2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版

2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版所謂“安阻法”，就是用安培表和電阻箱（或已知電阻）兩個(gè)測(cè)量工具測(cè)量某一物理量，主要是測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻例1一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（1）題10-1圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖象由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為 V；內(nèi)阻為 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如題10-2 圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為 V；內(nèi)阻應(yīng)為 【解析】（2）推導(dǎo)：根據(jù)閉合電路歐姆定律，變形為，所以電動(dòng)勢(shì)為圖象的斜率，內(nèi)阻為圖象在軸上的的截距，根據(jù)圖象可求出斜率和截距，從而求出E和，見(jiàn)答案。（3）電壓表讀數(shù)為66,根據(jù)已知條件，電流表內(nèi)阻因?yàn)榘沧璺y(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻，所以，第（3）問(wèn)中，電動(dòng)勢(shì)同第（2）問(wèn)，內(nèi)阻比第（2）問(wèn)少.【答案】10（1）開關(guān)未斷開 電阻箱阻值為零（2）（見(jiàn)下圖） 1.4（1.30 1.44都算對(duì)） 1.2（1.0 1.4都算對(duì)）（3）1.4（結(jié)果與（2）問(wèn)第一個(gè)空格一致） 1.0（結(jié)果比（2）問(wèn)第二個(gè)空格小0.2）【點(diǎn)評(píng)】本題隱含考查一個(gè)知識(shí)：在安阻法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，而內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，實(shí)驗(yàn)在第(3)問(wèn)中，內(nèi)阻的結(jié)果比（2）問(wèn)第二個(gè)空格小0.2（電流表內(nèi)阻）。推導(dǎo)如下：不考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí)，所得結(jié)果為測(cè)量值，根據(jù)，解得，.考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí)，所得結(jié)果為真實(shí)值，根據(jù)，解得，.例2.某同學(xué)利用圖（a）中的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻RA（約為5）和直流電源的電動(dòng)勢(shì)E （約為10V）。 圖中R1和R2為電阻箱，S1和S2為開關(guān)。已知電流表的量程為100mA，直流電源的內(nèi)阻為r。（1）斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值，使?jié)M偏；保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2，當(dāng)R2的阻值為4.8時(shí)的示數(shù)為48.0mA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計(jì)算得RA= ；（保留2位有效數(shù)字）（2）保持S1閉合，斷開S2，多次改變R1的阻值，并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖（b）所示，則此次R1的阻值為 ；（3）利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)，作出圖線，如圖（c）所示。用電池的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示隨變化的關(guān)系式為= 。 利用圖（c）可求得E= V。 （保留2位有效數(shù)字）【解析】（1）并聯(lián)電路電流與電阻成反比，解得(2)（3）根據(jù)全電路歐姆定律有，變形得。從圖（c）可求圖線的斜率，則電源電動(dòng)勢(shì).【答案】（1）5.2 （2）148.2 （3），9.1（8.9-9.4）【點(diǎn)評(píng)】本題在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中嵌入了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻。例3.利用如圖(a)所示電路，可以測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所利用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源，電阻箱R(最大阻值999.9)，電阻R0(阻值為3.0)，電阻R1(阻值為3.0)，電流表A(量程為200mA，內(nèi)阻為RA=6.0)，開關(guān)S。 實(shí)驗(yàn)步驟如下：將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作圖線（用直線擬合）求出直線的斜率k，和在縱坐標(biāo)的截距b?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則1/I與R的關(guān)系式為 。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=3.0時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答： ， 。(3)在答題卡圖(c)的坐標(biāo)紙上所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k= ，截距b= 。(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r= 。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.913.0【解析】（1）電流表和電阻并聯(lián)以擴(kuò)大量程，因?yàn)?，所以，此即為擴(kuò)大量程后的電流表內(nèi)阻。電流表讀數(shù)為時(shí)，干路電流為，則，所以.根據(jù)全電路歐姆定律，即化成關(guān)系式為，即，將和代入得。（2）從圖（b）可得，電流表讀數(shù)，所以(3) 描點(diǎn)作圖，見(jiàn)下圖，從圖得斜率，截距（4）因?yàn)?，所以電?dòng)勢(shì)，根據(jù)，解得【答案】 (1)=R+(5.0+r)或(2)0.1109.09(3)見(jiàn)圖(c)答(4)3.0(或在2.7 3.3之間)1.0(或在0.6 1.4之間)【點(diǎn)評(píng)】本題繼承傳統(tǒng)的是根據(jù)，得出，然后描點(diǎn)作圖，從圖象求斜率和截距，從而求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.本題創(chuàng)新在于把電流表擴(kuò)大量程與測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻整合在一起，而把上式中的改為，從而把改為即，因而電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為。本題表面上看是安阻法，因?yàn)槭菆D象，實(shí)際上是伏阻法，因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)的實(shí)際上是兩端的電壓。所以可以說(shuō)是伏阻法和安阻法的綜合法。安阻法測(cè)電流表內(nèi)阻例5利用圖1所示的電路測(cè)量電流表mA的內(nèi)阻RA。圖中R1、R2為電阻，K1、K2為電鍵，B是電源（內(nèi)阻可忽略）。 根據(jù)圖1所給出的電路原理圖，在圖2的實(shí)物圖上連線。 已知R1=140，R2=60。當(dāng)電鍵K1閉合、K2斷開時(shí)，電流表讀數(shù)為6.4mA；當(dāng)K1、K2均閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為8.5mA。由此可以求出RA= 。（保留2位有效數(shù)字）【解析】(1)圖略(2)根據(jù)電路歐姆定律和電路分析，有，解得RA=43.點(diǎn)評(píng)：本題考查用安阻法（用電流表和兩個(gè)電阻）測(cè)電流表的內(nèi)阻。也具體考查了實(shí)物圖的連線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法（考實(shí)際數(shù)字的計(jì)算），還考查了電路的分析。