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1、高考物理系列講座電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題課標(biāo)卷考試大綱對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊竽塥?dú)立的完成表2、表3中所列的實(shí)驗(yàn),能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模芾斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法,能控制實(shí)驗(yàn)條件,會(huì)使用儀器,會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出結(jié)論,對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析和評(píng)價(jià);能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,并制定解決方案;能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問(wèn)題,包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。 表2: 必考內(nèi)容范圍及要求(必考實(shí)驗(yàn)11項(xiàng))表3: 選考內(nèi)容范圍及要求( 3-4實(shí)驗(yàn)3項(xiàng),3-5實(shí)驗(yàn)1項(xiàng))2012考試說(shuō)明有關(guān)電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的要求內(nèi)容提示說(shuō)明7測(cè)定金屬的電阻率(螺旋測(cè)微器的使用)安培表外接、限流電路8描繪小燈泡伏安特性曲線 安培表
2、外接、分壓電路9。測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 安培表內(nèi)接10多用電表的使用 表盤(pán)功能、測(cè)量要點(diǎn)、探索黑箱電學(xué)元件11傳感器的簡(jiǎn)單使用簡(jiǎn)單使用電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查重點(diǎn)(1)電阻測(cè)定、電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)定應(yīng)該是重點(diǎn);(2)要關(guān)注“研究導(dǎo)體電阻與材料因數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn);(3)重視實(shí)驗(yàn)原理的復(fù)習(xí);(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖象處理的方法要幫學(xué)生整理;(5)誤差分析不可忽視;(6)實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、實(shí)物圖的連接要加強(qiáng)訓(xùn)練。電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查重點(diǎn)(1)儀器的使用是實(shí)驗(yàn)考核的基礎(chǔ)內(nèi)容。對(duì)“說(shuō) 明”中列出的儀器,要了解其基本原理、使用方法、注意事項(xiàng)。在“說(shuō)明”中“知道有效數(shù)字的概念,會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測(cè)量的結(jié)果”,因此,要能正確讀出
3、直接測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)。(2)“說(shuō)明”中要求獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)仍是考查的重點(diǎn)。近年來(lái),高考實(shí)驗(yàn)題雖然跳出了課本分組實(shí)驗(yàn)的范圍,但原實(shí)驗(yàn)的考查仍時(shí)常會(huì)出現(xiàn),很多試題只是在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加一些考查內(nèi)容,但基本原理與方法沒(méi)有改變。(3)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是考查的熱點(diǎn)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)類(lèi)試題對(duì)考生的要求較高,要求考生能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中,能深刻理解物理概念和規(guī)律,并能靈活運(yùn)用,還要具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。(4)探究性實(shí)驗(yàn)是新課程背景下最值得關(guān)注的題型。高考“說(shuō)明”中,很多學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)原本是“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)而改成了“探究性”實(shí)驗(yàn),其目的是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,注重科學(xué)探究過(guò)程與科學(xué)探究方
4、法。因此,高考應(yīng)該會(huì)重視科學(xué)探究方法的考查。電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)1. 電表的讀數(shù)與選擇2.供電電路與滑線變阻器的選擇3. 測(cè)量電路的選擇4. 從原理圖到實(shí)物圖的連接5. 電阻測(cè)量六大方法的歸納6. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法7 幾種典型誤差的分析一、電學(xué)測(cè)量?jī)x表及讀數(shù)法則電表的讀數(shù)如果不考慮儀表“級(jí)數(shù)”,讀數(shù)的規(guī)則:儀表的讀數(shù)=精確數(shù)值+最小刻度×估讀的十分?jǐn)?shù)如果考慮儀表“級(jí)數(shù)”,讀數(shù)的規(guī)則:儀表一般分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七個(gè)等級(jí),等級(jí)越高,儀表的精度越低。例:等級(jí)為2.5,讀數(shù)誤差:15×2.5%=0.38 =0.4V。如果考慮儀表“級(jí)數(shù)”,讀數(shù)表達(dá):
5、,。所以,五分之一估讀即可。最小刻度為“1”,十分之一估讀;最小刻度為“2”,二分之一估讀;最小刻度為“5”,五分之一估讀;歐姆表,由于刻度不均,可以不估讀,但估讀同樣不會(huì)錯(cuò)(一般是以二分之一估讀)。1.最小分度是1(包括0.1、0.01等)的儀器,測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位(即估讀到最小分度下一位),下一位按1/10估讀。若無(wú)估讀,則在最小分度的下一位補(bǔ)“0”。 安培表03A檔、電壓表03V檔等?!纠堪凑沼行?shù)字規(guī)則讀出下列電表的測(cè)量值精度(即最小分度值)為0.5V,在十分位上。 2.最小分度是5(包括0.5、0.05等),測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上,同一位按1/5估讀,即按五分之幾格估讀。 【例】
6、按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測(cè)量值。電壓表接015V量程時(shí),讀數(shù)為_(kāi)V. 電流表接00.6A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)A. 精度(即最小分度值)為0.02A,在百分位上。 3.最小分度是2(包括0.2、0.02等),測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上,同一位按1/2估讀,即不足半小格舍去,超過(guò)半小格按半格估讀,接近滿(mǎn)格按滿(mǎn)格估讀。 練一練小結(jié):凡最小分度值是一個(gè)單位的,有效數(shù)字的末位都在精度的下一位,即需要估讀,若無(wú)估讀,則在精度的下一位補(bǔ)“0”。凡最小分度值是2或5個(gè)單位的,有效數(shù)字的末位就是精度的同一位(含估讀數(shù)),若無(wú)估讀不需補(bǔ)“0”。若用00.6安量程,其精度為0.02安,說(shuō)明測(cè)量時(shí)只能準(zhǔn)確到0.02安,不
7、可能準(zhǔn)確到0.01安,因此誤差出現(xiàn)在安培的百分位(0.01安),讀數(shù)只能讀到安培的百分位,以估讀最小分度半小格為宜,當(dāng)指針指在小于半小格位置則舍去,指針正對(duì)半小格則取為0.01安,指針超過(guò)半小格時(shí)則算一小格即0.02安。 二、電學(xué)儀器選擇(1)測(cè)量?jī)x器-電表的選擇電表的選擇在實(shí)驗(yàn)考查中頻頻出現(xiàn),主要是考慮電表的量程,在復(fù)習(xí)過(guò)程中,一般要求測(cè)量值不于小電表量程的三分之一,不大于電表量程。有時(shí)量程不夠,會(huì)通過(guò)電表的改裝原理用電阻箱或給定的定值電阻將電表的量程擴(kuò)大(2)控制儀器-滑動(dòng)變阻器的選擇與使用滑動(dòng)變阻器使用控制實(shí)驗(yàn)條件為滿(mǎn)足調(diào)控要求: (1)兩端接法:RS=(2-5)×Rx;,范圍
8、有限:保證電表指針在表盤(pán)1/3滿(mǎn)偏。(2)三端接法:RS Rx,變化范圍 0E,保證電壓U線性調(diào)節(jié)。R為觸點(diǎn)左側(cè)電阻小結(jié):電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇:根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程,然后合理選擇量程,務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般要大于滿(mǎn)偏度的1/3),以減少測(cè)讀誤差。根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器,注意流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不超過(guò)它的額定值,對(duì)大阻值的變阻器,如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng),使電流、電壓有很大變化的,不宜采用。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來(lái)選擇儀器,對(duì)于這種情況,只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理,才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇??傊?,最優(yōu)選擇
9、的原則是:方法誤差盡可能小;間接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù),直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小,且不超過(guò)儀表的量程;實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié);在大功率裝置(電路)中盡可能節(jié)省能量;在小功率電路里,在不超過(guò)用電器額定值的前提下,適當(dāng)提高電流、電壓值,以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。儀器選擇順序:先電源-電壓表電流表-變阻器思考:在實(shí)驗(yàn)器材不唯一的情況下需做出正確的選擇,只有使器材得以?xún)?yōu)化組合才能達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)習(xí)題中常見(jiàn)的供選器材有:電流表、電壓表、滑線變阻器。結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)思考如何選擇器材?三.電學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方式:在中學(xué)物理中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡(jiǎn)單的方法.常用的方法有:1.列表法:在記錄和處
10、理數(shù)據(jù)時(shí),常常將數(shù)據(jù)列成表格.數(shù)據(jù)列表可以簡(jiǎn)單而又明確表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系,有助于找出物理量之間規(guī)律性的聯(lián)系.2.平均值法:必須注意的是,求平均值時(shí)應(yīng)該按原來(lái)測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù). 3、圖象法:作圖時(shí)要注意圖上的連線不一定通過(guò)所有的數(shù)據(jù)點(diǎn),而要使數(shù)據(jù)點(diǎn)在線的兩側(cè)合理的分布;在圖上求直線的斜率時(shí),要選取線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn),不一定要取原來(lái)的數(shù)據(jù)點(diǎn);作圖時(shí)常設(shè)法使圖線線性化,即將曲改直 測(cè)得的量按自變量和應(yīng)變量之間的關(guān)系在直角坐標(biāo)平面上用圖線表示出來(lái)的方法。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作圖的原則要求是:準(zhǔn)確、清楚、布局合理、便于應(yīng)用。 1、合理選取坐標(biāo)原點(diǎn) 2、兩坐標(biāo)軸的分度要恰當(dāng) 3、
11、要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目 4、畫(huà)出的圖象應(yīng)盡可能穿過(guò)較多的點(diǎn)或是盡可能多的描點(diǎn)分布在圖線的兩側(cè)作圖法可以減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差。 四.實(shí)驗(yàn)誤差分析減小誤差的方法 (1)減小偶然誤差:多次測(cè)量,求其平均值多次測(cè)量,作圖象求值(2)減小系統(tǒng)誤差:減小系統(tǒng)誤差措施:完善實(shí)驗(yàn)原理、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、恰當(dāng)選擇儀器精度、量程、校準(zhǔn)測(cè)量器材。(3)誤差分析:從實(shí)驗(yàn)原理分析 從實(shí)驗(yàn)器材分析電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是高中物理新課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱的一個(gè)要求,它要求學(xué)生對(duì)課本中的實(shí)驗(yàn)原理、方法有透徹理解的基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案。如:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)器材、安排實(shí)驗(yàn)步驟、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)誤差。它不僅可以考查學(xué)生對(duì)
12、實(shí)驗(yàn)原理、方法的理解程度,更重要的是可以考查學(xué)生對(duì)學(xué)過(guò)實(shí)驗(yàn)原理、方法的靈活遷移和應(yīng)用,考查出學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,考查出學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。它是近年來(lái)高考中對(duì)考生科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈囊环N新題型,是命題中的一個(gè)新亮點(diǎn),要求同學(xué)們充分重視。下面我就對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和基本思想及常用方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹,并對(duì)相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行歸類(lèi)分析。電學(xué)實(shí)驗(yàn)的“一、二、三、四、五、六”一、一個(gè)“中心”物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)是每年高考的必考內(nèi)容,其考查的形式多樣,題型也變化多端。然而,萬(wàn)變不離其宗,幾乎所有題目都圍繞著一個(gè)核心問(wèn)題,即測(cè)電阻,如測(cè)電表電阻、測(cè)電源內(nèi)阻等。二、兩個(gè)“基本點(diǎn)” 小結(jié):內(nèi)接和外接的確定:給阻值,看比
13、值,與比值大表近接;無(wú)阻值,看變化,與變化大表近接 練習(xí)1:一個(gè)未知電阻Rx無(wú)法估計(jì)其電阻值,某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻的兩種電路各測(cè)量一次,如圖所示,按甲圖測(cè)得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA,按乙圖測(cè)得數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知按_ 圖所示的電路測(cè)量的誤差較小, Rx的真實(shí)值更接近于_ 。思考1: Rx 的真實(shí)值大于還是小于1000 。( )思考2:若已知電流表內(nèi)阻為 0.1 ,那么Rx 的真實(shí)值是( ) 限流與分壓解析1 電路特點(diǎn)限流接法(通常情況)電流、電壓能達(dá)到要求的調(diào)節(jié)范圍;不超過(guò)測(cè)量?jī)x表的量程,不超過(guò)各元件允許的最大電流。 分壓接法:(三種特殊條件)a 、要求某部分電路的電壓或電流
14、從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)。b、采用限流接法時(shí)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電路中的電流(電壓)都會(huì)超過(guò)電表量程或元件允許的最大電流。c、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻,不利于測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)。 滑動(dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào)作用:在限流電路中,全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用,全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。在分壓電路中,全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作用,全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。三、三條設(shè)計(jì)電路的原則(一)安全性:無(wú)論電路是何種連接方式,首先要保證所用儀器的安全,如要考慮電源的電壓、電表的量程、滑動(dòng)變阻允許通過(guò)的最大量程等。(二)精確性:盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。選擇電表時(shí),在未超量程的前提下,指針偏轉(zhuǎn)三分之一以上。選擇滑動(dòng)變
15、阻器時(shí)應(yīng)注意阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作及過(guò)程的影響。(三)方便性:在保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的前提下,選用電路和儀器應(yīng)便于操作,所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要便于處理。以上是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路必須遵循的原則,在滿(mǎn)足上述原則的同時(shí),應(yīng)盡可能節(jié)省器材、節(jié)約能源。小結(jié):完整的實(shí)驗(yàn)電路包括三個(gè)部分:實(shí)物圖的連接:實(shí)物圖連線應(yīng)掌握基本方法和注意事項(xiàng)。注意事項(xiàng):連接電表應(yīng)注意量程選用正確,正、負(fù)接線柱不要接錯(cuò)。各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上,不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。對(duì)于滑動(dòng)變阻器的連接,要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻,在接線時(shí)要特別注意不能將線接到滑動(dòng)觸頭上?;痉椒ǎ寒?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。分析各元件連接方式,明確電流表與電壓表的量程。畫(huà)線連接各元件。(
16、用鉛筆畫(huà)線,以便改錯(cuò))連線方式應(yīng)是單線連接,連線順序應(yīng)先畫(huà)串聯(lián)電路,再畫(huà)并聯(lián)電路。一般先從電源正極開(kāi)始,到電鍵,再到滑動(dòng)變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái);然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢,應(yīng)進(jìn)行檢查,檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。連線口訣:有圖到物、接線到柱、先串后并、量程清楚,線不交叉、就近接入!四、四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)五、定值電阻的五種作用(一)用于改裝電表或擴(kuò)大已有電表量程(二)用于增大待測(cè)量,減少實(shí)驗(yàn)誤差六、六種測(cè)電阻的方法1. 直測(cè)法最簡(jiǎn)單直測(cè)法即通過(guò)多用電表的歐姆檔直接測(cè)量電阻的阻值,是最簡(jiǎn)單的方法,但只能對(duì)電阻進(jìn)行粗測(cè)。操作和讀數(shù)在高
17、考中考查頻率很高。典題1:一學(xué)生使用多用表測(cè)電阻他的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: A把選擇開(kāi)關(guān)扳到“×1K”的歐姆檔上 B把表筆插入測(cè)試管插孔中,先把兩根表筆接觸,旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋扭,使指針指在電阻刻度的零位上 C把兩根表筆分別與某一等測(cè)電阻的兩端相接,發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針讀數(shù)較小 D換用“×100”的歐姆檔,發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)適中隨即記下歐姆數(shù)值 E這表筆從測(cè)試筆插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原處,實(shí)驗(yàn)完畢 這個(gè)學(xué)生在測(cè)量時(shí)已注意到:待測(cè)電阻與其他元件和電源斷開(kāi),不用手碰表筆的金屬桿這個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中違反了哪一或哪些重要的使用規(guī)則? Ø 當(dāng)對(duì)待測(cè)電阻阻值一無(wú)所知時(shí),先粗略的選一個(gè)檔位,然
18、后根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況再進(jìn)一步選檔位。典題2:使用中值電阻是25歐(“´1”擋)的萬(wàn)用表依次測(cè)量?jī)蓚€(gè)定值電阻(已知它們的阻值約為 R1=20歐 和 R2=30千歐),在下列的一系列操作中,選出盡可能準(zhǔn)確地測(cè)定各阻值,并符合萬(wàn)用表使用規(guī)則的各項(xiàng)操作,將它們的序號(hào)按合理的順序填寫(xiě)在橫線上的空白處。 A.轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)“´1K”擋 B.轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)“´100”擋 C.轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)“´10”擋 D.轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)“´1”擋 E.轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)“OFF”擋 F.將兩表筆分別接觸R1的兩端,讀出阻值后,隨即
19、斷開(kāi), G.將兩表筆分別接觸R2的兩端,讀出阻值后,隨即斷開(kāi), H. 將兩表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋扭,使表針指在刻度線右端的 “0”刻度。 所選操作的合理順序 Ø 粗知電阻的情況下可根據(jù)表盤(pán)上的中值電阻來(lái)定檔位2.伏安法最常用伏安法測(cè)電阻是高中最常用的方法之一,其測(cè)量原理是歐姆定律(包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律),需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表。伏安法變化 例6、 用伏安法測(cè)量定值電阻的阻值,備用器材如下:待測(cè)電阻Rx (阻值約為25K)電流表 A1 (量程 100A,內(nèi)阻約為 2K)電流表 A2 (量程 500A,內(nèi)阻約為 300)電壓表 V1 (量程 10V,內(nèi)阻約為 1
20、00 k)電壓表 V2 (量程 50V,內(nèi)阻約為 500 k) 電 源 E (電動(dòng)勢(shì) 15V,允許通過(guò)的最大電流 1A)滑動(dòng)變阻器R (最大阻值 1 k)電 鍵 S,導(dǎo)線若干為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,要求測(cè)多組數(shù)據(jù)。(1)電流表應(yīng)選_,電壓表應(yīng)選_。(2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。例7、題型1:從下列實(shí)驗(yàn)器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量阻值約為15k的電阻的電路,要求方法簡(jiǎn)捷, 兩端的電壓能從零開(kāi)始變化,要盡可能提高測(cè)量的準(zhǔn)確度.電流表(1),量程1mA,內(nèi)阻r150.電流表(A2),量程500A,內(nèi)阻r2300.電壓表(V1),量程10V,內(nèi)阻 r3=15k.電壓表(V2),量程3V,內(nèi)阻r4=10
21、k.電阻(R1),阻值約為25,作保護(hù)電阻用,額定電流為1A. 滑動(dòng)變阻器(R2),阻值約為50,額定電流為1A.滑動(dòng)變阻器(R3),值約為1000,額定電流為1A. 電池組,電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻很小但不可忽略.開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線. 畫(huà)出測(cè)量的電路圖,并標(biāo)明所用器材的代號(hào). 寫(xiě)出計(jì)算的表達(dá)式,并說(shuō)明各符號(hào)表示的意義.思路分析:確定電流表、電壓表 :由電源電動(dòng)勢(shì)可確定電壓表應(yīng)選V2(量程3V). 估算電路中的最大電流可確定電流表應(yīng)選A2(量程500A).確定控制電路:由題目要求可知滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓連接且應(yīng)選R2 (阻值約50).確定電流表內(nèi)、外接法:由題給的電壓表內(nèi)阻為準(zhǔn)確值,故應(yīng)采用電流表外接法.
22、思考:若電壓表內(nèi)組不確定何如?例8、從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1,要求方法簡(jiǎn)捷,有盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。 畫(huà)出電路圖,標(biāo)明所用器材的代號(hào)。 若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1,則所用的表達(dá)式為r1= ,式中各符號(hào)的意義是 。例9、現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表V的內(nèi)阻。給定的器材有: 待測(cè)電壓表V(量程2V,內(nèi)阻約4k); 電流表A(量程1.2mA,內(nèi)阻約500); 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約2.4V,內(nèi)阻不計(jì)); 固定電阻3個(gè):R1=4000,R2=10000,R3=15000; 電鍵S及導(dǎo)線若干。 要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。 試從3個(gè)固定電阻
23、中選用1個(gè),與其它器材一起組成測(cè)量電路,并在虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。) 電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電壓表內(nèi)阻RV =_。例10、為了測(cè)量電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材A.待測(cè)電阻Rx ,阻值約為200B.直流電源,電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)電阻約為0.5C.電流表A1 ,量程10mA,內(nèi)阻r=80D.電流表A2 ,量程20mA,內(nèi)阻約為30E.定值電阻R0 = 100F.滑動(dòng)變阻器R,最大電阻值為20,額定電流1.0AG.單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干(1)為盡量準(zhǔn)確地測(cè)出RX的阻值,甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示。你
24、認(rèn)為正確的是 。(填“甲”、“乙”、“丙”)(2)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),在合上開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于 端(填“a”或“b”)(3)按所選的電路進(jìn)行測(cè)量,讀出電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2,推導(dǎo)出計(jì)算RX的表達(dá)式為RX = 例11、(上海市高考試題)小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某回學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)得到小燈泡上的電流和電壓的數(shù)據(jù)如下表所示:畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用器材有:電壓表、電流表、滑線變阻器(阻值10)、電鍵、導(dǎo)線.畫(huà)出小燈泡的UI曲線.若電源電動(dòng)勢(shì)是1.5V,內(nèi)阻是2,將本題的小燈泡接在該電源的兩端,小燈泡的實(shí)際功率是多少?3.替代法最精確替代法測(cè)電阻是一
25、種簡(jiǎn)捷、精確度高、不需要計(jì)算而且沒(méi)有系統(tǒng)誤差的方法,但是要完成實(shí)驗(yàn)必須得有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻箱。實(shí)驗(yàn)思路是等效的思想,即將標(biāo)準(zhǔn)電阻接入電路代替待測(cè)電阻,若流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流或加在標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓與替代前相等,則標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值等于待測(cè)電阻的阻值。1、在右圖中,S接1,記下電流值 I ; S接2,調(diào)節(jié)R,使電流值仍為 I ,則 Rx =R 2、在下圖中,調(diào)節(jié)P,甲圖中的電壓表的電壓為U;保持P不動(dòng),換接電阻箱R, 調(diào)節(jié)R使乙圖中的電壓表的電壓仍為U,則 Rx =R 等效法測(cè)電流表的內(nèi)阻例12、(2011年全國(guó)新課標(biāo)第22題)為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中,A0是標(biāo)準(zhǔn)
26、電流表,R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱,S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān),E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:(1)將S撥向接點(diǎn)1,接通S1,調(diào)節(jié)_,使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置,記下此時(shí)_的讀數(shù)I;(2)然后將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié)_,使_,記下此時(shí)RN的讀數(shù);(3)多次重復(fù)上述過(guò)程,計(jì)算RN讀數(shù)的_,此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。例13:用替代法測(cè)一個(gè)未知電阻Rx常溫下的阻值可以用如下電路,圖中Rs為電阻箱,A為電流表,S2為單刀雙刀開(kāi)關(guān),R0為規(guī)格(020)的滑動(dòng)變阻器。測(cè)量前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R0的滑片P調(diào)至_(選填“a”或“b”),電阻箱Rs阻值調(diào)至_(選填“最大”或“最小”)。閉
27、合S1開(kāi)始實(shí)驗(yàn),接下來(lái)的步驟有以下一些:(A)慢慢移動(dòng)滑片P,(B)將S2閉合在2端,(C)將S2閉合在1端,(D)調(diào)節(jié)電阻箱Rs的值,(E)將S1斷開(kāi),(F)觀察電流表指針變化直至某一位置,(G)記下電阻箱上電阻讀數(shù)。合理的次序應(yīng)是_(填字母)。 4.比較法比較法測(cè)電阻,是對(duì)待測(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻的相關(guān)物理量進(jìn)行比較,從而確定待測(cè)電阻的阻值,通常有電壓比較法和電流比較法。巧用串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流例14. (2)用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900 1000) . 電源 E (有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為 9.0V ) 電壓表 Vl (量程為 1.5V ,內(nèi)阻 rl =750 ) 電壓表 V2 (量
28、程為 5V ,內(nèi)阻 r2 =2500 ) 滑線變阻器 R (最大阻值約為 100 ) 單刀單擲開(kāi)關(guān)S ,導(dǎo)線若干 測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的虛線方框中畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題目中相應(yīng)的字母標(biāo)注) 若電壓表V1的示數(shù)用 U1表示,電壓表 V2的示數(shù)用U2表示,則由已知量和測(cè)得量表示 Rx的公式為 Rx= . 5、半偏法(一般用于測(cè)電壓表和 電流表的內(nèi)阻) (1)、電流表半偏法測(cè)內(nèi)阻開(kāi)始應(yīng)將變阻器的滑片置于A端,然后斷開(kāi)S2,閉合S1,調(diào)R1,使電流表滿(mǎn)偏,設(shè)讀數(shù)為Ig,若RgR1,合上S2后,只要 滑動(dòng)變阻 器滑片的位置 不變 ,電
29、路中的電流近似不變,即IIg(I為閉合S2后干路中電流)。調(diào)節(jié)電阻箱R2使電流表半偏,則電阻箱R2的值近似為電流表內(nèi)阻。 (RRg)RA的測(cè)量值小于真實(shí)值例15:在利用半偏法測(cè)電表表G的內(nèi)阻時(shí),現(xiàn)有下列器材:A、待測(cè)電流表(量程500A)B、電位器(02千歐)C、電位器(010千歐)D、電阻箱(09999歐)E、電源E=2VF、電源E=4V 為了得到較高的精確度,在以上器材中應(yīng)用哪些器材?(2)、電壓表半偏法原理及使用條件 開(kāi)始應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭置于 C端,然后閉合電鍵S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電壓表滿(mǎn)偏,設(shè)讀數(shù)為Um。此時(shí),干路中的電流分成兩路1和2,只要Rv R滑,則1 2。所以
30、,當(dāng)S2斷開(kāi)后,只要滑片P的位置不變,CP之間的電壓近似不變,即 AB 之間的電壓近似不變,仍為Um。調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電壓表的示數(shù)為Um/2,則電阻箱的阻值RRv (RRV) 誤差原因及測(cè)量結(jié)果:將S2斷開(kāi)后,RABR總UPDU端UCP,即UABUm,所以調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)為Um/2,所以UR Uv,R Rv,因而電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值大于其真實(shí)值。6.惠斯通電橋法小結(jié):測(cè)電阻基本變式:(1)無(wú)電流表-測(cè)電流 (2) 無(wú)電壓表測(cè)電壓 (3)把實(shí)驗(yàn)題當(dāng)作計(jì)算題處理根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測(cè)量;根據(jù)歐姆定律的變式求解電阻。在利用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,只要測(cè)出外電路的電壓
31、變化量和電流的變化量(外電壓的變化量始終等于內(nèi)電壓的變化量),就可以求出電源的內(nèi)阻【例16】為了測(cè)定一電阻約20,額定電流為0.5A的電阻器的電阻,現(xiàn)備有下列器材:(A)內(nèi)阻不計(jì)的6v電源; (B)量程為03A,內(nèi)阻約為0.06的電流表;(C)量程為00.6A,內(nèi)阻約為3的電流表;(D)量程為025V,內(nèi)阻約為5×104的電壓表;(E)量程為05V,內(nèi)阻約為l04的電壓表;(F)阻值為05,額定電流為3A的滑動(dòng)變阻器;(G)阻值為01500,額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器;(H)電鍵和導(dǎo)線若干。 (1)為了盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù),應(yīng)選用的器材為 (2)將符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖畫(huà)在圖方框內(nèi)。
32、(3)本實(shí)驗(yàn)電阻得測(cè)量值與真實(shí)值相比偏 (填大或小或相等)(4)有一位同學(xué)將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下改裝:電路如圖所示,操作如下:三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)解析(一)測(cè)定金屬的電阻率【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定金屬的電阻率用伏安法間接測(cè)定某種金屬導(dǎo)體的電阻率;練習(xí)使用螺旋測(cè)微器?!緦?shí)驗(yàn)原理】根據(jù)電阻定律公式,只要測(cè)量出金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l和它的直徑d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S,并用伏安法測(cè)出金屬導(dǎo)線的電阻R,即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)器材: 被測(cè)金屬導(dǎo)線,直流電源(4V), 電流表 (0-0.6A),電壓表(0-3V),滑動(dòng)變阻器(50),電鍵,導(dǎo)線若干,螺旋測(cè)微器,米尺。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1直徑測(cè)定:用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的
33、三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.2電路連接:連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路3長(zhǎng)度測(cè)量:用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度,反復(fù)測(cè)量3次,求其平均值l.4U、I測(cè)量:把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,求出金屬導(dǎo)線電阻R的平均值5拆除電路,整理好實(shí)驗(yàn)器材【注意事項(xiàng)】1測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度,是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度,亦即電壓表兩并入點(diǎn)間的部分待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度,測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)
34、線拉直。2本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小,因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法。3實(shí)驗(yàn)連線時(shí),應(yīng)先從電源的正極出發(fā),依次將電源、電鍵、電流表、待測(cè)金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器連成主干線路(閉合電路),然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬導(dǎo)線的兩端。4閉合電鍵S之前,一定要使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片處在有效電阻值最大的位置。5在用伏安法測(cè)電阻時(shí),通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的值不宜過(guò)大(電流表用00.6A量程),通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高,造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大?!緮?shù)據(jù)處理】1在求R的平均值時(shí)可用兩種方法(1)用R分別算出各次的數(shù)值,再取平均值(2)用UI圖線的斜率求出2計(jì)算電阻率:將記錄的數(shù)據(jù)
35、R、l、d的值代入電阻率計(jì)算式R.【誤差分析】 1金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得,直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一2采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí),由于采用的是電流表外接法,測(cè)量值小于真實(shí)值,使電阻率的測(cè)量值偏小3金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會(huì)帶來(lái)偶然誤差4由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會(huì)使金屬絲的電阻率變大,造成測(cè)量誤差【實(shí)驗(yàn)思考】 1伏安法測(cè)量電阻的理論根據(jù)是什么?電阻的計(jì)算式是怎樣的?2伏安法測(cè)量電阻有哪兩種測(cè)量電路?畫(huà)出電路圖。3兩種電路產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因各是什么?測(cè)量結(jié)果比電阻的實(shí)際值大還是?。?兩種電路測(cè)量的結(jié)果,絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各多大? 兩種電路分別適于測(cè)量多大的
36、電阻? 如果知道電流表和電壓表的內(nèi)電阻,怎樣計(jì)算待測(cè)電阻值?4已知待測(cè)電阻的大約值和電壓、電流表的內(nèi)電阻,怎樣選用測(cè)量電路? 在待測(cè)電阻大小,安培表、伏特表內(nèi)阻都不了解的情況下怎樣決定采用哪種測(cè)量電路?5如果沒(méi)有安培表,只有伏特表,另有一個(gè)電阻箱(或者兩個(gè)定值電阻)怎樣測(cè)電阻?畫(huà)出電路圖。6如果沒(méi)有伏特表,只有安培表,另有一個(gè)電阻箱(或者兩個(gè)定值電阻)怎樣測(cè)電阻?畫(huà)出電路圖。 考點(diǎn)一游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)【例1 】 (1)如圖11所示為一種游標(biāo)卡尺,它的游標(biāo)尺上有20個(gè)小的等分刻度,總長(zhǎng)度為19 mm.用它測(cè)量某物體長(zhǎng)度時(shí),游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖所示,則該物體的長(zhǎng)度是_ cm. (2)如圖12所
37、示為使用螺旋測(cè)微器測(cè)量某金屬絲直徑的示意圖,則該金屬絲的直徑為_(kāi) mm. 考點(diǎn)二對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解與應(yīng)用【例2 】在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖13所示,用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L,金屬絲的電阻大約為5 ,先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_(kāi)mm. (2)為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:A電壓表03 V,內(nèi)阻10 k B電壓表015 V,內(nèi)阻50 k C電流表00.6 A,內(nèi)阻0.05 D電流表03 A,內(nèi)阻0.01 E滑動(dòng)變阻器010 F滑動(dòng)變阻器0100 要求較準(zhǔn)確地測(cè)出
38、其阻值,電壓表應(yīng)選_,電流表應(yīng)選_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_(填序號(hào))實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖14所示,請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤錯(cuò)誤1: ;錯(cuò)誤2: ??键c(diǎn)三伏安法測(cè)電阻率(儀器選取及電路設(shè)計(jì)) 【例3 】某興趣小組在做“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)粗測(cè)電阻絲的電阻約為5 ,為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,從實(shí)驗(yàn)室找出以下供選擇的器材:A電池組(3 V,內(nèi)阻約1 )B電流表A1(03 A,內(nèi)阻0.012 5 )C電流表A2(00.6 A,內(nèi)阻約0.125 ) D電壓表V1(03 V,內(nèi)阻4 k)E電壓表V2(015 V,內(nèi)阻15 k F滑動(dòng)變阻器R1(020 ,允許最大電流1 A)G滑動(dòng)變
39、阻器R2(02 000 ,允許最大電流0.3 A)H開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)從上述器材中選用_(填寫(xiě)儀器前字母代號(hào))(2)測(cè)電阻時(shí),電流表、電壓表、待測(cè)電阻Rx在組成測(cè)量電路時(shí),應(yīng)采用安培表_接法,將設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在下面虛線框內(nèi)(3)若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖15,則讀為_(kāi)mm. (4)若用L表示金屬絲的長(zhǎng)度,d表示直徑,測(cè)得電阻為R,請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式_. 例4(2010·安徽理綜·21()(1)在測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖18(a)所示,讀數(shù)為 mm.(2)在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中,用游標(biāo)為20分度
40、的卡尺測(cè)量擺球的直徑,示數(shù)如圖(b)所示,讀數(shù)為_(kāi)cm. 例5(11-山東) 2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予兩位俄裔科學(xué)家,以表彰他們?cè)谑┎牧祥_(kāi)發(fā)領(lǐng)域的“突破性研究”石墨烯可來(lái)源于鉛筆芯,某校A、B兩個(gè)興趣小組想探究鉛筆芯的電阻率,他們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下各自選取一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的粗細(xì)均勻的鉛筆芯,根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了不同的方案進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)A組方案:實(shí)驗(yàn)電路如圖25所示(整根鉛筆芯連在電路中)主要步驟如下,請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題:a圖26是該方案所用器材的實(shí)物圖,圖中已連好部分導(dǎo)線,請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路圖補(bǔ)充完整b實(shí)驗(yàn)中測(cè)出多組U、I數(shù)據(jù);c將測(cè)量數(shù)據(jù)描在圖27所示的坐標(biāo)紙上請(qǐng)?jiān)趫D中完成
41、該鉛筆芯的UI圖線,并根據(jù)圖線求出其電阻值R_.d由求得鉛筆芯的電阻率. 2)B組方案:實(shí)驗(yàn)電路如圖28所示主要步驟如下,請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題: a閉合開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2扳到“1”位置 ,調(diào)節(jié)變阻器R,使電壓表為某一適當(dāng)?shù)淖x數(shù),測(cè)量并記下金屬滑環(huán)到鉛筆芯左端O點(diǎn)的距離L1;b保持R不變,開(kāi)關(guān)S2扳到“2”位置,調(diào)節(jié)電阻箱R,使電壓表的讀數(shù)與開(kāi)關(guān)S2位于“1”位置時(shí)相同,此時(shí)電阻箱各旋鈕情況如圖29所示,則這段長(zhǎng)度為L(zhǎng)1的鉛筆芯的電阻值為_(kāi). c移動(dòng)金屬滑環(huán),重復(fù)a、b步驟記下多組R、L數(shù)據(jù),畫(huà)出RL圖線,求出該鉛筆芯的電阻率(3)從電壓表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響考慮,較合理的方案是_組(填“A”
42、或“B”)例6.測(cè)定金屬絲的電阻(阻值35)時(shí),給定的實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物如下圖所示,要求通過(guò)金屬絲的電流可以在00.6A之間變化。請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在圖中用實(shí)線代替導(dǎo)線連接成符合實(shí)驗(yàn)要求的電路圖。例7(11分)圖a為某一熱敏電阻(電路符號(hào)為 ,其電阻值隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖(1)為了通過(guò)測(cè)量得到圖a所示IU關(guān)系的完整曲線,在圖b和圖c兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖 b ;簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:電壓可從0V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大 。(已知電源電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值為0100),(2)在圖d電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=25
43、0由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)V;電阻R2的阻值為 (3)舉出一個(gè)應(yīng)用熱敏電阻的例子:_例8(12分)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4050熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫(huà)出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1)、直流電壓表(內(nèi)阻約5k)、滑動(dòng)變阻器(010)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)圖(1)中a,b,c三條圖線能反映出熱敏電阻伏安特性曲線的是(2)在圖(2)的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,
44、要求測(cè)量誤差盡可能小(3)根據(jù)電路圖,在圖(3)的實(shí)物圖上連線例9(10分)圖12中,甲圖為一段粗細(xì)均勻的新型導(dǎo)電材料棒,現(xiàn)測(cè)量該材料的電阻率.(1)首先用多用電表的歐姆檔(倍率為×10)粗測(cè)其電阻,指針位置如圖乙所示,其讀數(shù)R= .(2)然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測(cè)量其電阻:A. 電流表: 量程為0.6A,內(nèi)阻約為0.1B. 電壓表: 量程為3V,內(nèi)阻約為3kC. 滑動(dòng)變阻器:最大阻值為20,額定電流1AD. 低壓直流電源:電壓6V,內(nèi)阻忽略F. 電鍵K,導(dǎo)線若干在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖. (3)如果實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為U,并測(cè)出該棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、直徑為d,則該材
45、料的電阻率= (用測(cè)出的物理量的符號(hào)表示)例10(6分)某學(xué)生欲測(cè)一未知電阻的阻值,可供選擇的器材有:電流表Al量程010mA, 電流表A2量程00.6 A, 電壓表Vl量程03 V, 電壓表V2量程015 V,滑動(dòng)變阻器一只,電源4.5 V, 電鍵2個(gè),如下圖所示,當(dāng)電鍵S2連a時(shí),兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角度都在滿(mǎn)偏的4/5處;若將S2接b時(shí),其中一個(gè)電表的指針偏角幾乎不變,另一電表的指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)偏的3/4處該學(xué)生所選用的電壓表的量為 ,所用電流表的量程為 ,該電阻的阻值為 .例11(12分)實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管,已知螺線管使用的金屬絲電阻率=1.7×10-8m。課外活動(dòng)小
46、組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度。他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器(千分尺)、導(dǎo)線和學(xué)生電源等。 (1)他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻,操作過(guò)程分以下三個(gè)步驟:(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)第步操作)將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔;選擇電阻檔“×1”;_;把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接,多用表的示數(shù)如圖9(a)所示。 (2)根據(jù)多用電表示數(shù),為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,應(yīng)從圖9(b)的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇_電路來(lái)測(cè)量金屬絲電阻; (3)他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖10所示,金屬絲的直徑
47、為 (4)根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值,可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為_(kāi)m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (5)他們正確連接電路,接通電源后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)電流始終無(wú)示數(shù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案,利用多用電表檢查電路故障并寫(xiě)出判斷依據(jù)。(只需寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟) (二)描繪小燈泡的伏安特性曲線【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹棵枥L小燈泡的伏安特性曲線【實(shí)驗(yàn)原理】 1用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流,用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓,測(cè)出多組(U,I)值,在UI坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)2電流表外接:因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄?,如果電流表?nèi)接,誤差明顯較大;滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)
48、變化【實(shí)驗(yàn)器材】 小電珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一個(gè)、電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6 A3 A)各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 )一個(gè)、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆 【實(shí)驗(yàn)步驟 】 1確定電流表、電壓表的量程,采用電流表外接法,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,按圖1的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路2把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端,接線經(jīng)檢查無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)S.3移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置,測(cè)出多組不同的電壓值U和電流值I,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S. 【數(shù)據(jù)處理】 1在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標(biāo)系2在坐標(biāo)紙上
49、描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中,以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜)3將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來(lái),就得到小燈泡的伏安特性曲線【實(shí)驗(yàn)思考】 1什么是伏安特性曲線?縱坐標(biāo)是什么物理量?橫坐標(biāo)是什么物理量?2如果研究對(duì)象的伏安特性曲線是直線,對(duì)于它的電阻作出什么判斷?如果是曲線,又怎樣?怎樣計(jì)算在某狀態(tài)下研究對(duì)象的電阻?(不是切線斜率?。?什么是線性元件?什么是非線性元件?燈泡是什么元件?4“6.3V,0.3A” “2.5V,0.3A”的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻各是多大?在常溫下它們的燈絲電阻是大些還是小些?差多少倍?5測(cè)定小燈泡的伏安特性曲線(電阻幾歐到二十歐左右)采用什么
50、電路?分壓還是限流?安培表是外接還是內(nèi)接?6定值電阻的伏安特性曲線是直線還是曲線?為什么?7小燈泡的伏安特性曲線什么形狀?為什么? 8怎樣從小燈泡的伏安特性曲線計(jì)算某一電壓下小燈泡的功率?【注意事項(xiàng)】 1電路的連接方式(1)電流表應(yīng)采用外接法,因?yàn)樾‰娭?3.8 V,0.3 A)的電阻很小,與00.6 A的電流表串聯(lián)時(shí),電流表的分壓影響很大(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法,目的是使小電珠兩端的電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化.2閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端,使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓從零開(kāi)始變化,同時(shí)也是為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲3IU圖線在U01
51、.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲,故在U01.0 V左右描點(diǎn)要密,以防出現(xiàn)較大誤差4電流表選擇0.6 A量程,電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定,即若使用“3.8 V,0.3 A”的小電珠,選用電壓表的15 V量程;若使用“2.5 V,0.6 A”的小電珠,則選用電壓表的3 V量程5當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加,到額定值記錄后馬上斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6誤差較大的點(diǎn)要舍去,IU圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線【例1 】圖3中所示器材為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實(shí)驗(yàn)器材(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整 (2)開(kāi)關(guān)S閉合之前,圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于
52、_(選填“A端”、“B端”或“AB中間”) (3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖4中畫(huà)出小燈泡的IU特性曲線 (4)若已知小燈泡燈絲在27 °C時(shí)電阻值約為1.5 ,并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比,試估算該小燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為 °C.(保留三位有效數(shù)字) 例2、 06北京(2)某同學(xué)用如圖所示電路,測(cè)繪標(biāo)有“3.8V,0.3V”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,有以下一些器材可供選擇:電流表:A1(量程100 mA,內(nèi)阻約2); A2(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3);電壓表:V1(量程5 V,內(nèi)阻約5k );
53、 V2(量程15 V,內(nèi)阻約15k );滑動(dòng)變阻器:R1(阻值范圍0-10); R2(阻值范圍0-2k);電源:E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)阻為0.2); E2(電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻約為0.04)。 為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 ,電壓表 ,滑動(dòng)變阻器_,電源_.(填器材的符號(hào))根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算并描繪出R-U的圖象右圖所示.由圖象可知,此燈泡在不工作時(shí),燈絲電阻為 ;當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí),燈絲電阻為 ,燈泡實(shí)際消耗的電功率為_(kāi)W. 根據(jù)R-U圖象,可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_ 例3、全國(guó)(1)現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓4V、額定功率為1.6W的
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