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專(zhuān)題十六電學(xué)實(shí)驗(yàn)
考情解讀
高考物理試題中,實(shí)驗(yàn)是必考內(nèi)容,且近年來(lái)越來(lái)越受到重視.高考實(shí)驗(yàn)題除了對(duì)教材原
有學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查外,還把考查內(nèi)容延伸到演示實(shí)驗(yàn)中,甚至拓展到遷移類(lèi)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用性實(shí)
驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及“研究性學(xué)習(xí)”類(lèi)實(shí)驗(yàn).要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)方法重
組,將教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到情景新穎的實(shí)驗(yàn)中去.高考
物理實(shí)驗(yàn)題具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.重視對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能力的考查.如實(shí)驗(yàn)步驟的排序、糾錯(cuò);實(shí)驗(yàn)器材的選擇,包括滑動(dòng)
變阻器、電阻箱、電表量程的選擇;實(shí)物連線(xiàn)和運(yùn)用圖象與表格分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);實(shí)驗(yàn)結(jié)論
的總結(jié)及誤差分析;實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)創(chuàng)新等.
2.重視對(duì)基本儀器的讀數(shù)、構(gòu)造原理、重要實(shí)驗(yàn)方法及電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的故障分析的考查,
如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、多用電表等的讀數(shù).
3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是考查的熱點(diǎn).在近幾年的各地高考中設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)題比較多,此類(lèi)實(shí)驗(yàn)
能夠綜合考查考生創(chuàng)造性地應(yīng)用已學(xué)知識(shí)、方法、原理,靈活處理陌生實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力,要求
學(xué)生有較高的知識(shí)遷移能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力.
4.電學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中階段所占比例較大,是實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn),各地高考實(shí)驗(yàn)題中必有電學(xué)
實(shí)驗(yàn)題.
對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的考查通常是以獨(dú)立題型出現(xiàn),在高考中實(shí)驗(yàn)試題的命題一般是一個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
和一個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn).一個(gè)以考查演示實(shí)驗(yàn)或基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)技能為主;另一
個(gè)一般以考綱要求的基本實(shí)驗(yàn)為載體進(jìn)行必要的改進(jìn)和創(chuàng)新,考查考生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)的理解能力、
遷移能力和創(chuàng)新能力.
預(yù)測(cè)高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題:以電流、電壓的測(cè)量為基本測(cè)量的設(shè)計(jì)性電學(xué)實(shí)驗(yàn),涉及實(shí)驗(yàn)電路
和方法的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)原理的遷移、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電路實(shí)物連線(xiàn)及圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等,
分值較多,能力要求較高,命題形式可能為填空、選擇性填空、電路圖或?qū)嵨镞B線(xiàn)、圖象圖表
分析等.
重點(diǎn)知識(shí)梳理
知識(shí)點(diǎn)一、測(cè)量讀數(shù)類(lèi)儀器使用
1.電流表、電壓表
⑴電流表、電壓表使用時(shí)量程選擇的規(guī)則:
根據(jù)被測(cè)電流或電壓值的大小選擇量程.測(cè)量時(shí)最好使指針偏轉(zhuǎn)超過(guò)所選量程的2/3,至少
超過(guò)1/2.在不知道被測(cè)電流或電壓大小的情況下,應(yīng)選用電表的較大量程,然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)
情況選取合適的量程.
(2)讀數(shù)方法:讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線(xiàn)垂直于刻度盤(pán)表面.凡儀器最小刻度是10分度的,要求讀到最
小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最小刻度不是10分度的,只要求讀
到最小刻度所在的這一位,不再往下估讀.
2.電阻箱
電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的,指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值,不能
在兩個(gè)數(shù)值之間,因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的,不
再向下估讀.
如圖所示的電阻箱的阻值為84580.2Q.
x0.1x1x10
x100xIkx10k
3.多用電表
(1)使用多用電表測(cè)電壓、電流時(shí),應(yīng)根據(jù)選擇的量程確定最小刻度值,然后讀數(shù).
(2)使用歐姆擋時(shí),注意以下幾個(gè)方面:
①用多用電表測(cè)電阻時(shí),測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)的阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線(xiàn)
性,使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),表頭指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都有較大誤差,通常只使用表盤(pán)中間一段刻
度范圍為測(cè)量的有效范圍,否則要變換倍率.
②每更換一次倍率,都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.
③由于歐姆擋表盤(pán)刻度不均勻,難于估讀,測(cè)量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字.計(jì)數(shù)時(shí)不要忘記
乘上相應(yīng)擋位的倍率.
④測(cè)量時(shí)待測(cè)電阻要跟其他元件和電源斷開(kāi).
⑤多用電表使用完畢后,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)撥離歐姆擋,旋至OFF擋或交流電壓最高擋上.
特別提醒:要區(qū)分開(kāi)“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”:“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度左側(cè)“0”位置.調(diào)整
的是表盤(pán)下邊中間的定位螺絲.“歐姆零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整的是歐
姆擋的調(diào)零旋鈕.
知識(shí)點(diǎn)二、電學(xué)實(shí)驗(yàn)
1.電路設(shè)計(jì)及儀器選取原則
正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,有一定的靈活性,應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則:
(1)正確性.
(2)安全性.
(3)方便性.
(4)精確性.
2.“伏安類(lèi)”實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)、外接法
比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法
p?-n
電路
由于電流表內(nèi)阻的分壓作用,電由于電壓表內(nèi)阻的分流作用,電
誤差原因
壓表測(cè)量值偏大流表測(cè)量值偏大
比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法
1<測(cè)=¥R測(cè)=芋
測(cè)量結(jié)果RVRx-
=RA+Rx>Rx-RV+RX<RX
電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值
適用條件Rx?RA,大電阻Rx?RV,小電阻
【特別提醒】在Rv、RA均不知的情況下,可采用試觸法.如圖所示,分別將a端與仄c接觸,
如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯,說(shuō)明電壓表分流作用大,應(yīng)采用內(nèi)接法;如果
前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯,說(shuō)明電流表分壓作用大,應(yīng)采用外接法.
?—Ia
~L^=br?-^
3.滑動(dòng)變阻器的接法
(i)若符合下列情況之一,則滑動(dòng)變阻器必須接成分壓式.
①要求電表能從零開(kāi)始讀數(shù);
②要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍;
③當(dāng)待測(cè)電阻R,?R(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí).
(2)當(dāng)待測(cè)電阻R.WVR(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí),既可接成分壓式、也可接成限流式.
知識(shí)點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)誤差
1.偶然誤差和系統(tǒng)誤差
從性質(zhì)和來(lái)源看,誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種.
(1)偶然誤差是由各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物理量的影響而產(chǎn)生的誤差.減
小偶然誤差的方法就是通過(guò)多次測(cè)量求平均值.
(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確,或?qū)嶒?yàn)方法粗略或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的.要減小
系統(tǒng)誤差,必須校準(zhǔn)儀器,或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,或完善實(shí)驗(yàn)原理.
2.有效數(shù)字
(1)測(cè)量既然總有誤差,測(cè)量的數(shù)值就只能是近似數(shù),如“174.2mm”最末的一位數(shù)字“2”是不
可靠數(shù)字,但它仍有意義不能舍,因?yàn)樗砹艘粋€(gè)大概數(shù)量關(guān)系,比如這里174.2與174.8相比
是接近174還是175就顯而易見(jiàn)了.像174.2mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,
有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位.在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量時(shí)要按有效數(shù)字的規(guī)則來(lái)讀數(shù).
(2)確定有效數(shù)字時(shí),應(yīng)注意以下問(wèn)題:
①有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān).有效數(shù)字的位數(shù)與單位無(wú)關(guān).
②關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性:0在前時(shí),從左往右數(shù)第一個(gè)不為零的數(shù)字才是有效數(shù)
字.0在后時(shí),計(jì)入有效數(shù)字.
③乘方不算有效數(shù)字;比如3.020x10-3m/s中的一3不是有效數(shù)字,10也不是.
3.減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法
(1)多次測(cè)量求平均值.
(2)累積法.
(3)圖象法.
知識(shí)點(diǎn)四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
1.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),一般應(yīng)遵循以下四條原則
⑴科學(xué)性原則.
⑵可靠性原則.
⑶方便性原則.
(4)準(zhǔn)確性原則.
2.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路
題目要求和
給出的條件
演示和分組實(shí)
驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理
物理規(guī)律
和原理
基本儀器的
使用知識(shí)
知識(shí)點(diǎn)五、控制電路的設(shè)計(jì)技巧
1.滑動(dòng)變阻器控制電路的方式有分壓式和限流式兩種,下列幾種情況必須選用分壓式接
法:
(1)要求被控制電路的電流(或電壓)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如:測(cè)繪導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)
等實(shí)驗(yàn));
(2)被控制電路的電阻丘遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R)時(shí);
(3)實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí);
(4)若采用限流式接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)電表或電器的額定值時(shí).
2.若測(cè)量電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié),只是小范圍內(nèi)測(cè)量,旦被控制電
路的電阻也與滑動(dòng)變阻器的最大值Ro接近或RL略小于Ro,則應(yīng)該采用限流式接法.測(cè)定電
源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)必須采用限流式接法.
知識(shí)點(diǎn)六、電學(xué)儀器的選擇技巧
電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材和電路選擇的原則是安全、精確和方便,器材的選擇與實(shí)驗(yàn)所用的電路密切
相關(guān),因此在選擇器材前首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)測(cè)量精確、安全可靠、操作方便
的實(shí)驗(yàn)電路,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路的需要選擇器材.具體如下:
1.電源的選擇:一般可以根據(jù)待測(cè)電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源.
2.電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測(cè)
電流的最大電流選擇電流表;選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動(dòng)的幅度較大,一般應(yīng)使指
針能達(dá)到半偏左右,以減小讀數(shù)的偶然誤差,提高精確度.
3.變阻器的選擇:所選用的變阻器的額定電流應(yīng)大于電路中通過(guò)變阻器的最大電流,以
確保變阻器的安全;為滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)中電流變化的需要和調(diào)節(jié)的方便,在分壓式接法中,應(yīng)選用電
阻較小而額定電流較大的變阻器,在限流式接法中,變阻器的阻值不能太小.
高頻考點(diǎn)突破
_______________
高頻考點(diǎn)一基本儀器使用與讀數(shù)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“兩尺”與“三表”
⑴游標(biāo)卡尺
游標(biāo)尺
游標(biāo)游標(biāo)尺刻測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n
每小格與1精確度
尺刻度總長(zhǎng)度條刻度線(xiàn)與主尺上某刻度線(xiàn)
mm相差(mm)
度格數(shù)(mm)對(duì)齊)(mm)
(mm)
主尺上讀的毫米數(shù)+
1090.10.1
0.1/2
主尺上讀的毫米數(shù)十
20190.050.05
0.05〃
主尺上讀的毫米數(shù)+
50490.020.02
0.02〃
⑵螺旋測(cè)微器(千分尺)
讀數(shù)方法:①測(cè)量值=固定刻度讀數(shù)+0.01mmx可動(dòng)刻度讀數(shù)(一定要估讀).
②讀數(shù)時(shí),要注意固定刻度上半毫米刻度線(xiàn)是否已經(jīng)露出.
(3)電流表和電壓表
量程精確度讀數(shù)規(guī)則
電流表0?3A0.1A與刻度尺一樣,采用白估讀,讀數(shù)規(guī)
則較簡(jiǎn)單,只需要精確值后加一估讀數(shù)即
電壓表0-3V0.1V
可
估讀位與最小刻度在同一位,采用3估
電流表0-0.6A0.02A
讀
估讀位與最小刻度在同一位,采用上估
電壓表0?15V0.5V
讀
(4)多用電表(歐姆表)
①使用
a.機(jī)械調(diào)零:檢查表針是否停在左端的“0”位置;
b.選取適當(dāng)倍率擋;
c.歐姆調(diào)零:兩表筆相接,檢查表針是否停在右端的“0”位置;
d.把兩表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接,歐姆表的讀數(shù)乘以倍率即被測(cè)電阻的阻值;
e.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將表筆拔出,并將選擇開(kāi)關(guān)旋至OFF擋或交流電壓最高擋.
②注意事項(xiàng)
a.測(cè)量電阻時(shí),待測(cè)電阻要與其他電路元件斷開(kāi),兩手不要接觸待測(cè)電阻兩端;
b.選擇好倍率擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零,且每換一次倍率擋要“調(diào)零”一次;
c.測(cè)量電阻時(shí),若指針偏角過(guò)小,換較大倍率擋;若指針偏角過(guò)大,換較小倍率擋;
d.讀數(shù)=示數(shù)x倍率.
例1.下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的示意圖,圖甲中游標(biāo)卡尺為50分度,圖乙為20
分度游標(biāo)卡尺,圖丙為10分度游標(biāo)卡尺,它們的讀數(shù)分別為;;.
乙丙
【變式探究】如圖所示為電壓表和電流表的刻度盤(pán)示意圖,指針位置分別如圖甲、乙所示.
(1)若使用的是。?3V量程的電壓表,讀數(shù)為V-若使用的是。?15V量程的電
壓表,讀數(shù)為V.
(2)若使用的是0?0.6A量程的電流表,讀數(shù)為A-若使用的是0?3A量程的電
流表,讀數(shù)為A.
【舉一反三】(1)為了測(cè)量電阻,現(xiàn)取一只已經(jīng)完成機(jī)械調(diào)零的多用電表,如圖甲所示,
請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量:
①將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“x100”的位置.
②將插入“+”、“一”插孔的表筆短接,旋動(dòng)部件(選填"C”或"D”),使指針對(duì)準(zhǔn)電
阻的“0”刻度線(xiàn).
③將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測(cè)量一電學(xué)元件P的電阻,尸的兩端分別為。、b,指
針指示位置如圖甲所示.為使測(cè)量比較精確,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋到(選填“xl”、“xio”、
“xlk”)的倍率擋位上,并重新調(diào)零,再進(jìn)行測(cè)量.
(2)多用電表電阻擋的內(nèi)部電路如圖乙虛線(xiàn)框中所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,Ro為調(diào)
零電阻,Rg為表頭內(nèi)阻,電路中電流/與待測(cè)電阻的阻值R的關(guān)系式為;
紅表^1^^
多用電表
B
(3)某同學(xué)想通過(guò)多用電表中的歐姆擋去測(cè)量一量程為3V的電壓表內(nèi)阻.該同學(xué)將歐姆
擋的選擇開(kāi)關(guān)撥至“xlk”的倍率擋,并將紅、黑表筆短接調(diào)零后,應(yīng)選用圖中(選填“A”
或“B”)方式連接.在進(jìn)行了正確的連接、測(cè)量后,歐姆表的讀數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為Q,
這時(shí)電壓表的讀數(shù)為如圖乙所示.若該歐姆擋內(nèi)阻為24kQ,則可算出歐姆擋內(nèi)部所用電池的
電動(dòng)勢(shì)為V(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
高頻考點(diǎn)二以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)
1.最常用的電阻測(cè)量方法
(1)“伏安法”有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時(shí)選擇“伏安法”.
(2)“安安法”電壓表不能用或沒(méi)有電壓表的情形下,若知道電流表內(nèi)阻,可以將電流表當(dāng)作
電壓表使用,即選擇“安安法”.
(3)“伏伏法”電流表不能用或沒(méi)有電流表的情況下,若知道電壓表內(nèi)阻,可以將電壓表當(dāng)作
電流表使用,即選擇“伏伏法
(4)“伏安加A法”在運(yùn)用伏安法測(cè)電阻時(shí),由于電壓表或電流表的量程太小或太大,為了
滿(mǎn)足安全、精確的要求,加保護(hù)電阻的方法就應(yīng)運(yùn)而生,“伏安加R法”又叫做"加保護(hù)電阻法
(5)滑動(dòng)變阻器限流式、分壓式接法的選擇
①當(dāng)題中要求負(fù)載上電壓或電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)時(shí),應(yīng)采用分壓式接法;
②當(dāng)題中要求測(cè)量精確度高且調(diào)節(jié)范圍大時(shí),一般用分壓式接法;
③當(dāng)滑動(dòng)變阻器的總電阻比待測(cè)電阻阻值的一半還小時(shí),一般用分壓式接法;
④負(fù)載電阻的阻值小于滑動(dòng)變阻器的總電阻或相差不多,且電壓、電流不要求從零可調(diào)時(shí),
一般用限流式接法;
⑤兩種接法均可使用時(shí),優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能).
(6)電表的“三用”:如果知道電表的內(nèi)阻,電流表、電壓表就既可以測(cè)電流,也可以測(cè)電壓,
還可以作為定值電阻來(lái)用,即“一表三用
2.最為精確的電阻測(cè)量方法——等效替代法
(1)電流等效替代
Rb
(2)電壓等效替代
3.電表內(nèi)阻測(cè)量最常用的方法——半偏法
(1)用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻,如圖所示,電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián),然后與大電阻滑動(dòng)變阻
器串聯(lián),R測(cè)<R也
⑵若測(cè)電壓表內(nèi)阻,如圖所示,電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián),然后與小電阻滑動(dòng)變阻器并聯(lián),
例2.某實(shí)驗(yàn)小組利用提供的器材測(cè)量某種電阻絲(電阻約為20Q)材料的電阻率.他們首
先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線(xiàn)柱。和匕上,在電阻絲上夾上一個(gè)與接線(xiàn)
柱c相連的小金屬夾,沿電阻絲移動(dòng)金屬夾,可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置,從而改變接
入電路中電阻絲的長(zhǎng)度.可供選擇的器材還有:
電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V,內(nèi)阻約1Q);
電流表Ai(量程0?100mA,內(nèi)阻約5Q);
電流表A2(量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.2。);
電阻箱R(0?999.9C);
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干.
他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:
A.用螺旋測(cè)微器在三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑出
B.根據(jù)提供的器材,設(shè)計(jì)并連接好如圖甲所示的電路;
C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值最大,閉合開(kāi)關(guān)S;
D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置,調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表滿(mǎn)偏,記
錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L-,
E.改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置,調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表再次
滿(mǎn)偏.重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值7?和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L
F.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),拆除電路并整理好器材.
(1)小明某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑時(shí)其示數(shù)如圖乙所示,則這次直徑的測(cè)量值d
=mm;
(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇(選填“Ai”或“A2”);
(3)小明用記錄的多組電阻箱的電阻值和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù),繪出
了如圖丙所示的R—L關(guān)系圖線(xiàn),圖線(xiàn)在R軸的截距為R),在L軸的截距為L(zhǎng)o,再結(jié)合測(cè)出
的電阻絲直徑d,可求出這種電阻絲材料的電阻率0=(用給定的物理量符號(hào)和已知常
數(shù)表示).
【變式探究】待測(cè)電阻尺的阻值約為20Q,現(xiàn)要測(cè)量其陽(yáng)值,實(shí)驗(yàn)室提供器材如下:
A.電流表Ai(量程為150mA,內(nèi)阻約為10Q)
B.電流表A2(量程為20mA,內(nèi)阻廢=30。)
C.電壓表V(量程為15V,內(nèi)阻約為3000Q)
D.定值電阻R)=100Q
E.滑動(dòng)變阻器吊,最大阻值為5Q,額定電流為1.0A
F.滑動(dòng)變阻器通,最大阻值為5Q,額定電流為0.5A
G.電源,電動(dòng)勢(shì)E=4V(內(nèi)阻不計(jì))
H.電鍵S及導(dǎo)線(xiàn)若干
(1)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大,測(cè)量準(zhǔn)確,測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不小于其量程的三分之一,請(qǐng)
從所給的器材中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材:(均用器材前對(duì)應(yīng)的序號(hào)
字母填寫(xiě));
(2)根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材,請(qǐng)你在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量尺的最佳實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明元件符
號(hào);
⑶待測(cè)電阻的表達(dá)式為凡=,式中各符號(hào)的物理意義為
【舉一反三】某同學(xué)利用右圖所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表⑦的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千
歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99999.9Q),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值50C),
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kQ),直流電源風(fēng)電動(dòng)勢(shì)3V),開(kāi)關(guān)1個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干.
實(shí)驗(yàn)步驟如下
①按電路原理圖連接線(xiàn)路;
②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖中最左端所對(duì)應(yīng)的位置,閉合開(kāi)
關(guān)S;
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表滿(mǎn)偏;
④保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00V,記下電
阻箱的阻值.
回答下列問(wèn)題:
⑴實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器(填“舟”或
(2)根據(jù)電路圖將下圖中實(shí)物圖連線(xiàn).
(3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Q,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓
不變,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為。(結(jié)果保留到個(gè)位).
(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿(mǎn)刻度電流為
(填正確答案標(biāo)號(hào)).
A.100(1AB.250(1A
C.500(iAD.1mA
高頻考點(diǎn)三測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
1.電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量方法
任何一種實(shí)驗(yàn)方法.一定要緊扣閉合電路歐姆定律£=。+〃,而最關(guān)鍵的是看電路中如
何測(cè)量出路端電壓U和電路中的總電流/,這也是命題專(zhuān)家命題時(shí)的入手點(diǎn).
2.數(shù)據(jù)處理
利用圖象得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是常見(jiàn)的方法,對(duì)于不同的電路設(shè)計(jì),在作圖象時(shí)都要畫(huà)出傾
斜直線(xiàn),即得到有關(guān)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的一次函數(shù)關(guān)系,再利用圖象中的斜率與截距求解.當(dāng)電流
表或電壓表量程不符合實(shí)驗(yàn)要求時(shí),要考慮改裝電表進(jìn)行測(cè)量,所以有時(shí)也會(huì)用兩個(gè)電流表或
兩個(gè)電壓表來(lái)進(jìn)行測(cè)量.
例3.某物理興趣實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了測(cè)量電動(dòng)勢(shì)約為3V的某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)
驗(yàn)室可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下.
A.電壓表Vi(O?3V,Rvi=10kQ)
B.電壓表V2(0?15V,Rv2=50kQ)
C.電流表Ai(O?3mA,Rg=100Q)
D.電流表人2(0~3人,內(nèi)阻約為0.5Q)
E.滑動(dòng)變阻器品(0?10Q)
F.滑動(dòng)變阻器R2(0?1000Q)
G.定值電阻R3=0.5C
H.定值電阻H4=10Q
I.開(kāi)關(guān)S以及導(dǎo)線(xiàn)若干
回答下列問(wèn)題:
(1)在設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)時(shí),為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,電壓表應(yīng)選______(填器材前的序號(hào)),為了操作
方便,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填器材前的序號(hào)),通過(guò)分析可知電流表Ai的量程太小、電
流表A2的量程太大,該小組的同學(xué)想將電流表Ai改裝成量程合適的電流表,則應(yīng)將電流表
Ai與定值電阻(填器材前的序號(hào))(填“串”或“并”)聯(lián),改裝后的電流表的量程
應(yīng)為A;
(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的電路圖測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,畫(huà)在如圖甲所示的虛線(xiàn)框內(nèi);
甲乙
⑶該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用所設(shè)計(jì)的電路得到多組數(shù)據(jù),以電流表Ai的示數(shù)為橫坐標(biāo)、電
壓表的示數(shù)為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,并將各組數(shù)據(jù)描繪在該坐標(biāo)系中,得到的U—/圖象如圖乙
所示,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Q(結(jié)果保留兩位小數(shù))
【變式探究】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.其中電流
表Al的內(nèi)阻ri=LOg,電阻火1=9.0kQ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個(gè)R)=3.0C
的電阻.
①按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)a以奶,和cd三條導(dǎo)線(xiàn)中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)的導(dǎo)線(xiàn).為
了確定哪一條導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部是斷開(kāi)的,將電鍵S閉合,用多用電表的電壓擋先測(cè)量“、》間電壓,
讀數(shù)不為零,再測(cè)量。、"間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi);若讀數(shù)為零,
則一定是導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi).
②排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn).通過(guò)多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,得到電流表
Al和A2的多組小/2數(shù)據(jù),作出圖象如圖.由/1一/2圖象得到電池的電動(dòng)勢(shì)后=V,
內(nèi)阻r=
高頻考點(diǎn)四電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
對(duì)于電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),要注意從原理出發(fā)找方法,選器材,定方案.高考中,對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)
驗(yàn)的考查,一般不直接采用課本上的設(shè)計(jì)方案,但是其設(shè)計(jì)技能均取材于課本中的必考實(shí)驗(yàn)并
結(jié)合生活實(shí)際,因此考生要對(duì)課本上的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)做到心中有數(shù).
例4.小明同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度,的變化關(guān)系,已知該金屬電
阻在常溫下的阻值約10Q,R隨/的升高而增大,實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電
阻的溫度.
電阻箱
實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合S,先將開(kāi)關(guān)K與1端閉合,調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度,分別記下溫度力、t2....
和電流表的相應(yīng)示數(shù)人、/2、.…然后將開(kāi)關(guān)K與2端閉合,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為
心/2、…,分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)Ri、Ri....
(1)有以下兩種電流表,實(shí)驗(yàn)電路中應(yīng)選用.
A.量程0?100mA,內(nèi)阻約2Q
B.量程0?0.6A,內(nèi)阻可忽略
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要將電阻箱的阻值由9.9C調(diào)節(jié)至10.0Q,需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕
?“、%”,正確的操作順序是.
①將旋鈕。由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”
②將旋鈕由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”
③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”
(3)實(shí)驗(yàn)記錄的t和R的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表
溫度r(℃)20.040.060.080.0100.0
阻值R(Q)9.610.411.112.112.8
請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在下圖的方格紙上作出H—f圖線(xiàn).
R/Q
由圖線(xiàn)求得R隨t的變化關(guān)系為R=Q.
【變式探究】某校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)比賽,實(shí)驗(yàn)臺(tái)上備有下列器材:
A.電壓表V1(量程約2V,內(nèi)阻約1k。)
B.電壓表V2(量程為6V,內(nèi)阻為2kC)
C.電流計(jì)G(量程為3mA,內(nèi)阻約500Q)
D.電流表A(量程為0.6A,內(nèi)阻為0.5。)
E.滑動(dòng)變阻器品(0?15d0.5A)
F.滑動(dòng)變阻器R2(0?IkQ,0.1A)
G.電阻箱7?3(O?999.9Q,0.1A)
H.電阻箱R4(0?9999.9Q,0.2A)
I.電源(6V,0.5A)
J.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干
(1)利用以上器材在下圖中虛線(xiàn)框內(nèi)設(shè)計(jì)最佳測(cè)量電路,要求既能確定電壓表的量程,
又能盡量準(zhǔn)確地測(cè)定其內(nèi)阻,在圖中標(biāo)明選用器材的符號(hào).圖中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇
(填寫(xiě)元件符號(hào)).
(2)(多選)若已知電壓表Vi量程為2V,則下列實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的電路圖中,能用來(lái)測(cè)定電壓
表Vi的內(nèi)阻且設(shè)計(jì)合理的是.
A
-0~~?-
rES
CD
真題感悟
1.(2019.新課標(biāo)全國(guó)I卷)某同學(xué)要將一量程為250卜用的微安表改裝為量程為20mA的
電流表。該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1200C,經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進(jìn)
行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,根據(jù)圖(a)所示電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線(xiàn)框內(nèi)
是改裝后的電表)。
「-------電阻箱
~~------1/I—
L」標(biāo)準(zhǔn)毫安表
--------------/------------1,----------------
圖(a)圖(b)
(1)根據(jù)圖(a)和題給條件,將(b)中的實(shí)物連接。
(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí),微安表的指針位置如圖(c)所示,由此可
以推測(cè)出改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是o(填正確答案標(biāo)號(hào))
A.18MaB.21mAC.25mAD.28mA
(3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因可能是o(填正確答案標(biāo)號(hào))
A.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻大于1200Q
B.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻小于1200。
C.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏小
D.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏大
(4)要達(dá)到預(yù)期目的,無(wú)論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測(cè)量,只需要將阻值
為R的電阻換為一個(gè)阻值為&R的電阻即可,其中仁。
2.(2019?新課標(biāo)全國(guó)H卷)某小組利用圖(a)所示的電路,研究硅二極管在恒定電流
條件下的正向電壓U與溫度f(wàn)的關(guān)系,圖中V1和V2為理想電壓表;R為滑動(dòng)變阻器,Ro為定
值電阻(阻值100Q);S為開(kāi)關(guān),E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度
/由溫度計(jì)(圖中未畫(huà)出)測(cè)出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0RA時(shí)得到的某硅二極管
UT關(guān)系曲線(xiàn)。回答下列問(wèn)題:
圖(a)
(1)實(shí)驗(yàn)中,為保證流過(guò)二極管的電流為50.0RA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電壓表
V1的示數(shù)為。尸mV;根據(jù)圖(b)可知,當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度/升高時(shí),硅二極管正
向電阻(填“變大”或"變小”),電壓表Vi示數(shù)(填“增大”或“減小”),此時(shí)應(yīng)
將H的滑片向(填“A”或"B”)端移動(dòng),以使Vi示數(shù)仍為Ui。
(2)由圖(b)可以看出U與f成線(xiàn)性關(guān)系,硅二極管可以作為測(cè)溫傳感器,該硅二
極管的測(cè)溫靈敏度為I詈匚X10-3V/C(保留2位有效數(shù)字)。
3.(2019?新課標(biāo)全國(guó)III卷)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Q、量程為100RA的電流表改裝成歐
姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15k??潭日脤?duì)應(yīng)電流表表盤(pán)的50RA刻度。可
選用的器材還有:定值電阻R)(阻值14kC),滑動(dòng)變阻器Ri(最大阻值1500C),滑動(dòng)變阻
器&(最大阻值500C),電阻箱(0?99999.9C),干電池(E=1.5V,r=1.5Q),紅、黑表
筆和導(dǎo)線(xiàn)若干。
圖(a)
(1)歐姆表設(shè)計(jì)
將圖(a)中的實(shí)物連線(xiàn)組成歐姆表。歐姆表改裝好后,滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為
Q:滑動(dòng)變阻器選____(填"R/'或"心")。
(2)刻度歐姆表表盤(pán)
通過(guò)計(jì)算,對(duì)整個(gè)表盤(pán)進(jìn)行電阻刻度,如圖(b)所示。表盤(pán)上服6處的電流刻度分別為
25和75,則人6處的電阻刻度分別為、。
(3)校準(zhǔn)
紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指針指向kC處;將紅、黑表筆
與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)
量。若校準(zhǔn)某刻度時(shí),電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示,則電阻箱接入的阻值為Qo
圖(c)
4.(2019?天津卷)現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。
(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)是mm。
(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路,盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電
阻段約為100Q,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明器材代號(hào)。
電源E(電動(dòng)勢(shì)1()V,內(nèi)阻約為10Q)
電流表A1(量程0~250mA,內(nèi)阻4=5。)
電流表A?(量程0~300mA,內(nèi)阻約為5Q)
滑動(dòng)變阻器R(最大阻值1()Q,額定電流2A)
開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干
(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確,測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為人,電流表A2的讀數(shù)為八,則這
段金屬絲電阻的計(jì)算式凡=。從設(shè)計(jì)原理看,其測(cè)量值與真實(shí)值相比(填“偏大”、
“偏小”或“相等。
5.(2019?江蘇卷)某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率.實(shí)驗(yàn)操作如下:
(1)螺旋測(cè)微器如題11-1圖所示.在測(cè)量電阻絲直徑時(shí),先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與
測(cè)微螺桿之間,再旋動(dòng)(選填2”“中或“。),直到聽(tīng)見(jiàn)“喀喀”的聲音,以保證壓力適當(dāng),
同時(shí)防止螺旋測(cè)微器的損壞。
(題11-1圖)
(2)選擇電阻絲的(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測(cè)量,取其平均值作為電
阻絲的直徑.
(3)題11-2甲圖中R,為待測(cè)電阻絲.請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),將滑動(dòng)變阻器接入題11-2
乙圖實(shí)物電路中的正確位置.
電壓表
(題11-2甲圖)(題11—2乙圖)
(4)為測(cè)量已利用題11-2甲圖所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電壓幼和電
流人的值,作出的UL/I關(guān)系圖象如題11-3圖所示.接著,將電壓表改接在d6兩端,
測(cè)得5組電壓5和電流"的值,數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
lh/V0.51.01.52.02.55
0245
4/mA20.40.60.80.100.0
0000
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出5-"圖象.
(5)由此,可求得電阻絲的心=Q.根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率.
6.(2019.浙江選考)為了比較精確地測(cè)定阻值未知的定值電阻尺,小明設(shè)計(jì)了如圖所示
的電路。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變,將c點(diǎn)先后與
a、b點(diǎn)連接,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大,電流表示數(shù)基本不變,則測(cè)量時(shí)應(yīng)將c點(diǎn)接
(選填為點(diǎn)"或"點(diǎn)”),按此連接測(cè)量,測(cè)量結(jié)果(選填“小于”、“等于”或“大
于“)心的真實(shí)值。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的6組數(shù)據(jù),在圖2中描點(diǎn),作出了2條圖線(xiàn)。你認(rèn)為正確的是
(選填“①''或"②"),并由圖線(xiàn)求出電阻R尸Q。(保留兩位有效數(shù)字)
1.002.003.00UN
1.(2018年全國(guó)I卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25℃~80C范圍內(nèi)某
熱敏電阻的溫度特性,所用器材有:置于溫控室(圖中虛線(xiàn)區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱(chēng)
值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Q:電源E(6V,內(nèi)阻可忽略):電壓表⑨(量程150mV):
定值電阻Ro(阻值20.0Q),滑動(dòng)變阻器Ri(最大阻值為1000Q):電阻箱&(阻值范圍
0-999.9Q):?jiǎn)蔚堕_(kāi)關(guān)Si,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2。
實(shí)驗(yàn)時(shí),先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度,升至80.0C,將S2與1端接通,
閉合Si,調(diào)節(jié)品的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值Uo:保持4的滑片位置不變,將R2置
于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)7?2,使電壓表讀數(shù)仍為Uo:斷開(kāi)S”記下此時(shí)&的讀數(shù),
逐步降低溫控室的溫度3得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0。。實(shí)驗(yàn)得到的&Y
數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。
t/℃25.030.040.050.060.070.080.0
&/Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0
回答下列問(wèn)題:
(1)在閉合Si前,圖(a)中幻的滑片應(yīng)移動(dòng)到填%”或*”)端;
(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并做出曲線(xiàn):
圖(c)
(3)由圖(b)可得到用,在25℃-80℃范圍內(nèi)的溫度特性,當(dāng)Z=44.0℃時(shí),可得用=Q;
(4)將R握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)為—C,則手
心溫度為℃o
2.(2018年全國(guó)II卷)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表??捎玫钠鞑挠校何脖眍^(量程100處
內(nèi)阻900。);電阻箱吊(阻值范圍0-999.9。);電阻箱上(阻值范圍。?99999.9。);導(dǎo)
線(xiàn)若干。要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成
量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋。
回答下列問(wèn)題:
(1)在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出電路圖并標(biāo)出R和&,其中*為公共接線(xiàn)柱,a和b分別是電流擋
和電壓擋的接線(xiàn)柱。
「?jìng)淇?/p>
II
:。OO\
:?a
(2)電阻箱的阻值勺=。犬2=a(保留到個(gè)位)
3.(2018年全國(guó)III卷)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻R\的阻值,圖
中心為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R)=20.0Q);OV可視為理想電壓表。S1為單刀開(kāi)關(guān),S2位單刀雙擲開(kāi)
關(guān),E為電源,R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn):
(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線(xiàn)路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線(xiàn);
(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置,閉合Si;
(3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表。V的示數(shù)5;
然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表。V的示數(shù)上;
(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式(用心、口、仿表示);
(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):
12345
U1/V0.250.300.360.400.44
5/v0.861.031.221.361.49
%
可3.443.433.393.403.39
U2
(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值,求得R\=(保留1位小數(shù))
7uri
4.(2018年天津卷)某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻R的阻值(約為10kQ),除了R,
開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)外,還有下列器材供選用:
A.電壓表(量程O(píng)~1V,內(nèi)阻約10kQ)
B.電壓表(量程0~10V,內(nèi)阻約lOOkQ)
C.電流表(量程(MmA,內(nèi)阻約30Q)
D.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Q)
E.電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計(jì))
F.電源(電動(dòng)勢(shì)12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計(jì))
G.滑動(dòng)變阻器Ro(阻值范圍0?10Q,額定電流2A)
①為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確,電壓表選用,電流表選用,電源選用
o(均填器材的字母代號(hào));
②畫(huà)出測(cè)量R阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖____________o
③該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確,從實(shí)驗(yàn)原理上看,待測(cè)電阻測(cè)量值會(huì)
其真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于"),原因是
5.(2018年江蘇卷)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指
出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處;.
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值火和電流表示數(shù)/,以及計(jì)算的;數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出R;關(guān)系圖像.由圖像可計(jì)算出該干
電池的電動(dòng)勢(shì)為V;內(nèi)阻為Q.
R/Q8.07.06.05.04.0
//A0.150.170.190.220.26
-/A-'6.76.05.34.53.8
I
(3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100mV的
電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時(shí),電壓表的指針位置
如圖所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為V;內(nèi)阻應(yīng)為Q.
1.12017.天津卷】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。其
中電流表Ai的內(nèi)阻r.LOkQ,電阻R=9.0kQ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個(gè)Ho=3.O
Q的電阻。
①按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)四'、和CC'三條導(dǎo)線(xiàn)中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開(kāi)的導(dǎo)線(xiàn)。
為了確定哪一條導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部是斷開(kāi)的,將電建S閉合,用多用電表的電壓擋先測(cè)量小加間電壓,
讀數(shù)不為零,再測(cè)量〃、。'間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi);若讀數(shù)為零,
則一定是導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)。
②排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn)。通過(guò)多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,得到電流表
A1和A2的多組/1、/2數(shù)據(jù),作出圖象如右圖。由八-/2圖象得到電池的電動(dòng)勢(shì)4=V,
內(nèi)阻r=Qo
2.12017.新課標(biāo)I卷】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額
定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表V(量程3V,內(nèi)阻3kQ);電流表A(量程0.5A,
內(nèi)阻0.5。);固定電阻Ho(阻值1000Q);滑動(dòng)變阻器R(阻值0?9.0Q);電源E(電動(dòng)
勢(shì)5V,內(nèi)阻不計(jì));開(kāi)關(guān)S;導(dǎo)線(xiàn)若干。
(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原
理圖。
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線(xiàn)如圖(a)所示。
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由實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(填“增大”“不變”或“減小”),
燈絲的電阻率(填“增大”“不變”或“減小”)。
(3)用另一電源瓦(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00。)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器A的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開(kāi)關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小
燈泡的最小功率為W,最大功率為Wo(結(jié)果均保留2位小數(shù))
3.12017.新課標(biāo)H卷】某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100gA,
內(nèi)阻大約為2500Q)的內(nèi)阻??墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€(gè)滑動(dòng)變阻器總、R2(其中一個(gè)阻值為20
Q,另一個(gè)阻值為2000Q);電阻箱屋(最大阻值為99999.9C);電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V);
單刀開(kāi)關(guān)Si和S2。C、。分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。
£E
圖(a)
(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線(xiàn)。
圖(b)
(2)完成下列填空:
①吊的阻值為Q(填“20”或“2000”)。
②為了保護(hù)微安表,開(kāi)始時(shí)將Ri的滑片。滑到接近圖(a)中的滑動(dòng)變阻器的端(填
“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置;將治的滑片。置于中間位置附近。
③將電阻箱&的阻值置于2500.0。,接通Si。將用的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)
R2的滑片。的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說(shuō)明S2接通前8與。
所在位置的電勢(shì)(填“相等”或“不相等”)。
④將電阻箱后和微安表位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Q
時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測(cè)微安表的內(nèi)阻為Q(結(jié)果保留到個(gè)
位)。
(3)寫(xiě)出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議:。
4.12017.新課標(biāo)III卷】圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是
電池;Ri、RZ、R3、&和R5是固定電阻,&是可變電阻;表頭G的滿(mǎn)偏電流為250RA,內(nèi)阻
為480Q。虛線(xiàn)方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān),A端和8端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,
5個(gè)擋位為:直流電壓IV擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆xlOOQ擋。
(1)圖(a)中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關(guān)于扁的使用,下列說(shuō)法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.在使用多用電表之前,調(diào)整治使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整治使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置
C.使用電流擋時(shí),調(diào)整反使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得RI+R2=Q,&=。。
(
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