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文檔簡介
1、高二物理二人班(陶麗莎) 第3-4次課(共十次課) 馮老師 2015年12月6日 化繁為簡,助力飛越 實驗七測定金屬的電阻率一、螺旋測微器1原理:測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,F(xiàn)前進或后退0.5 mm,而可動刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動一小格,F(xiàn)前進或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千分尺2讀數(shù):測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動刻度讀出測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)溫馨提示
2、螺旋測微器需要估讀 圖2最后一位數(shù)字為估計數(shù)字,讀數(shù)和記數(shù)時估計位為有效數(shù)字的最后一位例如如圖2所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為:2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.二、游標卡尺1原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成 不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的,其讀數(shù)見下表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可準確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.0
3、5 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm2.讀數(shù):若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則記錄結(jié)果表達為(xK精確度)mm. 游標卡尺不需要估讀三、常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流值,然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度,按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可(1)03 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度是0.1 V或0.1 A,看清楚指針的實際位置,讀到小數(shù)點后面兩位(2)對于015 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數(shù)時
4、只要求讀到小數(shù)點后面一位,即讀到0.1 V.(3) 對于0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01 A.四、伏安法測電阻1電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測eq f(U測,I測)RxRARx測量值大于真實值R測eq f(U測,I測)eq f(RxRV,RxRV)Rx測量值小于真實值適用條件RARxRVRx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量,測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量,測量值偏小)2.伏安法測電阻的電路
5、選擇(1)阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表的內(nèi)阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法(2)臨界值計算法:eq f(RV,Rx)eq f(Rx,RA)時,用電流表外接法 eq f(Rx,RA)eq f(RV,Rx)時,用電流表內(nèi)接法圖4(3)實驗試探法:按圖4接好電路,讓電壓表接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法五、測定金屬的電阻率實驗原理:根據(jù)電阻率定律公式知道只要測量出金屬導線的長度l和它的直徑d
6、 ,計算出導線的橫截面積S 并用伏安法測出金屬絲的電阻R,即可計算出金屬導線的電阻率。注意事項1先測直徑,再連電路:為了方便,測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量2電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法3電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導致電阻率變大誤差分析: 1.若為內(nèi)接法,電流表分壓。2.若為外接法,電壓表分流。3.長度和直徑的測量。熱點一測量儀器、儀表的讀數(shù)【典例1】 (1)如圖5所示的兩把游標卡尺,它們的游標尺從左至右分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分,它們的讀數(shù)依次為_mm,_mm.(2)使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的
7、直徑,示數(shù)如圖6所示,則a、b金屬絲的直徑分別為_mm,_ mm. 圖5 圖6 圖7 圖8(3)圖7甲用0.6 A量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A,表針的示數(shù)是_A;當使用3 A量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A,圖中表針示數(shù)為_A.圖7乙使用較小量程時,每小格表示_V,圖中指針的示數(shù)為_V若使用的是較大量程,則這時表盤刻度每小格表示_ V,圖中表針指示的是_V.(4)旋鈕式電阻箱如圖8所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為_.今欲將接入電路的電阻改為208 7 ,最簡單的操作方法是_若用兩個這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范圍為_解析(1)最上面圖讀數(shù):整毫米是17,不足
8、1毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm,最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm. 題中右圖讀數(shù):整毫米是23,不足1毫米數(shù)是170.05 mm0.85 mm,最后結(jié)果是23 mm0.85 mm23.85 mm.(2)對圖a:固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為:2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm. 對圖b:b金屬絲的直徑為4.80.01 mm0.048 mm.(3)使用0.6 A量程時,刻度盤上的每一小格為0.02 A,指針的示數(shù)為0.44 A;當換用3 A量程時,每一小格為0.1 A,指針示數(shù)為2.20 A. 電壓表使用3
9、 V量程時,每小格表示0.1 V,指針示數(shù)為1.70 V;使用15 V量程時,每小格為0.5 V,指針示數(shù)為8.5 V.(4)電阻為1 987 .最簡單的操作方法是將“1 k”旋鈕調(diào)到2,再將“100”旋鈕調(diào)到0.每個電阻箱的最大阻值是999 9 ,用這樣兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻29 999 19 998 .故兩個這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范圍為0答案(1)17.7;23.85(2)2.1500.048(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5(4)1 987將“1 k”旋鈕調(diào)到2,再將“100”旋鈕調(diào)到0019 998 反思總結(jié)游標卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點:(1
10、)看清精確度圖9 圖10例如(如圖9所示) 易錯讀成1140.1 mm11.40 mm 正確的應(yīng)為11.4 mm例如(如圖10所示)易錯讀成10120.05 mm10.6 mm,正確的應(yīng)為10.60 mm.(2)區(qū)分零刻度與標尺最前端例如(如圖11所示)圖11易錯讀成13100.05 mm13.50 mm 正確讀數(shù)為14100.05 mm【跟蹤短訓】 1完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種00.6 A,03 A;電壓表量程一般有兩種03 V,015 V如圖12所示:圖12接03 V量程時讀數(shù)為_ V. 接015 V量程時讀數(shù)為_ V.接03 A量程時讀數(shù)為_ A. 接00.6 A量程時讀數(shù)為
11、_ A.(2)a_ mmb_ mmc_ mm d_ mme_mm.答案(1)1.889.40.820.16 (2)a.0.484b0.532c4.078d5.666e熱點二器材的選擇、實驗操作及誤差分析1儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素: 各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程,電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)(2)考慮讀數(shù)誤差因素: 一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的eq f(1,3),以減小讀數(shù)誤差(3)儀器選擇的一般步驟:首先選擇唯一性的器材; 粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表);估算回路中電流和電壓的最大值,在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量
12、程的情況下,結(jié)合已知器材的規(guī)格,確定實驗電路和實驗器材2控制電路的選擇(1)滑動變阻器兩種接法的對比方式內(nèi)容限流接法分壓接法兩種接法電路圖負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍eq f(RE,RR0)UE0UE負載R上電流調(diào)節(jié)范圍eq f(E,RR0)Ieq f(E,R)0Ieq f(E,R)閉合S前觸頭位置b端a端(2)分壓和限流電路的選擇原則在下列情況下應(yīng)選用分壓式接法:待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的最大阻值題中要求待測電阻上電壓變化范圍大,且要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)若選用限流式接法,電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流【典例2】 (2013北京卷,21)某同學通過實驗測定一個阻值約為5 的電阻Rx的阻值(
13、1)現(xiàn)有電源(4 V,內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(050 ,額定電流2 A)、開關(guān)和導線若干,以及下列電表:A電流表(03 A,內(nèi)阻約0.025 ) B電流表(00.6 A,內(nèi)阻約0.125 )C電壓表(03 V,內(nèi)阻約3 k) D電壓表(015 V,內(nèi)阻約15 k)為減小測量誤差,在實驗中,電流表應(yīng)選用_,電壓表應(yīng)選用_(選填器材前的字母);實驗電路應(yīng)采用圖13中的_(選填“甲”或“乙”)圖13 圖14(2)圖14是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補充完成圖14中實物間的連線(3)接通開關(guān),改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓
14、表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖15所示,可得該電阻的測量值Rxeq f(U,I)_(保留兩位有效數(shù)字)圖15(4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是_;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是_(選填選項前的字母)A電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值 D電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映Ux關(guān)系的示意圖中正確的是_圖16解析(1)為了減小誤差,應(yīng)使電流表讀數(shù)為量程的eq f(1,2)
15、eq f(2,3),因電源電動勢為4 V,故電壓表應(yīng)選C.因此通過被測電阻Rx的最大電流Imeq f(3,5) A0.6 A,故電流表應(yīng)選B,本題測的是一個小電阻,即eq f(RV,R)eq f(R,RA),所以應(yīng)采用電流表外接法,故采用圖甲(2)電路連接如圖所示(3)由題圖中可讀出電流表的讀數(shù)為0.50 A,電壓表的讀數(shù)為2.6 V,故Rxeq f(U,I)5.2 .(4)甲圖中引起誤差的原因主要是電壓表的分流作用,即電流表的測量值大于流經(jīng)Rx的電流值,選項B正確乙圖中引起誤差的原因主要是電流表的分壓作用,即電壓表的測量值大于Rx兩端的電壓值,選項D正確(5)因閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)
16、處于最大阻值處,設(shè)滑動變阻器的總阻值為R,兩端總長度為L則接入電路的阻值為Req f(R,L)(Lx),故被測電阻兩端的電壓Ueq f(RxE,Rxf(R,L)Lx),故選項A正確答案(1)BC甲(2)如解析圖所示(3)5.2(4)BD(5)A【跟蹤短訓】 2有一待測的電阻器Rx,其阻值在4050 之間,實驗室準備用來測量該電阻器阻值的實驗器材有:電壓表V(量程010 V,內(nèi)阻約20 k); 電流表A1(量程0300 mA,內(nèi)阻約20 );電流表A2(量程0800 mA,內(nèi)阻約4 ); 滑動變阻器R1(最大阻值為10 ,額定電流為2 A);滑動變阻器R2(最大阻值為250 ,額定電流為0.1
17、A); 直流電源E(電動勢為9 V,內(nèi)阻約為0.5 );開關(guān)及若干導線實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化,并能多測出幾組電流、電壓值,以便畫出UI圖線(1)電流表應(yīng)選用_(填寫器材代號) (2)滑動變阻器應(yīng)選用_(填寫器材代號)(3)請在如圖17甲所示的方框內(nèi)畫出實驗電路圖,并將圖乙中的器材連接成符合要求的電路 乙 甲圖17解析(1)加在待測電阻器上的電壓最大值約等于電源的電動勢,即為9 V,而待測電阻器Rx的阻值在4050 之間,此時通過待測電阻器的最大電流約為225 mA,故電流表應(yīng)選用A1.(2)實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化,所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法,為了調(diào)節(jié)方便,滑動變阻器選用最大阻值
18、較小的,即R1.(3)由于待測電阻器阻值較小,所以電流表采用外接法,滑動變阻器采用分壓式接法,設(shè)計的電路圖如解析圖甲所示,實物連接圖如圖乙所示答案(1)A1(2)R1(3)實驗電路圖如解析圖甲所示;實物連接圖如解析圖乙所示3 某同學對有故障的電熱毯進行探究圖18是電熱毯的電路示意圖,其中電熱線和導線通過金屬接線片連接圖19為測試電路實物圖,A、B為測試表筆,電壓表內(nèi)阻很大,可視為理想電表請在下面虛線框內(nèi)畫出與圖19對應(yīng)的電路圖斷開K1,用上述測試電路在1和1之間檢測得知電熱線無故障,然后測得電熱線的U I曲線如圖20所示,已知電熱線材料的電阻率為2.8107 m,電熱線的直徑為0.200 mm
19、.可求得此電熱線的電阻為_ k,總長度為_ m(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖20為了進一步檢查故障,該同學閉合開關(guān)K1和K2,用表筆A和B分別對圖18中所示的各點進行測試,部分測試結(jié)果如下表所示由此測試結(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).測試點3和31和11和31和22和3電表指針有無偏轉(zhuǎn)電壓表有有無有無電流表無有有無有解析電路圖如下圖所示UI圖象可得電熱線的電阻為Req f(U,I)eq f(2.5,4.3103) 5.8102 0.58 k,由電阻定律得Req f(L,S)eq f(L,blc(rc)(avs4alco1(f(d
20、,2)2),所以Leq f(blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)2R,),代入已知數(shù)據(jù)得L65 m.根據(jù)測試結(jié)果判斷出斷路位置在1和2之間答案電路圖見解析圖0.58(0.57到0.59之間均可)65(64到66均可)1和24. 某課題組通過實驗測量河水的電阻率現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(兩端各有一個可移動圓形電極,可裝入樣品水,接觸電阻不計)、直尺、待測的水樣品電路器材如表一,他們用伏安法多次測量的數(shù)據(jù)如表二(為實驗處理方便,實驗時每次都把電流表示數(shù)調(diào)到相同);實驗中還用10分度的游標卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖21甲所示 表一表二 圖21 (1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為_cm.(
21、2)根據(jù)表一器材和表二數(shù)據(jù)確定測量電路中電流表應(yīng)該_(填“內(nèi)接”或“外接”),電路的連接方式應(yīng)該采用_(填“分壓電路”或“限流電路”)(3)用水柱長度L與計算出的水柱電阻R在圖乙中描點,畫出RL圖象(要求標出坐標軸的物理量、單位和對應(yīng)的數(shù)值)(4)計算出所測水的電阻率為_m.解析(1)由游標卡尺直接讀數(shù)得玻璃管內(nèi)徑為2.26 cm.(2)電流表內(nèi)阻RA與電壓表內(nèi)阻RV的乘積遠小于待測電阻的平方R2,故電流表采用內(nèi)接法,待測電阻較大,滑動變阻器阻值較小,為操作方便,應(yīng)該采用分壓電路(3)由題表二中數(shù)據(jù)可以計算出不同長度水柱的電阻,R1eq f(2,100106) 20 k、R240 k、R360
22、 k、R480 k、R5100 k,在坐標系中描點得到RL圖線如圖所示(4)取L30 cm時,R360 k,d2.26 cm,由電阻定律Req f(L,S)得eq f(RS,L)eq f(Rd2,4L),代入數(shù)據(jù)解得80.2 m答案(1)2.26(2)內(nèi)接分壓電路(3)如解析圖所示 (4)80.23實驗題組一 練習題1(2013安徽卷,21)(1)在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中,利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖22所示,校零時的讀數(shù)為_mm,合金絲的直徑為_mm. 圖22(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx,設(shè)計出如圖23甲所示的實驗電路圖,按照該電路圖完成圖乙中的實物電路連接 圖
23、23 解析(1)按照螺旋測微器的讀數(shù)原則,校零時的讀數(shù)為0.007 mm,合金絲的直徑為0.645 mm0.007 mm0.638 mm(在0.636 mm0.640 mm都算正確)(2)連線如圖所示答案(1)0.0070.638(在0.636 mm0.640 mm都算正確)(2)見解析圖2某學習小組用伏安法測量一未知電阻Rx的阻值,給定器材及規(guī)格為:電流表A(量程為05 mA,內(nèi)阻約為10 ); 電壓表V(量程為03 V,內(nèi)阻約為3 k);最大阻值約為100 的滑動變阻器; 電源E(電動勢約為3 V);開關(guān)S、導線若干(1)由于不知道未知電阻的阻值范圍,先采用如圖24甲所示的電路試測,讀得電
24、壓表示數(shù)大約為2.5 V,電流表示數(shù)大約為5 mA,則未知電阻Rx的阻值大約為_ .(2)經(jīng)分析,該電路測量誤差較大,需改進請直接在圖甲上改畫:在不需要的連線上畫“”表示,補畫上需要添加的連線(3)對改進的電路進行測量,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖乙所示的UI圖象,得Rx_ .(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 圖24 解析(1)根據(jù)圖甲測量數(shù)據(jù)及歐姆定律可得: Rxeq f(U,I)eq f(2.5,5103) 500 .(2)待測電阻Rx約為500 ,而電壓表的內(nèi)阻約為3 k,是待測電阻的6倍左右,電流表的內(nèi)阻約為10 ,待測電阻是電流表內(nèi)阻的50倍左右,顯然用電流表外接法電壓表的分流比較大,應(yīng)該改用電
25、流表內(nèi)接法(3)待測電阻Rx的大小就等于圖乙中圖線的斜率,即Rxeq f(U,I)eq f(2.31.8,43103) 500 .答案(1)500(2)如下圖所示(3)5003科學實驗是人們認識自然的重要手段電學實驗中經(jīng)常需要測量某負載的電阻(1)測電阻的方法有多種,現(xiàn)在有一只標有“220 V,100 W”的燈泡,它正常工作時的電阻為_ .若用多用電表的歐姆擋來測量這只燈泡的電阻,則測出的電阻應(yīng)_燈泡正常工作時的電阻(填“大于”、“等于”或“小于”)這是因為_(2)請你用下列器材設(shè)計一個實驗,測定燈泡正常工作時的電阻A220 V交流電源 B單刀雙擲開關(guān)一個 C電阻箱一個(0999 ,額定電流1
26、 A)D交流電流表一個(00.6 A) E導線若干請畫出電路原理圖解析(1)根據(jù)燈泡的銘牌“220 V,100 W”得燈泡電阻Req f(U2,P)eq f(2202,100) 484 ,因為燈泡電阻隨溫度變化而變化,溫度越高,電阻越大,所以用多用電表在常溫下測量電阻,測出的燈泡電阻一定比燈泡正常工作時的電阻小(2)當燈泡正常發(fā)光時,其額定電流為Ieq f(P,U)eq f(100,220) Aeq f(5,11) A,首先讓燈泡與電流表串聯(lián),燈泡正常發(fā)光后,記下電流表指針的位置;然后讓電阻箱與電流表串聯(lián),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,直到電流表的讀數(shù)與上次標記的位置相同,此時電阻箱所顯示的阻值就是燈泡正
27、常工作時的阻值,電路原理圖如圖所示答案(1)484小于燈泡電阻隨溫度變化而變化,溫度越高電阻越大(2)電路原理圖見解析4為了測量一只量程為03 V、內(nèi)阻值為數(shù)千歐的電壓表的內(nèi)阻,可采用一只電流表與它串聯(lián)后接入電路(1)本實驗測量電壓表內(nèi)阻依據(jù)的公式是_(2)若提供的實驗器材有:A待測電壓表;B電流表A1(00.6 A,內(nèi)阻約0.2 ); C電流表A2(0100 mA,內(nèi)阻約2 );D電流表A3(010 mA,內(nèi)阻約50 ); E滑動變阻器(050 ,額定電流0.5 A);F直流電源(輸出電壓6 V); G開關(guān)、導線為減小讀數(shù)誤差,多次測量取平均值為順利完成實驗,應(yīng)選用的實驗器材為_(填英文序號
28、)(3)畫出實驗電路圖解析測量電壓表內(nèi)阻依據(jù)的實驗原理是部分電路歐姆定律,可得RVeq f(U,I);根據(jù)電壓表的量程和大約阻值,可估算最大電流值,故選電流表A3,滑動變阻器的總阻值遠小于電壓表內(nèi)阻,故應(yīng)采用分壓式接法答案(1)RVeq f(U,I)(2)A、D、E、F、G(3)如下圖所示5實際電流表有內(nèi)阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)測量實際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖25所示供選擇的儀器如下:圖25 待測電流表G1(05 mA,內(nèi)阻約300 ); 電流表G2(010 mA,內(nèi)阻約100 );定值電阻R1(300 ); 定值電阻R2(10 );滑動變阻器R3(01 000 ); 滑動變阻器
29、R4(020 );干電池(1.5 V); 電鍵S及導線若干(1)定值電阻應(yīng)選_,滑動變阻器應(yīng)選_(填寫序號)(2)將實物圖連接完整 圖26(3)補全實驗步驟:連接好實驗電路,將滑動觸頭移至最_端(填“左”或“右”);閉合電鍵S,移動滑動觸頭至某一位置,記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2;多次移動滑動觸頭,記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2;以I2為縱坐標,I1為橫坐標,作出相應(yīng)圖線,如圖26所示(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻,寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式:_.解析根據(jù)實驗原理,待測電阻r1eq f(I2I1,I1)R,因為兩電流表的量程之差與待測電流表的量程相當,所以與G1并聯(lián)的定值電阻的
30、阻值與r1差不多,約為300 ,故定值電阻選R1;滑動變阻器用的是分壓式接法,應(yīng)選用阻值較小的變阻器,選R4.由r1eq f(I2I1,I1)R1eq blc(rc)(avs4alco1(f(I2,I1)1)R1,解得r1(k1)R1.答案(1)(2)如下圖所示(3)左 (4)r1(k1)R1實驗八描繪小電珠的伏安特性曲線實驗原理:測多組小燈泡的U、I 并繪出I-U 圖像,由圖像的斜率反應(yīng)電流與電壓和溫度的關(guān)系注意事項1電流表外接法:本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測量電路必須采用電流表外接法2滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實驗要作出UI圖線,要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,故控制
31、電路必須采用分壓接法3保護元件安全:為保護元件不被燒毀,開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓誤差分析1由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無窮大,對電路的影響會帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實值2測量時讀數(shù)帶來誤差 3在坐標紙上描點、作圖帶來誤差熱點一對實驗原理及注意事項的考查【典例1】 (2012安徽卷,21)圖1為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖,已知小燈泡額定電壓為2.5 V.圖1(1)完成下列實驗步驟:閉合開關(guān)前,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,_;閉合開關(guān)后,逐漸移動變阻器的滑片,_;斷開開關(guān),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出
32、小燈泡燈絲的伏安特性曲線(2)在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖解析(1)滑動變阻器為分壓式接法,故閉合開關(guān)前,燈泡兩端的電壓為零,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使它靠近滑動變阻器左端的接線柱閉合開關(guān)后,逐漸移動滑動變阻器的滑片,增加小燈泡兩端的電壓,記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),直至電壓達到額定電壓(2)與實物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示答案(1)使它靠近滑動變阻器左端的接線柱增加小燈泡兩端的電壓,記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),直至電壓達到其額定電壓(2)如解析圖所示【跟蹤短訓】1某同學在探究規(guī)格為“6 V,3 W”的小電珠伏安特性曲線實驗中:(1)在小電珠接入電路前,使用多用電表直接測量小電珠的電阻
33、,則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至_擋進行測量(填選項前的字母)A直流電壓10 VB直流電流5 mA C歐姆100D歐姆1圖2(2)該同學采用圖2所示的電路進行測量圖中R為滑動變阻器(阻值范圍020 ,額定電流1.0 A),L為待測小電珠,為電壓表(量程6 V,電阻20 k),為電流表(量程0.6 A,內(nèi)阻1 ),E為電源(電動勢8 V,內(nèi)阻不計),S為開關(guān).在實驗過程中,開關(guān)S閉合前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最_端;(填“左”或“右).在實驗過程中,已知各元件均無故障,但閉合開關(guān)S后,無論如何調(diào)節(jié)滑片P,電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零,其原因是_點至_點的導線沒有連接好;(圖中的黑色小圓點表示接線點,并
34、用數(shù)字標記,空格中請?zhí)顚憟D2中的數(shù)字) 圖3.該同學描繪出小電珠的伏安特性曲線示意圖如圖3所示,則小電珠的電阻值隨工作電壓的增大而_(填“不變”、“增大”或“減小”)解析(1)因小電珠正常發(fā)光時的電阻Req f(U2,P)eq f(36,3) 12 ,小電珠未接入電路的電阻要比正常發(fā)光時小得多(因溫度的影響),故用多用電表測未接入電路的小電珠的電阻,應(yīng)選D.(2).在實驗時,閉合開關(guān)前,應(yīng)使用電器的電壓、電流為最小值,故應(yīng)使滑片P置于最左端.若1點到5點未接好,則電路成為滑動變阻器的限流式電路.在IU圖象中的每一點與O點連線的斜率逐漸減小,即電阻的倒數(shù)減小,所以電阻增大答案(1)D(2).左.
35、15(或51).增大熱點二對電路的連接和實驗數(shù)據(jù)處理的考查【典例2】 在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時,所用器材有:電動勢為6 V的電源,額定電壓為2.5 V的小燈泡,以及符合實驗要求的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導線,要求能測出盡可能多的數(shù)據(jù),圖4甲所示是沒有連接完的實物電路(已連接好的導線有a、b、c、d、e、f六根) 圖4 (1)請你用筆畫線代替導線,將實物電路連接完整(2)連好電路,閉合開關(guān),移動滑片P到某處,電壓表的示數(shù)為2.2 V,若要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向_(填“左”或“右”)端滑動(3)通過移動滑片P,分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù),并繪制成了
36、如圖乙所示的UI圖線,根據(jù)UI圖線提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率為_W.(4)小燈泡的UI圖線是曲線而不是過原點的直線,原因是_解析(1)小燈泡的電阻很小,因此采用電流表外接法;實驗時,要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓,滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法實物電路如答案圖所示(2)將滑片P向右端滑動,可以增大燈泡兩端的電壓(3)根據(jù)UI圖象可知,U2.5 V時,I0.2 A,所以小燈泡的額定功率為PUI0.5 W.(4)UI圖線上各點與原點連線的斜率表示燈絲的電阻,圖線是曲線而不是過原點的直線,這是因為燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大答案(1)如圖所示(2)右(3)0.5(4)燈絲的電阻會隨
37、溫度的升高而增大反思總結(jié)實物連線的原則1先串后并,接線到柱,注意量程和正負2對限流電路,用筆畫線代替導線,從電源正極開始,把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)3對分壓電路,應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負接線柱的情況,將“伏安法”部分接入該兩點間【跟蹤短訓】2在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中,所用器材有:小電珠(2.5 V,0.6 W),滑動變阻器,多用電表,電流表,學生電源
38、,開關(guān),導線若干(1)粗測小電珠的電阻,應(yīng)選擇多用電表_倍率的電阻擋(請?zhí)顚憽?”“10”或“100”);調(diào)零后,將表筆分別與小電珠的兩極連接,示數(shù)如圖圖5 圖6(2)實驗中使用多用電表測量電壓,請根據(jù)實驗原理圖乙完成實物圖6中的連線(3)開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P置于_端為使小電珠亮度增加,P應(yīng)由中點向_端滑動(4)下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù),為了獲得更準確的實驗圖象,必須在相鄰數(shù)據(jù)點_間多測幾組數(shù)據(jù)(請?zhí)顚憽癮b”“bc”“cd”“de”或“ef”).數(shù)據(jù)點abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.216
39、0.244解析(1)因為小電珠的電阻比較小,故應(yīng)該選“1”倍率,由題圖讀得電阻為7.5 .(2)因為小電珠的電阻比較小,故伏安法測量時應(yīng)該用電流表外接法,測量的電壓應(yīng)該從零開始,故滑動變阻器要用分壓式接法,實物連接如圖所示(3)開關(guān)閉合前滑片P應(yīng)置于a端,為了使小電珠亮度增加,應(yīng)使滑片從中點向b端滑動(4)ab之間的電流增加了0.122 A,其他段電流依次增加了0.03 A左右,所以需要在ab之間將電流分為0.030 A、0.060 A、0.090 A,分別測出相應(yīng)的電壓值答案(1)17.5(2)見解析圖(3)ab(4)ab3. 為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測量小燈泡的電壓U和電
40、流I,利用PUI得到電功率實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V,1.8 W”,電源為12 V的電池,滑動變阻器的最大阻值為10 .(1)準備使用的實物電路如圖7所示請將滑動變阻器接入電路的正確位置(用筆畫線代替導線)圖7 圖8 (2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻,電路中的電阻R1應(yīng)選_的定值電阻(3)測量結(jié)束后,應(yīng)先斷開開關(guān),拆除_兩端的導線,再拆除其他導線,最后整理好器材(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點在坐標紙上,并作出了一條直線,如圖8所示請指出圖象中不恰當?shù)牡胤浇馕?1)從PU2圖象上描出的點可知,小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大,故滑動變阻器采用分壓電路根據(jù)PIU知,通過小燈
41、泡的最大電流Ieq f(P,U)0.6 A,故電流表選00.6 A的量程實物電路如答案中圖所示(2)由小燈泡規(guī)格可知,小燈泡允許通過的最大電流為0.6 A,故要求接入R1后,電路中的總電流要不小于0.6 A,根據(jù)Ieq f(E,R)得總電阻Req f(E,I)eq f(12,0.6) 20 ,故R1應(yīng)選10 的定值電阻(3)為了實驗儀器的安全,防止電源短路及誤將電源與其他電路接通,所以斷開開關(guān)后,先拆除電池兩端的導線,再拆除其他導線(4)從坐標紙上所描點可以看出這些點不近似在一條直線上,應(yīng)為曲線,小明作出了一條直線不合適作圖時應(yīng)使這些點占據(jù)整個坐標紙,而小明的橫坐標只用了一半,所以小明橫坐標的
42、標度選擇不合適答案(1)如圖所示(2)10(3)電池 (4)圖線不應(yīng)畫為直線,橫坐標的標度選擇不合適3. 某同學測繪標有“4.8 V,0.3 A”字樣的小燈泡的電功率P隨電壓U變化的圖象,要使小燈泡兩端的電壓從0到4.8 V連續(xù)變化,為了使測量盡可能準確,除了導線和開關(guān)外,可供選擇的儀器還有:A電流表(量程為0.6 A,內(nèi)阻約為1 ) B電流表(量程為3 A,內(nèi)阻約為0.2 )C電壓表(量程為6 V,內(nèi)阻約為2 k) D電壓表(量程為15 V,內(nèi)阻約為4.5 k)E滑動變阻器(阻值范圍為020 ,額定電流為2 A)F滑動變阻器(阻值范圍為02 k,額定電流為0.5 A)G電池組(電動勢為6 V
43、,內(nèi)阻約為1 )(1)選用的器材代號為_(2)在圖9甲所示的虛線框中畫出實驗電路圖(3)根據(jù)實驗測量的數(shù)據(jù)描出PU圖象,如圖乙所示,小燈泡在1.5 V電壓下的阻值為_.圖9 解析(1)依題意可知,實驗要求小燈泡兩端的電壓從0到4.8 V連續(xù)變化,所以滑動變阻器采用分壓式接法;又因小燈泡的電阻Req f(U,I)eq f(4.8,0.3) 16 ,所以滑動變阻器選用阻值范圍較小的E即可;因電池組電動勢為6 V,為保證電壓表讀數(shù)的準確性,電壓表應(yīng)選量程為6 V的C;因小燈泡的額定電流為0.3 A,為保證電流表讀數(shù)的準確性,電流表應(yīng)選量程為0.6 A的A;電池組只能選G.故選用的器材代號為ACEG.
44、(2)根據(jù)第(1)問的分析可知,滑動變阻器采用分壓式接法,電流表采用外接法(3)由題圖乙可知,當加在小燈泡兩端的電壓為1.5 V時,其消耗的功率為0.1 W,將以上兩個數(shù)據(jù)代入Req f(U2,P)得R22.5 . 答案(1)ACEG(2)如解析圖所示(3)22.5實驗二 練習題1某研究性學習小組為了制作一種傳感器,需要選用一電器元件如圖10所示為該電器元件的伏安特性曲線,有同學對其提出質(zhì)疑,先需進一步驗證該伏安特性曲線,實驗室備有下列器材:圖10(1)為提高實驗結(jié)果的準確程度,電流表應(yīng)選用_;電壓表應(yīng)選用_;滑動變阻器應(yīng)選用_(以上均填器材代號)(2)為達到上述目的,請在虛線框內(nèi)畫出正確的實
45、驗電路原理圖,并標明所用器材的代號 解析(1)圖象中電流在00.14 A之間,電流表選A2;電源電壓為6 V,但圖象只要求電壓在03 V之間調(diào)整,為了測量準確,電壓表選V1;由于繪制圖象的需要,要求電壓在03 V之間調(diào)整,所以滑動變阻器只能采用分壓式接法,為了便于調(diào)節(jié)電壓,滑動變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的R1.(2)該元件約幾十歐,RVR,電壓表的分流作用可以忽略,所以采用電流表外接法答案(1)A2V1R1(2)如圖所示2某同學使用了如下器材:電源E(電動勢12 V);電壓表V(量程15 V,內(nèi)阻約15 k);電流表A(量程100 mA,內(nèi)阻約10 );滑動變阻器(最大電阻為50 );開關(guān);導線
46、若干測出了一個小燈泡的伏安特性曲線如圖11甲所示,已知小燈泡的額定電壓為12 V.(1)請在圖乙所示的虛線框中畫出此實驗電路圖11(2)根據(jù)設(shè)計的電路圖在圖12的實物上連線(3)由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率為P額_W,小燈泡電阻的變化特性為_ _.圖12 解析(1)測定小燈泡的伏安特性曲線需要測量較多的數(shù)據(jù),從伏安特性曲線圖可以看出,數(shù)據(jù)需要從零開始測量,故要采用滑動變阻器的分壓式接法;又由于小燈泡的電阻較小,與電流表內(nèi)阻的差距不如與電壓表內(nèi)阻的差距大,故采用電流表的外接法(2)先連接干路、再連接支路,注意電源的正、負極和電表的正、負極接線柱的連接(3)從伏安特性曲線圖讀出在小燈
47、泡額定電壓12 V下的電流值約為96 mA,所以小燈泡的額定功率為P額UI120.096 W1.15 W.答案(1)實驗電路如圖a所示(2)實物連接如圖b所示(3)1.15(1.151.18均可)燈泡電阻隨電壓升高而增大(或隨溫度升高而增大)32013天津卷,9(3)要測繪一個標有“3 V,0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V,并便于操作已選用的器材有:電池組(電動勢為4.5 V,內(nèi)阻約1 ); 電流表(量程為0250 mA,內(nèi)阻約5 );電壓表(量程為03 V,內(nèi)阻約3 k); 電鍵一個、導線若干實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的_(填字母代號)A滑動變阻
48、器(最大阻值20 ,額定電流1 A) B滑動變阻器(最大阻值1 750 ,額定電流0.3 A)實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖_(填字母代號)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖13所示如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5 V,內(nèi)阻為5 的電源兩端,小燈泡消耗的功率是_W.圖13 解析為便于操作實驗,滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值小的滑動變阻器,故選A.因為燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到3 V,故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法小燈泡的電阻Req f(U2,P)15 ,與電流表的內(nèi)阻5 相差不大,因此電流表采用外接法故B圖正確在小燈泡的伏安特性曲線圖上作出電源的伏安特性曲線(如圖),由兩曲線的交點的電流I0.10 A,電壓
49、U1.0 V,得小燈泡消耗的功率PIU0.101.0 W0.1 W.答案AB0.1實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻 注意事項1可選用舊電池:為了使電路的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,可選用已使用過一段時間的1號干電池2電流不要過大,讀數(shù)要快:干電池在大電流放電時,電動勢E會明顯下降,內(nèi)阻r會明顯增大,故長時間放電不宜超過0.3 A,短時間放電不宜超過0.5 A因此,實驗中不要將I調(diào)得過大,讀電表要快,每次讀完立即斷電3計算法求E、r:要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大些,用方程組求解時,要將測出的I、U數(shù)據(jù)中,第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組,分別解出E、r值再求
50、平均值4合理選擇標度:為使圖線分布空間大,如圖2所示,縱坐標可以不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,電源的內(nèi)阻不能用req f(E,I短)確定,應(yīng)根據(jù)req blc|rc|(avs4alco1(f(U,I)確定圖2誤差分析:用圖象法求E和r時作圖不準確由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差本實驗中測量結(jié)果是:E測E真,r測r真.熱點一伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻【典例1】 (2013浙江卷,22)采用如圖3所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”圖3 圖4(1)除了選用照片中的部分器材外,_(填選項);A還需要電壓表B還需要電流表 C還需要學生電源D不再需要其他器材(2)測量所得數(shù)據(jù)如下
51、: 用作圖法求得電池的內(nèi)阻r_;(3)根據(jù)第5次所測得的實驗數(shù)據(jù),求得電流表內(nèi)阻RA_.解析(1)照片中已有電流表、電阻箱和干電池,還缺少電壓表,故選A.(2)作出UI圖象,由圖象斜率可求得r(0.750.10).(3)由歐姆定律得:RRAeq f(U,I),得RAeq f(U,I)R0.22 .答案(1)A(2)(0.750.10)(3)0.22 【跟蹤短訓】1某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池,他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r,并探究電極間距對E和r的影響實驗器材如圖5所示圖5 測量E和r的實驗方案為:調(diào)節(jié)滑動變阻器,改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流
52、I,依據(jù)公式_,利用測量數(shù)據(jù)作出UI圖象,得出E和r.將電壓表視為理想表,要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響,請在圖5中用筆畫線代替導線連接電路實驗中依次減小銅片與鋅片的間距,分別得到相應(yīng)果汁電池的UI圖象如圖6中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:在該實驗中,隨電極間距的減小,電源電動勢_(填“增大”、“減小”或“不變”),電源內(nèi)阻_(填“增大”、“減小”或“不變”)曲線(c)對應(yīng)的電源電動勢E_V,內(nèi)阻r_.當外電路總電阻為2 500 時,該電源的輸出功率P_mW.(均保留三位有效數(shù)字)圖6解析本題是利用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻,由EUIr得UEIr.連圖要從電源正極出發(fā),先
53、連接串聯(lián)部分,最后再進行并聯(lián),并注意電壓表、電流表的正、負接線柱,以防接反在電源的UI圖象中,縱軸截距表示電源電動勢,斜率絕對值表示電源的內(nèi)阻,由圖象可得,電極間距減小時,電源電動勢不變,內(nèi)阻增大對圖線(c),由圖得:E0.975 V,內(nèi)阻r|k|eq f(U,I)478 .當R2 500 時,PI2Req f(E2,Rr2)R,代入數(shù)據(jù)可得:P0.268 mW.答案UEIr如圖所示不變增大 09754780.268熱點二測定電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法電源的電動勢和內(nèi)阻測量方法一般為伏安法,另外還有以下幾種方法:1安阻法:用一個電流表和電阻箱測量,電路如圖7甲所示,測量原理為:EI1(R1r)
54、,EI2(R2r),由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差,但內(nèi)阻偏大 圖72伏阻法:用一個電壓表和電阻箱測量,電路如圖7乙所示,測量原理為:EU1eq f(U1,R1)r,EU2eq f(U2,R2)r,由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小3粗測法:用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接在電源兩端,所測值近似認為是電源電動勢,此時Ueq f(ERV,RVr)E,需滿足RVr. 圖84雙伏法:用兩個電壓表可測得電源的電動勢,電路如圖8所示測量方法為:斷開S,測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2,此時,EU1U2eq f(U1,RV)r,RV為V1的內(nèi)阻;再閉合S,V1的示
55、數(shù)為U1,此時EU1eq f(U1,RV)r,解方程組可求得E和r.【典例2】 (2013安徽卷,21)根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖9所示電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)電阻圖中R0是定值電阻,通過改變R的阻值,測出R0兩端的對應(yīng)電壓U12,對所得的實驗數(shù)據(jù)進行處理,就可以實現(xiàn)測量目的根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在eq f(1,U12)R坐標系中描出坐標點,如圖10所示已知R0150 ,請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理(1)圖10中電阻為_的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除;(2)在坐標紙上畫出eq f(1,U12)R的關(guān)系圖線;(3)圖線的斜率是_(V11),由此可得電池電動勢Ex_V. 解析(1)由閉合電路歐姆定律得ExU12I(Rrx)
56、把Ieq f(U12,R0)代入上式得ExU12eq f(U12,R0)(Rrx)變形得eq f(1,U12)eq f(1,Ex)eq f(rx,R0Ex)eq f(1,R0Ex)R從上式看出eq f(1,U12)和R是線性關(guān)系,圖象是直線,應(yīng)剔除R80.0 的數(shù)據(jù)點根據(jù)所描點畫出的eq f(1,U12)R圖線是直線(大多數(shù)點落在直線上),如圖所示,圖線的斜率keq f(1,R0Ex).由圖象取兩點(0,0.71)和(180,1.51),得出keq f(1.510.71,1800) V114.44103V11,Exeq f(1,kR0)eq f(1,4.44103150) V1.50 V.答案
57、(1)80.0(2)見解析圖所示(3)4.4410-3 150反思總結(jié)在利用作出的圖象求解未知量時,應(yīng)特別注意直線的斜率、截距為了明確斜率、截距的意義,要先寫出兩個量的函數(shù)關(guān)系,然后從數(shù)學表達式中找到斜率、截距的意義【跟蹤短訓】2某同學把較粗的銅絲和鐵絲相隔較近插入蘋果中,制成一個蘋果電池,用如下器材研究蘋果電池的電動勢與內(nèi)阻:開關(guān)、電阻箱(最大阻值為999 )、毫安表(量程Ig1 mA,內(nèi)阻忽略不計)、導線若干圖11 (1)在圖11中用實線連接成實驗電路(2)閉合開關(guān),改變電阻箱的阻值R,記錄多組I、R的數(shù)據(jù),作出Req f(1,I)圖象如圖12直線a.由此可知此時蘋果電池的電動勢E_V,內(nèi)
58、阻r_.(3)增大銅絲和鐵絲的插入深度,重復上述步驟進行實驗,作出的Req f(1,I)圖線如圖12直線b.由此可知,電極插入的深度增大,電池電動勢_,內(nèi)阻_(選填“增大”、“減小”或“不變”)圖12解析(1)由于實驗給出電流表和電阻箱,電阻箱和電流表串聯(lián)可代替電壓表,利用閉合電路歐姆定律可求出電源電動勢和內(nèi)電阻,連接實物圖如答案圖所示(2)由Req f(1,I)圖象可以看出圖象斜率為電源電動勢,則E1eq f(R,f(1,I)eq f(1 000,1.0103) V1.0 V,圖象的橫軸截距表示電阻箱連入電路的電阻為零,則req f(E1,I)900 .(3)由于圖象斜率不變,所以電源電動勢
59、不變,圖象的橫軸截距變小,表示短路電流的倒數(shù)變小,短路電流變大,故內(nèi)阻變小答案(1)如圖所示(2)1.0900(3)不變變小3. 為了測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線,某同學設(shè)計了如圖13甲所示的電路閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,同時記錄電阻箱的阻值R,電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I,分別描繪了a、b兩條UI圖線,如圖乙所示請回答下列問題: 圖13(1)寫出流過電阻箱的電流I的表達式:_;(2)小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是_(選填“a”或“b”);(3)根據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E_V,內(nèi)電阻r_,該電路中小
60、燈泡消耗的最大功率為_W.解析(1)首先要明白電路的組成:電源、開關(guān)、電阻箱、燈泡串聯(lián)成閉合回路,電壓表V1測燈泡兩端電壓,電壓表V2測路端電壓電阻箱兩端電壓為UU2U1,電阻箱阻值為R,所以流過電阻箱的電流Ieq f(U2U1,R).(2)小燈泡兩端電壓隨電流的增大而增大,所以選圖線b;圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變化的關(guān)系圖線(3)圖線a與縱軸的交點為電源的電動勢3.0 V,圖線a的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻r2.0 ,圖線a、b的交點表示電阻箱的阻值為0,此時小燈泡消耗的功率最大,PUI1.0 W.答案(1)Ieq f(U2U1,R)(2)b(3)3.02.01.0【探究跟蹤】在測定一
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