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文檔簡介
2021年高考物理【熱點?重點?難點】專練(新高考專用)
熱點06近似法
【熱點解讀】
在物理實驗中,影響物理量的因素往往較多,為了分析認(rèn)識所研究問題的本質(zhì)屬性,需要突
出實際問題的主要因素,而忽略某些次要因素,進行近似處理的方法叫做近似法。近似法是研究物
理問題的基本思想方法之一,在中學(xué)物理實驗中具有廣泛的應(yīng)用。
在運用近似法設(shè)計的實驗中,為了提高實驗的精度,減小誤差,應(yīng)將實驗條件控制在一定要
求中,如用“伏安法”測電阻時,應(yīng)根據(jù)待測電阻、電流表和伏特表內(nèi)阻的大小關(guān)系,合理選擇連
接方式。用“半值法”測電流表內(nèi)阻時,應(yīng)保證滑動變阻器電阻遠(yuǎn)大于電阻箱電阻。在驗證牛頓第
二定律的實驗中,應(yīng)保證小車和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶的質(zhì)量。在用油膜法估測分子大小的實驗
中,采取大于半格的算一格,小于半格的舍棄等。
【限時檢測】(建議用時:2()分鐘)
1.在“測量某未知材料的電阻率”的實驗中,需要用伏安法測定這段材料兩端的電壓和通過其的電流,
以及這段金屬材料的長度和直徑。
(1)如下圖所示:
乙
甲圖中用20分度的游標(biāo)卡尺測量金屬材料的長度為cm;乙圖中用螺旋測微器測量金屬材料
的直徑為mm;
(2)實驗中,先將電壓表接〃點,讀得兩表示數(shù)分別為3=3.0V,人3.0mA,然后將電壓表改接在匕
點,讀得兩表示數(shù)分別為S=2.4V,/2=3.2mA,則下列說法正確的有()
口..:
A.電壓表接到人點誤差較小
B.待測電阻的準(zhǔn)確值是750c
C.待測電阻的準(zhǔn)確值大于1000。
D.待測電阻的阻值介于750。到1000C之間
【答案】10,4055.678-5.680AD
【解析】
(1)甲圖中用20分度的游標(biāo)卡尺測量金屬材料的長度為10.4cm+0.05mmx1=10.405mm;
乙圖中用螺旋測微器測量金屬材料的直徑為5.5mm+0.01mmxl8.0=5.680mm:
(2)A.兩種接法中兩表示數(shù)變化分別為
△U=|Ui-U2l=|3.0-2.4|V=0.6V
△/=|/i-/2|=|3.0-3.2|mA=0.2mA
顯然,電壓表示數(shù)變化較電流表示數(shù)變化明顯,這說明電流表的分壓作用較大,為了減小誤差,應(yīng)
采用電流表外接法,即電壓表接6點,故A正確。
B.接〃有
2.4
&3.2x10-3Q=750Q
故測量值為750C,因接分點時,根據(jù)電路特點知電流表測得為總電流,偏大,所以電阻測量值偏小,
故待測電阻的準(zhǔn)確值大于750C,故B錯誤;
CD.接〃有
U3
R=j=—^。=1000Q
'/,3x10-3
此時電壓表測量為總電壓,偏大,所以測量值偏大,待測電阻的準(zhǔn)確值小于1000C,所以待測電阻
的阻值介于750。到1000。之間,故C錯誤,D正確。
故選AD。
2.在“測定金屬絲的電阻率'’的實驗中,某同學(xué)進行了如下測量:
一=~30
?|||叫川|||||||川||叫川||叫川I而而||||||叫III
19202122232425cnm
工0_^尹~20
甲
⑴用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度。測量3次,求出其平均值L其中一次
測量結(jié)果如圖甲所示,金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊,圖中讀數(shù)為cm。用螺
旋測微器測量金屬絲的直徑,選不同的位置測量3次,求出其平均值/其中一次測量結(jié)果如圖乙
所示,圖中讀數(shù)為mm。
(2)采用如左下圖所示的電路測量金屬絲的電阻。電阻的測量值比真實值___________(填“偏大”或“偏
小”)。若電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為/,最后可由公式〃=計算出金屬絲的電阻率(用
直接測量的物理量表示)。
(3)請你根據(jù)電路圖在右邊的實物圖中進行實物連線。(電流表選0.6A量程,電壓表選
3V量程)
7ld2V
【答案】24.13(24.12-24.14)0.740偏小
4IL
【解析】
(1)因為毫米刻度尺的精確度是0.1cm,所以讀數(shù)時要保留到精確度的下一位,讀數(shù)為24.13cm;
螺旋測微器的讀數(shù)為
0.5mm+24.0x0.01mm=0.740mm
(2)圖示電路圖可知,電流表采用外接法,由于電壓表的分流作用電流的測量值偏大,
由歐姆定律可知
電阻的測量值小于真實值;
由電阻定律可知
解得電阻率
7rRd27vd2U
p=-------=--------
4LAIL
(3)由于金屬絲電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,所以電流表應(yīng)用外接法;變阻器用限流式接法,實驗電路圖
連接如圖所示
3.已粗略測得某金屬電阻絲的阻值約為6Q,為了更精確地測量這根金屬電阻絲的阻值,進而測得
其電阻率,實驗小組采用伏安法繼續(xù)進行測量。現(xiàn)有實驗器材如下:
A.電源E(電動勢3.0V,內(nèi)阻約0.5。)
B.電壓表V,(0W,內(nèi)阻約3k。)
C.電壓表V2(()□15V,內(nèi)阻約15kO)
D.電流表A1(000.6A,內(nèi)阻約0.125。)
E.電流表A?(003A,內(nèi)阻約0.025C)
F.滑動變阻器K(0~5C,3A)
G.滑動變阻器&(0-1750Q,1.5A)
H.開關(guān)S和導(dǎo)線若干
⑴為了調(diào)節(jié)方便,測量準(zhǔn)確,并能在實驗中獲得盡可能大的電壓調(diào)節(jié)范圍,滑動變阻器應(yīng)選用
、連接電路時,電壓表應(yīng)選、電流表應(yīng)選(均選填選項前的字
母);
(2)如圖所示,實驗小組使用螺旋測微器測得金屬電阻絲的直徑為mm;
(3)請在圖中用連線代替導(dǎo)線完成實驗器材的連接(提示:注意選取合適的電表量程)
(4)關(guān)于本次實驗中產(chǎn)生的誤差,下列說法中正確的是(本實驗所用測量儀器均已校準(zhǔn))(選
填選項前的字母);
A.用螺旋測微器測量金屬電阻絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.用U-/圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬電阻絲電阻可減小偶然誤差
C.由于電流表或電壓表內(nèi)阻的影響會使本次實驗電阻率測量值小于真實值
(5)保持圖中的電源、開關(guān)及滑動變阻器組成的原控制電路部分不變,實驗小組對測量電路進行了創(chuàng)
新。如圖甲所示,在金屬電阻絲上夾有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P,觸頭上固定了接線柱C,
按下P時,觸頭才與電阻絲接觸,觸頭的位置可從刻度尺上讀出。實驗中改變觸頭P與電阻絲接觸
的位置,并移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)U保持不變,分別測量出多組接入電路中電阻絲
的長度3記錄對應(yīng)的電流利用測量數(shù)據(jù)畫出;-L圖像,已知其中圖線上某點的坐標(biāo)為(。,勿,
如圖乙所示。根據(jù)圖像信息,用電阻絲的直徑4電壓U、〃及必要常數(shù)可計算得出電阻絲的電
阻率o
BC
【解析】
(1)因要求在實驗中獲得盡可能大的電壓調(diào)節(jié)范圍,故滑動變阻器采用分壓式接法,為了調(diào)節(jié)方便,
滑動變阻器選用最大阻值和被測電阻相近的,故選用F;
電壓表選用量程和電源電動勢接近的,故根據(jù)電源電動勢為3.0V,故電壓表選用B:
根據(jù)電壓表量程可知,通過電阻的最大電流為
/=2=0.5A
R
故電流表選用D;
(2)螺旋測微器測得金屬電阻絲的直徑為
d=0.5mm+17.5xO.Olmm=0.675mm
(3)由于待測電阻以約為6C,有段,故電流表采用外接法,實物連接如下圖
(4)A.用螺旋測微器測量金屬電阻絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,故A錯誤;
B.用U-/圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬電阻絲電阻可減小偶然誤差,故B正確;
C.本實驗采用的是電流表外接法,由于電壓表分流導(dǎo)致電流表測量值偏大,根據(jù)R=與■可知電阻
測量值偏小,再由R=可知電阻率測量值小于真實值,故C正確。
故選BC。
(5)根據(jù)H=5和R=可得
Ius
由圖象斜率可得
p_b
US~~a
其中
7id~
Sc=-----
4
聯(lián)立解得
nbUd2
P=--------
4。
4.用伏安法測量一段金屬絲的電阻(阻值大約是5歐),主要備有儀器如下:
A.電動勢為6V的直流電源
B.量程為0~3V,內(nèi)阻約為5kQ的電壓表
C.量程為。?15V、內(nèi)阻約為15k。的電壓表
D.量程為。?600mA、內(nèi)阻約為2。的電流表
E.量程為0?100mA、內(nèi)阻約為150。的電流表
F.阻值為0?10Q、額定電流為1.0A的滑動變阻器
則本實驗中,電流表應(yīng)選用(填代號);電流表須采用接法(填"外''或"內(nèi)”),
測量值___________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】D外偏小
【解析】
因電源電動勢為6V,電壓表只提供了量程為3V的,則待測電阻的最大電流為
/1mx=~=3A=0.6A
(5
故電流表選擇D即可;
因
々25<RARV=2X5000=10000
則待測電阻為小電阻,采用電流表的外接法可以減小系統(tǒng)誤差;
采用電流表外接法時,電壓表分流導(dǎo)致電流的測量值偏大,則待測電阻的測量值偏小。
5.某同學(xué)在“測量金屬絲電阻率”的實驗中,從實驗室找到的器材如下:
待測金屬絲(阻值約為幾歐);
電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3KQ);
電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2。)
干電池兩節(jié);
滑動變阻器R(最大阻值約20Q);
螺旋測微器;
毫米刻度尺;
開關(guān)、導(dǎo)線若干。
圖甲圖乙
⑴用刻度尺測得金屬絲長為/,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,如圖甲所示,其直徑為
d=mm。
(2)本實驗滑動變阻器采用限流式接法,為了盡量減小實驗誤差,根據(jù)所給實驗器材用筆畫線代替導(dǎo)
線在圖乙中把實物連線圖補充完整_________。
⑶若某次實驗中電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為/,則金屬絲的電阻率P=(用
【解析】
⑴由圖示螺旋測微器可知,其讀數(shù)為
d=0.5mm+14.5x0.01mm=0.645mm
(2)待測金屬絲電阻為幾歐,而電壓表內(nèi)阻為3KC,電流表內(nèi)阻為0.2C,可知電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于
待測金屬絲電阻,則電流表應(yīng)采用外接法,實物連線圖如下圖所示
⑶設(shè)金屬絲的電阻為",由歐姆定律得
氏4
乂由電阻定律得
&=p-
xS
兀r
4
聯(lián)立上式,解得
7Ld2U
p=--------
4〃
6.在做《測定金屬的電阻率》的實驗中,若待測電阻絲的電阻約為5Q,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,
備有以下器材:
A.電池組(3V、內(nèi)阻1Q)
B.電流表(0-0.6A,內(nèi)阻約0.125C)
C.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約4kC)
D.滑動變阻器(0-20C,允許最大電流1A)
E.開關(guān)、導(dǎo)線
R\
(1)某同學(xué)采用了如圖所示的部分電路測量電阻,則測量值比真實值偏(選填“大”或“小”)。
根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線如圖所示,圖中段向上彎曲的主要原因是下面的
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