2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題十二實(shí)驗(yàn)與探究考點(diǎn)二電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單使用教學(xué)案(含解析)

1、實(shí)驗(yàn)十根底點(diǎn)重難點(diǎn)傳感器的簡(jiǎn)單使用根底點(diǎn)1. 實(shí)驗(yàn)裝置及電路圖2. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 認(rèn)識(shí)熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性。(2) 了解傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用。3實(shí)驗(yàn)原理(一般是轉(zhuǎn)換后傳感器是能將所感受到的物理量(如力、熱、光、聲等等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量電學(xué)量)的一類(lèi)元件。其工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件，將感受到的信號(hào)按一定 規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號(hào)。如熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。的信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的儀器進(jìn)行處理，就可以到達(dá)自動(dòng)控制的目的。4. 實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼 電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等。5. 實(shí)驗(yàn)步驟A.

2、研究熱敏電阻的熱敏特性(1) 實(shí)驗(yàn)步驟 按圖所示連接好電路，將熱敏電阻進(jìn)行絕緣處理。 將多用電表置于歐姆擋，選擇適當(dāng)?shù)膿跷粶y(cè)出燒杯中沒(méi)有水時(shí)熱敏電阻的阻值，并記下溫度計(jì)的示數(shù)。 向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒(méi)在冷水中， 記下溫度計(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值。 將熱水分幾次注入燒杯，測(cè)量不同溫度下熱敏電阻的阻值，并記錄。(2) 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測(cè)量到的溫度、電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性。次數(shù)待測(cè)量12345二溫度(£)電阻(0)在如下圖的坐標(biāo)系中，粗略畫(huà)出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線(xiàn)。(3) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和R-t圖線(xiàn)，得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值

3、隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。B.研究光敏電阻的光敏特性>(1) 實(shí)驗(yàn)步驟 將光敏電阻、多用電表、小燈泡、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器按如下圖電路連接好，其 中多用電表置于歐姆擋“X 100擋。 先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)。 翻開(kāi)電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀(guān)察表盤(pán)指針顯示電阻阻值的情況，并記錄。 測(cè)量用手掌(或黑紙)遮光時(shí)光敏電阻的阻值并記錄。(2) 數(shù)據(jù)處理把記錄的結(jié)果填入下表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。光照強(qiáng)度弱中強(qiáng)無(wú)光照射電阻(Q)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論光敏電阻被光照射時(shí)其電阻值發(fā)生變化，光照增強(qiáng)電阻變小，光照減弱電阻變大。重難點(diǎn)

4、一、誤差分析1. 溫度計(jì)讀數(shù)帶來(lái)的誤差， 可以選用精度高的溫度計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)讀數(shù)三次取平均值。2歐姆表的讀數(shù)帶來(lái)的誤差，可以對(duì)同一溫度、同一光照強(qiáng)度下的電阻讀數(shù)三次取平 均值。二、考前須知1 在做熱敏電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開(kāi)水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度 相同，并同時(shí)讀出水溫和電阻值。2光敏電阻實(shí)驗(yàn)中，如果效果不明顯，可將電阻局部電路放入帶蓋的紙盒中，并通過(guò) 蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的強(qiáng)度。3. 歐姆表每次換檔后都要重新調(diào)零。三、實(shí)驗(yàn)改良1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于熱敏電阻的特性，可用以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。如下圖，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的

5、兩端相連，這時(shí)表針指在某一刻度，觀(guān)察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況：(1) 往R上擦一些酒精。(2) 用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判斷熱敏電阻的特性。2 實(shí)驗(yàn)分析(1) 往Rr上擦一些酒精，發(fā)現(xiàn)指針左偏，說(shuō)明Rr的阻值增大，而酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻的溫度降低，所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大。(2) 用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，發(fā)現(xiàn)指針右偏，說(shuō)明FT的阻值減小，而熱敏電阻Rt的溫度升高，故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。優(yōu)點(diǎn)：改良后的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單且易操作，同學(xué)們能很快得出結(jié)論。四、霍爾元件1 .霍爾元件如下圖，在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體(例如砷化銦)薄片上，制作四個(gè)電極 E、F、M N,它就成

6、為一個(gè)霍爾元件。霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。2. 霍爾電壓如上圖所示，在 E F間通入恒定電流I ,同時(shí)外加磁場(chǎng) B,那么薄片中的載流子同時(shí)受到 電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的作用。當(dāng)磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，M N間電勢(shì)差到達(dá)恒定。設(shè)薄片厚度為d, EF方向長(zhǎng)度為li, MN方向長(zhǎng)度為12,貝U qf= qvBl 2IB又電流的微觀(guān)表達(dá)式為I= nqSv,所以U= nqd°1 因?yàn)橥徊牧蠁挝惑w積內(nèi)載流子的個(gè)數(shù)n、單個(gè)載流子的電荷量 q均為定值，令k =nqIB所以L(fǎng)H= k。d機(jī)特別提醒IB霍爾電壓LH= k中，k為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)。命題法解題法考法綜述

7、本實(shí)驗(yàn)命題較為新穎，易和新科技等相結(jié)合命題，試題難度不會(huì)太大，但因其新穎也增加了學(xué)生解題的困難，應(yīng)對(duì)方法還是要掌握好課本中出現(xiàn)的幾種根本傳感器的特點(diǎn)及其變形應(yīng)用。復(fù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)掌握以下內(nèi)容：2種電阻一一熱敏電阻、光敏電阻1種元件 霍爾元件1種原理一一傳感器的原理命題法1傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用典例1如圖，一熱敏電阻 R放在控溫容器 M內(nèi)；mA為毫安表，量程 6 mA內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V,內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為 999.9 Q;S為開(kāi)關(guān)。 Rr在95 C時(shí)的阻值為150 Q，在20 C時(shí)的阻值約為 550 Q?，F(xiàn)要求在降 溫過(guò)程中測(cè)量在 9520 C之間的多個(gè)溫度下

8、 Rr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) 完成以下實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：a. 依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線(xiàn)。b. 調(diào)節(jié)控溫容器 M內(nèi)的溫度，使得 R的溫度為95 C。c. 把電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员ＷC儀器平安。d. 閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I。，并記錄 。e. 將R的溫度降為T(mén)i(20 C<Ti<95 C);調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù) ,記錄。f .溫度為T(mén)i時(shí)熱敏電阻的電阻值 FTi =。g.逐步降低Ti的數(shù)值，直至20 C為止；在每一溫度下重復(fù)步驟e、f。答案 見(jiàn)解析 (2)d.電阻箱的讀數(shù)FF e.仍為Io電阻箱的讀數(shù) R f . F0 R +

9、 i50 Q解析(i)根據(jù)所給器材，要測(cè)量在不同溫度下 Rr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，如下圖。(2)依據(jù)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Rr溫度為95 C，此時(shí)R阻值為i50 Q，將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)淖柚?，以保證儀器平安；閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱， 記錄毫安表的示數(shù)Io，并記錄電阻箱的讀數(shù) R，根據(jù)歐姆定律有Io= E ；將Rr的溫0十 i50 L2度降為T(mén)i(20 Cv Tiv95 C);調(diào)節(jié)電阻箱，使得毫安表的讀數(shù)仍為I。，記錄電阻箱的讀數(shù)R，根據(jù)歐姆定律：EI 0 =R+ RriR+ 150 QR + Rri,解得 Rri = R) R +

10、 150 Qo4'. I【解題法】傳感器實(shí)驗(yàn)的側(cè)重與注意點(diǎn)在高考中關(guān)于傳感器的實(shí)驗(yàn)主要側(cè)重于實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)與連接，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象處理， 解決該類(lèi)問(wèn)題注意以下幾點(diǎn)：(1) 依據(jù)題目要求或根據(jù)傳感器的估計(jì)阻值設(shè)計(jì)電路，如分壓、限流接法，電流表的內(nèi)、外接。(2) 實(shí)物連線(xiàn)時(shí)，一般先將串聯(lián)的主體電路連接好，然后連接并聯(lián)的器材。命題法2傳感器的拓展與創(chuàng)新典例2如下圖為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑動(dòng)變阻器， 阻值為R,長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩邊分別有P、F2兩個(gè)滑動(dòng)頭，與 P相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣 桿MN上保持水平狀態(tài)，金屬細(xì)桿與托盤(pán)相連。金屬細(xì)桿所受重力忽略不計(jì)，彈簧處于原長(zhǎng) 時(shí)

11、Fi剛好指向A端，假設(shè)Pi、F2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器后在顯示屏上 顯示出質(zhì)量的大小。彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤(pán)自身質(zhì)量為 m，電源的電動(dòng)勢(shì)為 E,電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計(jì)，求：(2) 在托盤(pán)上放有質(zhì)量為 m的物體時(shí)P距A端的距離X2；(3) 在托盤(pán)上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是調(diào)節(jié)P2,從而使R、F2間的電壓為零，校準(zhǔn)零點(diǎn)后將被稱(chēng)物體放在托盤(pán)上。試推導(dǎo)出被稱(chēng)物體的質(zhì)量m與P、R間電壓U的函數(shù)關(guān)系式?！板瞞gm+ mgkL答案 匸(2) 廠(chǎng) (3) m= gU解析(1)由力的平衡知識(shí)知mg= kx1, X1 =罟。(2)放上重

12、物重新平衡后,m+ m gmg+ mg= kx2, X2=k設(shè)電路中的電流為I，那么E= IR, 設(shè)R、R間的電阻為R,距離為x,那么RX xkLU= IRx,= , x= X2 Xi,解得 rm= U。R LgE巧 »對(duì)點(diǎn)題必刷題1 如圖甲表示某電阻 R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系，圖中F0表示0 C時(shí)的電阻，k表示 圖線(xiàn)的斜率。假設(shè)用該電阻與電池 E, r、電流表R、變阻器R串聯(lián)起來(lái)，連接成如圖乙所 示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭， 把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“電阻測(cè)溫計(jì)。1現(xiàn)要把電流表的刻度值改為相應(yīng)的溫度刻度值，那么高溫刻度應(yīng)在表盤(pán)的選填“左或“右側(cè)

13、；2在標(biāo)識(shí)“電阻測(cè)溫計(jì)的溫度刻度時(shí)，需要弄清所測(cè)溫度和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系。請(qǐng)用E、R、k等物理量表示所測(cè)溫度 t與電流I的關(guān)系式：t =;3由2知，計(jì)算溫度和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要測(cè)量電流表的內(nèi)阻量程3 mA內(nèi)阻約為200 Q，設(shè)符號(hào)為“A 1。實(shí)驗(yàn)室還有以下器材：A. 電源曰電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻r較小B. 電流表A2量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.3 QC. 滑動(dòng)變阻器 R020 QD. 滑動(dòng)變阻器 艮020 k QE. 電阻箱 Rs0 99.99 QF. 電阻箱民0999.9 QG. 電壓表V1量程3.0 V，內(nèi)阻約為3 k QH. 電壓表 V2量程15.0 V，內(nèi)阻約為5 k Q還有開(kāi)關(guān)單擲、雙擲

14、等，導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干。請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)適宜的電路，用于測(cè)量電流表內(nèi)阻兄電路中用你選擇的器材符號(hào)表示)。E 1答案 左 (2)訂R(r + R'+ R+ F0)(3) 見(jiàn)解析解析(1)溫度升高，R的阻值越大，電流表的讀數(shù)越小，所以把電流表的刻度值改為 相應(yīng)的溫度刻度值時(shí)，高溫刻度應(yīng)在表盤(pán)的左側(cè)。,、， 亠EE 1(2) 根據(jù)閉合電路歐姆定律得I =+ r+ r+ r+厭，所以t =訂k(r + R'+ R+ F0)。(3) 測(cè)電流表A的內(nèi)阻，可用伏安法，也可用半偏法。假設(shè)用伏安法，電路圖如圖甲所示，其原理為U= Ii(Rm+ RO，那么甩1 = U F4。I 1假設(shè)用半偏法，電路圖如

15、圖乙所示，其原理為當(dāng)電流表A的示數(shù)由滿(mǎn)偏變?yōu)榘肫珪r(shí)，F(xiàn)A12實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)變阻器R(阻值變化范圍020 Q)、滑動(dòng)變阻器 F2(阻值變化范圍01000 Q )、電動(dòng)勢(shì)適當(dāng)?shù)碾娫?、小燈?4 V,2 W)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干。1要完整地描繪小燈泡的 阻器的符號(hào)。U-I曲線(xiàn)，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)出所用滑動(dòng)變2實(shí)驗(yàn)中描繪出的小燈泡U-I曲線(xiàn)如下圖，由圖可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而。填“增大“減小或“不變3如果用上述器材測(cè)量所給電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，圖中R0是效電源的U-I圖象，由圖象可求出電源自身內(nèi)阻約為阻值為9.0 Q的保護(hù)電阻，實(shí)

16、驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)記錄在下表中，試在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出等電斥傳感器iH=& f_電流傳感器序號(hào)123456UV4.003.402.802.001.500.80I/A0.200.250.330.400.460.52Qo等效電源乙等評(píng)4假設(shè)將上述小燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路，如圖乙所示，此時(shí)小燈泡消 耗的電功率約為W答案1電路圖見(jiàn)解析 2增大3圖見(jiàn)解析1.040.820.800.84 W 均正確解析1要描繪小燈泡的伏安特征曲線(xiàn)，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法，由于小燈泡的阻值較小，電流傳感器應(yīng)用外接法，電路圖如下圖。(2) 由圖示U-I圖象可知，隨電壓與電流的增大

17、，燈泡實(shí)際功率增大，燈絲溫度升高， 電壓與電流的比值增大，燈絲電阻增大，由此可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大。(3) 根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出等效電源U-I圖象如下圖，由圖示圖象可知，電源內(nèi)阻r U6=R)=一 9.0 Q = 1.0 Qo I0.6 由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為2.1 V，電流為0.39 A，燈泡的電功率為P= UI=2.1 X 0.39 W 0.82 Wo物理建模設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)的處理方法1 設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理方法以及分是否具有靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)所謂設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)， 就是題目要求考生運(yùn)用學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法， 方案，它要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排

18、實(shí)驗(yàn)步驟，析實(shí)驗(yàn)誤差等。主要考查考生是否理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)儀器的使用， 知識(shí)的能力，是否具有在不同情況下遷移知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)考生的能力要求較高, 是高考經(jīng)常考查的題型之一。2設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原那么(1) 科學(xué)性設(shè)計(jì)的方案應(yīng)有科學(xué)的依據(jù)及正確的操作方式。 方案中所依據(jù)的原理應(yīng)遵循物理規(guī)律，且要求選用的規(guī)律簡(jiǎn)單、正確。 方案中所安排的操作程序應(yīng)合理，其操作符合實(shí)驗(yàn)規(guī)那么要求。 方案中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及誤差分析應(yīng)依靠科學(xué)的方法。(2) 平安性 按設(shè)計(jì)方案實(shí)施時(shí)，應(yīng)平安可靠，不會(huì)對(duì)儀器、器材造成損壞。 選用器材時(shí)， 應(yīng)考慮儀器、 器材的性能及量值 ( 如儀表的量程、 電器的額定值等 )的要 求

19、。 設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)安排保護(hù)措施。(3) 精確性 實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)控制在誤差允許的范圍之內(nèi)，盡可能選擇誤差較小的方案。在安裝器材時(shí)或在使用儀器之前， 應(yīng)按實(shí)驗(yàn)要求對(duì)器材、 儀器精心調(diào)整。 如在使用某 些儀表前，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。選用適宜的測(cè)量工具 ( 直尺、儀表 ) 及適宜的量值范圍， 使之與被測(cè)數(shù)值相匹配。 如 使用多用電表測(cè)量某電阻時(shí)，應(yīng)選用適宜的擋位，使測(cè)量時(shí)電表指針指在中央刻度值附近。 實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)因操作而帶來(lái)的偶然誤差，往往需要屢次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲取多組實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)，以備選取有效數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)處理方式。如將多組有效數(shù)據(jù)相加后除以測(cè)量次數(shù)，取其算術(shù)平均值( 一般求待測(cè)量的算術(shù)平均值，而不是求

20、某些中間量的算術(shù)平均值) 。(4) 簡(jiǎn)便性、直觀(guān)性 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)便于操作、讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便于實(shí)驗(yàn)者觀(guān)察。3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路解決設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵在于選擇實(shí)驗(yàn)原理， 它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本依據(jù)和起點(diǎn)。 它決定應(yīng)當(dāng)測(cè)量哪些物理量、 如何安排實(shí)驗(yàn)步驟等工程。 實(shí)驗(yàn)原理確實(shí)定： 一是根據(jù)問(wèn)題的 要求，二是根據(jù)問(wèn)題的條件。如果問(wèn)題中沒(méi)有給定 (或給足 )實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本思路是：(1) 根據(jù)問(wèn)題的條件和要求，構(gòu)思相關(guān)的物理情景；(2) 確定實(shí)驗(yàn)原理；(3) 確定需要測(cè)量的物理量；(4) 制訂實(shí)驗(yàn)方案。 有時(shí)，對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，可以構(gòu)思出不同的物理情景，導(dǎo)出物理量的不同表達(dá)形式，以這些表達(dá)

21、式作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方案。如果問(wèn)題中已經(jīng)給出實(shí)驗(yàn)器材，那么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)只能按所給的器材來(lái)構(gòu)思物理情景。相 對(duì)而言，實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方案都會(huì)受到較大的限制?！镜淅?某同學(xué)對(duì)有故障的電熱毯進(jìn)行探究。 圖甲是電熱毯的電路示意圖， 其中電熱 線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)金屬接線(xiàn)片連接。圖乙為測(cè)試電路實(shí)物圖，A、 B 為測(cè)試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為理想電表。(1) 請(qǐng)畫(huà)出與圖乙對(duì)應(yīng)的電路圖。(2) 斷開(kāi)Ki,用上述測(cè)試電路在1和1'之間檢測(cè)得知電熱線(xiàn)無(wú)故障，然后測(cè)得電熱線(xiàn)的U-1曲線(xiàn)如圖丙所示。電熱線(xiàn)材料的電阻率為2.8 X 10一7m電熱線(xiàn)的直徑為0.200mm可求得此電熱線(xiàn)的電阻

22、為 kQ,總長(zhǎng)度為 m=(結(jié)果均保存兩位有效數(shù)(3)為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)K1和 怠 用表筆A和B分別對(duì)圖甲中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，局部測(cè)試結(jié)果如下表所示。由此測(cè)試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在之間(在“1和2“1 '和2'“2和3“2'和3'中選填一項(xiàng))。測(cè)試點(diǎn)3和叮1和r1和31和"2,和 3'電表措針電壓表有無(wú)冇無(wú)有無(wú)偏轉(zhuǎn)電流表無(wú)TT冇無(wú)有解析(1)電路圖如答案圖所示U-I曲線(xiàn)中，圖線(xiàn)的斜率即為電阻的測(cè)量值,2.5R -3 k Q = 0.58 k Q,4.3根據(jù)R= p s=lpd?n 2代入數(shù)據(jù)得I = 65 m。(3)測(cè)3與3'間，電流表無(wú)示數(shù)，