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電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
高考物理復(fù)習(xí)策略高中物理電路部分給你印象最深刻的是哪幾個(gè)實(shí)驗(yàn)?每個(gè)實(shí)驗(yàn)中最深刻的印象是什么?
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實(shí)驗(yàn)七:測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)實(shí)驗(yàn)八:描繪小電珠的伏安特性曲線
實(shí)驗(yàn)九:測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)十:練習(xí)使用多用電表高考考綱中電學(xué)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理、誤差分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則讓我們來體會(huì)一下1.在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電阻Rx的阻值約為200Ω,電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10Ω,測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則______(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值,且測(cè)量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值,測(cè)量值Rx2______(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值.你有什么新的體會(huì)?再試著做一道高考題,看看有沒有新的進(jìn)步。2.要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V,0.6W”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3V,并便于操作。已選用的器材有:電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)阻約1Ω):電流表(量程為0~250mA.內(nèi)阻約5Ω);電壓表(量程為0~3V.內(nèi)限約3kΩ):電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的(填字母代號(hào))。A、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)B、滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750Ω,額定電流0.3A)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖(填字母代號(hào))。實(shí)臉得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,小燈泡消耗的功率是_W?!敬鸢浮竣貯②B③0.1【解析】本題考察了“小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)。①根據(jù)“燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作”可知控制電路必定為“分壓電路”,而“分壓電路”需要用較小的滑動(dòng)變阻器,故選擇A。②在①中已經(jīng)明確了控制電路,繼續(xù)要選擇電流表的接法,題中
Rx/RA=15/5=3,而RV/Rx=3000/15=200,可知電壓表的分流作用不如電流表的分壓作用明顯,故而應(yīng)選擇電流表的外接法,綜上可知B選項(xiàng)的電路圖正確。③根據(jù)圖像可知,當(dāng)將小燈泡接入電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為5Ω的電源兩端時(shí),將小燈泡和內(nèi)阻等效到坐標(biāo)紙上可知小燈泡的伏安特性曲線仍處于“線性”段,故其電阻為10Ω,代入閉合電路歐姆定律及功率計(jì)算表達(dá)式可知P實(shí)際
=(E/(r+Rx))2Rx=(1.5/(5+10)2×10(W)=0.1(W)你有沒有新的發(fā)現(xiàn)?再來試試另外一種感覺的3.利用如圖(a)所示電路,可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),電阻R0(阻值為3.0Ω),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表A(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0Ω),開關(guān)S.實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻值箱相應(yīng)的阻值R;③以
為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作
-R圖線(用直線擬合);④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.回答下列問題:(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,則
與R的關(guān)系式為________.(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表.答:①________,②________.(3)在右圖的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=________A-1Ω-1,截距b=________A-1.(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.4.某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示,其中,虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)G改裝的電流表A,V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表,E為待測(cè)電池組,S為開關(guān),R為滑動(dòng)變阻器,R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻.①已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流Ig=100μA,內(nèi)阻rg=2.0kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA,應(yīng)并聯(lián)一只阻值為________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1;②根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路;甲乙③某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示:該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法),計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=________Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是______________________.④該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組,通過上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn):電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大.若測(cè)量過程無誤,則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是________.(填選項(xiàng)前的字母)A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小C.R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大5、
6(2015新課標(biāo)I-23).圖(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω.滿偏電流為1mA,R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個(gè)接線柱.電表量程為3mA:若使用a和c兩個(gè)接線拄,電表量程為10mA.由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1=_______Ω,R2=_______Ω。(2)現(xiàn)用一量程為3mA,內(nèi)阻為150Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對(duì)改裝電表的3mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5.1.0、I.5、2.0.2.5、3.0mA。電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V.內(nèi)阻忽略不計(jì);定值電阻R0有兩種規(guī)格.阻值分別為300Ω和1000Ω:滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格.最大阻值分別為750Ω和3000Ω,則R0應(yīng)選用阻值為_________Ω的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為_________Ω的滑動(dòng)變阻器?!敬鸢浮浚?)15,
35(2)300,
3000(3)若電阻R1和R2中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R/為保護(hù)電阻。虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱_______(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:__________【答案】(3)c,閉合開關(guān)時(shí),若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞電阻是R1,若電表指針不動(dòng),則損壞電阻是R2同學(xué)們,總結(jié)一下吧!7【2015新課標(biāo)II-23】電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏是通過該表的電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)實(shí)驗(yàn)室提供材料器材如下:待測(cè)電壓表(量程3V,內(nèi)阻約為3000歐),電阻箱R0(最大阻值為99999.9歐),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100歐,額定電壓2A),電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干(1)虛線框內(nèi)為同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的
電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路寫出步驟。(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為R1v與內(nèi)
阻的真實(shí)值Rv先比R1vRv
(添“>”“=”或“<”)
主要理由是:【答案】(1)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示
8【2015重慶-6(2)】同學(xué)們測(cè)量某電阻絲的電阻
,所用電流表的內(nèi)阻與
相當(dāng),電壓表可視為理想電壓表.①若使用題6圖2所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),要使得
的測(cè)量值更接近真實(shí)值,電壓表的a端應(yīng)連接到電路的點(diǎn)(選填“b”或“c”).
②測(cè)得電阻絲的
圖如題6圖3所示,則
為
(保留兩位有效數(shù)字)。③實(shí)驗(yàn)中,隨電壓進(jìn)一步增加電阻絲逐漸進(jìn)入熾熱狀態(tài).某同學(xué)發(fā)現(xiàn)對(duì)熾熱電阻絲吹氣,其阻值會(huì)變化.他們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行探究,在控制電阻絲兩端的電壓為10V的條件下,得到電阻絲的電阻
隨風(fēng)速
(用風(fēng)速計(jì)測(cè))的變化關(guān)系如題6圖4所示.由圖可知當(dāng)風(fēng)速增加時(shí),
會(huì)(選填“增大”或“減小”)。在風(fēng)速增加過程中,為保持電阻絲兩端電壓為10V,需要將滑動(dòng)變阻器
的滑片向端調(diào)節(jié)(選填“M”或“N”).④為了通過電壓表的示數(shù)來顯示風(fēng)速,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如題
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