2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案
《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案(21頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn) [做真題·明考向] 真題體驗(yàn) 透視命題規(guī)律 授課提示:對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第76頁(yè) [真題再做] 1.(2018·高考全國(guó)卷Ⅰ,T23)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25℃~80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性.所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Ω;電源E(6V,內(nèi)阻可忽略);電壓表(量程150mV);定值電阻R0(阻值20.0Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~999.9Ω);單刀開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2. 實(shí)驗(yàn)時(shí),先按圖(a)連接好
2、電路,再將溫控室的溫度t升至80.0℃。將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1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)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開(kāi)S1,記下此時(shí)R2的讀數(shù).逐步降低溫控室的溫度t,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R2-t數(shù)據(jù)見(jiàn)下表. t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列問(wèn)題: (1)在閉合S1前,圖(a)中R1
3、的滑片應(yīng)移動(dòng)到________(填“a”或“b”)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),并作出R2-t曲線. (3)由圖(b)可得到RT在25℃~80℃范圍內(nèi)的溫度特性.當(dāng)t=44.0℃時(shí),可得RT=________Ω. (4)將RT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_(kāi)_______Ω,則手心溫度為_(kāi)_______℃. 解析:(1)閉合開(kāi)關(guān)S1前,應(yīng)讓滑片移動(dòng)到b端,使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大. (3)由圖象可知t=44.0℃時(shí),電阻的阻值為450Ω. (4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0Ω,由圖象可得溫度約為33.0℃.
4、 答案:(1)b (2)如圖所示 (3)450 (4)620.0 33.0 2.(2017·高考全國(guó)卷Ⅰ,T23)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(量程3V,內(nèi)阻3kΩ);電流表(量程0.5A,內(nèi)阻0.5Ω);固定電阻R0(阻值1000Ω);滑動(dòng)變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動(dòng)勢(shì)5V,內(nèi)阻不計(jì));開(kāi)關(guān)S;導(dǎo)線若干. (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如圖(a)所示. 由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的
5、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E0(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00Ω)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R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_(kāi)_______W,最大功率為_(kāi)_______W.(結(jié)果均保留2位小數(shù)) 解析:(1)要實(shí)現(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量,則滑動(dòng)變阻器需要設(shè)計(jì)成分壓接法;電壓表應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián),將量程改為4V.由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω,所以需將電流表外接.(2)由小燈泡伏安特性曲
6、線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻增大.根據(jù)電阻定律可知,燈絲的電阻率增大.(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大為9.0Ω時(shí),流過(guò)小燈泡的電流最小,小燈泡的實(shí)際功率最小,把滑動(dòng)變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分,在題圖(a)中畫(huà)出等效電源E0′(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00Ω+9.0Ω=10Ω)的伏安特性曲線,函數(shù)表達(dá)式為U=4-10I(V),圖線如圖中Ⅰ所示,故小燈泡的最小功率為Pmin=U1I1=1.75×0.225W≈0.39W.當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí),流過(guò)小燈泡的電流最大,小燈泡的實(shí)際功率最大,在題圖(a)中畫(huà)出電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00Ω)的伏安特性曲線,函數(shù)表達(dá)式
7、為U=4-I(V),圖線如圖中Ⅱ所示,故小燈泡的最大功率為Pmax=U2I2=3.68×0.318W≈1.17W. 答案:(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示 (2)增大 增大 (3)0.39 1.17 [考情分析] ■命題特點(diǎn)與趨勢(shì)——怎么考 近幾年高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)的命題突出集中在以下幾點(diǎn): (1)注重以“三尺三表(刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器,電壓表、電流表、多用電表)”為核心的基本儀器使用的考查.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等,高頻穿插于具體實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行考查. (2)注重對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的考查.命題基于“已學(xué)過(guò)”的實(shí)驗(yàn)
8、(分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、課外小實(shí)驗(yàn)),而不局限于《考試大綱》中要求的實(shí)驗(yàn),變換情境而不偏離主題,如電學(xué)實(shí)驗(yàn)基于“測(cè)電阻”和“測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”兩個(gè)模型,串起了電表的改裝、滑動(dòng)變阻器的兩種接法、電流表的內(nèi)外接法、等效法、半偏法、比較法等. ■解題要領(lǐng)——怎么做 1.掌握基本儀器的原理和使用. 2.掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)思想,如伏安法測(cè)電阻,電流表的內(nèi)、外接法及滑動(dòng)變阻器的連接方式. 3.掌握處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法,如圖象法、平均值法等. [建體系·記要點(diǎn)] 知識(shí)串聯(lián) 熟記核心要點(diǎn) 授課提示:對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第78頁(yè) [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]
9、[要點(diǎn)熟記](méi) 1.使用多用電表時(shí),不管測(cè)量什么,電流都要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入電表,從“-”插孔(黑表筆)流出電表,即“紅入黑出”. 2.歐姆表的讀數(shù):①為了減小讀數(shù)誤差,指針應(yīng)指在表盤(pán)中央刻度附近;②電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積. 3.實(shí)驗(yàn)儀器的選擇:根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小選擇合適量程的電壓表,根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流選擇合適量程的電流表,根據(jù)電路中需要的最大電阻來(lái)選擇滑動(dòng)變阻器. 4.控制電路的選擇:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的最大電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻或要求電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)時(shí),變阻器應(yīng)采用分壓式接法;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的最大電阻和待測(cè)電阻接近時(shí),選用限流式接法, 5.電流表內(nèi)外接法的選擇
10、:當(dāng)待測(cè)電阻滿足R
11、 電壓表0~3V 0.1V 電流表0~0.6A 0.02A 估讀位與最小刻度在同一位,采用估讀 電壓表0~15V ,0.5V 估讀位與最小刻度在同一位,采用估讀 2.多用電表的讀數(shù)及使用 (1)電流的流向 電流從電表的“+”插孔(紅表筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,即“紅進(jìn)、黑出”. (2)“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. (3)歐姆表刻度不均勻的原因 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
12、,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. 1.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0~3V量程的電壓表,讀數(shù)為_(kāi)_____V.若使用的是0~15V量程的電壓表,讀數(shù)為_(kāi)_____V. (2)若使用的是0~0.6A量程的電流表,讀數(shù)為_(kāi)_____A.若使用的是0~3A量程的電流表,讀數(shù)為_(kāi)_____A. 解析:對(duì)于電壓表,當(dāng)選取0~3V量程時(shí),每小格為0.1V,讀數(shù)為1.68V,當(dāng)選取0~15V量程時(shí),每小格為0.5V,讀數(shù)為8.4
13、V;對(duì)于電流表,當(dāng)選取0~0.6A量程時(shí),每小格為0.02A,讀數(shù)為0.46A,當(dāng)選取0~3A量程時(shí),每小格為0.1A,讀數(shù)為2.30A. 答案:(1)1.68(1.67~1.69均正確) 8.4(8.3亦可) (2)0.46 2.30(2.29~2.31均正確) 2.如圖所示為多用電表的刻度盤(pán),若選用倍率為“×100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí),表針指示如圖所示,則: (1)所測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0×104Ω的電阻,為了使測(cè)量結(jié)果比較精確,應(yīng)選用的歐姆擋是__________(選填“×10”“×100”或“×1k”). (2)用此多用電
14、表進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)選用量程為50mA的直流電流擋測(cè)量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測(cè)電流為_(kāi)_______mA;當(dāng)選用量程為250mA的直流電流擋測(cè)量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測(cè)電流為_(kāi)_______mA. (3)當(dāng)選用量程為10V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí),表針也指于圖示位置,則所測(cè)電壓為_(kāi)_______V. 解析:(1)歐姆表讀數(shù):對(duì)應(yīng)最上一行刻度值為15,倍率為“×100”,讀數(shù)為1.5×103Ω;測(cè)2.0×104Ω電阻時(shí)應(yīng)選“×1k”的歐姆擋. (2)選50mA直流電流擋,則每一大格表示10mA,每一小格表示1mA,測(cè)量的精確度為1mA,應(yīng)估讀到0.1mA(此時(shí)為估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為
15、30.8mA;選擇量程為250mA的直流電流擋,則每一大格表示50mA,每一小格表示5mA,測(cè)量的精確度為5mA,應(yīng)估讀到1mA(此時(shí)為估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為154mA. (3)選擇10V電壓擋,則每一大格表示2V,每一小格表示0.2V,測(cè)量的精確度為0.2V,應(yīng)估讀到0.1V(此時(shí)應(yīng)為估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為6.2V. 答案:(1)1.5×103 ×1k (2)30.8(30.7~30.9都正確) 154 (3)6.2 3.(2018·高考全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表.可選用的器材有:微安表頭(量程100μA,內(nèi)阻900Ω);電阻箱R1(阻值范圍0~999.9Ω);電阻箱R2(阻
16、值范圍0~99999.9Ω);導(dǎo)線若干. 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)在虛線框內(nèi)畫(huà)出電路圖并標(biāo)出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱. (2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1=______Ω,R2=______Ω.(保留到個(gè)位) 解析:(2)接a時(shí)改裝成量程為1mA的電流表,有 IgRg=(I-Ig)R1,解得R1=100Ω,接b時(shí)改裝成量程為3V的電壓表,有U=IgRg+I(xiàn)R2,解得R2=2910Ω. 答案:(1)如圖所示
17、(2)100 2910
考向二 以測(cè)電阻為核心的實(shí)驗(yàn)
1.電流表內(nèi)接法與外接法的選擇
比較
項(xiàng)目
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路
誤差
原因
由于電流表內(nèi)阻的分壓作用,電壓表測(cè)量值偏大
由于電壓表內(nèi)阻的分流作用,電流表測(cè)量值偏大
測(cè)量
結(jié)果
R測(cè)==RA+Rx>Rx
電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值
R測(cè)==Rx 18、
串、并聯(lián)關(guān)系不同
負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍
≤U≤E
0≤U≤E
分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍
≤I≤
0≤I≤
分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
閉合S前滑片P位置
b端
a端
都是為了保護(hù)電路元件
4.在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電阻Rx約為200Ω,電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10Ω,測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示,結(jié)果由公式Rx=計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值,且測(cè)量值Rx1____ 19、____(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值,測(cè)量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值.
解析:根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解題.根據(jù)題意知>,電壓表的分流作用較顯著,故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值.圖甲的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值,故Rx1>Rx真;圖乙的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值,故Rx2<Rx真.
答案:Rx1 大于 小于
5.要描繪一個(gè)標(biāo)有“3V 0.8W”小燈泡的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加,且盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差.已選用的器材除導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外,還有:
電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)阻約1Ω)
電流表(量程為0~0.6A,內(nèi) 20、阻約為1Ω)
電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ)
滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)
(1)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的________(填字母代號(hào)).
(2)按照(1)中選擇的電路進(jìn)行連線,如圖乙所示,其中應(yīng)該去掉的導(dǎo)線是________(選填相應(yīng)的字母).
(3)閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于最________端(選填“左”或“右”).
(4)以電壓表的讀數(shù)U為橫軸,以電流表的讀數(shù)I為縱軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的多組數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,如圖丙所示.由圖可知:隨著電壓的增大,小燈泡的電阻________(選填“增大”或“減小”),其發(fā)生變化的原因是__ 21、_____________________.
(5)如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,電路接通后小燈泡兩端的電壓是________V.
解析:(1)由題意得,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)從零開(kāi)始測(cè)量,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法;由于燈泡內(nèi)阻較小,因此應(yīng)采用電流表外接法,故選擇B電路.
(2)由題圖乙可知,電壓表左側(cè)分別接了兩條導(dǎo)線,由于本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用電流表外接法,故應(yīng)將導(dǎo)線b去掉.
(3)由題圖乙可知,測(cè)量部分與滑動(dòng)變阻器左側(cè)并聯(lián),為了讓電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié),滑片開(kāi)始時(shí)應(yīng)置于最左端.
(4)I-U圖象中任一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù),則可知,隨著電壓的升高電阻增大,原因是燈絲電 22、阻隨溫度的升高而增大.
(5)在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線,如圖所示,由圖可知,小燈泡兩端的電壓約為0.70V.
答案:(1)B (2)b (3)左 (4)增大 隨著電壓升高,燈絲電阻的溫度升高,電阻增大 (5)0.70(0.68~0.75均可)
6.(2018·高考全國(guó)卷Ⅲ)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Rx的阻值.圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0Ω);可視為理想電壓表;S1為單刀開(kāi)關(guān),S2為單刀雙擲開(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)原理線路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線.
(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于 23、適當(dāng)?shù)奈恢?,閉合S1.
(3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2.
(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=________(用R0、U1、U2表示).
(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù).
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值,求得Rx=________Ω.(保 24、留1位小數(shù))
解析:(1)根據(jù)原理圖,沿電流的流向依次連接.
①先接E、R、S1連接起來(lái),組成閉合回路.
②將R0、Rx與R連接起來(lái).
③將、S2與Rx連接起來(lái).
(4)由于為理想電壓表,故S2接1或接2時(shí)流過(guò)R0、Rx的電流相等.
根據(jù)部分電路歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)得
=,解得Rx=(-1)R0
(6)根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算的平均值為3.41,代入Rx=(-1)R0得Rx=48.2Ω.
答案:(1)實(shí)物連線如圖
(4)(-1)R0 (6)48.2
考向三 以測(cè)電動(dòng)勢(shì)為核心的實(shí)驗(yàn)
1.電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量方法
方案
伏安法
伏阻法
安阻法
原理
E 25、=U+I(xiàn)r
E=U+r
E=IR+I(xiàn)r
電路圖
關(guān)系式
U=E-Ir
=+
=+
圖象
縱軸截距:E
斜率:-r
縱軸截距:
斜率:
縱軸截距:
斜率:
2.對(duì)實(shí)驗(yàn)的兩點(diǎn)說(shuō)明
(1)任何一種實(shí)驗(yàn)方法,一定要緊扣閉合電路歐姆定律E=U+I(xiàn)r,其中最關(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I.
(2)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,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.
7.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn),可供選擇的器材如下 26、:
A.待測(cè)干電池一節(jié)
B.電流表A(量程為0~60mA,內(nèi)阻RA=18Ω)
C.電壓表V(量程為0~3V,內(nèi)阻RV約為3kΩ)
D.滑動(dòng)變阻器R1(阻值為0~5Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R2(阻值為0~30Ω)
F.定值電阻R3(阻值為2Ω)
G.定值電阻R4(阻值為10Ω)
(1)為完成實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選________,定值電阻應(yīng)該選________.(填器材后面的代號(hào))
(2)請(qǐng)完善圖(a)中的電路圖.
(3)根據(jù)圖(b)中已描出的點(diǎn)畫(huà)出U-I圖象,由圖象得該電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析:(1 27、)因?yàn)殡姵氐膬?nèi)阻較小,約為幾歐,故為了能起到控制調(diào)節(jié)作用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用總阻值為30Ω的R2;因?yàn)榻o出的電流表量程為0~60mA,量程偏小,為了能準(zhǔn)確測(cè)量,可以采用串聯(lián)定值電阻的方法來(lái)減小電流,需要的電阻R==25Ω,兩定值電阻均達(dá)不到要求,所以應(yīng)考慮改裝電流表,為了讓量程變大,應(yīng)將較小的電阻與電流表并聯(lián),電流表改裝后的量程為I=Ig+=60mA+mA=600mA,符合實(shí)驗(yàn)要求.
(2)根據(jù)(1)中分析可知,電路圖如圖所示.
(3)根據(jù)已描出的點(diǎn)畫(huà)出的U-I圖象如圖所示.設(shè)電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U=E-10Ir,可知電路的U-I圖線與縱軸的交點(diǎn)即為 28、電源的電動(dòng)勢(shì),故E=1.49V,圖線的斜率k=Ω=10r,則r=1.05Ω.
答案:(1)R2 R3 (2)圖見(jiàn)解析 (3)圖見(jiàn)解析 1.49(1.47~1.49均可) 1.05(1.04~1.07均可)
8.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)量電池盒的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:一個(gè)電壓表V、一個(gè)電阻箱R、一個(gè)5.0Ω的定值電阻R0、一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干.
(1)根據(jù)電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖乙連成完整的電路.
(2)該同學(xué)為了用作圖法來(lái)確定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出的圖象如圖丙所示,則該圖象的函數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______________________ 29、____________________
(用含有U、R、R0、E、r的函數(shù)表達(dá)式表示).
(3)由圖象可求得,該電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,如圖所示.
(2)由閉合電路的歐姆定律可知
E=U+(R0+r),
化簡(jiǎn)得=+·.
(3)由上式及題圖丙知
=0.35V-1,
=Ω/V=2.6 Ω/V,
解得E=2.9V,r=2.5Ω.
答案:(1)圖見(jiàn)解析 (2)=+·
(3)2.9 2.5
[限訓(xùn)練·通高考] 科學(xué)設(shè)題 拿下高考高分
單 30、獨(dú)成冊(cè) 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第151頁(yè)
(45分鐘)
1.(1)如圖甲所示,當(dāng)電流表使用的量程為0~0.6A時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______A;當(dāng)電流表使用的量程為0~3A時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)中每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______A.
(2)如圖乙所示,當(dāng)電壓表使用的量程為0~3V時(shí),每小格表示________V,圖中表針的示數(shù)為_(kāi)_______V;當(dāng)電壓表使用的量程為0~15V時(shí),則表盤(pán)刻度每小格表示________V,圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______V.
解析:(1)當(dāng)電流表使用的量程為0~0.6A時(shí),刻度盤(pán)上的每一小 31、格為0.02A,表針?biāo)傅氖緮?shù)為0.44A;當(dāng)電流表使用的量程為0~3A時(shí),每一小格為0.1A,表針?biāo)傅氖緮?shù)為2.20A.
(2)當(dāng)電壓表使用的量程為0~3V時(shí),每小格表示0.1V,表針?biāo)傅氖緮?shù)為1.70V;當(dāng)電壓表使用的量程為0~15V時(shí),每小格表示0.5V,表針?biāo)傅氖緮?shù)為8.5V.
答案:(1)0.02 0.44 0.1 2.20 (2)0.1 1.70 0.5 8.5
2.在“用多用電表測(cè)電阻、電流和電壓”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)用多用表測(cè)電流或電阻的過(guò)程中________.
A.在測(cè)量電阻時(shí),更換倍率后必須重新進(jìn)行調(diào)零
B.在測(cè)量電流時(shí),更換量程后必須重新進(jìn)行調(diào)零
C.在 32、測(cè)量未知電阻時(shí),必須先選擇倍率最大擋進(jìn)行試測(cè)
D.在測(cè)量未知電流時(shí),必須先選擇電流最大量程進(jìn)行試測(cè)
(2)測(cè)量時(shí)多用表指針指在如圖所示位置.若選擇開(kāi)關(guān)處于“10 V”擋,其讀數(shù)為_(kāi)_______V;若選擇開(kāi)關(guān)處于“×10”擋,其讀數(shù)________(選填“大于”“等于”或“小于”)200Ω.
解析:(1)多用電表測(cè)量電阻時(shí),更換倍率后都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,選項(xiàng)A正確;測(cè)量電流前需要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,更換量程時(shí)不需要進(jìn)行再次調(diào)零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在測(cè)量未知電阻時(shí),要先用中等倍率的擋位試測(cè),看指針偏角情況后再換用恰當(dāng)倍率擋測(cè)量,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在測(cè)量未知電流時(shí),必須選擇電流最大量程進(jìn)行試測(cè),避免 33、電表燒壞,故選項(xiàng)D正確.(2)若選擇開(kāi)關(guān)處于“10 V”擋,則電表的最小刻度為0.2V,此時(shí)讀數(shù)為5.4V;若選擇開(kāi)關(guān)處于“×10”擋,根據(jù)表盤(pán)刻盤(pán)“左密右疏”可知,此時(shí)指針指示雖未知但小于15,所以讀數(shù)應(yīng)該小于150Ω,故小于200Ω.
答案:(1)AD (2)5.4 小于
3.某同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表,圖甲為多用電表的內(nèi)部電路圖.已知選用的電流表的內(nèi)阻Rg=5Ω、滿偏電流Ig=25mA,當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)為量程為0~100V的電壓表.該多用電表表盤(pán)如圖乙所示,下排刻度均勻,C為上排刻度線的中間刻度,由于該同學(xué)粗心,上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)沒(méi)有標(biāo)出.
(1)若指針指在圖乙所示位置,選 34、擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______;選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______.
(2)為了測(cè)該多用電表歐姆擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì),這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
①將選擇開(kāi)關(guān)接2,紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1使電表指針滿偏;
②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指在C處,此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖丙所示,則C處刻度應(yīng)為_(kāi)_______Ω.
③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連,若指針在圖乙所示位置,則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
35、解析:(1)選擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)測(cè)電流,多用電表為量程是0~25mA的電流表,其分度值為0.5mA,示數(shù)為17.0mA.選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)測(cè)電壓,多用電表為量程是0~100V的電壓表,其分度值為2V,其示數(shù)為68V.
(2)②由圖丙所示的電阻箱可知,電阻箱示數(shù)為0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω.
③指針指在C處時(shí),電流表示數(shù)為12.5mA=1.25×10-2A,C處電阻為中值電阻,則電表內(nèi)阻為150Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=I×2R=1.25×10-2×2×150V=3.8V.
(3)根據(jù)第(1)問(wèn)可知,調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連,此時(shí)電路中的電流值為17.0mA 36、,而表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.8V,表內(nèi)總電阻等于中值電阻,為150Ω,所以待測(cè)電阻的阻值約為R=Ω-150Ω=74Ω.
答案:(1)17.0mA 68V (2)②150?、?.8 (3)74
4.某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對(duì)市場(chǎng)中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行抽查,檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人說(shuō):“十幾個(gè)不合格產(chǎn)品中,大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問(wèn)題,主要是銅材質(zhì)量不合格,使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅,電阻率達(dá)不到要求……”.
(1)欲測(cè)量某捆電線的電阻率是否合格,經(jīng)查閱,純銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m,取長(zhǎng)度為100m(真實(shí)長(zhǎng)度)的電線,橫截面積取1mm2,可供選用的器材有:
A.電源(電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻不計(jì)); 37、
B.待測(cè)長(zhǎng)度為100m的電線一捆;
C.電壓表V1(量程為0~3V,內(nèi)阻為6kΩ);
D.電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻為20kΩ);
E.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.125Ω);
F.電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約為0.025Ω);
H.定值電阻R1=1kΩ;
G.定值電阻R2=6kΩ;
K.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為5Ω,允許通過(guò)的最大電流為3A).
為使實(shí)驗(yàn)盡可能準(zhǔn)確,電表的示數(shù)均要達(dá)到滿偏的以上,請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在圖甲中完成實(shí)物圖的連線,注意閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
(2)請(qǐng)你選擇合適的器材,電壓表為_(kāi)_______,電流表 38、為_(kāi)_______,定值電阻為_(kāi)_______.(填儀器前的序號(hào))
(3)某次測(cè)量得電壓表示數(shù)為2.50V,電流表讀數(shù)如圖乙所示,為_(kāi)_______A.
(4)經(jīng)分析計(jì)算,這捆電線電阻率是否達(dá)標(biāo)________.(選填“是”或“否”)
解析:(1)該捆電線的電阻約為Rx=ρ=1.7Ω,小于滑動(dòng)變阻器的最大電阻,故滑動(dòng)變阻器采用限流式接法;電路中的最大電流大于0.6A,故電流表選量程較大的A2;閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大端,電壓表V1的量程太小,有被燒壞的危險(xiǎn),而電壓表V2的量程又太大,示數(shù)達(dá)不到滿偏量程的以上,故應(yīng)把R2與V1串聯(lián)起來(lái),擴(kuò)大V1的量程;電流表采用外接 39、法.測(cè)量電路如圖所示.
(2)由(1)中分析可知電壓表選C,電流表選F,定值電阻選G.
(3)電流表的讀數(shù)I=2.50A.
(4)被測(cè)電線的電阻R==Ω=2.0Ω,電阻率ρ==Ω·m=2.0×10-8Ω·m>1.7×10-8Ω·m,故該電線電阻率不達(dá)標(biāo).
答案:(1)圖見(jiàn)解析 (2)C F G (3)2.50 (4)否
5.實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,并測(cè)量保護(hù)電阻的阻值Rx.已知電池組的電動(dòng)勢(shì)約為6V,電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻的阻值均約為幾十歐,可選用的實(shí)驗(yàn)器材有:
電流表A1(量程0~30mA)
電流表A2(量程0~100mA)
電壓表V1和電壓表V2(量程均為0 40、~6V)
滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5Ω)
滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~300Ω)
開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干
某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,正確連接電路;將滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開(kāi)關(guān)S;
②逐漸減小滑動(dòng)變阻器R的阻值,測(cè)量并記錄多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)U1、U2、I.
根據(jù)上面信息,回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________.
(2)如圖乙所示是根據(jù)步驟②的測(cè)量數(shù)據(jù)作出的U1-I圖象,由圖象可知,電源電動(dòng)勢(shì)E=________V,電源內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3 41、)用U1、U2、I表示待測(cè)保護(hù)電阻的阻值Rx=________,考慮到電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,實(shí)驗(yàn)中待測(cè)電阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(選填“偏小”“偏大”或“相等”).
解析:(1)由題意可知,電動(dòng)勢(shì)約為6V,而電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻的阻值均約為幾十歐,為了保證實(shí)驗(yàn)的安全,電流表應(yīng)該選取A2,由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器是用來(lái)調(diào)節(jié)電流的大小,R1的阻值小于待測(cè)電阻的阻值較多,故只能選取R2.(2)由圖象可知,圖線在縱軸上的截距表示電動(dòng)勢(shì)大小,可知E=5.9V,圖線的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大小,故r=||=25Ω.(3)由部分電路的歐姆定律得Rx=,由于電壓表的分流作用,電流表的示數(shù)小于實(shí) 42、際通過(guò)待測(cè)電阻Rx的電流I1,Rx的真實(shí)值為Rx0=,其中I 43、變阻器,使電壓表滿偏;
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:
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器______________(填“R1”或“R2”).
(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線.
(3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω,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_(kāi)_____Ω(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,可推斷該表頭的滿刻度電流為_(kāi)_______(填正確答案標(biāo)號(hào)).
A.100μA B.250μA C.500μA D.1mA
解析:(1)滑動(dòng)變阻器R1的阻值較小,在分壓電路中便于調(diào)節(jié),故實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R1.
(2)實(shí)物圖連線如圖所示.
(3)電阻箱阻值為0時(shí),電壓表滿偏電壓Ug=2.5V,電阻箱阻值R=630.0Ω時(shí),電壓表的示數(shù)UV=2.00V,此時(shí)電阻箱兩端的電壓UR=Ug-UV=0.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得=,
故Rg=R=×630.0Ω=2520Ω.
(4)電壓表的滿偏電流為Ig,則IgRg=Ug,
故Ig==A≈1mA,選項(xiàng)D正確.
答案:(1)R1 (2)圖見(jiàn)解析 (3)2520 (4)D
21
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