高三物理二輪復習 第2部分 考前回扣 倒計時第2天 電學實驗教師用書

倒計時第2天電學實驗A主干回顧B精要檢索1實驗要點分類名稱常考要點測量性實驗測定金屬的電阻率由R得R，金屬導線的電阻R可用伏安法測量，金屬導線的長度l用毫米刻度尺測量，金屬導線的橫截面積S可由其直徑d算出，S2，d可由螺旋測微器測量測定電源的電動勢和內(nèi)阻控制電路采用限流式接法，測量電路一般采用電流表內(nèi)接法，測量數(shù)據(jù)一般用圖象法處理探究性實驗描繪小電珠的伏安特性曲線控制電路用分壓式接法(電流、電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié))，測量電路適當選取電流表內(nèi)接法或外接法設計性實驗傳感器的簡單應用光電轉換和熱電轉換及半導體光敏元件和熱敏元件在電路中的控制作用2.電學量的測量物理量測量工具(方法)備注電流電流表串聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)精度估讀電壓電壓表并聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)精度估讀多用電表讀數(shù)指針指示數(shù)倍率(指針指示在上端表盤中間附近位置較準)“機械零點”在刻度盤左側“0”位置，需要調(diào)零時通過表盤下方中間的定位螺絲進行調(diào)節(jié)；“歐姆零點”在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置，需要調(diào)零時通過歐姆擋的調(diào)零旋鈕進行調(diào)節(jié)測電阻時每變換一次擋位，都要重新進行歐姆調(diào)零負接線柱電勢高(與內(nèi)部電源的正極相連)，接黑表筆，正接線柱電勢低，接紅表筆電阻電阻箱替代法電阻箱電阻的讀數(shù)各擋位的電阻值相加伏安法Rx(U表示電阻兩端電壓，I表示通過電阻的電流)半偏法(測電流表內(nèi)阻、測電壓表內(nèi)阻)調(diào)好滿偏后，保持滑動變阻器滑片位置不變，以保持測量電路的電流或電壓基本不變電動勢和內(nèi)阻閉合電路的歐姆定律(電壓表與電流表、電壓表與定值電阻、電流表與定值電阻組合)方程組法：測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，建立EUIr的方程組，求E、r值，取平均值圖象法：建立UI圖象，縱軸截距表示電動勢E，斜率的絕對值表示內(nèi)電阻r3.兩種測量電路內(nèi)接法外接法電路結構誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV測量數(shù)值R測>RxR測<Rx誤差分析測量值大于真實值測量值小于真實值適用條件RxRARVRx適用測量大電阻小電阻電路選擇計算法>或R>RARV<或R<RARV試觸法若不知Rx的大概阻值，可采用“試觸法”，將電路如圖所示連接，空出電壓表的一個接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下若電流表“相對變化”明顯，說明電壓表分流作用較大，應采用電流表內(nèi)接法若電壓表“相對變化”明顯，說明電流表分壓作用較大，應采用電流表外接法4.兩種控制電路限流式接法分壓式接法電路圖觸頭P初始位置b端a端電壓調(diào)節(jié)范圍UxE0UxEC.考前熱身1某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖1所示，則它們的讀數(shù)依次是_mm、_A、_V.甲乙丙圖1已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為010 ，電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為20 k，電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電源電動勢E4.5 V，內(nèi)阻較小則圖2電路圖中，_(選填字母代號)電路為本次實驗應當采用的最佳電路，但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏_(選填“大”或“小”)甲乙圖2若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA2.0 ，那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是上圖2中的_(選填字母代號)電路此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx_(用題中字母代號表示)【解析】螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為49.90.01 mm0.499 mm，金屬絲直徑為0.5 mm0.499 mm0.999 mm.電流表讀數(shù)為0.42 A，電壓表讀數(shù)為2.29 V.因RVRx(Rx 5.5 )，測量電路采用電流表外接法，故最佳電路為甲電路，此時測量結果因電壓表的分流而偏小若已知電流表內(nèi)阻時，最佳電路為乙電路由歐姆定律得：RxRA，那么RxRA.【答案】0.9981.000間均可0.422.282.30間均可甲小乙RA2(1)某研究小組的同學為了測量某一電阻Rx的阻值，甲同學先用多用電表進行粗測使用多用電表歐姆擋時，將選擇開關置于合適的擋位后，必須先將兩表筆短接，再進行_使指針指在歐姆刻度的“0”處若該同學將選擇開關旋在“1”位置，指針在刻度盤上停留的位置如圖3所示，則所測量的值為_.圖3(2)為進一步精確測量該電阻，實驗臺上擺放有以下器材：A電流表(量程15 mA，內(nèi)阻未知)B電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻未知)C電阻箱(最大電阻99.99 )D電阻箱(最大電阻999.99 )E電源(電動勢3 V，內(nèi)阻1 )F單刀單擲開關2只G導線若干乙同學設計的電路圖如圖4所示，現(xiàn)按照如下實驗步驟完成實驗： 圖4調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R1，僅閉合S1，使電流表有較大的偏轉且讀數(shù)為I；調(diào)節(jié)電阻箱，保持開關S1閉合，開關S2閉合，再次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表讀數(shù)仍為I.a根據(jù)實驗步驟和實驗器材可知，電流表應選_，電阻箱應選擇_(填器材前字母)b根據(jù)實驗步驟可知，待測電阻Rx_(用題目所給測量數(shù)據(jù)表示)(3)利用以上實驗電路，閉合S1、S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，可測出電流表的內(nèi)阻RA，丙同學通過調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了 R圖象如圖5所示若圖象中縱軸截距為1 A1，則電流表內(nèi)阻RA_.圖5【解析】(1)根據(jù)多用電表測電阻的要求，將選擇開關旋在適當?shù)臍W姆擋位之后，紅、黑表筆短接再進行歐姆調(diào)零根據(jù)圖中指針的位置，可得被測電阻值Rx18.01 18.0 .(2)a.根據(jù)閉合電路歐姆定律能估算出通過待測電阻的最大電流，從而可選擇電流表的量程，然后再通過求出電路中需要的最大電阻，來選擇電阻箱b根據(jù)可知：I根據(jù)可知：I解得：RxR2R1.(3)電路中閉合S1、S2可得：I變形可得，R(RAr)又知縱軸截距為1 A1，則有(RAr)1 A1將E3 V，r1 ，代入上式解得：RA2 .【答案】(1)歐姆調(diào)零18.0(2)a.ADbR2R1(3)23牛小曼同學對紐扣鋰電池的特性進行了實驗探究，該電池的內(nèi)阻約為1 k，電動勢標稱值為3 V為了測定其電動勢和內(nèi)阻，除待測電池外，還備有如下器材：A電壓表V1：量程為3 V、內(nèi)阻約為100 kB電壓表V2：量程為4 V、內(nèi)阻約為10 MC電流表A1：量程為3 A、內(nèi)阻約為8 D電流表A2：量程為0.6 A、內(nèi)阻約為50 E定值電阻R1：1 kF定值電阻R2：30 kG滑動變阻器：05 kH開關、導線若干(1)為了較準確測量，電表應選用_、_；定值電阻選用_；(填器材前的編號)(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路【解析】(1)因為紐扣鋰電池短路電流I03 mA，兩個電流表量程太大，電壓表V1測R1的最大電流恰好為3 mA.所以電表采用電壓表A和B；定值電阻R2的阻值太大，與兩電表不匹配，所以定值電阻采用E；(2)量程大的電壓表V2測路端電壓，電壓表V1接在滑動變阻器兩端(電壓表V1接在定值電阻兩端也可)，電路如圖所示. 【答案】(1)ABE(2)見解析4為了描繪一個標有“6 V3 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：A標有“6 V3 W”字樣的小燈泡一個B9 V學生電源一個C量程為03 V的電壓表，內(nèi)阻約為3 kD量程為09 V的電壓表，內(nèi)阻約為15 kE量程為00.6 A的電流表，內(nèi)阻約為0.5 F量程為03 A的電流表，內(nèi)阻約為0.1 G滑動變阻器(阻值范圍050 ，允許通過的最大電流1.5 A)H滑動變阻器(阻值范圍0500 ，允許通過的最大電流0.5 A)I開關一個，導線若干(1)為減小實驗誤差，方便調(diào)節(jié)電路，請在下面給定的四個電路圖和上述所給的器材中選取適當?shù)碾娐泛推鞑?，并將它們的編號填在橫線上應選取的電路是_；電壓表應選_，電流表應選_，滑動變阻器應選_(2)根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)，以電壓U為橫坐標，電流I為縱坐標畫出圖線，在下面給出的四個IU圖線中，最能反映實際情況的是_，請簡要說明理由_ 【解析】(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線的電路一定要用分壓電路作為控制電路，滑動變阻器應選用阻值較小的G.“6 V3 W”小燈泡的額定電流和額定電壓下的電阻分別是0.5 A、12 ，電壓表、電流表應該選擇D和E，而 50 >12 ，所以測量電路應該選用電流表外接電路電路應該選擇C.(2)因為燈絲電阻隨著溫度的升高而增大，所以IU圖線上的點與原點的連線的斜率隨著電壓的增大而逐漸減小，故選項C正確【答案】(1)CDEG(2)C燈絲電阻隨著溫度的升高而增大5某同學通過查找資料自己動手制作了一個水果電池(電動勢約為4.5 V，內(nèi)阻約為1 )，現(xiàn)要測量這個電池的電動勢E和內(nèi)阻r.他從實驗室借到一個開關、一個滑動變阻器(最大阻值為10 )、一只電壓表(量程為03 V，內(nèi)阻約為15 k)、一只電流表(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.5 )、一個定值電阻(R05 )和若干導線甲乙圖6(1)該同學利用上述器材設計了如圖6甲所示的實驗電路，開關閉合前滑動變阻器接入電路的阻值應調(diào)到_(選填“最大”或“最小”)(2)斷開開關S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，再閉合開關S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)及電流表的示數(shù)改變滑動變阻器滑片的位置，多次重復上述操作，可得到多組電壓值U及電流值I，并以U為縱坐標，I為橫坐標，畫出UI關系圖線(該圖線為一條直線)，如圖乙所示由圖線可求得電池的電動勢E_V，內(nèi)阻r_.(結果保留兩位有效數(shù)字)(3)利用該實驗電路測出的電動勢E測和內(nèi)阻r測與真實值E真和r真相比，理論上E測_E真，r測_r真(選填“>”、“<”或“”)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是_.【導學號：37162102】【解析】(1)為了保證測量電表的安全，開關閉合前滑動變阻器接入電路的阻值應調(diào)到最大(2)根據(jù)UI關系圖線可直接讀出電池的電動勢；電池的等效內(nèi)阻(R0r)為圖線斜率的絕對值(3)由于電壓表的分流作用，導致電動勢和內(nèi)電阻的測量值均偏小【答案】(1)最大(2)4.3(或4.4)0.79(0.701.00均正確)(3)<<電壓表的分流