高考物理 第8章 電學實驗 電路的設計思想（第10課時）復習導學案

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電路的設計思想 【學習目標】（在學習完本節(jié)課后檢查檢查自己學習目標是否完成） 1、掌握電路設計的思路和基本方法， 【重點、難點】 重點： 難點： 【使用說明與學法指導】 一、有原理圖的設計 1、現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為3kΩ.為了準確地測量其內(nèi)阻，在沒有電流表的情況下，某同學設計了如圖l-2-17甲所示的實驗電路，按此電路可以測出電壓表的內(nèi)阻．其中R1是最大電阻值為9999Ω的電阻箱，R2是最大阻值為20Ω的滑動變阻器 (1)試根據(jù)如圖1-2-17甲所示的電路圖，完成如圖乙所示的實驗實物電路的連線． (2)接通電路前應將滑動變阻器的滑片P置于______端（ A ） (3)根據(jù)電路圖，按順序?qū)懗霰緦嶒灥闹饕僮鞑襟E 解;1、連圖R2在A端；2、閉合S1、S2,調(diào)節(jié)R2使電壓表滿偏；3、P不動，斷開S2調(diào)節(jié)R1使電壓表半偏；4、讀出R1數(shù)值，整理器材。 2、（合肥市2012年二檢測）(1)某同學利用定值電阻R0、電阻箱R等實驗器材測量電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗電路如圖（a)所示。實驗時多次改變電阻箱的阻值，并記錄其阻值R和對應的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù)U，繪出了如圖(b)所示關(guān)系圖線,則由圖線可以得到被測電池的電動勢E =______V，內(nèi)阻r______。 (2)若某元件的伏安特性曲線如圖（c)所示,最佳工作電壓為1.5V，應給該元件串聯(lián)一個阻值為________Ω的電阻后，接在（1)題被測電池兩端能使其處于最佳工作狀態(tài)。 3、(蚌埠二中2012年4月質(zhì)量檢測)聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)在坐標紙上做出R-1/I圖線。 （1）利用作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為 V，內(nèi)阻為 Ω． （2）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是： ． 0 R103/Ω 5 10 -10 -5 5 10 15 20 Ⅲ．（1）0.75~1.2 （3分）；9000~11000（3分） （2）電源內(nèi)阻過大（2分） 4、（2011年安慶市高三二模) 某同學用如右圖所示電路測量一毫安表的內(nèi)阻，現(xiàn)提供器材如下： a. 待測毫安表（量程為３mA，內(nèi)阻約300Ω） b. 電源（電動勢約３Ｖ，內(nèi)阻不計） c. 定值電阻Ｒ０（作保護電阻用，阻值有400Ω、800Ω、2000Ω三個電阻備選） d. 電阻箱R e. 開關(guān)S，導線若干 （1）為了保護整個電路，定值電阻Ｒ０應選 Ω阻值的電阻 （2）該同學先把電阻箱調(diào)到最大值，閉合開關(guān)S，接著調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R1時，毫安表的指針指在滿刻度的三分之一處，再調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R2時，毫安表的指針指在滿刻度的三分之二處，則毫安表的內(nèi)阻RA= （用R0、R1、R2表示） (.800(2分); RA=R1-2R2-R0(4分) 二、設計原理圖 1、實驗室有如下器材： 電流表A1(滿偏電流約500μA，有刻度無刻度值，內(nèi)阻rg約500Ω)； 電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻rA2＝1000Ω)； 電流表A3(量程0～1mA，內(nèi)阻rA3＝100Ω)； 定值電阻R0(阻值1kΩ)； 滑動變阻器R(0～5Ω，額定電流2A)； 電池(電動勢2V，內(nèi)阻不計)； 開關(guān)、導線若干． 要求較精確地測出A1表的內(nèi)阻和滿偏電流． (1)在方框內(nèi)畫出測量電路； (2)應讀取的物理量是________； (3)用這些量表示的A1表的滿偏電流Ig＝__________，A1表的內(nèi)阻rg＝________. 解(1)電路如圖所示 (2)A1表滿偏時A2表的讀數(shù)I2、A3表的讀數(shù)I3 (3)I3－I2　 2、（2006全國高考Ⅰ）現(xiàn)要測量某一電壓表v的內(nèi)阻。 給定的器材有： 待測電壓表v（量程2V，內(nèi)阻約為4 kΩ）； 電流表A(量程1.2mA，內(nèi)阻約500 Ω)； 直流電源E（電動勢約2.4V，內(nèi)阻不計）； 固定電阻3個：R1=4 000 Ω，R2=10 000 Ω，R3=15 000 Ω；電鍵S及導線若干。 要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。 ⅰ．試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。） ⅱ．電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則，電壓表內(nèi)阻Rv=__________ 解析：I．其實驗電路如圖所示，若選用電阻R1，則并聯(lián)電阻R并=2 000Ω，電壓表讀數(shù) U=R 電流表讀數(shù) Rl符合要求，同理可得R2、R3不符合要求，故選用R1。 Ⅱ：電路接通后，通過R1的電流，則通過電壓表的電流為I2=I-I1=I- 所以電壓表的內(nèi)阻 3．有一電壓表V1,其量程為3V,內(nèi)阻約為3000Ω,要準確測量該電壓表的內(nèi)阻,提供的實驗器材有:電源E：電動勢約15V,內(nèi)阻不計； 電流表A1：量程100mA,內(nèi)阻r1=20Ω ； 電壓表V2：量程2V,內(nèi)阻r2=2000Ω ； 定值電阻R1：阻值20Ω； 定值電阻R2：阻值3Ω； 滑動變阻器R0：最大阻值10Ω，額定電流1A ； 電鍵一個,導線若干。 （1）實驗中應選用的電表是 ；定值電阻應選用 。 （2）請你設計一個測量電壓表V1的實驗電路圖，畫在虛線框內(nèi) （3）說明實驗所要測量的物理量： R1 R0 V1 V2 S E （4）寫出電壓表V1內(nèi)阻的計算表達式 。 （8分） （1）V2 ；R1 （2）電路圖如圖所示。 （3）電壓表V1的示數(shù)U1 ，電壓表V2的示數(shù)U2 （4） 4． (武昌區(qū)2011屆高三五月調(diào)研)現(xiàn)有一塊靈敏電流表A1，量程為100 μA，內(nèi)阻約為1000 Ω，要精確測出其內(nèi)阻R1，提供的器材有： 電流表A2：量程1mA，內(nèi)阻R2 = 20 Ω 電壓表V：量程3V，內(nèi)阻RV = 3 KΩ 滑動變阻器R：阻值范圍0～ 20 Ω 定值電阻R0：阻值R0 = 80 Ω 電源E：電動勢約為4.5 V、內(nèi)阻很小 開關(guān)S一個,導線若干 （1）如將電流A2與定值電阻R0串聯(lián)，改裝成一個電壓表，則此電壓表的量程是 V； （2）請將上述器材全部用上，設計出合理的、便于多次測量A1表內(nèi)阻R1的實驗電路圖，并能保證各電表示數(shù)超過其量程的，請將電路圖畫在答題卷的方框中。 （3）在所測量的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)，用測量量和已知量來計算A1表的內(nèi)阻，計算表達式R1 = ，表達式中各符號表示的意義是 A1 R0 R E S A2 V 。 （1）0.1；（3分） （2）如圖(5分)（供電部分用分壓電路給1分；測量部分知道把 A2表改裝且正確給2分；知道將V表當保護電阻使用 再給2分）。 (3) （2分）；I2-A2表示數(shù)；I1-A1表示數(shù)；R2- A2表內(nèi)阻；R0-定值電阻（1分） 5. （江西省名校聯(lián)盟2014屆調(diào)研考試）為了探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系，提供了如下的實驗器材： A. 電壓表V1（0～2V，內(nèi)阻2kΩ） B. 電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻15kΩ） C. 電流表A（0～1A，內(nèi)阻約1Ω） D. 定值電阻R1＝2kΩ E. 定值電阻R2＝16kΩ F. 滑動變阻器R（15Ω，2A） G. 學生電源（直流6V，內(nèi)阻不計） H. 開關(guān)、導線若干 （1）為了減小實驗誤差，電壓表應選用________，定值電阻應選用_________（均用序號字母填寫）； （2）在探究功率與電壓的關(guān)系時，要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，并且多次測量，畫出滿足要求的電路圖； （3）根據(jù)設計的電路圖，寫出電壓表讀數(shù)UV與小燈泡兩端電壓U的關(guān)系__________。若小燈泡的電功率為P，則關(guān)系圖線可能正確的是__________。 23.（8分）（1）A （或V1）（1分） D （或R1）（1分） （2）電路圖如圖（3分） （3）U＝2UV（1分） C（2分） 解析：（1）15 V電壓表量程太大，不宜使用，可以將2 V的電壓表擴大量程后使用，故實驗中所用電壓表應選用A，定值電阻應選用R1＝2 kΩ的D。 （2）連接電路時，滑動變阻器采用分壓電路，電流表用外接法。 （3）利用上述實驗電路圖測出的電壓表讀數(shù)UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關(guān)系是U＝2UV。由，R隨溫度升高（電壓增大）而增大，小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關(guān)系曲線可能正確的是圖C。 6．（湖南省2014屆高三四校聯(lián)考）有一內(nèi)阻為30 kΩ的直流電壓表V，其刻度盤上所標示的數(shù)值模糊不清，但共有30個均勻小格的刻度線是清晰的，并已知量程約為25 V～35 V。為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用： 標準電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻3 kΩ； 電流表A:量程0---3 A，內(nèi)阻未知； 滑動變阻器R:總阻值1 kΩ； 電源E：電動勢30 V，內(nèi)阻不能忽略； 電鍵、導線若干 （1）要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度，請選擇所需要的器材在方框中域出實驗電路圖。（3分） （2）選用記錄數(shù)據(jù)中任一組，寫出計算量程的表達式Ug= 300U1/N 。 式中各字母的意義是： 。 （3）測出量程后便可以根據(jù)指針所指格數(shù)讀取電壓值了。某同學想通過上述電壓表V測量一個多用電表中歐姆擋的內(nèi)部電源的電動勢，他從多用電表刻度盤上讀出電阻刻度中間姐為30，將電壓表V與選用“l(fā) k”擋的多用電表直接相連，讀出電壓表的湊數(shù)為叭實驗過程中。一切操作都是正確的。則歐姆表電池的電動勢表達式為 E0= 2U （3分） ． 【課后總結(jié)】[學完本節(jié)課，你一定要歸納一下物理方法或解題方法，標記出自己還沒有掌握的或者有疑問的點，并督促自己盡快解決。] 歸納內(nèi)容： 1、 2、