一、本專(zhuān)題共涉及以下六個(gè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七:測(cè)定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)八:描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn) 實(shí)驗(yàn)九:測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)十:練習(xí)使用多用電表 實(shí)驗(yàn)十一:傳感器的使用 二、本專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)及其在高考中的地位 物理實(shí)驗(yàn)為高考必考內(nèi)容,近年的高考物理試題,越來(lái)越重視對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查,尤其是除了對(duì)教材中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查為,還增加了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的考查。利用學(xué)生所學(xué)過(guò)的知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)方法加以重組完成新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)將逐步取代對(duì)教材中原有單純學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查。 歷屆高考在實(shí)驗(yàn)方面的命題重點(diǎn)為:基本儀器的使用、基本物理量的測(cè)定、物理規(guī)律的驗(yàn)證和物理現(xiàn)象的研究、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。 高考中物理實(shí)驗(yàn)題類(lèi)型大體有:⑴強(qiáng)調(diào)基本技能,熟識(shí)各種器材的特性。像讀數(shù)類(lèi):游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、多用電表等;選器材類(lèi):像選取什么量程的電表和滑動(dòng)變阻器等⑵重視實(shí)驗(yàn)原理,巧妙變換拓展。像探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變形和測(cè)量電阻的再造等。源于課本不拘泥課本一直是高考命題與課標(biāo)理念所倡導(dǎo)的,所以熟悉課本實(shí)驗(yàn)、抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂---原理是我們復(fù)習(xí)的重中之重。⑶提倡分析討論,講究實(shí)驗(yàn)的品質(zhì),像近年高考中的數(shù)據(jù)處理、誤差分析、改良方案,甚至開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)等于課標(biāo)的一標(biāo)多本思路是交匯的。⑷知識(shí)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。像設(shè)計(jì)型、開(kāi)放型、探討型實(shí)驗(yàn)等都是不同程度的創(chuàng)新,比如利用所學(xué)可以設(shè)計(jì)出很多測(cè)量重力加速度的方案。 三、高考易錯(cuò)問(wèn)題剖析及應(yīng)試策略
例1.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)測(cè)得電流-電壓的數(shù)據(jù)如下表所示:
(1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線(xiàn); (2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系,已作出電阻隨電流的變化曲線(xiàn)如圖所示:請(qǐng)指出燈絲的特征,并解釋形成的原因。 分析:本題以“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)” 實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),體現(xiàn)重視實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)的培養(yǎng),主要考查對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與解釋能力。 解析:(1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線(xiàn) (2)電阻隨電流增大存在三個(gè)區(qū)間,電阻的變化快慢不同第一區(qū)間電流很小時(shí),電阻變化不大;第二區(qū)間燈絲溫度升高很快,電阻增大快;第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能,燈絲溫度升高變慢,電阻增大也變慢。 例2.在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連接電路如圖所示。閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導(dǎo)線(xiàn)均完好,電源電動(dòng)勢(shì)為E): ①若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E,則發(fā)生故障的是 (填“待測(cè)金屬絲”“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”)。 ②若電流表、電壓表示數(shù)均為零,該同學(xué)利用多用電表檢查故障。先將選擇開(kāi)關(guān)旋至 檔(填“歐姆×100”“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”),再將 (填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線(xiàn)柱,把另一支表筆依次接b、c、d接線(xiàn)柱。 ③若只有滑動(dòng)變阻器斷路,則多用電表的示數(shù)依次是 、 、 。 分析:本題以測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)為背景,考查的卻是多用電表檢測(cè)電路故障問(wèn)題,主要考查多用電表的使用、電路故障分析、直流電壓表的原理等知識(shí)點(diǎn)。 解答本題時(shí)可按以下思路分析: 解析:①若電流表示數(shù)為零,說(shuō)明外電路一定是斷路,電壓表有示數(shù)為E,說(shuō)明電源與電壓表之間的連接無(wú)斷路,所以發(fā)生故障的是一定是“待測(cè)金屬絲”。 ②電流表示數(shù)為零,說(shuō)明外電路一定存在著斷路。因?yàn)殡娫磧啥擞须妷海圆荒苡秒娏鞅韥?lái)檢測(cè),只能用電壓表(量程高于電源電動(dòng)勢(shì))來(lái)檢測(cè),沒(méi)有電壓表的情況下,則利用多用電表的10V直流電壓檔來(lái)檢查故障。多用電表的紅表筆應(yīng)和電源的正極相連,若只有滑動(dòng)變阻器斷,則多用電表的示數(shù)依次是0、E、E。 答案:①待測(cè)金屬絲 ②直流電壓10V;紅 ③0、E、E 例3.如圖所示是一些準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻阻值的實(shí)驗(yàn)器材,器材及其規(guī)格列表如下 為了能正常進(jìn)行測(cè)量并盡可能減少測(cè)量誤差,實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半,而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化。請(qǐng)用實(shí)線(xiàn)代表導(dǎo)線(xiàn),在所給的實(shí)驗(yàn)器材圖中選擇若干合適的器材,連成滿(mǎn)足要求的測(cè)量阻值的電路。 分析:要求考生從提供的實(shí)驗(yàn)器材中選擇若干合適的器材,進(jìn)行實(shí)物圖連線(xiàn),在特定的實(shí)驗(yàn)要求下,完成測(cè)量待測(cè)電阻的電路連接,考生必須在熟練掌握教材中的有關(guān)伏安法測(cè)定電阻等電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇合適的器材設(shè)計(jì)電路,對(duì)考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筝^高。 要從電表的量程和確定的內(nèi)阻等參數(shù)中注意電表的特殊用法。 解析:由于待測(cè)電阻約1000Ω,滑動(dòng)變阻器阻值100Ω,要使電表讀數(shù)有較明顯的變化,因此滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,由于加在待測(cè)電阻的最大電流9mA,顯然3A的電流表不能用,因此將V1當(dāng)作電流表使用。由于V1表的電壓能夠測(cè)量,故采用V1表內(nèi)接法。 答案:測(cè)量阻值的電路如圖 拓展:電表的特殊用法與伏安法測(cè)電阻的“三步曲” 審題時(shí)應(yīng)注意各電表的參數(shù),特別是各電表的內(nèi)阻是確定的時(shí)候,常常要將電壓表當(dāng)作小量程的電流表使用,電流表當(dāng)作小量程的電壓表使用,或者與題中給定的定值電阻結(jié)合進(jìn)行電表的改裝等,按伏安法測(cè)電阻的“三步曲”進(jìn)行設(shè)計(jì):即按題目要求選擇合適量程的電表,確定電流表的內(nèi)外接法,再確定滑動(dòng)變阻器是分壓還是限流接法。 Ⅱ.太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色”能源。在我國(guó)上海舉辦的2010年世博會(huì)上,大量利用了太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池在有光照時(shí),可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒(méi)有光照時(shí),可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法,探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的I-U特性。所用的器材包括:太陽(yáng)能電池,電源E,電流表A,電壓表V,滑動(dòng)變阻器R,開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干。 (1)為了達(dá)到上述目的,請(qǐng)將圖1連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。 (2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),描點(diǎn)繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知,當(dāng)電壓小于2.00V時(shí),太陽(yáng)能電池的電阻_____________ (填“很大”或“很小”);當(dāng)電壓為2.80V時(shí),太陽(yáng)能電池的電阻約為_(kāi)___________。 分析:本題用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)探究一個(gè)電學(xué)元件的I-U特性,體現(xiàn)了高考實(shí)驗(yàn)考查的靈活性,主要考查實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、伏安特性曲線(xiàn)的理解、部分電路的歐姆定律等知識(shí)點(diǎn)。 解答本題時(shí)可按以下思路分析: 解析:(1)注意到圖2的I-U圖像中的數(shù)據(jù)特點(diǎn):電壓、電流從零開(kāi)始變化,所以電路設(shè)計(jì)用滑動(dòng)變阻器的分壓式,如下圖所示。 (2) 由圖2可知,當(dāng)電壓小于2.00V時(shí),通過(guò)太陽(yáng)能電池的電流很小,由歐姆定律可知:此時(shí)太陽(yáng)能電池的電阻很大。當(dāng)電壓為2.80V時(shí),通過(guò)太陽(yáng)能電池的電流約為2.8mA,由歐姆定律可知:此時(shí)太陽(yáng)能電池的電阻約為。 答案: (1)如上圖 (2)很大; 例4.用對(duì)溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線(xiàn)性的。某同學(xué)將RT和兩個(gè)適當(dāng)?shù)墓潭娮?em>R1、R2連成圖1虛線(xiàn)框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線(xiàn)性的,且具有合適的阻值范圍。為了驗(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì),他采用伏安法測(cè)量在不同溫度下RL的阻值,測(cè)量電路如圖1所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大。 RL的測(cè)量結(jié)果如表l所示。
回答下列問(wèn)題 (1)根據(jù)圖1所示的電路,在圖2所示的實(shí)物圖上連線(xiàn)。
(2)為了檢驗(yàn)RL與t之間近似為線(xiàn)性關(guān)系,在坐標(biāo)紙上作RL﹣t關(guān)系圖線(xiàn)。 (3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3、4所示。電流表的讀數(shù)為_(kāi)___ ,電壓表的讀數(shù)為_(kāi)__ 。此時(shí)等效電阻的阻值為_(kāi)_ :熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_(kāi)___ 。
分析:本題以研究半導(dǎo)體材料的伏安特性立意命題,考查考生對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求,即實(shí)物連線(xiàn)、數(shù)據(jù)處理、電流表和電壓表的讀數(shù)等。 解答本題可按以下思路分析:
解析:
(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物。(2)根據(jù)數(shù)據(jù)描出點(diǎn),作出直線(xiàn)。(3)對(duì)照?qǐng)D找出相應(yīng)的溫度為64.0°C。 答案:(1)如圖所示(2)如圖所示(3)115.0mA,5.00V,43.5Ω,64.0℃或62~66°C 例5.在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于所用的電壓表(視為理想電壓表)的量程較小,某同學(xué)涉及了如圖所示的實(shí)物電路。 一、試驗(yàn)時(shí),應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到____.(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”) 二、改變電阻箱的阻值R,分別測(cè)出阻值=10的定值電阻兩端的電壓U,下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是____.(選填1或2) (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn),繪出的圖像是一條直線(xiàn)。若直線(xiàn)的斜率為k,在坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E= ▲ ,內(nèi)阻r= ▲ (用k、b和R0表示) 分析:本題以某同學(xué)自設(shè)電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻來(lái)考查測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、圖象的物理意義和根據(jù)圖象求物理量。題意設(shè)置有一定靈活性,難度中等。 (2)比較兩方案的可取性,要抓住題意關(guān)鍵句“所用的電壓表(視為理想電壓表)的量程較小”。(3)描點(diǎn)由圖象求解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,能正確寫(xiě)出E—R數(shù)學(xué)表達(dá)式,理解方程中所對(duì)應(yīng)的物理量即可求解。 解析:(1)為了保護(hù)電路及電表,防止電路中電流過(guò)大,所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)電阻箱置于最大值接入電路中。(2)通過(guò)試值法來(lái)說(shuō)明理由。若R=300Ω,電流約為;若R=60Ω,電流約為,后者電流讀數(shù)大,誤差小,應(yīng)選2合適。 (3) 電流,,得,圖象的斜率,截距,所以電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻-R0。 答案:(1)最大值;(2)2;;(3),-R0。 例6.如圖,一熱敏電阻RT 放在控溫容器M內(nèi): A為毫安表,量程6mA,內(nèi)阻為數(shù)十歐姆;E為直流電源,電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻很小;R為電阻箱,最大阻值為999.9Ω;S為開(kāi)關(guān)。已知RT 在95℃時(shí)的阻值為150Ω,在20℃時(shí)的阻值約為550Ω。現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在95℃~20℃之間的多個(gè)溫度下RT 的阻值。 (1)在圖中畫(huà)出連線(xiàn),完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖 (2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空 ①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線(xiàn) ②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度,使得RT 溫度為95℃ ③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员WC儀器安全 ④閉合開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電流表的示數(shù)I0 ,并記錄 。 ⑤將RT 的溫度降為T1 (20℃<T1<95℃);調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表的讀數(shù) ,記錄 。 ⑥溫度為T1 時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1 = 。 ⑦逐步降低T1 的數(shù)值,直至20℃為止;在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥ 分析:本題涉及到實(shí)驗(yàn)原理、電路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟等知識(shí),考查了考生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力。 解答本題時(shí),可參照以下解題步驟: 解析:(1)根據(jù)所給器材,測(cè)量在不同溫度下RT 的阻值,只能將電阻箱、熱敏電阻、毫安表與電源串聯(lián)形成測(cè)量電路。 (2)依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線(xiàn);調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度,使得RT 溫度為95℃,RT 阻值為150Ω,根據(jù)歐姆定律有:;將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员WC儀器安全;閉合開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電流表的示數(shù)I0 ,并記錄電阻箱的讀數(shù);將RT 的溫度降為T1 (20℃<T1<95℃);調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表的讀數(shù)仍為,記錄電阻箱的讀數(shù)為,根據(jù)歐姆定律:;則,解得 答案:(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖所示。 (2)④電阻箱的讀數(shù) ⑤仍為 電阻箱的讀數(shù)為 ⑥ 例7.在物理興趣小組活動(dòng)中,一同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)并完成了“探究導(dǎo)體阻值與長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。 電壓表V1 量程3V 內(nèi)阻約為900 電壓表V2 量程10V 內(nèi)阻約為3K 電流表A 量程60mA 內(nèi)阻約為5 電源E1 電動(dòng)勢(shì)1.5V 內(nèi)阻約為0.2 電源E2 電動(dòng)勢(shì)4.5V 內(nèi)阻約為0.4 滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10)。粗細(xì)均勻的同種電阻絲,開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)和刻度尺 其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: A.選取圖中器材,按示意圖連接電路 B.用伏安法測(cè)定電阻絲的阻值R C.用刻度尺測(cè)出電阻絲的長(zhǎng)度L D.依次減小電阻絲的長(zhǎng)度,保持電路其他部分不變,重復(fù)步驟B、C E.處理數(shù)據(jù),根據(jù)下列測(cè)量結(jié)果,找出電阻絲值與長(zhǎng)度的關(guān)系
為使實(shí)驗(yàn)盡可能準(zhǔn)確,請(qǐng)你對(duì)上述步驟中畫(huà)線(xiàn)處加以改進(jìn)。 (I) (II) 分析:考查根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,正確選用實(shí)驗(yàn)器材,減小實(shí)驗(yàn)誤差 解答本題時(shí)可按以下思路分析: 解析:根據(jù)電動(dòng)勢(shì)大小電壓表量程不能選擇10V,電路圖中選擇V1正確。電壓表為減小測(cè)量誤差要求指針偏轉(zhuǎn)過(guò)半,故1.5 V的電動(dòng)勢(shì)太小,電源E1應(yīng)該改選E2。 由于第一組測(cè)量值為104.8Ω,為大電阻,用內(nèi)接伏安法,第五組測(cè)量值為27.1Ω,為小電阻用外接伏安法. 答案:(Ⅰ)將電源E1改選E2(Ⅱ)判斷電流表的內(nèi)外接法,作出相應(yīng)調(diào)整 拓展:伏安法測(cè)電阻時(shí)電表的內(nèi)接與外接 內(nèi)接測(cè)大電阻:當(dāng)電阻較大時(shí),測(cè)量電阻的阻值與電壓表阻值較接近,所以電壓表分得的電流較大,內(nèi)接的電流表測(cè)通過(guò)測(cè)量電阻的電流,而如果此時(shí)外接,電流表測(cè)的是通過(guò)測(cè)量電阻的電流和通過(guò)電壓表的電流,所以誤差較大.外接測(cè)小電阻:由于電壓表的阻值與測(cè)量電阻阻值相差較大,所以通過(guò)電壓表的電流極小,而此時(shí)由于測(cè)量電阻的阻值小,所以與電流表阻值相近,所以,此時(shí)電流表會(huì)分得一部分電壓,如果內(nèi)接,電壓表將會(huì)測(cè)量電阻和電流表兩端的電壓,產(chǎn)生較大誤差 例8.一電流表的量程標(biāo)定不準(zhǔn)確,某同學(xué)利用圖8所示電路測(cè)量該電流表的實(shí)際量程。 所用器材有:量程不準(zhǔn)的電流表,內(nèi)阻=10.0,量程標(biāo)稱(chēng)為5.0mA;標(biāo)準(zhǔn)電流表,內(nèi)阻=45.0,量程1.0mA;標(biāo)準(zhǔn)電阻,阻值10.0;滑動(dòng)變阻器R,總電阻為300.0;電源E,電動(dòng)勢(shì)3. 0V,內(nèi)阻不計(jì);保護(hù)電阻;開(kāi)關(guān)S;導(dǎo)線(xiàn)。 回答下列問(wèn)題: (1)在圖9所示的實(shí)物圖上畫(huà)出連線(xiàn)。 (2)開(kāi)關(guān)S閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c應(yīng)滑動(dòng)至 端。 (3)開(kāi)關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端,使電流表滿(mǎn)偏;若此時(shí)電流表的讀數(shù)為,則的量程= 。 (4)若測(cè)量時(shí),未調(diào)到滿(mǎn)偏,兩電流表的示數(shù)如圖10所示,從圖中讀出的示數(shù) = ,的示數(shù) = ;由讀出的數(shù)據(jù)計(jì)算得= 。(保留3位有效數(shù)字) (5)寫(xiě)出一條提高測(cè)量準(zhǔn)確度的建議: 。 分析:本題源于教材高于教材,從這道題傳遞的信息可以看出,要求考生在平常的做實(shí)驗(yàn)中既要重視實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng),又要注重理論分析能力的培養(yǎng),本題主要考查考生根據(jù)電路圖連接實(shí)際電路的能力,讀數(shù)能力及應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力. 解答本題時(shí),可參照以下解題步驟: 解析:⑴連線(xiàn)如圖11. ⑵在滑動(dòng)變阻器的限流接法中在接通開(kāi)關(guān)前需要將滑動(dòng)觸頭滑動(dòng)到阻值最大端 ⑶閉合開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使待測(cè)表滿(mǎn)偏,流過(guò)的電流為Im。根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等有得 [=Im==5.5I2 ⑷待測(cè)表未滿(mǎn)偏有,將A2的示數(shù)0.660mA和其他已知條件代入有mA但圖中A1的示數(shù)3.00mA量程為5.0mA,根據(jù)電流表的刻度是均勻的,由= ,則準(zhǔn)確量程為6.05mA (5)提高做實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的方法中學(xué)階段一般都是采取多次測(cè)量取平均值的辦法. 例9.用多用電表探測(cè)圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn):用直流電壓擋測(cè)量,E、G兩點(diǎn)間和 F、G兩點(diǎn)間均有電壓,E、F兩點(diǎn)間無(wú)電壓;用歐姆測(cè)量,黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點(diǎn),紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點(diǎn),阻值很小,但反接阻值很大。那么,該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖乙中 。 分析:考查二極管的單向?qū)щ娦砸约叭f(wàn)用表的使用。 解答本題時(shí),可參照以下解題步驟: 解析:選B,紅表筆接F,電阻很小,此時(shí)二極管導(dǎo)通,電源電流從黑表筆流出通過(guò)二極管從紅表筆流進(jìn),電流方向E到F,只有B正確。 例10.在探究小燈泡的的伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,所用器材有燈泡I,量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅鞟和電壓表,直流電源的滑動(dòng)變阻器、電鍵等,要求燈泡兩端電壓從表開(kāi)始變化 ①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用______ 接法(“分壓”或“限流”) ②某同學(xué)已連接如題22圖2所示的電路,在連接最后一根導(dǎo)線(xiàn)的c端到直流電源正析之前,請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處,并說(shuō)明如何改正 A:_______________ B:_________________ ③分別測(cè)得兩只燈泡l1和l2 的伏安特性曲線(xiàn)如題22圖3中Ⅰ和Ⅱ所示,然后將燈泡l1、l2與電池組(電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均衡定)連成題22圖4所示電路。多次測(cè)量后得到通過(guò)l1和l2的電流平均值分別為0.30A和0.60A. A.在題22圖3中畫(huà)出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線(xiàn)。 B.由該曲線(xiàn)可知電池組的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)________V,內(nèi)阻為_(kāi)__________Ω(取兩位有效數(shù)字) 分析:考查伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的用法、電路的實(shí)際連接以及伏安特性曲線(xiàn)的應(yīng)用 解析:①探究小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)要求電壓從0到額定電壓變化,所以滑動(dòng)變阻器必須采用分壓解法。 ②在連接線(xiàn)路時(shí)必須將每個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),而圖中是閉合的這是第一個(gè)錯(cuò)誤。連好線(xiàn)路后在閉合開(kāi)關(guān)前需要將限流滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大,將分壓滑動(dòng)變阻器調(diào)到輸出為0端,在圖中是b端,以保護(hù)電源和電表。 ③描繪電源的伏安特性曲線(xiàn)要求外電阻變化測(cè)定對(duì)應(yīng)的多組路端電壓和電流,本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)小燈泡來(lái)改變外電阻獲得兩組電流值,然后在小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)上查出對(duì)應(yīng)的電壓,用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)描繪圖像。為描繪準(zhǔn)確可以先進(jìn)行理論計(jì)算,首先查出兩坐標(biāo)為(0.30A,3.8V)和(0.60A,3.0V),則內(nèi)阻為Ω,電動(dòng)勢(shì)為, V,然后作出準(zhǔn)確圖像如圖。 答案:①分壓 ②A.電鍵不應(yīng)閉合,應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài) B.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位置不當(dāng),應(yīng)將其置于b端 ③ 4.6V 2.7Ω 例11.賈老師要求同學(xué)們測(cè)出一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻.所給的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源E,定值電阻R1(阻值未知),電壓表V(量程為3.0 V,內(nèi)阻很大),電阻箱R(0~99.99 Ω),單刀單擲開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2,導(dǎo)線(xiàn)若干. (1)珊珊連接了一個(gè)如圖7-3-14所示的電路,她接下來(lái)的操作是: ①將S2接到a,閉合S1,撥動(dòng)電阻箱旋鈕,使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖7-3-15甲所示的位置,記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20 V,然后斷開(kāi)S1; ②保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到b,閉合S1,記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖乙所示),然后斷開(kāi)S1. 請(qǐng)你解答下列問(wèn)題: 圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為_(kāi)______Ω,圖乙所示的電壓表讀數(shù)為_(kāi)_____V.由此可算出定值電阻R1的阻值為_(kāi)____Ω(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)). 在珊珊上面第①步的操作中,有一處不恰當(dāng),請(qǐng)您幫她指出來(lái)_____________________. (2)在完成上述操作后,珊珊繼續(xù)以下的操作: 將S2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,閉合S1,讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的 圖象.由此可求得電源電動(dòng)勢(shì)E和電源內(nèi)阻r,其中E=_______V(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)). 解析:(1)電阻箱的讀數(shù)=2×10 Ω+0×1 Ω+0×0.1 Ω+0×0.01 Ω=20 Ω. 電壓表的讀數(shù)=2.80 V. 在第①步操作中,不恰當(dāng)?shù)氖牵簯?yīng)在切斷電源的情況下調(diào)節(jié)變阻箱. (2)根據(jù)電壓分配特點(diǎn)知: 故E=2.86 V. 答案:(1)20 2.80 5.45 應(yīng)在切斷電源的情況下,調(diào)節(jié)變阻箱(2)2.86 好友都在看: |
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