串聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)_______Ω的電阻. (2)改裝后采用如圖16甲所示電路進(jìn)行測(cè)量,請(qǐng)?jiān)趫D乙上完成實(shí)物連線. 圖16 (3)在閉合開(kāi)關(guān)S前,將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)至________(填“a端”、“中央”或“b端”). (4)圖17為該實(shí)驗(yàn)繪出的I1-I2圖線(I1為靈敏電流計(jì)的示數(shù),I2為電流表的示數(shù)),由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω. 圖17 審題模板 答題模板 (1)由2 V=Ig(rg+Rx)可得Rx=9 500 Ω. (2)實(shí)物連線圖如答案圖所示. (3)在閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處,滑片應(yīng)移動(dòng)至a端. (4)圖線與縱軸的截距約為146 μA,對(duì)應(yīng)著電源電動(dòng)勢(shì)E=14610-6(9 500+500) V=1.46 V;電源內(nèi)阻r== Ω= Ω=0.82 Ω. 答案 (1)9 500(2分) (2)電路如圖所示(2分) (3)a端(1分) (4)1.46(1.45~1.47)(2分) 0.82(0.80~0.84)(2分) 如圖18甲所示為某一型號(hào)二極管,其兩端分別記為A和B.圖乙為它的伏安特性曲線,其外表所標(biāo)示的極性已看不清,為確定該二極管的極性,用多用電表的電阻擋進(jìn)行測(cè)量. 圖18 (1)首先對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,然后將紅、黑表筆正確插入插孔后,選用100擋進(jìn)行測(cè)量,在測(cè)量前要進(jìn)行的操作步驟為_(kāi)___________________________________. (2)將多用電表的紅表筆與二極管的A端、黑表筆與二極管的B端相連時(shí),表的指針偏轉(zhuǎn)角度很大;調(diào)換表筆的連接后,表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小,由上述測(cè)量可知該二極管的正極為_(kāi)_______(填“A”或“B”)端. (3)當(dāng)給該二極管加上反向30 V電壓時(shí),用伏安法測(cè)量其電阻值,提供的器材有: ①直流40 V電源; ②電流表A1,量程0.6 A,內(nèi)阻約10 Ω; ③電流表A2,量程50 μA,內(nèi)阻約100 Ω; ④電壓表V,量程為50 V,內(nèi)阻約100 kΩ; ⑤滑動(dòng)變阻器,總電阻100 Ω; ⑥開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干. 在提供的兩塊電流表中應(yīng)選用________(填“②”或“③”),在圖19虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(二極管的符號(hào)已畫(huà)在圖中). 圖19 答案 (1)將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指到電阻的零刻度處 (2)B (3)③ 電路圖如圖所示 解析 (1)歐姆調(diào)零的具體步驟為:將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指到電阻的零刻度處. (2)二極管正向電阻很小,反向電阻極大,多用電表的電流方向是“紅進(jìn)黑出”,可知該二極管的正極為B端. (3)根據(jù)題圖乙,當(dāng)反向電壓為30 V時(shí),反向電流不超過(guò)50 μA,故電流表選③;二極管反向電阻極大,電流表應(yīng)該采用內(nèi)接法,為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法. (限時(shí):45分鐘) 1. (xx安徽21)Ⅱ.(1)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖1所示,校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm,合金絲的直徑為_(kāi)_______mm. 圖1 (2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx,設(shè)計(jì)出如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路圖,按照該電路圖完成圖3中的實(shí)物電路連接. 圖2 圖3 Ⅲ.根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖4所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.圖中R0是定值電阻,通過(guò)改變R的阻值,測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12,對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在—R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn),如圖5所示.已知R0=150 Ω,請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理. 圖4 圖5 (1)圖5中電阻為_(kāi)_______Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除; (2)在坐標(biāo)系中畫(huà)出—R關(guān)系圖線; (3)圖線的斜率是________(V-1Ω-1),由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex=________V. 答案?、?(1)0.007 0.638(0.636~0.640都算正確) (2)見(jiàn)解析圖 Ⅲ.(1)80.0 (2)見(jiàn)解析圖 (3)4.4410-3 1.50 解析?、?(1)校零時(shí)的讀數(shù)為0.007 mm 合金絲的直徑d=(0.645-0.007)mm=0.638 mm(0.636~0.640都算正確) (2)按照電路圖進(jìn)行實(shí)物連線如圖所示 Ⅲ.(1)由閉合電路歐姆定律可知: Ex=(R+rx)+U12 即=R+ 由此可知—R關(guān)系圖線是一條直線.電阻R=80.0 Ω的點(diǎn)不落在直線上,應(yīng)剔除. (2)畫(huà)出—R關(guān)系圖線如圖所示 (3)斜率k= V-1Ω-1=4.4410-3 V-1Ω-1 結(jié)合=R+(1+)可知: =4.4410-3 所以Ex=1.50 V 2. (xx福建19(2))硅光電池在無(wú)光照時(shí)不產(chǎn)生電能,可視為一電子元件.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖6甲所示電路,給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn),正極接低電勢(shì)點(diǎn)),探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性.圖中電壓表V1量程選用3 V,內(nèi)阻為6.0 kΩ;電壓表V2量程選用15 V,內(nèi)阻約為 30 kΩ;R0為保護(hù)電阻;直流電源電動(dòng)勢(shì)E約為12 V,內(nèi)阻不計(jì). ①根據(jù)圖甲,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖乙連接成完整電路. 圖6 ②用遮光罩罩住硅光電池,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器R,讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2. (ⅰ)某次測(cè)量時(shí),電壓表V1示數(shù)如圖丙,則U1=______ V,可算出通過(guò)硅光電池的反向電流大小為_(kāi)_______ mA(保留兩位小數(shù)). (ⅱ)該小組測(cè)出大量數(shù)據(jù),篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù),算出相應(yīng)的硅光電池兩 端反向電壓Ux和通過(guò)的反向電流Ix(表中“-”表示反向),并在坐標(biāo)紙上建立Ix-Ux坐 標(biāo)系,標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),如圖7所示.請(qǐng)你標(biāo)出余下 的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),并繪出Ix-Ux圖線. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74 U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7 Ux/V 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 Ix/mA 0.00 0.00 -0.01 -0.02 -0.04 -0.07 -0.12 -0.19 -0.29 圖7 (ⅲ)由Ix-Ux圖線可知,硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí),Ix與Ux成______(填“線性”或“非線性”)關(guān)系. 答案?、龠B線如圖所示 ②(ⅰ)1.40 0.23 (ⅱ)描點(diǎn)繪出Ix-Ux圖線如圖所示 (ⅲ)非線性 3. (xx廣東34(2))圖8(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖.學(xué)生電源輸出電壓可調(diào),電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計(jì)),標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0 cm. 圖8 ①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖. ②斷開(kāi)S2,合上S1;調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時(shí),單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u=________ V/cm,記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù). ③保持S1閉合,合上S2;滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L,同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓,使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同,記錄長(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組L和I值,測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出,寫(xiě)出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx=________;根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx=________ Ω. 答案?、僖?jiàn)解析圖 ②0.1?、邸?.0 解析?、賹?shí)物圖如圖所示 ②由于電阻絲均勻,故單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u==0.1 V/cm. ③設(shè)電阻絲每cm長(zhǎng)的電阻為R,當(dāng)合上S1、斷開(kāi)S2時(shí),設(shè)此時(shí)流過(guò)電阻絲的電流為I′,有: I′30.0R=30.0u,當(dāng)合上S1、S2時(shí),I′LR=IRx 由上述兩公式得:Rx=.L-I圖象如圖所示,由圖象知:L-I的斜率k=60 cm/A,Rx=ku=6.0 Ω. 4. 根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)常要進(jìn)行電表的改裝,下面是在一次電表的改裝實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題:一直流電壓表,量程為1 V,內(nèi)阻為1 000 Ω.現(xiàn)將一阻值在5 000 Ω~7 000 Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián),以擴(kuò)大電壓表的量程.為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值,再給一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6 V~7 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),一阻值R2=2 000 Ω的定值電阻,兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線. (1)為達(dá)到上述目的,將圖9中的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖; 圖9 (2)連線完成后,當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為0.90 V;當(dāng)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為0.70 V.由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為_(kāi)_______ V,電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______ V. 答案 (1)如圖所示 (2)7 6.3 解析 (1)因?yàn)闆](méi)有其他的測(cè)量工具,考慮將改裝后的電壓表和電源串聯(lián).根據(jù)閉合電路歐姆定律列式,有電源電動(dòng)勢(shì)和R1兩個(gè)未知數(shù),因此可通過(guò)改變串聯(lián)電阻來(lái)改變電路中的電流. (2)兩次測(cè)量分別根據(jù)閉合電路歐姆定律列式得,S2閉合時(shí):E=R1+U1,S2斷開(kāi)時(shí):E=(R1+R2)+U2,聯(lián)立解得電源電動(dòng)勢(shì)為6.3 V,R1的阻值為6 000 Ω,故改裝后電壓表的量程為(RV+R1)=7 V. 5. (xx海淀期末)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量一只微安表的內(nèi)阻,采用圖10甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測(cè)量,實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材如下: A.待測(cè)微安表(量程500 μA,內(nèi)阻約300 Ω) B.電阻箱R(最大阻值999.9 Ω) C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10 Ω) D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為1 kΩ) E.電源(電動(dòng)勢(shì)為2 V,內(nèi)阻不計(jì)) F.保護(hù)電阻R0(阻值為120 Ω) (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“C”或“D”); (2)按照實(shí)驗(yàn)電路圖在圖乙所示的虛線框中完成實(shí)物圖連接. 圖10 (3)實(shí)驗(yàn)步驟: 第一,先將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值為零; 第二,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑片緩慢左移,使微安表滿偏; 第三,保持滑片不動(dòng),調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻值使微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3,此時(shí)接入電路的電阻箱的示數(shù)如圖11所示,阻值R為_(kāi)_______Ω; 第四,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知微安表內(nèi)阻的測(cè)量值RA為_(kāi)_____Ω. 圖11 (4)若調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R′時(shí),微安表的示數(shù)正好是滿刻度的1/2,認(rèn)為此時(shí)微安表內(nèi)阻就等于R′.則此時(shí)微安表內(nèi)阻的測(cè)量值R′與微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3時(shí)微安表內(nèi)阻的測(cè)量值RA相比,更接近微安表內(nèi)阻真實(shí)值的是________(填“R”或“RA”). 答案 (1)C (2)實(shí)物圖如圖所示 (3)145.5 291 (4)RA 解析 (1)由于滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,應(yīng)選最大阻值較小的C. (3)如題圖所示,電阻箱接入電路的阻值為R=(100+40+5+0.5) Ω=145.5 Ω;設(shè)微安表的滿偏電流為Ig,由于滑動(dòng)變阻器滑片位置未動(dòng),兩次加在電阻箱與微安表兩端的電壓相同,故有IgRA=Ig(RA+R),解得RA=291 Ω. (4)微安表讀數(shù)為滿偏值的三分之二時(shí),微安表內(nèi)阻的測(cè)量值更接近真實(shí)值.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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