北京市2019版高考物理 專題十七 物理實驗課件.ppt

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1、專題十七 物理實驗,高考物理 (北京市專用),1.(2018北京理綜,21,18分)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。,考點一力學實驗 A組自主命題北京卷題組,五年高考,圖1,主要實驗步驟如下: a.安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。 b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點,如圖2中A、B、C、D、E、F所示。,圖2 c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、 v4、v5 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上

2、描點,如圖3所示。,圖3,結合上述實驗步驟,請你完成下列任務: (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝碼) (2)在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點,請在該圖中標出計數點C對應的坐標點,并畫出v-t 圖像。 (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是。v-t圖像斜率的物理意義是。,(4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數點的瞬時 速度,從理論上講,對t的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關”);從實驗的角度

3、看,選取的x大小與速度測量的誤差(選填“有關”或“無關”)。 (5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗”,反復做了上百次,驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。,圖3,答案(1)AC(2)如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化加速度 (4)越小越好有關 (5)如果小球的初速度為0,其速度vt,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。,解析本題考查研究勻變速直線運動規(guī)律的實驗

4、。 (1)打點計時器所用電源為50 Hz的交流電源,測量各計數點間距離需用刻度尺。 (2)圖見答案。 (3)因為小車的速度隨時間均勻變化,所以小車做勻加速直線運動。由勻加速直線運動中速度v=v0+at,可知v-t圖像斜率的物理意義是加速度。 (4)=,若用 表示瞬時速度,t越小越好,而選取的x大小會影響速度測量值與真實值的偏 差大小。 (5)設v0=0,v=at,而x=at2,故可通過位移隨時間的變化情況,判斷速度隨時間的變化情況。,解題關鍵實驗原理的認識 (1)圖像法是實驗中常用的方法,要學會通過圖像分析問題。 (2)測量量的轉換是實驗中的常用手段,當某一個物理量不易測量時,可通過該量與其他

5、量的關系式,轉換成其他可測量的物理量。如將速度的測量轉換成位移的測量。,2.(2017北京理綜,21,18分)如圖1所示,用質量為m的重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。 圖1 (1)打點計時器使用的電源是(選填選項前的字母)。 A.直流電源 B.交流電源 (2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是(選填選項前的字母)。 A.把長木板右端墊高 B.改變小車的質量,在不掛重物且(選填選項前的字母)的情況下,輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩

6、擦力和其他阻力的影響。 A.計時器不打點 B.計時器打點 (3)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T。測得A、B、C各點到O點的距離為x1、x2、x3,如圖2所示。 圖2,實驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功W=,打B點時小車的速度v=。 (4)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用實驗數據作出如圖3所示的v2-W圖像。由此圖像可得v2隨W變化的表達式為。根據功與能的關系,動能的表達式中可能

7、包含v2這個因子;分析實驗結果的單位關系,與圖線斜率有關的物理量應是。,圖3,(5)假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,圖4中正確反映v2-W關系的是。,圖4,答案(1)B(2)AB(3)mgx2 (4)v2=kW,k=(4.55.0)m2s-2J-1質量(5)A,解析本題考查“探究動能定理”實驗。 (1)打點計時器使用的是交流電源。 (2)把長木板右端墊高,利用小車的重力沿斜面的分力平衡摩擦力和其他阻力;在不掛重物且計時器打點的情況下,小車沿斜面能勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響。 (3)W=Fs=mgx2,vB==。

8、 (4)由圖知,圖線為一條縱截距為零、斜率k=(4.55.0)m2s-2J-1的直線,其函數表達式為v2=kW。 根據動能定理W=mv2得v2=W,故斜率k=,與質量有關。 (5)根據功能關系有W=(M+m)v2,所以v2=W,v2W,圖A正確。,易錯警示該實驗雖然利用“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置來“驗證動能定理”,但不要把m不遠小于小車質量的實驗圖線變化情況,類比到這個實驗中而錯選D圖線。,3.2016北京理綜,21(2),0.74利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。 圖1 為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的。 A.動能變化量與勢能變化

9、量 B.速度變化量與勢能變化量 C.速度變化量與高度變化量 除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是。 A.交流電源B.刻度尺C.天平(含砝碼),實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。 已知當地重力加速度為g,打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量Ep=,動能變化量Ek=。 圖2 大多數學生的實驗結果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是

10、。 A.利用公式v=gt計算重物速度 B.利用公式v=計算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法,某同學想用下述方法研究機械能是否守恒:在紙帶上選取多個計數點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應計數點的重物速度v,描繪v2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學的判斷依據是否正確。,答案AAB-mghBmC 見解析,解析重物的機械能指它的動能和重力勢能,所以機械能是否守恒要看動能和重力勢能變化量是否相等,所以選A項。 因為電磁打點計時器用6 V以下交流電源,所以A項器材需要;實驗中需要用刻度尺測紙

11、帶上點間距離,所以B項器材需要;因為動能變化、重力勢能變化都是對同一重物而言的,所以不需要測它的質量,故C項不需要。 從打O點到打B點的過程中重物的重力勢能在減少,所以Ep=-mghB,再由=得打B點時重 物的速度為vB=,故動能變化量為Ek=m-0=m。 因為做實驗時存在空氣阻力和紙帶與打點計時器間的摩擦阻力,故重物下落過程不是自由落體運動,所以|Ep|Ek,所以C項正確。 該同學的判斷依據不正確。在重物下落h的過程中,若阻力 f 恒定,根據mgh-fh=mv2-0v2= 2(g-)h可知,v2-h圖像就是過原點的一條直線。要想通過v2-h圖像的方法驗證機械能是否守 恒,還必須看圖像的斜率是

12、否接近2g。,考查點驗證機械能守恒。,解題指導用勻變速直線運動某段時間的中間時刻速度等于平均速度即=,求出瞬時速度, 再求動能的變化量。,4.2015北京理綜,21(2),0.71用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖1所示。,組裝單擺時,應在下列器材中選用(選填選項前的字母)。 A.長度為1 m左右的細線 B.長度為30 cm左右的細線 C.直徑為1.8 cm的塑料球 D.直徑為1.8 cm的鐵球 測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=(用L、n、t表示)。 下表是某同學記錄的3組實驗數據,并做了部分計算處理。,圖1,請計算出第3組實驗中的T=s,

13、g=m/s2。,圖2,用多組實驗數據作出T2-L圖像,也可以求出重力加速度g。已知三位同學 作出的T2-L圖線的示意圖如圖2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過 原點,圖線b對應的g值最接近當地重力加速度的值。則相對于圖線b,下列 分析正確的是(選填選項前的字母)。 A.出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B.出現圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次,C.圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值 某同學在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如圖3所示。由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺,于是他在細線上的A點作了一個標記,使得懸點O到A點間

14、的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變,通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中,當O、A間細線的長度分別為l1、l2時,測得相應單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)。,圖3,答案AD2.019.76B,解析用單擺測定重力加速 度的實驗中,要求小球可看成質點,因此擺線長度要遠大于球的直徑,故選用長度為1 m左右的細線;為減小空氣阻力的影響,擺球應選用質量大體積小的,故選用鐵球,選項A、D正確。 由單擺周期公式T=2及T= 可知g== 由T=可知T3= s=2.01 s g== m/s29.76 m/s2 由T=2可得T2=L,T2-L

15、圖線應為過坐標原點的直線,圖線a和圖線b平行,且在T2一定 時,圖線a對應的L小于圖線b對應的L,因此出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球上端的距離記為擺長L,選項A錯;圖線c的斜率小于圖線b的斜率,由T2=L及g=可知圖線c對應,的g值應大于圖線b對應的g值,B正確,C錯誤。 設標記以下的細線長度為l0 則有=(l0+l1) =(l0+l2) 聯立得g=,考查點用單擺測重力加速度。,解題指導(1)單擺在擺角很小的條件下,才能近似為簡諧運動。組建單擺時,應選用擺線細而長,擺球重而小的。 (2)要注意t是完成n次全振動的總時間。 (3)在用圖像處理數據時,要注意圖線的函數關系式。,5.2011北

16、京理綜,21(2)如圖1,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。 實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過僅測量(填選項前的符號),間接地解決這個問題。 A.小球開始釋放高度h B.小球拋出點距地面的高度H C.小球做平拋運動的射程 圖1中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP。,圖1,然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復。 接下來要完成的必要步驟是。(填選項前的符號)

17、 A.用天平測量兩個小球的質量m1、m2 B.測量小球m1開始釋放高度h C.測量拋出點距地面的高度H D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E.測量平拋射程OM,ON 若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為(用中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應滿足的表達式為(用中測量的量表示)。 經測定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地點的平均位置距O點的距離如圖2所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1,則p1p1=11;若碰撞結束時m2的動量為p2,則p1p2=11。,實驗結果說明,碰撞前、后總動量的比值為。 有同學認為,在上述實驗中僅更換兩個小球的材質,其他

18、條件不變,可以使被碰小球做平拋運動的射程增大。請你用中已知的數據,分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為cm。,圖2,答案C ADE或(DEA或DAE) m1OM+m2ON=m1OPm1OM2+m2ON2=m1OP2 142.911.01 76.8,解析小球碰前和碰后的速度都用平拋運動來測定,即v=。而由H=gt2知,每次豎直高度相 等,平拋時間相等。即m1=m1+m2;則可得m1OP=m1OM+m2ON。故只需測射程,因而 選C;由表達式知:在OP已知時,需測量m1、m2、OM和ON。故必要步驟A、D、E若為彈性碰撞同時滿足動能守恒。 m1=m1+m2 m1OP2=m1OM2+m

19、2ON2 p1=m1p1=m1 故p1p1=OPOM=44.8035.20=1411 p2=m2 p1p2==112.9 故==1,其他條件不變,使ON最大,則m1、m2發(fā)生彈性碰撞。則其動量和能量均守恒,可得v2=,而 v2=,v0= 故ON=OP=44.80 cm=76.8 cm,6.(2018課標,22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標尺由游標和主尺構成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針?，F要測量圖(a)中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數為1.950 cm

20、;當托盤內放有質量為0.100 kg的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針,標尺示數如圖(b)所示,其讀數為cm。當地的重力加速度大小為9.80 m/s2, 此彈簧的勁度系數為N/m(保留3位有效數字)。,B組統一命題、課標卷題組,答案3.77553.7,解析本題考查游標卡尺的讀數方法和胡克定律。此標尺為二十分度的標尺,精確度為0.05 mm,讀數=整毫米數(主尺)+n精確度,所以讀數為37 mm+150.05 mm=37.75 mm=3.775 cm。 當托盤中放入砝碼穩(wěn)定時,彈簧的伸長量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm。由平衡條件得F=mg,由胡克定律得F=k

21、x,聯立得k=53.7 N/m。,7.(2018課標,22,6分)甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應時間為(用L、L1和g表示)。 (3)已知當地的重力加速度大小為g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。乙的反應時間為s。(結果保留2位有效數字) (4)寫出一條

22、能提高測量結果準確程度的建議:。,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子,解析本題考查自由落體運動的應用。 (2)(3)木尺做自由落體運動,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t== s=0.20 s,8.(2018課標,23,9分)某同學用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數。跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數即木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數據在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈

23、簧秤的示數讀出。,圖(a),圖(b),圖(c),回答下列問題: (1)f4=N; (2)在圖(c)的坐標紙上補齊未畫出的數據點并繪出f-m圖線; (3)f與m、木塊質量M、木板與木塊之間的動摩擦因數及重力加速度大小g之間的關系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k=; (4)取g=9.80 m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數字),答案(1)2.75(2)如圖所示 (3)(M+m)gg(4)0.40,解析本題考查物體的平衡、滑動摩擦力的計算及分析圖像的能力。 (1)由圖可知彈簧秤的讀數為2.75 N。 (2)畫圖線時應使盡可能多的點落在線上,不在線上的點應均勻分布在線的

24、兩側。 (3)以木塊和砝碼為研究對象,整體水平方向受木板的滑動摩擦力和細線的拉力,f=(M+m)g,整理得f=mg+Mg,故f-m圖線的斜率k=g。 (4)由圖知k=3.9 N/kg,故==0.40。,9.(2017課標,22,6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數如圖(b)所示,F的

25、大小為N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。 ()用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;,圖(a),圖(b),()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內,則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。,答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示 ()4

26、.00.05,解析(1)測力計讀數時需要進行估讀,此測力計分度值為0.2 N,則F的大小為4.0 N。 (2)()作力的圖示時,要選好標度,再根據F1、F2的方向及大小作出相應兩力的圖示,圖見答案。分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形并作出對角線,即得F合。 ()表示F合的線段的長度為20.0 mm,根據標度算出F合大小為4.0 N。實際合力F的方向沿AO方向,對角線為F合方向,則兩者夾角的正切值tan === 0.05。,命題意圖本題考查驗證力的平行四邊形定則實驗。,易錯分析測力計讀數時要注意估讀。,10.(2016課標,23,10分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合

27、外力之間的關系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質量均為0.010 kg。實驗步驟如下: 圖(a) (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內;用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經數據處理后可得到相應的加速度a。 (

28、3)對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數字),將結果填入表中。,(4)利用表中的數據在圖(c)中補齊數據點,并作出a-n圖像。從圖像可以看出:當物體質量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。,圖(b),圖(c),(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質量為kg(保留2位有效數字,重力加速度取g=9.8 ms-2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項前的標號)。 A.a-n圖線不再是直線 B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點 C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大,答

29、案(3)0.39(2分。在0.370.49范圍內都給分) (4)如圖所示(3分) (5)0.45(3分。在0.430.47范圍內都給分) (6)BC(2分。選對一個給1分,有選錯的不給這2分),解析(3)由s=at2得:a=,在s-t圖像中找一點坐標,代入公式即可求出a。 (5)對小車和鉤碼組成的系統應用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a==,a-n圖 像的斜率k=,從而可解出M。 (6)對于已平衡摩擦力的情況,對整體應用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=n;對于 木板水平的情況,對整體應用牛頓第二定律:nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a,整理得:a=n -g,比較可

30、見,B、C均正確。,解題指導利用圖像處理實驗數據是實驗中最常用的方法,解決本題的基本對策是寫出圖像對應的函數,困難便迎刃而解。,易錯點撥(3)(5)中的計算結果一定要按照有效數字的位數要求填寫。畫a-n圖像時,所畫直線要符合以下要求:讓盡可能多的點落在直線上;不能落在直線上的點要均勻分布于直線的兩側;一定要利用直尺畫線。,11.(2016課標,22,5分)某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。,圖(a),圖(b),該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實驗數據和

31、其他題給條件進行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。 (2)已測得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;當地重力加速度大小為9.80 m/s2,實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。,答案(1)(s1+s2)f(s2+s3)f(s3-s1)f2(2)40,解析(1)勻變速直線運動中,某一段位移的平均速度等于中間時刻的瞬時速度:vB==(s 1+s2)f,同理vC=(s2+s3)f,加

32、速度a==(s3-s1)f2。 (2)由牛頓第二定律可知:mg-0.01mg=ma a=0.99g 又由(1)問知:a= 聯立得f=40 Hz,解題指導(1)考查通過處理紙帶求瞬時速度和加速度的方法。(2)要求推算打點計時器所用電源的頻率,問題新穎,但應注意到加速度表達式中,加速度與頻率的相關性,只要知道加速度就可求出頻率。由給出的受力情況,根據牛頓第二定律可求出加速度,再代入第(1)問中加速度的表達式求出頻率。,深度解析處理紙帶求瞬時速度和加速度是重點,實驗結果與理論相結合也是必須掌握的處理問題的思路。,12.(2017課標,22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水

33、計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內共滴下46個小水滴),圖(a),圖(b),(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。 (2)該小組同學根據圖(b)的數據判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。(結果均保留2位有效數字),C組 教師專用題組,解析本題考查研究勻變速直線運動。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速

34、運動,故相鄰水滴間的距離逐漸減小,結合圖(b)可知小車向左運動。(2)由題意知,30 s內滴下46滴水,共45個時間間隔,故相鄰兩滴水的時間間隔T= s= s。由勻變速直線運動中平均速度等于中 間時刻的瞬時速度可得vA= mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小車運動的加速度為a= mm/s2=0.037 m/s2。,答案(1)從右向左(2)0.190.037,方法技巧“紙帶”的處理 處理“紙帶”時,對于勻變速直線運動,求某點的瞬時速度需利用=,求加速度時應利用x= aT2。當需要考慮減小偶然誤差時,應采用逐差法求加速度。,13.2014課標,35(2),10分,0.336現利用圖(a)所示的

35、裝置驗證動量守恒定律。在圖(a)中,氣墊導軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側帶有一彈簧片,左側與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。,圖(a),實驗測得滑塊A的質量m1=0.310 kg,滑塊B的質量m2=0.108 kg,遮光片的寬度d=1.00 cm;打點計時器所用交流電的頻率f=50.0 Hz。 將光電門固定在滑塊B的右側,啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計時器顯示的時間為tB=3.500 ms,碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。,若實驗允許的相對誤差絕對值(1

36、00%)最大為5%,本實驗是否在誤差范 圍內驗證了動量守恒定律?寫出運算過程。,圖b),解析按定義,滑塊運動的瞬時速度大小v為 v= 式中s為滑塊在很短時間t內經過的路程。 設紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為tA,則 tA==0.02 s tA可視為很短。 設A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1。將式和圖給實驗數據代入式得 v0=2.00 m/s v1=0.970 m/s 設B在碰撞后的速度大小為v2,由式有 v2= 代入題給實驗數據得 v2=2.86 m/s,答案見解析,設兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p,則 p=m1v0 p=m1v1+m2v2 兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕

37、對值為 p=100% 聯立式并代入有關數據,得 p=1.7%<5% 因此,本實驗在允許的誤差范圍內驗證了動量守恒定律。,14.(2017課標,22,6分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下: 如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下擋光片前端相對于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; 當滑塊上的擋光片經過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t; 用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內 的平均速度大小

38、,求出;,將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟、; 多次重復步驟; 利用實驗中得到的數據作出-t圖,如圖(c)所示。 圖(c) 完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,則與vA、a和t的關系式為=。 (2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結果保留3位有效數字),答案(1)vA+t(2)52.116.3,解析本題考查勻變速直線運動的基本規(guī)律、利用光電門測量平均速度的實驗方法,考查學生的實驗能力和數據處理能力。擋光片通過光電門的平均速度等于t

39、時間段的中間時刻的 速度 由v=v0+at可知=vA+a 即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12 cm/s52.1 cm/s 其斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3 cm/s2,審題指導在本實驗中,每次換不同擋光片時,題給條件要求下滑前,擋光片前端相對于斜面的位置都相同,且滑塊都由靜止開始下滑,這表明每次下滑實驗中擋光片開始遮光時滑塊的瞬時速度都是相同的,都是vA。因此根據勻變速直線運動的規(guī)律,很容易可以寫出=vA+a。,15.(2016課標,22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而

40、不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 圖(a) (1)實驗中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊 接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。,(2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果。打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數據,可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢

41、能大。,圖(b),答案(1)(2)1.29M,解析(1)實驗步驟中,一定要注意接通打點計時器電源之后再松手釋放物塊。若次序搞反,可能造成物塊已離開桌面但打點計時器還沒有開始工作。 (2)從紙帶上看,最后兩個數據2.58 cm、2.57 cm相差不大,表示物塊已經脫離彈簧,所以速度v=10-2 m/s1.29 m/s,同理可計算出打下L紙帶時物塊脫離彈簧的速度要小一些。,審題指導通過打點計時器打下的紙帶可分析物體的運動過程。本題中,從前面幾個數據可以看出相等時間內的位移逐漸增大,表明此階段物塊在彈簧彈力作用下加速運動,從后面兩個數據可以看出相等時間內的位移幾乎不變,表明此階段物塊已經脫離了彈簧,

42、近似做勻速直線運動。,評析本題考查打點計時器的相關實驗,與探究彈簧彈性勢能相結合,不落俗套。,16.(2015課標,22,6分,0.395)某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示,圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離。(1)物塊下滑時的加速度a=m/s2,打C點時物塊的速度v=m/s; (2)已知重力加速度大小為g,為求出動摩擦因數,還必須測量的物理量是(填正確答案標號)。 A.物塊的質量 B.斜面的高度 C.斜面的傾角,答案(1)3.25(2分)1.79(2分)(2)C(2分),解析(

43、1)a==3.25 m/s2 vC==1.79 m/s (2)因為a=(mg sin -mg cos )/m =g sin -g cos 所以= 欲求出還需知道斜面傾角,故選C項。,17.(2015課標,22,6分,0.369)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20 m)。完成下列填空: (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數為1.00 kg; (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數如圖(b)所示,該示數為kg;,(3)將小車從凹形橋模擬器某

44、一位置釋放,小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示:,(4)根據以上數據,可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為N;小車通過最低點時的速度大小為m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2,計算結果保留2位有效數字),答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分),解析(2)示數為1.40 kg,注意估讀。 (4)小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力N=g-M橋g=(1.81-1.00)9.80 N=7.9 N,小車通過最低 點時受到的支持力N=N=7.9 N,小車質量m車=1.40 kg-1.00 kg=0.40

45、 kg,由N-m車g=m車,解得v= 1.4 m/s。,1.(2016北京理綜,19,6分,0.67)某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內阻,他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合。為使實驗結果盡可能準確,最不可取的一組器材是 () A.一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器 B.一個伏特表和多個定值電阻 C.一個安培表和一個電阻箱 D.兩個安培表和一個滑動變阻器,考點二電學實驗 A組自主命題北京卷題組,答案D根據U=E-Ir,要測出E和r,就要同時測出U和I,A、B、C三個選項都能滿足要求;D選項只能測出電流I,不能測出電壓U,所以選D。,解題方法測量電源的電動勢和內阻有多種方法,

46、最常用的方法有: (1)伏安法,電路如圖1所示。 圖1 (2)伏阻法,電路如圖2所示。 圖2,(3)安阻法,電路如圖3所示。,圖3,評析本題考查測量電源電動勢和內阻的原理和方法,意在考查學生靈活應用閉合電路歐姆定律解決實際問題的能力。,2.2016北京理綜,21(1),0.74熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中。圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖。由圖可知,這種熱敏電阻在溫度上升時導電能力(選填“增強”或“減弱”);相對金屬熱電阻而言,熱敏電阻對溫度變化的響應更(選填“敏感”或“不敏感”)。,答案增強敏感,解析由R-t圖知熱敏電阻隨t增大阻值R減

47、小,所以導電能力增強;由題圖中可看出,相對金屬熱電阻而言,隨溫度變化,熱敏電阻的阻值變化更明顯,即熱敏電阻對溫度變化的響應更敏感。,3.2011北京理綜,21(1)用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量: 旋動部件,使指針對準電流的“0”刻線。 將K旋轉到電阻擋“100”的位置。 將插入“+”、“-”插孔的表筆短接,旋動部件,使指針對準電阻的(填“0刻線”或“刻線”)。 將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現指針偏轉角度過小。為了得到比較準確的測量結果,請,從下列選項中挑出合理的步驟,并按的順序進行操作,再完成讀數測量。 A.將K旋轉到電阻擋“1

48、k”的位置 B.將K旋轉到電阻擋“10”的位置 C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接 D.將兩表筆短接,旋動合適部件,對電表進行校準,答案ST0刻線ADC,解析使指針對準電流的“0”刻線,應旋動機械調零部件S;使指針對準電阻的“0”刻線,應旋動歐姆調零部件T;測電阻時若指針偏轉角度過小,則待測電阻的阻值很大,據歐姆表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則知,應換用較大倍率的擋位。因此A合理;每換一次擋位應重新調零,則選D;測電阻時兩表筆的金屬部分分別與被測電阻兩引線相連,應選C。,4.(2014北京理綜,21,18分,0.71)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻。要求

49、盡量減小實驗誤差。 (1)應該選擇的實驗電路是圖1中的(選填“甲”或“乙”)。,圖1,(2)現有電流表(00.6 A)、開關和導線若干,以及以下器材: A.電壓表(015 V) B.電壓表(03 V) C.滑動變阻器(050 ) D.滑動變阻器(0500 ) 實驗中電壓表應選用;滑動變阻器應選用。(選填相應器材前的字母),(3)某位同學記錄的6組數據如表所示,其中5組數據的對應點已經標在圖2的坐標紙上,請標出 余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。,圖2,(4)根據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=V,內電阻r=。 (5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功

50、率P都會發(fā)生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關系的是。,圖2,答案(1)甲(2)BC(3)如圖所示 (4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C,解析(1)干電池內電阻較小,遠小于電壓表內阻,選用甲電路時電源內電阻的測量值相對誤差小。(2)一節(jié)干電池的電動勢只有1.5 V左右,故電壓表應選用量程較小的B,干電池的內電阻一般只有零點幾歐或幾歐,為調節(jié)方便,滑動變阻器應選用總阻值與之相差較小的C。(3)作圖過程略,圖見答案。(4)由U=E-Ir知U-I圖線在U軸上的截距表示E、斜率的絕對值表示r,由圖線可得E=1.50 V,r=0.83 。(5)由P=IU=U=(UE

51、-U2)可知,P-U圖線是一條開口向下的拋物 線,故選C。,考查點測電源的電動勢和內阻。,解題關鍵(1)實驗電路的選擇不要與“伏安法測電阻”的電路混淆。 (2)若選用0500歐姆的滑動變阻器,在移動滑片的大多數距離上,電表示數會幾乎不變。 (3)在應用圖像時,要注意縱坐標的起點。,5.(2013北京理綜,21,18分,0.75)某同學通過實驗測定一個阻值約為5 的電阻RX的阻值。 (1)現有電源(4 V,內阻可不計)、滑動變阻器(050 ,額定電流2 A)、開關和導線若干,以及下列電表: A.電流表(03 A,內阻約0.025 ) B.電流表(00.6 A,內阻約0.125 ) C.電壓表(0

52、3 V,內阻約3 k) D.電壓表(015 V,內阻約15 k) 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);實驗電路應采用圖1中的(選填“甲”或“乙”)。,圖1,(2)圖2是測量RX的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線。請根據在(1)問中所選的電路圖,補充完成圖2中實物間的連線。(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I、電壓表示數U。某次電表示數如圖3所示,可得該電阻的測量值RX==(保留兩位有效數字)。,圖2,(4)若在(1)問中選用甲電路,產生誤差的主要原因是;若在(1)問中選用乙電路,產生誤差的主要原因是。(選填選項前的字母)

53、 A.電流表測量值小于流經RX的電流值 B.電流表測量值大于流經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,圖3,(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,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。,圖4,答案(1)BC甲 (2)如圖所示(3)5.2 (4)BD (5)A,解析(1)電源電動勢E=4 V,被測電阻RX5 ,則Imax== A=0.8 A,電流表若選A讀數時誤 差較大,因此電流表應選B;考慮電壓表測量電壓時的指針轉動范圍,電壓表應選C。由于RX,故電流表應

54、選擇外接法(甲圖)。 (2)見答案。 (3)題圖3中的電流表示數I=0.50 A,電壓表示數U=2.60 V,故RX==5.2 。 (4)甲電路中產生誤差的原因是由于電壓表的分流作用,使電流表的示數大于流過RX的電流,選項B正確;乙電路的誤差來源于電流表的分壓作用,電壓表示數為RX和電流表的電壓之和,選項D正確。 (5)x增加,U隨之增加,說明變阻器接入電路的電阻R隨x的增加而減小。設變阻器的總阻值為R0,滑片P從一端滑向另一端移動的距離為L。忽略電壓表、電流表的內阻對電路的影響,則被測電阻RX兩端電壓U=E=,由這一關系式分析可知,選項A正確。,考查點伏安法測電阻。,解題指導(1)先估算電壓

55、電流的變化范圍,再選擇合適的電表。 (2)實驗電路的選擇應遵循“外小內大”的原則,即外接法適合測小電阻,內接法適合測大電阻。 (3)電表的讀數要注意是否需要估讀。 (4)由于電表內阻的影響,這種實驗方案會有一定的系統誤差,分析誤差時,應弄清誤差是哪個表的內阻引起的。 (5)對于U隨x的變化圖像,要從U與x的函數關系式分析。,6.(2018課標,23,10分)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 80 范圍內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,其標稱值(25 時的阻值)為900.0 ;電源E(6 V,內阻可忽略);電壓表(量程150 mV);定值

56、電阻R0(阻值20.0 ), 滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 );電阻箱R2(阻值范圍0999.9 );單刀開關S1,單刀雙擲開關S2 。 實驗時,先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 。將S2與1端接通,閉合S1,調節(jié)R1 的滑片位置,使電壓表讀數為某一值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,調節(jié)R2,使電壓表讀數仍為U0;斷開S1,記下此時R2的讀數。逐步降低溫控室的溫度t,得到相應溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 。實驗得到的R2-t數據見下表。,B組統一命題、課標卷題組,圖（a）,回答下列問題: (1)在閉合S1前,圖(a)中R

57、1的滑片應移動到(填“a”或“b”)端; (2)在圖(b)的坐標紙上補齊數據表中所給數據點,并做出R2-t曲線;,圖（b）,(3)由圖(b)可得到RT在25 80 范圍內的溫度特性。當t=44.0 時,可得RT=; (4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應讀數如圖(c)所示,該讀數為,則手心溫度為。,圖（b）,答案(1)b(2)如圖所示 (3)450(4)620.033.0,解析本題考查替代法測電阻、繪圖能力及電阻箱的讀數等。 (1)滑動變阻器是限流式接法,S1閉合前,滑片應置于使滑動變阻器連入電路的阻值最大的位置,即b端。 (2)由題給數據描完點后,觀察這些點的分布規(guī)律,應畫一條平滑曲

58、線,讓盡可能多的點落在線上,不在線上的點要均勻分布在線的兩側。 (3)由R2-t圖線知,當t=44.0 時,RT=450 。 (4)電阻箱的讀數為(6100+210+01+00.1)=620.0 ,由R2-t圖像知,當R2=620.0 時,t=33.0 。,7.(2018課標,22,6分)某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100 A,內阻 900 );電阻箱R1(阻值范圍0 999.9 );電阻箱R2(阻值范圍0 99 999.9 );導線若干。 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1

59、mA和電壓3 V兩擋。 回答下列問題: (1)在虛線框內畫出電路圖并標出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)電阻箱的阻值應取R1= ,R2= 。(保留到個位),答案(1)如圖所示(2)1002 910,解析本題考查電表的改裝。 將量程為100 A的微安表頭改裝成量程為1 mA的直流電流表,應并聯一個分流電阻,分流電阻的阻值為=100 ,選用R1;再串聯一分壓電阻可改裝成量程為3 V的電壓表,分壓電阻的阻 值為= =2 910 ,選用R2。,規(guī)律總結電表改裝的原理 應用并聯分流的規(guī)律改裝電流表;應用串聯分壓的規(guī)律改裝電壓表。,8.(2018課標,23,9分

60、)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 );可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2為單刀雙擲開關;E為電源;R 為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗: (1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;,圖（a）,圖（b）,(2)將滑動變阻器滑動端置于適當的位置,閉合S1; (3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數U1;然后將S2擲 于2端,記下此時電壓表的示數U2; (4)待測電阻阻值的表達式Rx=(用R0、U1、U2表示); (5)重復步驟(3),得到如下數據:,(6)利用上述5次測量所得的平均值

61、,求得Rx=。(保留1位小數),答案(1)圖見解析(4)R0(6)48.2,解析本題考查測量電阻的實驗。 (1)實物連線如圖所示: (4)將開關S2擲于1端,可測得流經R0的電流為;將開關S2擲于2端,可測得流經R0和Rx的電流為 。由于可視為理想電壓表,對電路沒有影響,則兩種情況下,電流相等,即=, 解得:Rx=R0。 (6)根據所給數據,計算的平均值為3.41,則Rx=(3.41-1)20.0 =48.2 。,審題指導本題屬于計算型實驗題,結合題設條件,利用歐姆定律列方程求解;本題中還有一 點也應注意,可視為理想電壓表,其對電路無影響。,9.(2017課標,23,10分)某同學研究小燈泡的

62、伏安特性。所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表(量程3 V,內阻3 k);電流表(量程0.5 A,內阻0.5 );固定電 阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內阻不計);開關S;導線若干。 (1)實驗要求能夠實現在03.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。 (2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。,圖（a）,圖（b）,由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(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(電動勢4 V,內

63、阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S,在R的變化范圍內,小燈泡的最小功率為W,最大功率為W。(結果均保留2位小數),答案(1)實驗電路原理圖如圖所示 (2)增大增大 (3)0.391.17,解析本題考查電路設計及伏安特性曲線的應用。 (1)先考慮測量電路,由于小燈泡的額定電壓為3.8 V,而電壓表的量程只有3 V,但其內阻已知,由給定器材規(guī)格可知,可串聯固定電阻R0將其改裝為量程4 V的電壓表。因小燈泡的電阻較小,采用電流表外接法。再考慮控制電路,由于實驗中電壓需從0開始變化,故控制電路需采用分壓式。 (2)由R=知I-

64、U圖線的斜率表示電阻的倒數,故隨著電流的增加小燈泡電阻逐漸增大。再由R =可知,在L、S不變的情況下,R增大的原因只能是電阻率增大。 (3)當R全部電阻接入電路時,通過燈泡的電流最小,燈泡實際消耗的功率最小。設此時燈泡兩端電壓為U、通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得E0=U+I(R+r),代入數據得I=0.4-0.1U,在燈泡的伏安特性曲線坐標系中作出I=0.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點坐標即此時燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流,有U=1.75 V、I=225 mA,故最小功率為Pmin=IU=0.39 W。當R接入電路中的阻值等于0時,電路中電流最大、燈泡實際消耗的功率最大。同理可得Pma

65、x=1.17 W。,方法技巧伏安特性曲線的應用 當將伏安特性曲線已知的器件接入電路時,器件兩端電壓與通過器件的電流之間的關系既要受到伏安特性曲線的限制,又要受到閉合電路歐姆定律的限制,從數學角度說,器件兩端電壓與通過器件的電流是兩方程組成的方程組的解,而從圖線角度說,即兩圖線交點的坐標,故在求解非線性元件的阻值、功率時,可通過作圖解決。,10.(2017課標,23,9分)某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 A,內阻大約為2 500 )的內阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 ,另一個阻值為2 000 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9

66、);電源E(電動勢約為1.5 V);單刀開關S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。,圖（a）,圖（b）,(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。 (2)完成下列填空: R1的阻值為(填“20”或“2 000”)。 為了保護微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的端(填“左”或“右”)對應的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。 將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當位置,再反復調節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(填“相等”或“不相等”)。 將電阻箱Rz和微安表位置對調,其他條件保持不變,發(fā)現將Rz的阻值置于2 601.0 時,在接通S2 前后,微安表的示數也保持不變。待測微安表的內阻為(結果保留到個位)。 (3)寫出一條提高測量微安表內阻精度的建議:。,答案(1)如圖所示(2)20左相等2 550(3)調節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程,解析本題考查實物圖連線、電阻的測量、器材的選取,考查學生的實驗能力。 (2)R1為分壓電阻,為了有效控制測量電路