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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 资本运营 > 【步步高】高考物理二轮 复习与增分策略 专题八 第2课时 电学实验课件
第2课时电学实验热点实验例析一、测定电源的电动势和内阻例1在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图1所示的实物电路.图1(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到________.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是________.(选填1或2)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点,绘出的1U-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在1U坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=________,内阻r=________(用k、b和R0表示).解析(3)由闭合电路的欧姆定律:E=U+UR0(R+r),U(R0+R+r)R0=E,U(R0+R+r)=ER0,1U=R0+R+rER0=R0+rER0+1ER0R,所以k=1ER0,E=1kR0;R0+rER0=b,可求得:r=bk-R0.答案(1)最大值(2)2(3)1kR0bk-R0针对训练1在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3V),电流表(量程0.6A),定值电阻R0(阻值为3Ω),滑动变阻器R(阻值约30Ω).(1)小玲同学设计的实验电路如图2甲所示.请你按电路图在图乙上完成实物连接.(2)电路连接正确的情况下,当她闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数.反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此她拿来多用电表检查故障.她的操作如下:图2a.断开电源开关S;b.将多用表选择开关置于×1Ω档,调零后,红黑表笔分别接R两端,读数为30Ω;c.将多用表选择开关置于×100Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图3所示,则所测阻值为______Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指针位置几乎不变.由以上操作可判断发生断路故障的元件是________(填元件名称).图3(3)在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图4所示,请继续完成图象;根据图象可得该电池的电动势E=________V,电池内阻r=________Ω(小数点后保留两位数字).她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________________________(说出理由之一即可).图4答案(1)实物连接如右图所示(2)3.0×103电流表(3)(3.00±0.05)(0.57±0.05)保护电阻;增大电源等效内阻,使调节时两电表示数变化明显.(其他合理答案均正确)二、伏安法测电阻例2某同学要测量一导体的电阻Rx.(1)他先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向电阻挡“×100”挡位的多用电表测量,其表盘及指针所指位置如图5所示,要能比较准确地测量该电阻的阻值,应将多用电表的选择开关旋转到电阻挡的________挡位,调到正确挡位后重新调零,再次测量此电阻,其表盘及指针所指位置如图6所示,则该电阻约为________Ω.图5图6(2)该同学想用“伏安法”更精确地测量该导体的电阻Rx,现有的器材及其代号和规格如下:A.待测电阻RxB.电流表A1(量程0~50mA,内阻约为50Ω)C.电流表A2(量程0~5mA,内阻约为30Ω)D.电压表V1(量程0~3V,内阻约为10kΩ)E.电压表V2(量程0~15V,内阻约为50kΩ)F.直流电源E(电动势6V,内阻不计)G.滑动变阻器R1(阻值范围为0~20Ω,允许通过的最大电流为2.0A)H.定值电阻R2=50ΩI.开关S一个,导线若干.则:①为了使实验误差较小,要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上,并要求测得多组数据进行分析,则电流表应选择______,电压表应选择________(选填器材前的字母代号).②将你设计的实验电路画在虚线框内.③使用设计的电路图进行测量,若电压表的读数为U,电流表的读数为I,那么,待测电阻的阻值Rx=________(用已知物理量和测量的物理量的字母符号表示).答案(1)×10220(2)①BD②如图所示③UI-UR2针对训练2利用如图7所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300Ω.图7···(1)请补充完整某同学的实验步骤:①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到________(填“a”或“b”)端,闭合开关S2;②闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的指针指到满刻度;③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R0的阻值大小,使电压表的指针指到满刻度的________;读出此时电阻箱R0的阻值,即等于电压表内阻RV.(2)实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9Ω)、电池(电动势约1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材:A.滑动变阻器(最大阻值200Ω)B.滑动变阻器(最大阻值10Ω)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用________(填序号).(3)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压表内阻的测量值R测________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值RV.答案(1)①a③一半(2)B(3)大于三、金属或液体电阻率的测定例3某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图8甲所示,可知其长度为________mm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为________mm;甲(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图9,则该电阻的阻值约为________Ω;乙图8(4)为更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)图9电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)直流电源E(电动势4V,内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω)滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ)开关S,导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在框中画出测量用的正确电路图,并标明所用器材的代号.答案(1)50.15(2)4.697~4.700(3)220(4)如图针对训练3某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.他在一根内径d=8.00mm的均匀玻璃管两端装上橡胶塞和电极,如图10,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水.他先用多用电表“×1K”欧姆挡粗测管内水柱的内阻R,如图11,R=________Ω.图10图11为提高精度,他又用以下仪器:电压表(3V、15V、300kΩ)、电流表(300μA、50Ω)、滑动变阻器(1kΩ)、电源(12V、6Ω)及开关等,导线若干和实验电路如图12,通过多次实验测量,测出每次实验水柱电阻对应的U、I值;并在图13U-I图象中描出如图所示的包括(0,0)点在内的9个点表示他测得的9组(U,I)值.图12通过对U-I图线分析求出水柱的电阻R=________Ω.(保留两位有效数字)图13答案1.1×1041.0×104(0.96×104~1.5×104均正确)四、描绘小灯泡的伏安特性曲线例4(2011·福建·19(2))某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至________挡进行测量.(填选项前的字母)A.直流电压10VB.直流电流5mAC.欧姆×100D.欧姆×1(2)该同学采用图14所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,为电压表(量程6V,电阻20kΩ),为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.图14Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最________端;(填“左”或“右”)Ⅱ.在实验过程中,已知各元件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是________点至________点的导线没有连接好;(图中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图14中的数字,如“2点至3点”的导线)Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图15所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________.(填“不变”、“增大”或“减小”)图15解析(1)因小电珠正常发光时的电阻R=U2P=363Ω=12Ω,小电珠未接入电路的电阻要比正常发光时小得多(因温度的影响),故用多用电表测未接入电路的小电珠的电阻,应选D.(2)Ⅰ.在实验时,闭合开关前,应使用电器的电压、电流为最小值,故应使滑片P置于最左端.Ⅱ.若1点到5点未接好,则电路成为滑动变阻器的限流式电路.Ⅲ.在I-U图象中的每一点与O点的连线的斜率逐渐减小,即电阻的倒数减小,所以电阻增大.答案(1)D(2)Ⅰ.左Ⅱ.15(或51)Ⅲ.增大针对训练4某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:A.电压表V(量程为0~5V,内阻约5kΩ)B.电流表A1(量程为0~25mA,内阻约为0.2Ω)C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流1.5A)E.滑动变阻器R2(0~1000Ω,额定电流0.5A)F.定值电阻R0(R0=1000Ω)G.直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)H.电键一个、导线若干(1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如下表),请你在图16中作出热敏电阻的伏安特性曲线.电压U(V)0.01.02.02.43.03.64.0电流I(mA)0.01.65.88.011.816.020.0图16(2)由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而________(选填“增大”或“减小”).该同学选择的电流表是______(选填“B”或“C”),选择的滑动变阻器是________(选填“D”或“E”).(3)请在方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为)答案(1)如下图(2)减小BD(3)如图读题审题解题13.从原理迁移中突破电学实验题答案(1)a.电路图如图所示c.U-I图线如下图约5.0(2)b.2.8(3)B针对训练5(2011·江苏·11)某同学利用如图22所示的实验电路来测量电阻的阻值.(1)将电阻箱接入a、b之间,闭合开关.适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变.改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表:电阻R/Ω5.010.015.025.035.045.0电压U/V1.001.501.802.142.322.45图22请根据实验数据在图23中作出U-R关系图象.图23(2)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为2.00V.利用(1)中测绘的U-R图象可得Rx=________Ω.(3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大.若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻,则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”).现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定?解析(1)根据表中数据,确定U、R轴刻度,使图象尽量大一些,然后描点、连线[用平滑曲线连接,且必须过(0,0)点].(2)由作出的图象得到相应的R值,约为20Ω.(3)由I=ER′+R+r知r增大后,计算出的R值会偏小,由题表知
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