精講精練 優(yōu)化方案】2015屆高考物理大一輪復習配套學案:第七章 恒定電流 word版含解析(2014高考)
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1、 考綱展示 熱點視角 1.歐姆定律Ⅱ 2.電阻定律Ⅰ 3.電阻的串聯(lián)、并聯(lián)Ⅰ 4.電源的電動勢和內(nèi)阻Ⅰ 5.閉合電路的歐姆定律Ⅱ 6.電功率、焦耳定律Ⅰ 實驗七:測定金屬的電阻率 (同時練習使用螺旋測微器) 實驗八:描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗九:測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗十:練習使用多用電表 說明:不要求解反電動勢的問題. 1.部分電路的歐姆定律、閉合電路的歐姆定律、電路的串、并聯(lián)規(guī)律仍為高考重點考查的內(nèi)容之一,包括串、并聯(lián)電路的計算(電流、電壓、電阻的求解)、電功和電功率在串、并聯(lián)電路中的分配以及含電容電路的分析與計算,特別是直流電路的動態(tài)問題分析
2、,是高考的熱點,常以選擇題的形式出現(xiàn). 2.對電學實驗(包括實驗原理、實驗方法的理解和實驗的創(chuàng)新設計等)的考查,是熱點中的熱點,以填空題的形式出現(xiàn). 3.本章知識常與電場、電磁感應、交流電等知識結合,考查學生的綜合分析能力,這類題目常以計算題的形式出現(xiàn). 第一節(jié) 歐姆定律、電阻定律、電功率及焦耳定律 一、歐姆定律 1.內(nèi)容:導體中的電流跟導體兩端的______成正比,跟導體的______成反比. 2.公式:I=. 3.適用范圍 (1)金屬導電和________導電(對氣體導電不適用). (2)純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路). 二、電阻、電阻率、
3、電阻定律 1.電阻 (1)定義式:R=______. (2)物理意義:導體的電阻反映了導體對電流阻礙作用的大小,R越大,阻礙作用越______. 2.電阻定律 (1)內(nèi)容:同種材料的導體,其電阻與它的______成正比,與它的__________成反比,導體的電阻還與構成它的材料有關. (2)表達式:R=________. 3.電阻率 (1)計算式:ρ=________. (2)物理意義:反映導體的__________,是導體材料本身的屬性. (3)電阻率與溫度的關系 ①金屬:電阻率隨溫度的升高而______. ②半導體:電阻率隨溫度的升高而______. ③超導體:
4、當溫度降低到__________附近時,某些材料的電阻率突然________成為超導體. 三、電功、電功率、焦耳定律 1.電功 (1)實質:電流做功的實質是________對電荷做正功,電勢能轉化為其他形式的能的過程. (2)公式:W=qU=________,這是計算電功普遍適用的公式. 2.電功率 (1)定義:單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率. (2)公式:P==______,這是計算電功率普遍適用的公式. 3.焦耳定律 電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量Q=______,這是計算電熱普遍適用的公式. 4.熱功率 (1)定義:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量. (2)表達式:P==_______
5、_.,1.(單選)對于歐姆定律,下列理解正確的是( ) A.從I=U/R中可知,導體中的電流跟加在它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比 B.從R=U/I中可知,導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比 C.從U=IR中可知,導體兩端的電壓隨電阻的增大而增大 D.從R=U/I中可知,導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零 2-1.(單選)一個內(nèi)電阻可以忽略的電源,給一個絕緣的圓管子里裝滿的水銀供電,電流為0.1 A,若把全部水銀倒在一個內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子里,那么通過的電流將是( ) A.0.4 A B.0.8 A C.1.6 A D.3.2
6、 A 2-2.(單選)(2014·哈爾濱統(tǒng)測)關于電阻率,下列說法中正確的是( ) A.電阻率是表征材料導電性能好壞的物理量,電阻率越大,其導電性能越好 B.各種材料的電阻率大都與溫度有關,金屬的電阻率隨溫度升高而減小 C.所謂超導體,是當其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,它的電阻率突然變?yōu)闊o窮大 D.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常都用它們制作標準電阻 3.(多選)如圖所示,用輸出電壓為1.4 V,輸出電流為100 mA的充電器對內(nèi)阻為2 Ω的鎳—氫電池充電.下列說法正確的是( ) A.電能轉化為化學能的功率為0.12 W B.充電器輸出的電功率為
7、0.14 W C.充電時,電池消耗的熱功率為0.02 W D.充電器把0.14 W的功率儲存在電池內(nèi) 對電阻、電阻定律的理解和應用 1.電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量,電阻大的導體對電流的阻礙作用大.電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量,電阻率小的材料導電性能好. (2)導體的電阻大,導體材料的導電性能不一定差;導體的電阻率小,電阻不一定小,即電阻率小的導體對電流的阻礙作用不一定?。? (3)導體的電阻、電阻率均與溫度有關. 2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別 公式 R=ρ R= 區(qū)別 電阻定律的決
8、定式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關 只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解質溶液 適用于任何純電阻導體 (單選)(2014·廣州模擬)有兩根完全相同的金屬裸導線A和B,如果把導線A均勻拉長到原來的2倍,導線B對折后絞合起來,則其電阻之比為( ) A.1∶16 B.16∶1 C.1∶4 D.4∶1 [解題探究] (1)導體被拉伸或絞合后不變的兩個物理量是什么? (2)A拉長到原來的2倍,橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲? (3)B對折絞合,長度變?yōu)樵瓉淼亩嗌??橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲? [嘗試解答] _
9、_______ [總結提升] 某一導體的形狀改變后,討論其電阻變化應抓住以下三點: (1)導體的電阻率不變. (2)導體的體積不變,由V=lS可知l與S成反比. (3)在ρ、l、S都確定之后,應用電阻定律R=ρ求解. 1. (單選)如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬片,邊長ab=10 cm,bc=5 cm,當A與B之間接入的電壓為U時,電流為1 A,若C與D間接入的電壓為U時,其電流為( ) A.4 A B.2 A C.0.5 A D.0.25 A 對歐姆定律及伏安特性曲線的理解 1.I=與R=的區(qū)別 (1)I=是歐姆定律的數(shù)學表達式
10、,表示通過導體的電流I與電壓U成正比,與電阻R成反比. (2)公式R=是電阻的定義式,它表明了一種測量電阻的方法,不能錯誤地認為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比”. 2.對伏安特性曲線的理解 (1)圖甲中的圖線a、b表示線性元件,圖乙中的圖線c、d表示非線性元件. (2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越大,電阻越小,故Ra<Rb(如圖甲所示). (3)圖線c的電阻減小,圖線d的電阻增大(如圖乙所示). (4)伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值對應這一狀態(tài)下的電阻. (多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點
11、的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是( ) A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大 B.對應P點,小燈泡的電阻為R= C.對應P點,小燈泡的電阻為R= D.對應P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積大小 [嘗試解答] ________ [思維總結] 解決這類問題的基本思路: (1)首先分清是I-U圖線還是U-I圖線. (2)對線性元件:R==;對非線性元件R=≠,即非線性元件的電阻不等于U-I圖象某點切線的斜率. 2. (單選)(2014·湖北孝感統(tǒng)考)某一導體的伏安特性曲線如圖中AB(曲線)所示,關于導體的電阻,以下說法正確的
12、是( ) A.B點的電阻為12 Ω B.B點的電阻為40 Ω C.工作狀態(tài)從A變化到了B時,導體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω D.工作狀態(tài)從A變化到了B時,導體的電阻因溫度的影響改變了9 Ω 電功、電熱、電功率和熱功率 一臺電風扇,內(nèi)阻為20 Ω,接上220 V電壓后正常工作,消耗功率66 W,求: (1)電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少? (2)電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少?轉化為內(nèi)能的功率是多少?電動機的效率是多少? (3)如果接上電源后,電風扇的扇葉被卡住,不能轉動,這時通過電動機的電流以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱
13、功率是多少? [思路點撥] 電動機不轉時為純電阻還是非純電阻? 電動機正常工作時呢? [課堂筆記] [規(guī)律總結] (1)無論是純電阻還是非純電阻,電功均為W=UIt,電熱均為Q=I2Rt. (2)處理非純電阻的計算問題時,要善于從能量轉化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒,利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關系求解. (3)非純電阻在一定條件下可當作純電阻處理,如電風扇卡住不轉時即為純電阻. 3. 如圖所示,有一個提升重物用的直流電動機,電阻為r=0.6 Ω,電路中的固定電阻R=10 Ω,電路兩端的電壓U=160 V,理想電壓表的示數(shù)U′=1
14、10 V,則通過電動機的電流是多少,電動機的輸入功率和輸出功率又各是多少? “柱體微元”模型的應用 1.模型構建:物質微粒定向移動,以速度方向為軸線從中選取一小圓柱作為研究對象,即為“柱體微元”模型. 2.模型特點 (1)柱體內(nèi)的粒子沿軸線可認為做勻速運動. (2)柱體長度l=v·Δt(v為粒子的速度), 柱體橫截面積S=πr2(r為柱體半徑). 3.處理思路 (1)選取一小柱體作為研究對象. (2)運用相關物理規(guī)律,結合柱體微元與整體對象的關系進行分析計算. 范例 來自質子源的質子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加
15、速器加速,形成電流強度為1 mA的細柱形質子流.已知質子電荷量e=1.60×10-19 C.這束質子流每秒打到靶上的質子數(shù)為多少?假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質子束中與質子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的相等長度的質子流,其中的質子數(shù)分別為N1和N2,則N1∶N2等于多少? [解析] 質子流每秒打到靶上的質子數(shù)由I=可知==6.25×1015(個). 建立如圖所示的“柱體微元”模型,設質子經(jīng)過距質子源L和4L處時的速度分別為v1、v2,在L和4L處作兩個長為ΔL(極短)的柱體微元.因ΔL極短,故L和4L處的兩個柱體微元中的質子的速度可分別視為v1、v2.對于這
16、兩個柱體微元,設單位體積內(nèi)質子數(shù)分別為n1和n2,由I===neSv可知,I1=n1eSv1,I2=n2eSv2,作為串聯(lián)電路,各處的電流相等. 所以I1=I2,故=. 根據(jù)動能定理,分別有eEL=mv,eE·4L=mv, 可得=,所以有=,因此,兩柱體微元中的質子數(shù)之比==. [答案] 6.25×1015個 2∶1 [方法總結] “柱體微元”模型主要解決類流體問題,如微觀粒子的定向移動、液體流動、氣體流動等問題. 4. (單選)如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷,設棒單位長度內(nèi)所含的電荷量為q,當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時,由于
17、棒的運動而形成的等效電流大小為( ) A.vq B. C.qvS D. 一 高考題組 1.(單選)(2012·高考上海卷)當電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時,通過該電阻的電荷量為0.3 C,消耗的電能為0.9 J,為在相同時間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻,在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是( ) A.3 V,1.8 J B.3 V,3.6 J C.6 V,1.8 J D.6 V,3.6 J 2.(單選)(2012·高考浙江卷)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當.根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略,2016年前普
18、通白熾燈應被淘汰.假設每戶家庭有2只60 W的白熾燈,均用10 W的LED燈替代,估算出全國一年節(jié)省的電能最接近( ) A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h 二 模擬題組 3.(多選)(2014·濟南模擬)如圖所示,R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在兩導體上加相同的電壓,通過兩導體的電流方向如圖,則下列說法中正確的是( ) A.R1中的電流小于R2中的電流 B.R1中的電流等于R2中的電流 C.R1中自由電荷定向移動的速率大于R2中自由電荷定
19、向移動的速率 D.R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率 4.(單選) 酒精測試儀的工作原理如圖所示,其中P是半導體型酒精氣體傳感器,該傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比,R0為定值電阻.以下關于電壓表示數(shù)的倒數(shù)與酒精氣體濃度的倒數(shù)之間關系的圖象,正確的是( ) 溫馨提示 日積月累,提高自我 請做課后達標檢測21 第二節(jié) 電路 閉合電路的歐姆定律 一、串、并聯(lián)電路的特點 1.特點對比 串聯(lián) 并聯(lián) 電流 I=__________ I=________ 電壓 U=________ U=______
20、__ 電阻 R=__________ =________ 2.幾個常用的推論 (1)串聯(lián)電路的總電阻______其中任一部分電路的總電阻. (2)并聯(lián)電路的總電阻______其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻. (3)無論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和. (4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個電阻變大時,電路的總電阻變大. 二、電源的電動勢和內(nèi)阻 1.電動勢 (1)定義:電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的________在電源內(nèi)從______移送到______所做的功. (2)表達式:E=______. (3)物理意
21、義:反映電源把其他形式的能轉化成電能的本領大小的物理量. 2.內(nèi)阻 電源內(nèi)部也是由導體組成的,也有電阻,叫做電源的______,它是電源的另一重要參數(shù). 三、閉合電路歐姆定律 1.內(nèi)容:閉合電路的電流跟電源的電動勢成______,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成______. 2.公式 3.路端電壓U與電流I的關系 (1)關系式:U=______. (2)U-I圖象如圖所示. ①當電路斷路即I=0時,縱坐標的截距為 ____________. ②當外電路電壓為U=0時,橫坐標的截距為________. ③圖線的斜率的絕對值為電源的______.,1.(單選)電阻R1與R2并
22、聯(lián)在電路中,通過R1與R2的電流之比為1∶2,則當R1與R2串聯(lián)后接入電路中時,R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為( ) A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1 2.(多選)關于電源的電動勢,下列說法正確的是( ) A.非靜電力做的功越多,電動勢就越大 B.E=只是電動勢的定義式而非決定式,電動勢的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的 C.電源不接入電路時,電源兩極間的電壓大小等于電動勢 D.在閉合電路中,當外電阻變大時,路端電壓增大,電源的電動勢也增大 3-1.(單選)一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V,接上8 Ω的負載電阻后路端電壓降為2.4
23、 V,則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)阻r為( ) A.E=2.4 V,r=1 Ω B.E=3 V,r=2 Ω C.E=2.4 V,r=2 Ω D.E=3 V,r=1 Ω 3-2.(單選)(2014·金華模擬)電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,向可變電阻R供電,關于路端電壓的說法正確的是( ) A.因為電源電動勢不變,所以路端電壓也不變 B.因為U=IR,所以當I增大時,路端電壓也增大 C.因為U=E-Ir,所以當I增大時,路端電壓下降 D.若外電路斷開,則路端電壓為零 3-3.(多選) 如圖所示為某一電源的U-I曲線,由圖可知( ) A.電源電動勢為2 V B.電源內(nèi)
24、電阻為 Ω C.電源短路時電流為6 A D.電路路端電壓為1 V時,電路中電流為5 A 動態(tài)電路的分析 1.電路動態(tài)分析類問題是指由于斷開或閉合開關、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結構發(fā)生了變化,一處變化又引起了一系列的變化. 2.電路動態(tài)分析的方法 (1)程序法:電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路. (2)極限法:因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題,可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論. (3)判定總電阻變化情況的規(guī)律 ①當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時,電路的總電阻一定增大(或減
25、小). ②若開關的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時,電路的總電阻增大;若開關的通、斷使并聯(lián)的支路增多時,電路的總電阻減?。? ③ 在如圖所示分壓電路中,滑動變阻器可視為由兩段電阻構成,其中一段R并與燈泡并聯(lián),另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián).A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致. (單選)(2013·高考江蘇卷)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設計了一種報警裝置,電路如圖所示.M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)生警報,此時( ) A.RM變大,且R越大,U增大越明顯 B.RM變大,且R越小,U增大越明顯 C.RM
26、變小,且R越大,U增大越明顯 D.RM變小,且R越小,U增大越明顯 [嘗試解答] ________ 1.(單選) 在如圖所示的電路中,當滑動變阻器R3的滑動觸頭P向下滑動時( ) A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小 電源的功率及效率問題 電源總功率 任意電路:P總=EI=P出+P內(nèi) 純電阻電路:P總=I2(R+r)= 電源內(nèi)部消耗的功率 P內(nèi)=I2r=P總-P出 電源的輸出功率 任意電路:P出=UI=P總-P內(nèi)
27、 純電阻電路:P出=I2R= P出與外電阻R的關系 電源的效率 任意電路:η=×100%=×100% 純電阻電路:η=×100% (多選) (2012·高考上海卷)直流電路如圖所示,在滑動變阻器的滑片P向右移動時,電源的( ) A.總功率一定減小 B.效率一定增大 C.內(nèi)部損耗功率一定減小 D.輸出功率一定先增大后減小 [解題探究] (1)當外電阻增大時,試分析以下物理量如何變化:①電源總功率,②電源的內(nèi)部損耗功率,③電源的效率. (2)當外電阻多大時,電源的輸出功率最大? [嘗試解答] ________ [總結提升] (1)電源的輸出功率大,效率不一定大
28、;效率大,輸出功率不一定大. (2)外電阻越接近電源內(nèi)阻值,輸出功率越大. 2.(2014·深圳模擬)如圖所示,電源的電動勢為6 V,內(nèi)阻是0.5 Ω,小電動機M的線圈電阻為0.5 Ω,電阻R0=3 Ω,若理想電壓表的示數(shù)為3 V,試求: (1)電源的功率和電源的輸出功率; (2)電動機消耗的功率和電動機輸出的機械功率. 含容電路的分析和計算 電容器是一個儲存電能的元件,在直流電路中,當電容器充、放電時,電路有充電、放電電流,一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當于一個阻值無限大(只考慮
29、電容器是理想不漏電的情況)的元件,在電容器處電路可看做是斷路.分析和計算含有電容器的直流電路時,關鍵是準確地判斷和求出電容器兩端的電壓,具體做法是: 1.確定電容器和哪個電阻并聯(lián),該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓. 2.當電容器和某一電阻串聯(lián)后,任何電阻其阻值都應視為零.接在某一電路兩端時,此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓. 3.電路的電流、電壓變化時,將會引起電容器的充放電.如果電容器兩端電壓升高,電容器將充電;如果電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電.電量的多少可根據(jù)ΔQ=C·ΔU計算. (2014·長春模擬)如圖所示的電路中,R1=3 Ω,R2=6 Ω,R3=1.5 Ω,C=
30、20 μF,當開關S斷開時,電源所釋放的總功率為2 W;當開關S閉合時,電源所釋放的總功率為4 W,求: (1)電源的電動勢和內(nèi)電阻; (2)閉合S時,電源的輸出功率; (3)S斷開和閉合時,電容器所帶的電荷量各是多少? [課堂筆記] 3. (單選)(2014·安師大附中高三質檢)如圖所示,電源電動勢為4 V,內(nèi)阻為1 Ω,電阻R1=3 Ω,R2=R3=4 Ω,電流表的內(nèi)阻不計,閉合S,電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后,電容器兩極板間電壓為( ) A.0 B.2.3 V C.3 V D.3.2 V 利用U-I圖象
31、解決非線性元件問題 范例 (10分)圖甲為某元件R的U-I特性曲線,把它連成圖乙所示電路.已知電源電動勢E=5 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω,定值電阻R0=4 Ω.閉合電鍵S 后,求: (1)該元件的電功率; (2)電源的輸出功率. [思路點撥] (1)根據(jù)歐姆定律寫出R兩端的電壓U與電流I的關系式. (2)畫出U-I圖象. (3)兩圖象交點表示什么? ————————————該得的分一分不丟! 設非線性元件的電壓為U,電流為I,由歐姆定律得:U=E-I(R0+r),代入數(shù)據(jù)得U=5-5I(2分) 畫出U=E′-Ir′=5-5I圖線.(2分) 如圖,兩圖線交點坐標為(0.4
32、,3.0)(2分) (1)該元件的電功率 PR=UI=3.0×0.4 W=1.2 W.(2分) (2)電源的輸出功率 P=PR0+PR=I2R0+PR =0.42×4 W+1.2 W=1.84 W.(2分) [答案] (1)1.2 W (2)1.84 W [方法提煉] 非線性元件有關問題的求解,關鍵在于確定其實際電壓和電流,確定方法如下: (1)先根據(jù)閉合電路歐姆定律,結合實際電路寫出元件的電壓U隨電流I的變化關系. (2)在原U-I圖象中,畫出U、I關系圖象. (3)兩圖象的交點坐標即為元件的實際電壓和電流. 4.(單選)如圖為小燈泡的U-I圖線,若將該小燈
33、泡與一節(jié)電動勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.75 Ω的干電池組成閉合電路時,電源的總功率和小燈泡的實際電功率分別接近以下哪一組數(shù)據(jù)( ) A.1.5 W 1.0 W B.0.75 W 0.5 W C.0.75 W 0.75 W D.1.5 W 0.75 W 一 高考題組 1.(單選)(2011·高考北京卷)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略.開關S閉合后,在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中( ) A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大 C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小 D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大 2.(
34、2013·高考上海卷)如圖,電路中三個電阻R1、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R.當電鍵S1斷開、S2閉合時,電源輸出功率為P0;當S1閉合、S2斷開時,電源輸出功率也為P0.則電源電動勢為________;當S1、S2都斷開時,電源的總功率為________. 二 模擬題組 3. (單選)(2014·衡陽模擬)如圖所示的U-I圖象中,直線a為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線,直線b為某一電阻R的伏安特性曲線,兩圖線相交于(2,2).用該電源和該電阻組成閉合電路,電源的輸出功率和電源的內(nèi)電阻分別是( ) A.6 W,1 Ω B.6 W,0.5 Ω
35、C.4 W,1 Ω D.4 W,0.5 Ω 4.(單選)(2014·福建三明聯(lián)考)兩電源電動勢分別為E1、E2(E1>E2),內(nèi)阻分別為r1、r2.當這兩個電源分別和一阻值為R的電阻連接時,電源輸出功率相等.若將R減小為R′,電源輸出功率分別為P1、P2,則( ) A.r1<r2,P1<P2 B.r1>r2,P1>P2 C.r1<r2,P1>P2 D.r1>r2,P1<P2 5.(單選)(2014·山東莘縣質檢)如圖所示,兩平行金屬板間帶電質點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則( ) A.電壓表讀數(shù)減小
36、 B.電流表讀數(shù)減小 C.質點P將向上運動 D.R3上消耗的功率逐漸增大 溫馨提示 日積月累,提高自我 請做課后達標檢測22 實驗七 測定金屬的電阻率 實驗目的 1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法; 2.掌握螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數(shù)方法; 3.會用伏安法測電阻,進一步測定金屬的電阻率. 實驗原理 1.螺旋測微器 (1)構造:如圖甲,S為固定刻度,H為可動刻度. (2)原理:可動刻度H上的刻度為50等份,則螺旋測微器的精確度為0.01 mm. 甲 乙 (3)讀數(shù) ①測量時被測物體長
37、度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動刻度讀出. ②測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一倍)×0.01 (mm) ③如圖乙所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米,從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm. 2.游標卡尺 (1)構造(如圖所示):主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘. (2)用途:測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑. (3)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成. 不管
38、游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的,見下表: 刻度格數(shù)(分度) 刻度總長度 每小格與1 mm的差值 精確度(可準確到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (4)讀數(shù):若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則記錄結果表達為(x+K×精確度)mm. 3.伏安法測電阻 電流表的內(nèi)接法和外接
39、法的比較 內(nèi)接法 外接法 電路圖 誤差原因 電流表分壓U測=Ux+UA 電壓表分流I測=Ix+IV 電阻測量值 R測==Rx+RA>Rx,測量值大于真實值 R測==<Rx,測量值小于真實值 4. 電阻率的測定原理:把金屬絲接入如圖所示的電路中,用電壓表測金屬絲兩端的電壓,用電流表測金屬絲的電流,根據(jù)Rx=計算金屬絲的電阻Rx,然后用毫米刻度尺測量金屬絲的有效長度l,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,計算出金屬絲的橫截面積S;根據(jù)電阻定律Rx=ρ,得出計算金屬絲電阻率的公式ρ==. 實驗步驟 1.用螺旋測微器在被測金屬絲的三個不同位置各測一次直徑,求出其平
40、均值. 2.按右圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路. 3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度,反復測量3次,求出其平均值l. 4.把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認無誤后,閉合電鍵S,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi),斷開電鍵S,求出導線電阻Rx的平均值. 5.整理儀器. 數(shù)據(jù)處理 1.在求Rx的平均值時可用兩種方法 (1)第一種是用Rx=算出各次的數(shù)值,再取平均值. (2)第二種是用U-I圖線的斜率求出. 2.計算電阻率:將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的
41、值,代入電阻率計算公式ρ=Rx=.
誤差分析
1.金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差.
2.測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響,因為電流表外接,所以R測 42、率在實驗過程中變大.
拓展創(chuàng)新——替代法測電阻
1.原理:用電阻箱替代待測電阻,按右圖連接好電路,調節(jié)電阻箱,使兩次電流相等,則電阻箱的阻值就等于待測電阻的阻值.
2.誤差分析:電阻的測量值不受電表內(nèi)阻的影響,而取決電表的靈敏度、電阻箱的精度和讀數(shù)的準確性.
測量儀器、儀表的讀數(shù)
(1)如圖甲所示的三把游標卡尺,它們的游標尺從上至下分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分、49 mm長50等分,它們的讀數(shù)依次為________mm,________mm,________mm.
(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則金屬絲的直 43、徑是________mm.
(3)①圖丙使用0.6 A量程時,對應刻度盤上每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)是________A;當使用3 A量程時,對應刻度盤中每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)為________A.
②圖丁使用較小量程時,每小格表示________V,圖中表針的示數(shù)為________V.若使用的是較大量程,則這時表盤刻度每小格表示________V,圖中表針示數(shù)為________V.
(4)旋鈕式電阻箱如圖戊所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為________Ω.今欲將接入電路的電阻改為2 087 Ω,最簡單的操作方法 44、是________.若用兩個這樣的電阻箱,即可得到的電阻值范圍為________.
[解析] (1)最上面圖讀數(shù):整毫米是17,不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm=0.7 mm,最后結果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm.
中間圖讀數(shù):整毫米是23,不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm=0.85 mm,最后結果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm.
最下面圖讀數(shù):整毫米是3,不足1毫米數(shù)是9×0.02 mm=0.18 mm,最后結果是3 mm+0.18 mm=3.18 mm.
(2)固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米的從可動刻度上讀,其示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù):2.0 45、 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
(3)①使用0.6 A量程時,刻度盤上的每一小格為0.02 A,表針示數(shù)為0.44 A;當使用3 A量程時,每一小格為0.1 A,表針示數(shù)為2.20 A.
②電壓表使用3 V量程時,每小格表示0.1 V,表針示數(shù)為1.70 V;使用15 V量程時,每小格表示0.5 V,表針示數(shù)為8.5 V.
(4)電阻為1 987 Ω.最簡單的操作方法是將“×1 k”旋鈕調到2,再將“×100”旋鈕調到0.每個電阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9 999 Ω=19 998 Ω.故用兩個這樣的電阻箱,可得到的 46、電阻值范圍為0~19 998 Ω.
[答案] (1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150
(3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5
(4)1 987 將“×1 k”旋鈕調到2,再將“×100”旋鈕調到0
0~19 998 Ω
[總結提升] 對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流值,然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度,按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可.
(1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度是0.1 V或0.1 A,看清楚指針的實際位置,讀到 47、小數(shù)點后面兩位.
(2)對于0~15 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位,即讀到0.1 V.
(3)對于0~0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01 A.
儀器的選擇和電路的設計
(2012·高考山東卷)在測量金屬絲電阻率的實驗中,可供選用的器材如下:
待測金屬絲:Rx(阻值約4 Ω,額定電流約0.5 A);
電壓表:V(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ);
電流表:A1(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω);
A2(量程3 A,內(nèi)阻約0 48、.05 Ω);
電源:E1(電動勢3 V,內(nèi)阻不計);
E2(電動勢12 V,內(nèi)阻不計);
滑動變阻器:R(最大阻值約20 Ω);
螺旋測微器;毫米刻度尺;開關S;導線.
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為________ mm.
(2)若滑動變阻器采用限流接法,為使測量盡量精確,電流表應選________,電源應選________(均填器材代號),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.
[解析] (1)螺旋測微器主尺讀數(shù)為1.5 mm ,螺旋刻度讀數(shù)為27.3×0.01 mm=0.273 mm,讀數(shù)應為:1.5 mm+0.273 mm= 49、1.773 mm.
(2)由于待測電阻Rx阻值約為4 Ω,額定電流約為0.5 A,故電流表選A1,電源選E1.
[答案] (1)1.773(1.771~1.775均正確)
(2)A1 E1 電路如圖所示
[方法總結] 在選擇電表時,要先估算測量電路中最大電壓和電流,或明確元件的額定電壓或電流,然后根據(jù)電表量程略大于或等于最大值的原則選擇合適的電表.
對電路連接及實驗數(shù)據(jù)處理的考查
(2012·高考北京卷)在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm.
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量 50、結果如圖所示,其讀數(shù)應為________mm(該值接近多次測量的平均值).
(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為:電池組(電動勢3 V,內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關、導線若干.
某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0 51、.520
由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用下圖中的________圖(選填“甲”或“乙”).
(3)下圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成實物間的連線,并使閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖所示,圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點.請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點,并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為___ 52、_____(填選項前的符號).
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6Ω·m D.1×10-8 Ω·m
[解析] (1)螺旋測微器的讀數(shù)為0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm.
(2)由實驗記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5 Ω.由題知Rx?RV,故電流表A外接.若滑動變阻器接為限流的形式,則Rx兩端的電壓最小值Umin=E≈0.6 V,而從實驗數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10 V,因此滑動變阻器應采用分壓的形式.
(3)實物連線如圖所示.
(4)選盡可能多的點連成一條直線,不在直線上的點均勻分布在直線兩側,誤差較大 53、的舍去,如圖所示.
圖線的斜率反映了金屬絲的電阻,因此金屬絲的電阻值Rx=4.4 Ω.
(5)根據(jù)R=ρ得金屬絲的電阻率ρ===Ω·m≈1.09×10-6 Ω·m,故選項C正確,選項A、B、D錯誤.
[答案] (1)0.398(0.395~0.399均正確) (2)甲 (3)圖見解析 (4)圖見解析 4.4(4.3~4.7均正確) (5)C
范例 (2012·高考廣東卷)某同學測量一個圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體的尺寸和電阻.
(1)分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示數(shù)如圖甲和乙所示,長度為________ cm,直徑為________ mm. 54、
(2)按圖丙連接電路后,實驗操作如下:
①將滑動變阻器R1的阻值置于最______處(填“大”或“小”);將S2撥向接點1,閉合S1,調節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0.
②將電阻箱R2的阻值調至最________(填“大”或“小”),S2撥向接點2;保持R1不變,調節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0,此時R2阻值為1 280 Ω.
(3)由此可知,圓柱體的電阻為________ Ω.
[解析] (1)游標卡尺的精度為0.1 mm,所以L=(50+1×0.1)mm=5.01 cm,螺旋測微器的讀數(shù)為d=(5+31.6×0.01)mm=5.316 mm.
(2)為了保護電流表,在接通電路之 55、前,要使電路中的總電阻盡可能大,然后慢慢減小電路中的電阻.
(3)將S1閉合,S2撥向接點1時,其等效電路圖如圖甲所示.
當S2撥向2時,其等效電路圖如圖乙所示.
由閉合電路歐姆定律知I=,當I相同均為I0時,R2=R圓柱體,所以R圓柱體=1 280 Ω.
[答案] (1)5.01 5.316(5.310~5.320) (2)①大?、诖?
(3)1 280
[點評] 本題為實驗方法的創(chuàng)新——用等效替代法測電阻,該法的關鍵是兩種情況下電表的示數(shù)相同,這樣才能保證圓柱體與電阻箱R2兩端的電壓相同.
1.分別用下圖甲、乙兩種電路測量同一未知電阻的阻值.圖甲中兩表的示數(shù)分別為3 V 56、、4 mA,圖乙中兩表的示數(shù)分別為4 V、3.9 mA,則待測電阻Rx的真實值為( )
A.略小于1 kΩ B.略小于750 Ω
C.略大于1 kΩ D.略大于750 Ω
2.(2014·合肥模擬)在某小組的兩位同學采用“伏安法”測金屬絲的電阻實驗中,根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進行正確描點后,甲、乙兩位同學根據(jù)自己的理解各作出一條圖線,如圖甲、乙所示,根據(jù)你對實驗的理解,你認為________同學的圖線正確,根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
3.(2014·福州模擬)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,待測金屬導線的電阻Rx約為5 57、 Ω.實驗室備有下列實驗器材:
A.電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約為15 kΩ)
B.電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約為75 kΩ)
C.電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω)
D.電流表A2(量程600 mA,內(nèi)阻約為1 Ω)
E.變阻器R1(0~100 Ω,0.3 A)
F.變阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)
G.電池E(電動勢為3 V,內(nèi)阻約為0.3 Ω)
H.開關S,導線若干
(1)為了提高實驗精確度,減小實驗誤差,應選用的實驗器材有________.
(2)為了減小實驗誤差,應選用圖甲中________(選填“a”或“b”)為該實驗的電路圖,并按所 58、選擇的電路圖把實物圖乙用導線連接起來.
4.待測電阻Rx的阻值約為20 Ω,現(xiàn)要測量其阻值,實驗室提供器材如下:
A.電流表A1(量程150 mA,內(nèi)阻約為10 Ω)
B.電流表A2(量程20 mA,內(nèi)阻r2=30 Ω)
C.電壓表V(量程15 V,內(nèi)阻約為3 000 Ω)
D.定值電阻R0=100 Ω
E.滑動變阻器R1,最大阻值為5 Ω,額定電流為1.0 A
F.滑動變阻器R2,最大阻值為5 Ω,額定電流為0.5 A
G.電源E,電動勢E=4 V(內(nèi)阻不計)
H.電鍵S及導線若干
(1)為了使電表調節(jié)范圍較大,測量準確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,請從所給的 59、器材中選擇合適的實驗器材________(均用器材前對應的序號字母填寫);
(2)根據(jù)你選擇的實驗器材,請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實驗電路圖并標明元件符號;
(3)待測電阻的表達式為Rx=________,式中各符號的物理意義為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
5.(2013·高考北京卷)某同學通過實驗測定一個阻值約為5 60、 Ω的電阻Rx的阻值.
(1)現(xiàn)有電源(4 V,內(nèi)阻可不計),滑動變阻器(0~50 Ω,額定電流2 A),開關和導線若干,以及下列電表:
A.電流表(0~3 A,內(nèi)阻約0.025 Ω)
B.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω)
C.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
D.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
為減小測量誤差,在實驗中,電流表應選用________,電壓表應選用________(選填器材前的字母);實驗電路應采用下圖中的________(選填“甲”或“乙”).
(2)下圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線.請根據(jù)在(1)問中所選的電 61、路圖,補充完成實物間的連線.
(3)接通開關,改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻的測量值Rx==________Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是________;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是________.(選填選項前的字母)
A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值
B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值
C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值
D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值
(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端 62、,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映U-x關系的示意圖中正確的是________.
實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線
實驗目的
1.描繪小電珠的伏安特性曲線.
2.分析曲線的變化規(guī)律.
實驗原理
1.用電流表測出流過小電珠的電流,用電壓表測出小電珠兩端的電壓,測出多組(U,I)值,在U-I坐標系中描出各對應點,用一條平滑的曲線將這些點連接起來.
2.滑動變阻器兩種接法的對比
方式
內(nèi)容
限流接法
分壓接法
對比說明
兩種接法電路圖
串、并聯(lián)關系不同
負載R上電壓調節(jié)范圍
≤U≤E
0≤U≤E
分 63、壓電路調節(jié)范圍大
負載R上電流調節(jié)范圍
≤I≤
0≤I≤
分壓電路調節(jié)范圍大
閉合S前觸頭位置
b端
a端
都是為了保護電路元件
3.電路設計
本實驗采取電流表外接法,滑動變阻器采取分壓式接法.
實驗器材
小電珠(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”)、4~6 V學生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆.
實驗步驟
1.按右圖連接好實驗電路.
2.把滑動變阻器的滑片P調節(jié)到a端,電路經(jīng)檢查無誤后,閉合開關S.
3.改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U,記入表格內(nèi),斷開開關S.
4.在坐 64、標紙上建立一個直角坐標系,縱軸表示電流,橫軸表示電壓,用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來,便得到伏安特性曲線.
5.整理實驗器材.
誤差分析
1.由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無窮大,對電路的影響會帶來誤差,電流表外接,則電流表示數(shù)偏大.
2.測量時讀數(shù)帶來誤差.
3.在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.
注意事項
1.本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小,因此測量電路必須采用電流表外接法.
2.本實驗要作出U-I圖線,要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,故控制電路必須采用分壓接法.
3.為保護元件不被燒毀,開關閉合前變阻器滑片應位于電路圖中的a端.
4.加在小電珠兩端的電壓不要 65、超過其額定電壓.
5.連圖線時曲線要平滑,不在圖線上的數(shù)據(jù)點應均勻分布在圖線兩側,絕對不要畫成折線.
拓展創(chuàng)新
測小電珠電阻的另一種方法——等效替代法
1.實驗原理:如圖所示,兩個電壓表完全相同且內(nèi)阻很大.移動滑動頭,調節(jié)電阻箱的示數(shù),使兩個電壓表示數(shù)相同,則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻,記下小電珠的電阻和電壓;多次移動滑動頭,采用相同方法,記下相應電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù).在坐標紙上畫出R-U圖線,并分析R隨U變化的規(guī)律.
2.誤差分析:小電珠電阻的測量值不受電表內(nèi)阻的影響,測量誤差取決于電壓表的靈敏度、電阻箱的精度和讀數(shù)的準確性.
對實驗原理和電 66、路設計的考查
(2012·高考四川卷)某學習小組的同學擬探究小電珠L的伏安特性曲線,可供選用的器材如下:
(2)乙同學又設計了如圖丙所示的電路來進行測量,電壓表指針指在最大刻度時,加在L上的電壓值是________V.
(3)學習小組認為要想更準確地描繪出L完整的伏安特性曲線,需要重新設計電路.請你在乙同學的基礎上利用所供器材,在圖丁所示的虛線框內(nèi)補畫出實驗電路圖,并在圖上標明所選器材代號.
[解析] (1)電壓表的示數(shù)U=2.30 V,所以小電珠的電阻RL== Ω=5 Ω.
(2)由題圖知電壓表V與R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓,當電壓表V的示數(shù)為3 V時,R2兩端的電壓U2=R2=×3 V=1 V,所以小電珠兩端的電壓U′=UV+U2=(3+1)V=4 V.
(3)要想更準確地描繪出L完整的伏安特性曲線,則電壓表的量程為4.0 V,電流表的量程為0.7 A,因此將電壓表V與標準電阻R2串聯(lián)改裝為量程為4.0 V的電壓表,將電流表A2與標準電阻R1并聯(lián)改裝成量程為0.6 A+ A=0.72 A的電流表.故虛線框內(nèi)實驗電路如下圖所示.
[答案] (1)5 (2)4 (
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