高三物理電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)

1、高三物理電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)與熱點(diǎn)問(wèn)題,特別是近幾年的高考中電學(xué)實(shí)驗(yàn)更是連年出現(xiàn),設(shè)計(jì)型電學(xué)實(shí)驗(yàn)更是高考實(shí)驗(yàn)的重頭戲，其中最典型問(wèn)題就是： 定值電阻的測(cè)量(包括金屬電阻率的測(cè)量) 電阻的測(cè)量 非線性電阻測(cè)量（小燈泡伏安特性曲線的描繪） 電表(電流表和電壓表)內(nèi)阻的測(cè)量 電源內(nèi)阻的測(cè)量其中，電阻的測(cè)量（包括變形如電表內(nèi)阻的測(cè)量）、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻是考查頻率較高的實(shí)驗(yàn)。它們所用到的原理公式為：。由此可見(jiàn)，對(duì)于電路中電壓U及電流I的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，但這兩個(gè)量的直接測(cè)量和間接測(cè)量的方法卻多種多樣，在此往往也是高考試題的著力點(diǎn)之處。因此復(fù)習(xí)中應(yīng)熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)

2、及方法，做到以不變應(yīng)萬(wàn)變?；A(chǔ)回扣（一）電學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用到的基本知識(shí)1電路設(shè)計(jì)原則：正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問(wèn)題，有一定的靈活性，解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則，即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則，兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等各方面因素綜合考慮，靈活運(yùn)用。正確性：實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。精確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)

3、誤差盡可能的小。2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。總之，最優(yōu)選擇的原則是：方法誤差盡可能??；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

4、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。3測(cè)量電路的選擇電流表的內(nèi)、外接問(wèn)題：（甲）所示電路為電流表外接電路（簡(jiǎn)稱外接法）；（乙）所示電路為電流表內(nèi)接電路（簡(jiǎn)稱內(nèi)接法）。兩種接法的選擇可按下列方法進(jìn)行：方法一：設(shè)電流表、電壓表內(nèi)阻分別為、，被測(cè)電阻為，則當(dāng)<時(shí)，電壓表分流作用小，應(yīng)選用外接法當(dāng)>時(shí)，電流表分壓作用小，應(yīng)選用內(nèi)接法當(dāng)=時(shí)，電流表分壓作用和電壓表分流作用相差不大，兩種方法均可。方法二：在、均不知的情況下，可采用試觸法。如圖所示，分別將a端與b、c接

5、觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法?；瑒?dòng)變阻器的分壓、限流接法：為了改變測(cè)量電路（待測(cè)電阻）兩端的電壓（或通過(guò)測(cè)量電路的電流），常使滑動(dòng)變阻器與電源連接作為控制電路，滑動(dòng)變阻器在電路中主要有兩種連接方式：如圖（甲）為滑動(dòng)變阻器的限流式接法，為待測(cè)電阻。它的接線方式是電源、滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻三者串聯(lián)。對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是：(是待測(cè)電阻，R是滑動(dòng)變阻器的總電阻，不計(jì)電源內(nèi)阻)。如圖（乙）是滑動(dòng)變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動(dòng)變阻器組成閉合電路，而被

6、測(cè)電路與滑動(dòng)變阻器的一部分電阻并聯(lián)，該接法對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是：（不計(jì)電源內(nèi)阻時(shí)）。選取接法的原則：要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R時(shí)，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。 采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過(guò)電流表的量程或超過(guò)用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào)，可用限流式接法。兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖麟娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總功率較小?；瑒?dòng)變阻器的

7、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。4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。(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

8、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。重、難點(diǎn)剖析（二）定值電阻的測(cè)量方法1. 利用所學(xué)知識(shí),尋找所測(cè)物理量與其他量的關(guān)系,每種關(guān)系即為一種實(shí)驗(yàn)原理 如: 方法1 歐姆定律方法2 串聯(lián)電路分壓原理 方法3 并聯(lián)電路分流原理 方法4 電路替換等效規(guī)律2. 伏安法基本原理：伏安法測(cè)電阻的基本原理是歐姆定律，只要測(cè)出元件兩端電壓和通過(guò)的電流，即可由歐姆定律計(jì)算出該元件的阻值。測(cè)量電路的系統(tǒng)誤差控制： （1）當(dāng)遠(yuǎn)大于時(shí)，電流表內(nèi)接；當(dāng)臨界阻值時(shí)

9、，采用電流表的內(nèi)接；當(dāng)采用電流表內(nèi)接時(shí)，電阻測(cè)量值大于真實(shí)值，即（如圖1所示）。 （2）當(dāng)遠(yuǎn)小于時(shí)，電流表外接；當(dāng)臨界阻值時(shí)，采用電流表的外接；當(dāng)采用電流表外接時(shí)，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，即（如圖2所示）。二. 伏安法測(cè)電阻基本情景變式 1. 無(wú)電流表。根據(jù)伏安法測(cè)電阻的基本原理可知，無(wú)電流表時(shí)只要找到能夠等效替代電流表的其他器材即可，比如：（1）已知電阻與理想電表并聯(lián)替代電流表（如圖5所示）；（2）用已知內(nèi)阻的電壓表替代電流表（如圖6所示）； （3）無(wú)電流表時(shí)的半偏法（測(cè)量電壓表內(nèi)阻）（如圖8所示）。 2. 無(wú)電壓表。根據(jù)伏安法測(cè)電阻的基本原理可知，無(wú)電壓表時(shí)只要找到能夠等效替代電壓表的其他

10、器材即可，比如：（1）已知電阻與理想電流表串聯(lián)替代電壓表（如圖9所示）； （2）無(wú)電壓表時(shí)的等效替代法（如圖10所示）； （3）無(wú)電壓表時(shí)的半偏法（測(cè)表頭內(nèi)阻）（如圖11所示）。 3電流表 電壓表的量程不合適，則如有電阻箱或定值電阻可以擴(kuò)大量程4. 電流表或電壓表的內(nèi)阻已知（RA已知） （RV已知） 5.把實(shí)驗(yàn)題當(dāng)作計(jì)算題處理。 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測(cè)量；（2）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。6.電表內(nèi)阻的測(cè)量方法1電流表、電壓表各一只

11、，可以測(cè)量它們的內(nèi)阻2兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測(cè)另一只的內(nèi)阻3兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻重、難點(diǎn)突破、根據(jù)原理設(shè)計(jì)合理的電路【例題1】在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中，為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值Rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)電路如右圖所示。將S2與Rx相接，記下電流表指針?biāo)肝恢?。將S2與R1相接，保持R2不變，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下R1的值，則Rx

12、R1?！纠}2】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（9001000）：電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1750；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r22500；滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開(kāi)關(guān)K，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，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖?！窘馕觥咳鐖D所示【例題3】（2000年全國(guó)）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)。在虛線方框中畫(huà)出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。器材（代號(hào)）規(guī) 格電流表（A1）量程10mA，內(nèi)阻

13、r1待測(cè)（約40）電流表（A2）量程500A，內(nèi)阻r2=750電壓表（V）量程10V，內(nèi)阻r3=10電阻（R1）阻值約100，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器（R）總阻值約50電池（E）電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小導(dǎo)線若干，電鍵K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_?！窘馕觥咳鐖D所示。，I1表示通過(guò)電流表A1的電流，I2表示通過(guò)電流表A2的電流，r2表示電流表A2的內(nèi)阻?！緜淇继崾尽吭诤芏嗲闆r下，電壓表和電流表（已知內(nèi)阻）的功用可以互換。有時(shí)利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實(shí)際上就是部分電路歐姆定律的變形運(yùn)用。在處理時(shí)，一定要明確原理，靈活運(yùn)用?！纠}

14、4】有一電阻Rx，其阻值在100200之間，額定功率為0.25W。要用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：安培表A1，量程為50mA，RA1=100安培表A2，量程為1A，RA2=20電壓表V1，量程為5V，RV1=10k電壓表V2，量程為15V， RV2=30k 變阻器R1，變阻范圍020 ，2A變阻器R2，變阻范圍01000，1A9V電源，電鍵，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是： 。 畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)電路圖?！窘馕觥吭试S通過(guò)電阻中電流可能的最大值由：得，。因?yàn)殡娮杩赡転?00，所以通過(guò)被測(cè)電阻的電流的最大值可能是35mA，應(yīng)用電流表的示數(shù)來(lái)控制通過(guò)電阻的電流，因此，電流表應(yīng)

15、選A1。又因?yàn)?所以 。因?yàn)殡娮杩赡転?00，所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V，應(yīng)用電壓表的示數(shù)來(lái)控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應(yīng)選V1。因?yàn)镽1 R2,且2A35mA, 所以應(yīng)選變阻器R1。因?yàn)镽1Rx 所以滑動(dòng)變阻器連接方式應(yīng)選用分壓電路。因?yàn)?lt;, 所以應(yīng)選用外接電路。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖所示【例題5】有一電阻Rx，其阻值在100200之間，額定功率為1W。要較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：安培表A1，量程為100mA，RA1=100安培表A2，量程為1A，RA2=20電壓表V1，量程為5V，RV1=10k變阻器R1，變阻范圍020 ，2A變阻器R2，變阻范圍01000

16、，1A定值電阻R3=20K定值電阻R4=1015V電源，電鍵，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、變阻器分別是： 。 畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)電路圖?！纠}6】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(約100)： 電源E，電動(dòng)勢(shì)約為6.0v，內(nèi)阻可忽略不計(jì)； 電流表A1，量程為050mA，內(nèi)阻r1=20； 電流表A2，量程為0300mA，內(nèi)阻r2約為4; 定值電阻R0阻值為20； 滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為10； 單刀單擲開(kāi)關(guān)s，導(dǎo)線若干。 (1)要求測(cè)量中盡量減小誤差，并測(cè)多組數(shù)據(jù)，試在虛線框中畫(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相應(yīng)的英文字母標(biāo)注) (2)若某次測(cè)量中電流表A1的示數(shù)為I1,電

17、流表A2的示數(shù)為I2,則由已知量和測(cè)量量計(jì)算Rx的表達(dá)式為Rx= 。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（包括誤差分析和規(guī)律分析）與應(yīng)用【例題7】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測(cè)干電池組（電動(dòng)勢(shì)約3 V）、電流表（量程0.6 A，內(nèi)阻小于1 ）、電阻箱（099.99 ）、滑動(dòng)變阻器（010 ）、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、單刀單擲開(kāi)關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干?？紤]到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略。該同學(xué)按圖甲連線，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，測(cè)得電流表內(nèi)阻約為0.20 。試分析該測(cè)量產(chǎn)生誤差的原因是_。簡(jiǎn)要寫(xiě)出利用圖甲所示電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：_ ；_ ；圖乙是由實(shí)驗(yàn)數(shù)

18、據(jù)繪出的圖象，由此求出待測(cè)干電池組的電動(dòng)勢(shì)E_V、內(nèi)阻r_ 。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【解析】由測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的原理知，此種接法出現(xiàn)誤差的原因是電流表的分壓作用。而，圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，據(jù)此得出電動(dòng)勢(shì)E2.81V, 內(nèi) 阻 r2.33。若不能正確理解圖象的物理意義，則無(wú)法得出正確的答案。因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)中處理數(shù)據(jù)的圖像的意義，一定要分析清楚。【答案】并聯(lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大 調(diào)節(jié)電阻箱R，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，將開(kāi)關(guān) S接D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)D，再次調(diào)節(jié)電阻箱R，將開(kāi)關(guān)S接D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù) 2.81、2.33 【例題8】某

19、同學(xué)用如圖所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”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：A 1(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5) V2(量程15 V,內(nèi)阻約15) 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4 V，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的圖象如圖所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電

20、阻為_(kāi)，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_?！窘馕觥繉?duì)器材的選用應(yīng)以安全、實(shí)用為原則。小燈泡的額定電壓和額定電流分別為3.8V和0.3A，故電壓表應(yīng)選V1，電流表A2；由于是分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1，便于調(diào)節(jié)，電源應(yīng)選E2。由圖象可看出：U0時(shí)，小燈泡不工作，對(duì)應(yīng)電阻為1.5，當(dāng)U3.0V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻為11.5。此時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率P0.78W。由RU圖線可看出，隨U的增大，電阻的變化越來(lái)越小，而P，隨U的變化，功率P的變化將更加明顯，故選A?！纠}9】小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為

21、研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I ( A )0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U (V )0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0 10 ）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。在右圖中畫(huà)出小燈泡的U I 曲線。如果將本題中的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是2.0 的電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡(jiǎn)要寫(xiě)出求解過(guò)程；若需作圖，可直接畫(huà)在第小題的方格圖中）【例題10】2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

22、授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”救應(yīng)的物理學(xué)家。材料的電阻隨磁場(chǎng)的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度。若圖l為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，其中RB,R0分別表示有、無(wú)磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值。為了測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，需先測(cè)量磁敏電阻處于磁場(chǎng)中的電阻值RB。請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn)。(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量磁場(chǎng)中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場(chǎng)已給出，待測(cè)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.61.0T，不考慮磁場(chǎng)對(duì)電路其它部分的影響)。要求誤差較小。提供的器材如下： A.磁敏電阻，無(wú)磁場(chǎng)時(shí)阻值Ro=150 B.滑動(dòng)變阻器R，全電阻約20

23、 C.電流表量程2.5mA，內(nèi)阻約30 D.電壓表，量程3V，內(nèi)阻約3k E.直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì) F.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)正確接線后，將磁敏電阻置入待測(cè)磁場(chǎng)中，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表 根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測(cè)量值RB=_，結(jié)合圖1可知待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=_T。(3)試結(jié)合圖1簡(jiǎn)要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在00.2T和0.41.0T范圍內(nèi)磁敏電阻阻直的變化規(guī)律有何不同?(4)某同學(xué)查閱相關(guān)資料時(shí)看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線(關(guān)于縱軸對(duì)稱)，由圖線可以得到什么結(jié)論?答案：(1)如右圖所示(2)1500 0.90(3)在00 2T范圍內(nèi)，磁敏電阻的阻值隨磁感

24、應(yīng)強(qiáng)度非線性變化(或不均勻變化);在0.41.0T范圍內(nèi)，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化(或均勻變化)(4)磁場(chǎng)反向磁敏電阻的阻值不變。 針對(duì)練習(xí)1如圖所示，圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。為了通過(guò)測(cè)量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線，在圖2和圖3兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_；簡(jiǎn)要說(shuō)明理由 。（設(shè)滑線變阻器兩端電壓恒為9V，滑線變阻器的阻值為0100）。在圖4電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250。由熱敏電阻的I-U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_(kāi) _ 。舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：_

25、 ?！窘馕觥?；圖2電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大。（或圖3電路不能測(cè)得0V附近的數(shù)據(jù)） 5.2；111.8（111.6112.0均給分） 熱敏溫度計(jì)（提出其他實(shí)例，只要合理均給分）2.用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路，請(qǐng)將實(shí)物圖連線成為實(shí)驗(yàn)電路。 微安表A(量程200A，內(nèi)阻約200)； 電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約10K)； 電阻R (阻值約20k)； 滑動(dòng)變阻器R (最大阻值50，額定電流1 A) 電池組E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。答案：實(shí)物連接如圖解析：從題目中給的電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻以及待測(cè)電阻R0的阻值可以判斷測(cè)量電路要用伏安法的內(nèi)接法，變阻器的電阻比較小，所以電源電路采用分壓法。3、一毫安表頭滿偏電流為9.90 mA，內(nèi)阻約為300 要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖所示圖中，是量程為2 A的標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0為電阻箱，R為滑動(dòng)變阻器，S為開(kāi)關(guān)，E為電源完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至 端（填“a”或“b”），電阻箱R0的阻值調(diào)至零；合上開(kāi)關(guān)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1 A；調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏