《2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版所謂“安阻法”,就是用安培表和電阻箱(或已知電阻)兩個(gè)測量工具測量某一物理量,主要是測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻。安阻法測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻例1一同學(xué)測量某干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(1)題10-1圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路請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)測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖象由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢為 V;內(nèi)阻為 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.
2、34.53.8(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV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0.33 A時(shí),電壓表的指針位置如題10-2 圖所示,則該干電池的電動(dòng)勢應(yīng)為 V;內(nèi)阻應(yīng)為 【解析】(2)推導(dǎo):根據(jù)閉合電路歐姆定律,變形為,所以電動(dòng)勢為圖象的斜率,內(nèi)阻為圖象在軸上的的截距,根據(jù)圖象可求出斜率和截距,從而求出E和,見答案。(3)電壓表讀數(shù)為66,根據(jù)已知條件,電流表內(nèi)阻因?yàn)榘沧璺y電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,電動(dòng)勢E,內(nèi)阻,所以,第(3)問中,電動(dòng)勢同第(2)問,內(nèi)阻比第(2)問少.【答案】10(1)開關(guān)未斷開 電阻箱阻值為零(2)(
3、見下圖) 1.4(1.30 1.44都算對) 1.2(1.0 1.4都算對)(3)1.4(結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致) 1.0(結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2)【點(diǎn)評】本題隱含考查一個(gè)知識(shí):在安阻法測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,電動(dòng)勢的測量值等于真實(shí)值,而內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值,實(shí)驗(yàn)在第(3)問中,內(nèi)阻的結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2(電流表內(nèi)阻)。推導(dǎo)如下:不考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí),所得結(jié)果為測量值,根據(jù),解得,.考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí),所得結(jié)果為真實(shí)值,根據(jù),解得,.例2.某同學(xué)利用圖(a)中的電路測量電流表的內(nèi)阻RA(約為5)和直流電源的電動(dòng)勢E (約為10V)。 圖中R1和R2為電
4、阻箱,S1和S2為開關(guān)。已知電流表的量程為100mA,直流電源的內(nèi)阻為r。(1)斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的阻值,使?jié)M偏;保持R1的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)R2的阻值為4.8時(shí)的示數(shù)為48.0mA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化,經(jīng)計(jì)算得RA= ;(保留2位有效數(shù)字)(2)保持S1閉合,斷開S2,多次改變R1的阻值,并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示,則此次R1的阻值為 ;(3)利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù),作出圖線,如圖(c)所示。用電池的電動(dòng)勢E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示隨變化的關(guān)系式為= 。 利用圖(c)可求得E= V。 (保留2位有效數(shù)字)【
5、解析】(1)并聯(lián)電路電流與電阻成反比,解得(2)(3)根據(jù)全電路歐姆定律有,變形得。從圖(c)可求圖線的斜率,則電源電動(dòng)勢.【答案】(1)5.2 (2)148.2 (3),9.1(8.9-9.4)【點(diǎn)評】本題在測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中嵌入了另一個(gè)實(shí)驗(yàn):用半偏法測電流表內(nèi)阻。例3.利用如圖(a)所示電路,可以測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻,所利用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9),電阻R0(阻值為3.0),電阻R1(阻值為3.0),電流表A(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0),開關(guān)S。 實(shí)驗(yàn)步驟如下:將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)
6、的阻值R;以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作圖線(用直線擬合)求出直線的斜率k,和在縱坐標(biāo)的截距b?;卮鹣铝袉栴}:(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則1/I與R的關(guān)系式為 。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答: , 。(3)在答題卡圖(c)的坐標(biāo)紙上所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k= ,截距b= 。(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E= V,內(nèi)阻r= 。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.9
7、13.0【解析】(1)電流表和電阻并聯(lián)以擴(kuò)大量程,因?yàn)?,所以,此即為擴(kuò)大量程后的電流表內(nèi)阻。電流表讀數(shù)為時(shí),干路電流為,則,所以.根據(jù)全電路歐姆定律,即化成關(guān)系式為,即,將和代入得。(2)從圖(b)可得,電流表讀數(shù),所以(3) 描點(diǎn)作圖,見下圖,從圖得斜率,截距(4)因?yàn)?,所以電?dòng)勢,根據(jù),解得【答案】 (1)=R+(5.0+r)或(2)0.1109.09(3)見圖(c)答(4)3.0(或在2.7 3.3之間)1.0(或在0.6 1.4之間)【點(diǎn)評】本題繼承傳統(tǒng)的是根據(jù),得出,然后描點(diǎn)作圖,從圖象求斜率和截距,從而求電動(dòng)勢和內(nèi)阻.本題創(chuàng)新在于把電流表擴(kuò)大量程與測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻整合在一起,而把
8、上式中的改為,從而把改為即,因而電動(dòng)勢為,內(nèi)阻為。本題表面上看是安阻法,因?yàn)槭菆D象,實(shí)際上是伏阻法,因?yàn)殡娏鞅頊y的實(shí)際上是兩端的電壓。所以可以說是伏阻法和安阻法的綜合法。安阻法測電流表內(nèi)阻例5利用圖1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1所給出的電路原理圖,在圖2的實(shí)物圖上連線。 已知R1=140,R2=60。當(dāng)電鍵K1閉合、K2斷開時(shí),電流表讀數(shù)為6.4mA;當(dāng)K1、K2均閉合時(shí),電流表讀數(shù)為8.5mA。由此可以求出RA= 。(保留2位有效數(shù)字)【解析】(1)圖略(2)根據(jù)電路歐姆定律和電路分析,有,解得RA=43.點(diǎn)評:本題考查用安阻法(用電流表和兩個(gè)電阻)測電流表的內(nèi)阻。也具體考查了實(shí)物圖的連線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法(考實(shí)際數(shù)字的計(jì)算),還考查了電路的分析。