高考物理2020第2部分專項(xiàng)2策略3設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)——設(shè)計(jì)方案,變通拓展

1、 PAGE 4設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)方案，變通拓展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題從儀器的使用、裝置的改造、 電路的設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)的靈活處理等方面進(jìn)行變通和拓展。 應(yīng)對(duì)這類實(shí)驗(yàn)題的方法是深刻理解實(shí)驗(yàn)的原理、方法，進(jìn)行合理遷移。例 3某電池的電動(dòng)勢(shì)約為3 V，某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的電池內(nèi)阻較小，實(shí)驗(yàn)器材除了被測(cè)電池以外，還有一電阻箱 R，一開關(guān) S，若干導(dǎo)線，內(nèi)阻 Rg 30 、量程為 1 mA 的電流表 G，阻值為 2 970 的定值電阻 R0，阻值為 2.00的定值電阻 R1。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫出合理的測(cè)量該電池電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中標(biāo)明相關(guān)器材的字母符號(hào)。為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，該小

2、組的同學(xué)準(zhǔn)備用線性圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標(biāo)表示電流表的示數(shù)I ，橫坐標(biāo)表示的物理量是 。若作出的圖象在縱軸上的截距為I 0，圖象斜率的絕對(duì)值為k，則可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E ，內(nèi)阻 r 。(用測(cè)量量和所給量的符號(hào)表示)解題指導(dǎo) (1)題目中給出了電阻箱和電流表，由于電流表的量程太小， 若要改裝成大量程的電流表， 需要并聯(lián)的電阻很小， 題中所給條件不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，若要改裝成一個(gè)量程為3 V 的電壓表， 需要串聯(lián)一個(gè)電阻， UI g(RgR)， U 為改裝后電壓表的量程， R為串聯(lián)電阻， 代入數(shù)據(jù)得 3 V 1 103A (30R)，解得 R 2 970。因此用 R0 與電流表串聯(lián)可以改裝

3、成量程為3 V 的電壓表，這樣就可以用 “ 伏阻法”測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。由于電池內(nèi)阻較小， 電路中應(yīng)串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻，增大等效電源的內(nèi)阻。電路圖如圖。由閉合電路歐姆定律得EI (RgR0)I RgR0ER(R1r)，得 IRgR0II(R1r)R，因此橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)是R。E由題意得 I 0， R1rk，解得 EI 0(RgR0)，rkR1。RgR0答案(1)如解析圖所示R(2) I(3)I 0(RgR0)kR1策略點(diǎn)評(píng)： (1)若給定的電表量程太大或太小，并且給出了定值電阻的阻值，往往要對(duì)電表進(jìn)行改裝。(2)若題中給出了某一電流表或電壓表的內(nèi)阻，往往預(yù)示著可將電表 “ 反串”使用。鏈接

4、高考 3(2018 全國卷 T 23)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖 (a)所示的電路探究在 25 80 范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室 (圖中虛線區(qū)域 )中的熱敏電阻 RT ，其標(biāo)稱值 (25 時(shí)的阻值 )為 900.0 ；電源 E(6 V，內(nèi)阻可忽略 )；電壓表 (量程 150 mV) ；定值電阻 R0(阻值 20.0 ，)滑動(dòng)變阻器 R1(最大阻值為 1 000 )；電阻箱 R2(阻值范圍 0 999.9 )；單刀開關(guān) S1，單刀雙擲開關(guān) S2。圖(a)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖 (a)連接好電路，再將溫控室的溫度 t 升至 80.0 。將 S2 與1 端接通，閉合S1，調(diào)節(jié) R1 的滑片位

5、置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持 R1 的滑片位置不變， 將 R2 置于最大值，將 S2 與 2 端接通，調(diào)節(jié) R2，使電壓表讀數(shù)仍為 U0；斷開 S1，記下此時(shí) R2 的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下 R2 的阻值，直至溫度降到25.0 。實(shí)驗(yàn)得到的R2-t 的數(shù)據(jù)見下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/ 900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題：在閉合 S1 前，圖 (a)中 R1 的滑片應(yīng)移動(dòng)到 (填“ a”或“ b”)端； (2)在圖(b) 的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2-t 曲線；圖(b)圖(c)由圖(b) 可得到 RT 在 2580 范圍內(nèi)的溫度特性。 當(dāng) t 44.0 時(shí)，可得RT ；將RT 握于手心，手心溫度下R2 的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為 ，則手心溫度為 。解析(1)題圖(a)的電路中滑動(dòng)變阻器采用限流接法，在閉合S1 前， R1 應(yīng)該調(diào)節(jié)到接入電路部分的阻值最大，使電路中電流最小，即題圖(a)中 R1 的滑片應(yīng)移到 b 端。(2)將 t60 和 t70 對(duì)應(yīng)的兩組數(shù)據(jù)畫在坐標(biāo)圖上，然后用平滑曲線過盡可能多的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫出R2-t 曲線。 (3)根據(jù)題述實(shí)驗(yàn)過程可知，測(cè)量的R2 的數(shù)據(jù)等于對(duì)應(yīng)的熱敏電阻RT 的阻值。由畫出的 R2-t 曲線可知，當(dāng)