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文檔簡介
第1頁(共1頁)2025年高考物理復習之小題狂練600題(實驗題):測量電壓表或電流的內阻(10題)一.實驗題(共10小題)1.(2024?石家莊模擬)為了精確測量電流表G1的內阻,實驗室提供器材如下:A.待測電流表G1(0~200μA,內阻約2kΩ)B.電流表G2(0~1mA,內阻約1kΩ)C.定值電阻R1(阻值為500Ω)D.定值電阻R2(阻值為50Ω)E.滑動變阻器R3(0~20Ω)F.干電池E(電動勢為1.5V,內阻不計)G.開關S及導線若干(1)實驗要求多測幾組數(shù)據(jù),并方便操作,定值電阻應選。(填寫器材前面的序號)(2)選擇恰當?shù)钠鞑暮?,用筆畫線將甲圖中的實物電路補畫完整。(3)調節(jié)滑動變阻器R3滑片至合適位置,電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2,待測電流表G1內阻表達式為。(用題中已知物理量的符號表示)(4)測得電流表G1內阻為1800Ω。該同學利用電流表G1、光敏電阻R和電源E′(電動勢4.5V,內阻不計)、定值電阻R0(阻值為20kΩ)等器材為教室設計了一個簡易照度計,其電路如圖乙所示,光敏電阻R的阻值隨照度的變化關系如圖丙所示,圖丙中照度“適中”對應圖乙中電流表G1的示數(shù)范圍為μA。(結果保留三位有效數(shù)字)2.(2024?江蘇模擬)某同學用如下器材來測量電壓表的內阻。A.待測電壓表(量程0~3V,內阻為幾千歐)B.電池組(電動勢約3V,內阻可忽略)C.電阻箱R(0~9999.9Ω)D.開關和導線若干(1)圖甲所示為該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路,請指出該同學在器材操作上存在的兩個不妥之處,。(2)某次測量中電壓表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為V。(3)該同學進行后續(xù)測量,改變電阻箱的阻值R,測得多組電壓表的示數(shù)U,請根據(jù)表中所示數(shù)據(jù)在圖丙中作出1UR/kΩ0.61.52.03.04.5.01U0.400.500.560.670.780.88根據(jù)1U-R圖線,可求得電源的電動勢E=V,電壓表內阻RV=k(4)若實驗中電池組內阻不可忽略,則以上電壓表內阻RV的測量值(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。3.(2024?龍鳳區(qū)校級模擬)某物理實驗小組探究測量量程為3.0V的電壓表內阻(內阻約為幾千歐),設計了如圖甲所示的電路,可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值9999.9Ω),滑動變阻器R1(最大阻值2kΩ),滑動變阻器R2(最大阻值15Ω),直流電源E(電動勢6V),開關2只,導線若干。實驗步驟如下:a.按圖甲的電路圖連接好圖乙的實物圖線路;b.閉合開關S1、S2,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表滿偏;c.保持滑動變阻器滑片位置不變,斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使電壓表示數(shù)為2.0V,記下電阻箱的阻值。(1)根據(jù)圖甲電路,用筆畫線代替導線,完成圖乙中實物圖余下導線的連接;(2)實驗中滑動變阻器應選擇(選填“R1”或“R2”);(3)在步驟b中,閉合開關S1、S2前,圖甲中滑動變阻器的滑片應該移到最(選填“左”或“右”)端;(4)在步驟c中,記錄的電阻箱阻值為1500Ω,則該電壓表的內阻為Ω(結果保留到個位);(5)在步驟c實驗操作過程中,實際上斷開S2后滑動變阻器上的分壓會發(fā)生微小變化,如果要考慮其變化的影響,本實驗測量的電壓表內阻與其真實值相比,測量值(選填“偏小”、“不變”或“偏大”)。4.(2024?東西湖區(qū)校級模擬)某同學通過兩種方法測量量程為3V的電壓表的內阻。(1)先用多用電表的歐姆擋“×100”擋直接測量電壓表的內阻,電壓表、多用電表的示數(shù)分別如圖甲、乙所示,則電壓表的示數(shù)為V,多用電表的示數(shù)為Ω。(2)再進一步精確測量電壓表的內阻的電路圖如圖丙所示,圖中電阻箱R的最大電阻為9999Ω,定值電阻r的阻值為500Ω,電源E的內阻不計。連接好電路后調節(jié)電阻箱R的阻值,使得電壓表的指針滿偏,記下此時電阻箱R的阻值R1=900Ω;然后調節(jié)電阻箱R的阻值,使得電壓表的指針半偏,記下此時電阻箱R的阻值R2=4600Ω,則電壓表的內阻RV=Ω。5.(2024?四川一模)實驗室有只電壓表V,已知該電壓表的滿偏電壓Ug=15V,內阻約為15kΩ,為了測出電壓表內阻,有學生設計了如圖甲所示的電路,除電壓表外,提供的器材有:①滑動變阻器R1(0~20000Ω,0.1A),滑動變阻器R2(0~20Ω,2A)②電阻箱R3(0~999.9Ω),電阻箱R4(0~99999.9Ω)③電池組(電動勢18V,內阻忽略不計)④開關、導線若干(1)為測出電壓表內阻,滑動變阻器RL應選擇,電阻箱R應選擇。(2)將圖甲中的電阻箱R調至0,RL滑片移到最左端,閉合S,向右移動滑片,使電壓表指針達到滿偏;保持滑片位置不動,調節(jié)電阻箱R,電壓表指針指在9.0V,此時電阻箱讀數(shù)為10.2kΩ,則RV為kΩ。(3)用圖甲測量內阻時,考慮到系統(tǒng)誤差,內阻RV測量值(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。(4)若準確測得電壓表內阻為15.0kΩ后,該學生用所給電池組、電阻箱和電壓表連接了圖乙所示的電路,在電壓表兩端接上兩個表筆,設計出一個簡易的歐姆表,并將表盤的電壓刻度轉換為電阻刻度:①將兩表筆短接,閉合開關S,電壓表指針指在“0V”處,此處刻度應標阻值“0Ω”②將兩表筆斷開,調節(jié)電阻箱,使電壓表指針指在“15V”處,此處刻度應標阻值為“∞”③再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不同已知阻值的電阻,找出對應的電壓刻度④“9V”刻度處對應的電阻值為kΩ。6.(2024?碑林區(qū)校級模擬)實際電流表有內阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)?,F(xiàn)需要測量實際電流表G1內阻r1時,可供選擇的儀器如下:①待測電流表G1(0~5mA,內阻約300Ω)②電流表G2(0~10mA,內阻約100Ω)③電壓表V(0~5V,內阻約15kΩ)④定值電阻R1(300Ω)⑤定值電阻R2(10Ω)⑥滑動變阻器R3(0~10000Ω)⑦滑動變阻器R4(0~20Ω)⑧干電池(5V)⑨電鍵S及導線若干。(1)請你在所給儀器中選擇合適的儀器,設計出合理的、便于操作的實驗電路。將設計好的電路圖畫在右側方框中,并標明所選儀器符號。(2)定值電阻應選,滑動變阻器應選。(在空格內填寫序號)(3)寫出待測電流表內阻的表達式;并標明各符號物理量的意義。7.(2024?沙坪壩區(qū)校級模擬)某興趣小組為測量電壓表V1的內阻(量程0﹣3V、內阻約為5kΩ),設計了圖甲所示電路,所用器材:A.電壓表V2(量程0~15V,內阻r2=15kΩ)B.電阻箱R0(0~9999Ω)C.滑動變阻器R(0﹣50Ω)D.直流電源(電動勢為18V,內阻不計),開關S,導線若干。請完成下列填空:(1)實驗原理圖如圖甲所示,用筆畫線代替導線,將圖乙的實物電路補充完整;(2)將滑動變阻器的滑片P調到最端(填“左”或“右”),閉合開關,再調節(jié)滑片P的位置讓兩個電壓表有合適的示數(shù)。若電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,電阻箱的電阻為R0,則電壓表V1的內阻r1可表示為(用“U1、”U2”、“R0”、“r2”表示)。該測量方法(填“有”或“沒有”)系統(tǒng)誤差。8.(2024?大通縣四模)實驗小組找到一刻度清晰的微安表G,其滿偏電壓不到0.5V,該小組同學決定測量該微安表的內阻,可供選擇器材如下:A.微安表G(滿偏電流為150μA,內阻未知);B.滑動變阻器R1(0~5Ω,允許通過的最大電流為2A);C.滑動變阻器R2(0~10Ω,允許通過的最大電流為1A);D.電源E(電動勢約為6V);E.電阻箱R(最大阻值為9999Ω);F.開關兩個,導線若干。(1)按圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導線將圖乙中的實物連線。(2)滑動變阻器應選擇(填“B”或“C”)。(3)實驗過程:將滑動變阻器的滑片移至(填“左”或“右”)端,合上開關S1、S2,緩慢移動滑動變阻器的滑片,使微安表指針滿偏;保持滑片位置不變,僅斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使微安表指針半偏,此時電阻箱的四個旋鈕如圖丙所示,則微安表的內阻為Ω。(4)若將該微安表改裝為量程為0.6A的電流表,需(填“串”或“并”)聯(lián)一個Ω(保留兩位小數(shù))的定值電阻。9.(2024?新課標)學生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內阻RV。可選用的器材有:多用電表,電源E(電動勢5V),電壓表V1(量程5V,內阻約3kΩ),定值電阻R0(阻值為800Ω),滑動變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ),開關S,導線若干。完成下列填空:(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內阻。首先應(把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列);A.將紅、黑表筆短接B.調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的(填“正極、負極”或“負極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差,應將選擇開關旋轉到歐姆擋(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新調節(jié)后,測量得到指針位置如圖(a)中實線Ⅱ所示,則粗測得到的該電壓表內阻為kΩ(結果保留1位小數(shù));(2)為了提高測量精度,他們設計了如圖(b)所示的電路,其中滑動變阻器應選(填“R1”或“R2”),閉合開關S前,滑動變阻器的滑片應置于(填“a”或“b”)端;(3)閉合開關S,滑動變阻器滑片滑到某一位置時,電壓表V1、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U,則待測電壓表內阻RV=(用U1、U和R0表示);(4)測量得到U1=4.20V,U=2.78V,則待測電壓表內阻RV=kΩ(結果保留3位有效數(shù)字)。10.(2024?北辰區(qū)三模)(1)某實驗小組用如圖甲所示裝置探究向心力大小與線速度大小和運動半徑的關系。光滑的水平直桿固定在豎直轉軸上,水平直桿的左側固定寬度為d的遮光條,遮光條到豎直轉軸的距離為2r,水平直桿的右側套上質量為m的滑塊,用細線將滑塊與固定在豎直轉軸上的力傳感器連接,物塊到轉軸的距離為r,細線處于水平伸直狀態(tài),細線拉力的大小可以通過力傳感器測得。安裝在鐵架臺上的光電門可測遮光條通過光電門的時間。①用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示,則d=cm;②當滑塊隨水平直桿一起勻速轉動時,光電門顯示遮光條通過光電門的時間為Δt,則此時滑塊線速度大小v=(用字母d,Δt表示);若保持滑塊到豎直轉軸的距離不變,讓轉軸以不同的角速度勻速轉動,測得多組力傳感器的示數(shù)F和對應的擋光時間Δt。為了畫出的圖像是一條直線,應做力F與(選填“Δt2”或“1Δ(2)某興趣小組根據(jù)以下器材想要精確測量電壓表V1的內阻,該電壓表量程為3V,內阻大約為2kΩ,除此以外提供的器材有:A.電源E(電動勢9V,內阻忽略不計)B.電壓表V2,(量程15V,內阻約為5kΩ)C.滑動變阻器R1(阻值范圍為0~10Ω)D.定值電阻R2=5kΩE.定值電阻R3=500ΩF.開關一個,導線若干①實驗過程中為了減小實驗誤差,需多次測量且要求電表示數(shù)至少要達到量程的13,則定值電阻應該選②請在答題卡的虛線框內畫出實驗電路圖;③將電壓表V1的示數(shù)記為U1,將另一個電壓表的示數(shù)記為U2,將所選定值電阻的阻值記為R,在獲得多組U1、U2的值后建立坐標系,繪制U1﹣U2,圖像擬合得到線性圖像的斜率為k,則電壓表V1的內阻為(用k和R表示)。
2025年高考物理復習之小題狂練600題(實驗題):測量電壓表或電流的內阻(10題)參考答案與試題解析一.實驗題(共10小題)1.(2024?石家莊模擬)為了精確測量電流表G1的內阻,實驗室提供器材如下:A.待測電流表G1(0~200μA,內阻約2kΩ)B.電流表G2(0~1mA,內阻約1kΩ)C.定值電阻R1(阻值為500Ω)D.定值電阻R2(阻值為50Ω)E.滑動變阻器R3(0~20Ω)F.干電池E(電動勢為1.5V,內阻不計)G.開關S及導線若干(1)實驗要求多測幾組數(shù)據(jù),并方便操作,定值電阻應選C。(填寫器材前面的序號)(2)選擇恰當?shù)钠鞑暮螅霉P畫線將甲圖中的實物電路補畫完整。(3)調節(jié)滑動變阻器R3滑片至合適位置,電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2,待測電流表G1內阻表達式為Rg1=(4)測得電流表G1內阻為1800Ω。該同學利用電流表G1、光敏電阻R和電源E′(電動勢4.5V,內阻不計)、定值電阻R0(阻值為20kΩ)等器材為教室設計了一個簡易照度計,其電路如圖乙所示,光敏電阻R的阻值隨照度的變化關系如圖丙所示,圖丙中照度“適中”對應圖乙中電流表G1的示數(shù)范圍為122~162μA。(結果保留三位有效數(shù)字)【考點】測定電壓表或電流表的內阻;研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)C;(2)見解析;(3)Rg1=(I2-I【分析】(1)待測電流表的內阻約2kΩ,為了使電流表G2的示數(shù)變化明顯,定值電阻選擇阻值較大的電阻;(2)由于滑動變阻器的阻值較小,為了使電流表示數(shù)變化明顯,因此滑動變阻器采用分壓式接法;定值電阻與電流表G1并聯(lián),電流表G2接在干路上,測總電流;(3)根據(jù)并聯(lián)電路的特點和歐姆定律求解電流表G1的內阻;(4)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,結合圖丙求解作答。【解答】解:(1)待測電流表的內阻約2kΩ,為了使電流表G2的示數(shù)變化明顯,定值電阻選擇阻值較大的電阻R1,即選擇C;(2)由于滑動變阻器的阻值較小,為了使電流表示數(shù)變化明顯,因此滑動變阻器采用分壓式接法;定值電阻與電流表G1并聯(lián),電流表G2接在干路上,測總電流;實物連接圖如圖所示:(3)根據(jù)并聯(lián)電路的特點,通過定值電阻的電流IR=I2﹣I1根據(jù)歐姆定律,電流表G1的內阻R(4)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,通過電流表G1的電流I=根據(jù)圖丙,照度適中時光敏電阻的范圍為6~15kΩ;當R=6kΩ,代入數(shù)據(jù)解得電流表G1的示數(shù)I1≈162μA當R=15kΩ,代入數(shù)據(jù)解得電流表G1的示數(shù)I2≈122μA因此電流表G1的示數(shù)范圍為122μA~162μA。故答案為:(1)C;(2)見解析;(3)Rg1=(I2-I【點評】本題考查了電流表內阻的測量,明確實驗原理、掌握并聯(lián)電路的特點和歐姆定律是解題的關鍵。2.(2024?江蘇模擬)某同學用如下器材來測量電壓表的內阻。A.待測電壓表(量程0~3V,內阻為幾千歐)B.電池組(電動勢約3V,內阻可忽略)C.電阻箱R(0~9999.9Ω)D.開關和導線若干(1)圖甲所示為該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路,請指出該同學在器材操作上存在的兩個不妥之處開關未斷開,電阻箱阻值未調至最大。(2)某次測量中電壓表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為1.60V。(3)該同學進行后續(xù)測量,改變電阻箱的阻值R,測得多組電壓表的示數(shù)U,請根據(jù)表中所示數(shù)據(jù)在圖丙中作出1UR/kΩ0.61.52.03.04.5.01U0.400.500.560.670.780.88根據(jù)1U-R圖線,可求得電源的電動勢E=2.9V,電壓表內阻RV=3.2k(4)若實驗中電池組內阻不可忽略,則以上電壓表內阻RV的測量值偏大(選填“偏大”“偏小”或“不變”)?!究键c】測定電壓表或電流表的內阻.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)開關未斷開;電阻箱阻值未調至最大;(2)1.60;(3)見解析;2.9;3.2;(4)偏大?!痉治觥浚?)在連接電路時開關要處于斷開狀態(tài),電阻箱的阻值要調至最大;(2)先確定電壓表的量程與分度值,再進行讀數(shù);(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作圖;根據(jù)閉合電路歐姆定律求解1U(4)在考慮電池組內阻的情況下,根據(jù)閉合電路歐姆定律求解1U-R圖像的表達式,與(【解答】解:(1)在連接電路時開關應斷開,電阻箱的阻值應調至最大,因此圖中不妥之處為開關未斷開、電阻箱阻值未調至最大;(2)電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,則電壓表讀數(shù)為1.60V。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點,所作1U根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+變形得11U-R圖像的縱軸截距b=0.34V圖像的斜率k=結合函數(shù)縱截距的含義,圖像縱截距b=代入數(shù)據(jù)解得電動勢E=2.9V圖像斜率k=代入數(shù)據(jù)解得電壓表內阻RV=3.2kΩ(4)若考慮電池組的內阻,根據(jù)閉合電路歐姆定律E變形得1可見不計電源內阻時測量的電動勢E<E真,測量的電壓表內阻RV>RV真,所以若實驗中電池組內阻不可忽略,則以上電壓表內阻RV的測量值偏大。故答案為:(1)開關未斷開;電阻箱阻值未調至最大;(2)1.60;(3)見解析;2.9;3.2;(4)偏大?!军c評】本題考查了測量電壓表的內阻和電源電動勢的實驗,實驗的原理是閉合電路歐姆定律,掌握利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的方法。3.(2024?龍鳳區(qū)校級模擬)某物理實驗小組探究測量量程為3.0V的電壓表內阻(內阻約為幾千歐),設計了如圖甲所示的電路,可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值9999.9Ω),滑動變阻器R1(最大阻值2kΩ),滑動變阻器R2(最大阻值15Ω),直流電源E(電動勢6V),開關2只,導線若干。實驗步驟如下:a.按圖甲的電路圖連接好圖乙的實物圖線路;b.閉合開關S1、S2,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表滿偏;c.保持滑動變阻器滑片位置不變,斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使電壓表示數(shù)為2.0V,記下電阻箱的阻值。(1)根據(jù)圖甲電路,用筆畫線代替導線,完成圖乙中實物圖余下導線的連接;(2)實驗中滑動變阻器應選擇R2(選填“R1”或“R2”);(3)在步驟b中,閉合開關S1、S2前,圖甲中滑動變阻器的滑片應該移到最左端(選填“左”或“右”)端;(4)在步驟c中,記錄的電阻箱阻值為1500Ω,則該電壓表的內阻為3000Ω(結果保留到個位);(5)在步驟c實驗操作過程中,實際上斷開S2后滑動變阻器上的分壓會發(fā)生微小變化,如果要考慮其變化的影響,本實驗測量的電壓表內阻與其真實值相比,測量值偏大(選填“偏小”、“不變”或“偏大”)?!究键c】測定電壓表或電流表的內阻.【專題】實驗題;實驗探究題;定性思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)如圖所示;(2)R2;(3)左;(4)3000;(5)偏大。【分析】(1)根據(jù)電路圖連接實物圖;(2)根據(jù)方便調節(jié)選擇滑動變阻器;(3)根據(jù)保護電路確定滑片位置,讓測量電路中電流從零開始調節(jié);(4)根據(jù)串聯(lián)分壓特點計算電壓表內阻;(5)根據(jù)電路電阻的變化分析誤差?!窘獯稹拷猓海?)實物連接如圖;(2)實驗中滑動變阻器采用分壓電路,則應選擇阻值較小的R2;(3)滑動變阻器采用了分壓接法,所以在步驟b中,為了讓測量部分電壓從零開始調節(jié),閉合開關S1、S2前,圖甲中滑動變阻器的滑片應該移到最左端;(4)在步驟c中,保持滑動變阻器滑片位置不變,斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使電壓表示數(shù)為2.0V,此時電阻箱分壓1V,則電壓表內阻等于電阻箱阻值的2倍,電阻箱阻值為1500Ω,則該電壓表的內阻為3000Ω。(5)在步驟c實驗操作過程中,實際上斷開S2后與滑動變阻器并聯(lián)的電阻值變大,則滑動變阻器上的分壓會變大,則電阻箱的分壓大于1V,則電壓表內阻小于電阻箱阻值的2倍,則本實驗測量的電壓表內阻與其真實值相比,測量值偏大。故答案為:(1)如圖所示;(2)R2;(3)左;(4)3000;(5)偏大?!军c評】本題考查測量電壓表內阻,要求掌握實驗原理、實驗電路、數(shù)據(jù)處理和誤差分析,會根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律分析問題。4.(2024?東西湖區(qū)校級模擬)某同學通過兩種方法測量量程為3V的電壓表的內阻。(1)先用多用電表的歐姆擋“×100”擋直接測量電壓表的內阻,電壓表、多用電表的示數(shù)分別如圖甲、乙所示,則電壓表的示數(shù)為2.00V,多用電表的示數(shù)為2200Ω。(2)再進一步精確測量電壓表的內阻的電路圖如圖丙所示,圖中電阻箱R的最大電阻為9999Ω,定值電阻r的阻值為500Ω,電源E的內阻不計。連接好電路后調節(jié)電阻箱R的阻值,使得電壓表的指針滿偏,記下此時電阻箱R的阻值R1=900Ω;然后調節(jié)電阻箱R的阻值,使得電壓表的指針半偏,記下此時電阻箱R的阻值R2=4600Ω,則電壓表的內阻RV=2300Ω。【考點】測定電壓表或電流表的內阻.【專題】定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)2.00;2200;(2)2300。【分析】(1)根據(jù)電壓表和多用電表的讀數(shù)規(guī)則分析。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律分析列式。【解答】解:(1)電壓表的最小分度為0.1V,應估讀到0.01V,故電壓表的示數(shù)為2.00V;根據(jù)多用電表的讀數(shù)規(guī)則可知,電壓表的內阻為22×100Ω=2200Ω。(2)設電壓表滿偏時電流為I,則電壓表半偏時電流為I2I(R解得:RV=2300Ω。故答案為:(1)2.00;2200;(2)2300?!军c評】本題考查閉合電路歐姆定律,涉及到電壓表和多用電表的讀數(shù)問題,目的是考查學生的實驗能力,靈活運用歐姆定律解題是關鍵。5.(2024?四川一模)實驗室有只電壓表V,已知該電壓表的滿偏電壓Ug=15V,內阻約為15kΩ,為了測出電壓表內阻,有學生設計了如圖甲所示的電路,除電壓表外,提供的器材有:①滑動變阻器R1(0~20000Ω,0.1A),滑動變阻器R2(0~20Ω,2A)②電阻箱R3(0~999.9Ω),電阻箱R4(0~99999.9Ω)③電池組(電動勢18V,內阻忽略不計)④開關、導線若干(1)為測出電壓表內阻,滑動變阻器RL應選擇R2,電阻箱R應選擇R4。(2)將圖甲中的電阻箱R調至0,RL滑片移到最左端,閉合S,向右移動滑片,使電壓表指針達到滿偏;保持滑片位置不動,調節(jié)電阻箱R,電壓表指針指在9.0V,此時電阻箱讀數(shù)為10.2kΩ,則RV為15.3kΩ。(3)用圖甲測量內阻時,考慮到系統(tǒng)誤差,內阻RV測量值大于(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。(4)若準確測得電壓表內阻為15.0kΩ后,該學生用所給電池組、電阻箱和電壓表連接了圖乙所示的電路,在電壓表兩端接上兩個表筆,設計出一個簡易的歐姆表,并將表盤的電壓刻度轉換為電阻刻度:①將兩表筆短接,閉合開關S,電壓表指針指在“0V”處,此處刻度應標阻值“0Ω”②將兩表筆斷開,調節(jié)電阻箱,使電壓表指針指在“15V”處,此處刻度應標阻值為“∞”③再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不同已知阻值的電阻,找出對應的電壓刻度④“9V”刻度處對應的電阻值為3.75kΩ?!究键c】測定電壓表或電流表的內阻.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)R2;R4;(2)15.3;(3)大于;(4)3.75。【分析】(1)滑動變阻器采用分壓式接法,從保證電路安全和方便調節(jié)的角度選擇滑動變阻器;為了使電壓表示數(shù)變化明顯,應該選擇與電壓表內阻相當?shù)碾娮柘?;?)根據(jù)串聯(lián)電路的特點結合歐姆定律求電壓表的內阻;(3)甲圖中,增大電阻箱電阻,電壓表支路的總電阻增大,電壓表支路分得的總電壓增大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點結合歐姆定律分析作答;(4)根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點結合歐姆定律求解作答?!窘獯稹拷猓海?)滑動變阻器采用分壓式接法,為了保證電路安全和方便調節(jié),滑動變阻器選擇R2;為了使電壓表示數(shù)變化明顯,電阻箱選擇R4;(2)調節(jié)滑動變阻器滑動片使電壓表指針達到滿偏時保持滑片位置不動,認為電壓表支路的總電壓保持Ug=15V不變;當電壓表示數(shù)U1=9V時,電阻箱兩端電壓U2=Ug﹣U1=15V﹣9V=6V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U代入數(shù)據(jù)解得RV=15.3kΩ(3)調節(jié)滑動變阻器滑動片使電壓表指針達到滿偏時保持滑片位置不動,再調節(jié)電阻箱時電壓表示數(shù)為9V時,電壓表支路的電阻增大,由于電源內阻不計,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點,電壓表支路分得的總電壓變大,當電壓表示數(shù)為9V時,電阻箱兩端的真實電壓大于6V;根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U變形得R因此內阻RV測量值大于真實值;(4)將兩表筆斷開,調節(jié)電阻箱,使電壓表指針指在“15V”處時U1=15V,由于不計電源內阻,因此電阻箱兩端的電壓為U2=E﹣U1=18V﹣15V=3V;根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U代入數(shù)據(jù)解得R=3.0kΩ在兩表筆間接待測電阻Rx時,電壓表的示數(shù)為9V,則電阻箱兩端的電壓為9V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U根據(jù)并聯(lián)電路的特點R代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得Rx=3.75kΩ。故答案為:(1)R2;R4;(2)15.3;(3)大于;(4)3.75。【點評】本題主要考查了電壓表內阻的測量;根據(jù)是要明確實驗原理,掌握串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點和歐姆定律。6.(2024?碑林區(qū)校級模擬)實際電流表有內阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。現(xiàn)需要測量實際電流表G1內阻r1時,可供選擇的儀器如下:①待測電流表G1(0~5mA,內阻約300Ω)②電流表G2(0~10mA,內阻約100Ω)③電壓表V(0~5V,內阻約15kΩ)④定值電阻R1(300Ω)⑤定值電阻R2(10Ω)⑥滑動變阻器R3(0~10000Ω)⑦滑動變阻器R4(0~20Ω)⑧干電池(5V)⑨電鍵S及導線若干。(1)請你在所給儀器中選擇合適的儀器,設計出合理的、便于操作的實驗電路。將設計好的電路圖畫在右側方框中,并標明所選儀器符號。(2)定值電阻應選④,滑動變阻器應選⑦。(在空格內填寫序號)(3)寫出待測電流表內阻的表達式I2-I1I1R1;并標明各符號物理量的意義I1、I2分別為為【考點】測定電壓表或電流表的內阻.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;推理能力.【答案】(1)如圖所示;(2)④、⑦;(3)I2-I1I1R1;I1、I2分別為【分析】(1)根據(jù)實驗原理分析出正確的電路圖;(2)根據(jù)實驗器材的物理量范圍選擇合適的電學儀器進行實驗;(3)根據(jù)電路構造的分析,結合閉合電路歐姆定律得出電流表內阻的表達式?!窘獯稹拷猓海?)為了讓電表的示數(shù)能從零開始,則滑動變阻器要用分壓式接法接入電路中,將待測的電流表與定值電阻并聯(lián),同時用電流表G2測量流過待測電流表和定值電阻的總電流,由此設計出的電路圖如圖所示:(2)為了保護電路安全,定值電阻應選R1,即④,分壓式接法要選擇電阻較小的滑動變阻器,即選擇⑦。(3)根據(jù)電路中的電流和歐姆定律可得:RG1=I1、I2分別為為電流表G1、G2的讀數(shù)。故答案為:(1)如圖所示;(2)④、⑦;(3)I2-I1I1R1;I1、I2分別為【點評】本題主要考查了電流表內阻的測量實驗,根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作,結合歐姆定律和電路構造的分析即可完成解答。7.(2024?沙坪壩區(qū)校級模擬)某興趣小組為測量電壓表V1的內阻(量程0﹣3V、內阻約為5kΩ),設計了圖甲所示電路,所用器材:A.電壓表V2(量程0~15V,內阻r2=15kΩ)B.電阻箱R0(0~9999Ω)C.滑動變阻器R(0﹣50Ω)D.直流電源(電動勢為18V,內阻不計),開關S,導線若干。請完成下列填空:(1)實驗原理圖如圖甲所示,用筆畫線代替導線,將圖乙的實物電路補充完整;(2)將滑動變阻器的滑片P調到最左端(填“左”或“右”),閉合開關,再調節(jié)滑片P的位置讓兩個電壓表有合適的示數(shù)。若電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,電阻箱的電阻為R0,則電壓表V1的內阻r1可表示為U1r2R0U2R0-U1r2(用“U1【考點】測定電壓表或電流表的內阻;伏安法測電阻.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;推理能力.【答案】(1)補充的實驗電路圖如上所示;(2)U1【分析】(1)根據(jù)實驗電路原理圖完成補充實物連線;(2)根據(jù)串并聯(lián)電路知識列式推導相關表達式,分析是否消除系統(tǒng)誤差?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)題意,結合電路原理圖,實物連線補充完整如下(2)閉合開關前,將滑動變阻器的滑片P調到最左端,再調節(jié)滑片P的位置。根據(jù)串并聯(lián)電路的知識有U2r2=U故答案為:(1)補充的實驗電路圖如上所示;(2)U1【點評】考查串并聯(lián)電路的相關知識和實物連線的問題,會根據(jù)題意進行準確分析和解答。8.(2024?大通縣四模)實驗小組找到一刻度清晰的微安表G,其滿偏電壓不到0.5V,該小組同學決定測量該微安表的內阻,可供選擇器材如下:A.微安表G(滿偏電流為150μA,內阻未知);B.滑動變阻器R1(0~5Ω,允許通過的最大電流為2A);C.滑動變阻器R2(0~10Ω,允許通過的最大電流為1A);D.電源E(電動勢約為6V);E.電阻箱R(最大阻值為9999Ω);F.開關兩個,導線若干。(1)按圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導線將圖乙中的實物連線。(2)滑動變阻器應選擇B(填“B”或“C”)。(3)實驗過程:將滑動變阻器的滑片移至左(填“左”或“右”)端,合上開關S1、S2,緩慢移動滑動變阻器的滑片,使微安表指針滿偏;保持滑片位置不變,僅斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使微安表指針半偏,此時電阻箱的四個旋鈕如圖丙所示,則微安表的內阻為2400Ω。(4)若將該微安表改裝為量程為0.6A的電流表,需并(填“串”或“并”)聯(lián)一個0.60Ω(保留兩位小數(shù))的定值電阻?!究键c】測定電壓表或電流表的內阻;伏安法測電阻.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)見解析;(2)B;(3)左、2400;(4)并、0.60?!痉治觥浚?)按電路圖連接實物圖,注意電流從正接線流入,負接線柱流出將電流表接入電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片要處在使電路阻值為零,來保護電路(2)為了使斷開前后電表兩端的電壓幾乎不變,滑動變阻器選擇最大阻值較小的B;(3)根據(jù)半偏法的原理求電表的內阻;(4)由電流表的改裝原理求分流電阻的值?!窘獯稹拷猓海?)如圖,按電路圖補充好實物如下所示,(2)為使開關S2斷開前后與滑動變阻器并聯(lián)部分電壓幾乎不變,滑動變阻器應選擇:B。(3)實驗過程:將滑動變阻器的滑片移至左端,合上開關S1、S2,緩慢移動滑動變阻器的滑片,使微安表指針滿偏;保持滑片位置不變,僅斷開開關S2,調節(jié)電阻箱使微安表指針半偏,此時電阻箱的四個旋鈕如圖丙所示,則微安表的內阻為:Rg=2×1000Ω+4×100Ω+10×0Ω+1×0Ω=2400Ω;(4)若將該微安表改裝為量程為0.6A的電流表,需并聯(lián)一個定值電阻,根據(jù):0.6A=而表頭的滿偏電流:Ig=150μA聯(lián)立解得:R=0.60Ω故答案為:(1)見解析;(2)B;(3)左、2400;(4)并、0.60?!军c評】本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調節(jié)、實驗方案的改進等問題,實驗中應用了半偏法近似測電表電阻的實驗,解題時注意該方法的應用。第(3)小題是本題的難點,知道實驗過程中應控制定值電阻兩端的電壓不變,分析清楚電路結構、認真分析實驗數(shù)據(jù)是正確解題的基礎與關鍵。9.(2024?新課標)學生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內阻RV??蛇x用的器材有:多用電表,電源E(電動勢5V),電壓表V1(量程5V,內阻約3kΩ),定值電阻R0(阻值為800Ω),滑動變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ),開關S,導線若干。完成下列填空:(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內阻。首先應CAB(把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列);A.將紅、黑表筆短接B.調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的負極、正極(填“正極、負極”或“負極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差,應將選擇開關旋轉到歐姆擋×100(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新調節(jié)后,測量得到指針位置如圖(a)中實線Ⅱ所示,則粗測得到的該電壓表內阻為1.6kΩ(結果保留1位小數(shù));(2)為了提高測量精度,他們設計了如圖(b)所示的電路,其中滑動變阻器應選R1(填“R1”或“R2”),閉合開關S前,滑動變阻器的滑片應置于a(填“a”或“b”)端;(3)閉合開關S,滑動變阻器滑片滑到某一位置時,電壓表V1、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U,則待測電壓表內阻RV=UR0U1-U(用U1、(4)測量得到U1=4.20V,U=2.78V,則待測電壓表內阻RV=1.57kΩ(結果保留3位有效數(shù)字)。【考點】測定電壓表或電流表的內阻;練習使用多用電表(實驗).【專題】實驗題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)CAB;負極、正極;×100;1.6;(2)R1;a;(3)UR0U1【分析】(1)根據(jù)歐姆表的使用方法解答。歐姆表的紅表筆連接是內部電源的負極、黑表筆連接是內部電源的正極。如圖(a)中虛線Ⅰ所示指針偏角太小,說明所測電阻阻值較大,為了減少測量誤差,應使指針指在中央?yún)^(qū)域,故應增大倍率。由虛線Ⅰ所示的位置估測出測量值大約值,再選擇合適的擋位。根據(jù)刻度值乘以倍率得到歐姆表的測量值。(2)圖(b)所示的電路中滑動變阻器采用了分壓式接法,故滑動變阻器應選最大阻值較小。為保護電路的角度判斷滑動變阻器的滑片應置于哪一端。(3)根據(jù)串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律求解待測電壓表內阻。(4)根據(jù)已知數(shù)據(jù),代入計算即可?!窘獯稹拷猓海?)利用多用電表粗測待測電壓表的內阻,首先應選擇某一倍率,之后再進行歐姆調零,其操作方法是將紅、黑表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指向零歐姆刻度處。之后進行測量。故正確操作順序為;CAB。歐姆表的紅表筆連接是內部電源的負極、黑表筆連接是內部電源的正極,故紅、黑筆分別與待測電壓表的負極、正極相連。歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示,可知指針偏角太小,誤差較大。由虛線Ⅰ所示的位置(此時倍率是×10)可知測量值大約為1kΩ~2kΩ之間,故將選擇開關旋轉到歐姆擋×100位置,可使指針指在中間刻度附近,測量誤差較小。重新調節(jié)后,測量得到指針位置如圖(a)中實線Ⅱ所示,讀出刻度值為16,則粗測得到的該電壓表內阻為16×100Ω=1600Ω=1.6kΩ。(2)圖(b)所示的電路中滑動變阻器采用了分壓式接法,故滑動變阻器應選最大阻值較小的R1;為保護電路閉合開關S前,滑動變阻器的滑片應置于a端,這樣閉合開關時被測電路處于短路狀態(tài),起到保護作用。(3)電壓表V1、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得流過待測電壓表的電流為:I=則待測電壓表內阻RV=(4)測量得到U1=4.20V,U=2.78V,已知R0=800Ω,則:Rv=UR0U1故答案為:(1)CAB;負極、正極;×100;1.6;(2)R1;a;(3)UR0U1【點評】本題考查了歐姆表的使用方法和測量電壓表內阻的實驗,難度不大,都是較基礎的問題。掌握歐姆表測量電阻時的操作過程,解答時注意數(shù)據(jù)位數(shù)的保留問題。10.(2024?北辰區(qū)三模)(1)某實驗小組用如圖甲所示裝置探究向心力大小與線速度大小和運動半徑的關系。光滑的水平直桿固定在豎直轉軸上,水平直桿的左側固定寬度為d的遮光條,遮光條到豎直轉軸的距離為2r,水平直桿的右側套上質量為m的滑塊,用細線將滑塊與固定在豎直轉軸上的力傳感器連接,物塊到轉軸的距離為r,細線處于水平伸直狀態(tài),細線拉力的大小可以通過力傳感器測得。安裝在鐵架臺上的光電門可測遮光條通過光電門的時間。①用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示,則d=0.85cm;②當滑塊隨水平直桿一起勻速轉動時,光電門顯示遮光條通過光電門的時間為Δt,則此時滑塊線速度大小v=d2Δt(用字母d,Δt表示);若保持滑塊到豎直轉軸的距離不變,讓轉軸以不同的角速度勻速轉動,測得多組力傳感器的示數(shù)F和對應的擋光時間Δt。為了畫出的圖像是一條直線,應做力F與1Δt2(選填“Δt(2)某興趣小組根據(jù)以下器材想要精確測量電壓表V1的內阻,該電壓表量程為3V,內阻大約為2kΩ,除此以外提供的器材有:A.電源E(電動勢9V,內阻忽略不計)B.電壓表V2,(量程15V,內阻約為5kΩ)C.滑動變阻器R1(阻值范圍為0~10Ω)D.定值電阻R2=5kΩE.定值電阻R3=500ΩF.開關一個,導線若干①實驗過程中為了減小實驗誤差,需多次測量且要求電表示數(shù)至少要達到量程的13,則定值電阻應該選D②請在答題卡的虛線框內畫出實驗電路圖;③將電壓表V1的示數(shù)記為U1,將另一個電壓表的示數(shù)記為U2,將所選定值電阻的阻值記為R,在獲得多組U1、U2的值后建立坐標系,繪制U1﹣U2,圖像擬合得到線性圖像的斜率為k,則電壓表V1的內阻為kR1-k(用k和R【考點】測定電壓表或電流表的內阻;牛頓第二定律求解向心力;探究圓周運動的相關參數(shù)問題.【專題】定量思想;推理法;實驗分析法;勻速圓周運動專題;恒定電流專題;推理能力.【答案】(1)①0.85;②d2Δt,1Δt2;(2)①D;【分析】(1)①先確定游標卡尺的分度值,再讀出主尺和游標尺的讀數(shù),相加即為游標卡尺讀數(shù);②利用平均速度替代瞬時速度計算擋光條通過光電門的速度大小,根據(jù)v=ωr計算滑塊的線速度,根據(jù)牛頓第二定律推導函數(shù)表達式判斷;(2)①為了電壓表V2的示數(shù)到達量程的以上,據(jù)此選擇定值電阻;③根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點求解U1﹣U2函數(shù),結合圖像斜率的含義求電壓表內阻?!窘獯稹拷猓海?)①游標卡尺的分度值為0.1mm,主尺讀數(shù)為8mm,游標尺讀數(shù)為5×0.1mm,則擋光條的寬度為:d=8mm+5×0.1mm=8.5mm=0.85cm②光電門顯示擋光條通過光電門的時間為Δt,則此時擋光條的速度大小為:v'=擋光條和滑塊的角速度相等,根據(jù)v=ωr可知擋光條到豎直轉軸的距離為2r,滑塊到轉軸的距離為r,則滑塊線速度大小為v=根據(jù)牛頓第二定律可得:F=mv2r=m可知為了畫出線性圖像,應做力F與1Δ(2)①由于V1、V2兩者量程差別較大,為了電壓表V2的示數(shù)到達量程的以上,需要給V1串聯(lián)一個與電壓表內阻相當?shù)姆謮弘娮?,分壓電阻選擇R3,因此定值電阻選擇D;②實驗電路圖如下:③(3)根據(jù)歐姆定律結合串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點:I=整理得:U1=結合圖像斜率的含義可知:k=得:RV1=kR故答案為:(1)①0.85;②d2Δt,1Δt2;(2)①D;【點評】本題關鍵是掌握利用光電門和v=ωr計算滑塊的線速度,根據(jù)牛頓第二定律推導函數(shù)表達式;本題主要考查了電壓表內阻的測量,能夠根據(jù)實驗原理正確選擇實驗器材;根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點結合歐姆定律求解U1﹣U2函數(shù)是解題的關鍵。
考點卡片1.牛頓第二定律求解向心力【知識點的認識】圓周運動的過程符合牛頓第二定律,表達式Fn=man=mω2r=mv2r=【命題方向】我國著名體操運動員童飛,首次在單杠項目中完成了“單臂大回環(huán)”:用一只手抓住單杠,以單杠為軸做豎直面上的圓周運動.假設童飛的質量為55kg,為完成這一動作,童飛在通過最低點時的向心加速度至少是4g,那么在完成“單臂大回環(huán)”的過程中,童飛的單臂至少要能夠承受多大的力.分析:運動員在最低點時處于超重狀態(tài),由單杠對人拉力與重力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求解.解答:運動員在最低點時處于超重狀態(tài),設運動員手臂的拉力為F,由牛頓第二定律可得:F心=ma心則得:F心=2200N又F心=F﹣mg得:F=F心+mg=2200+55×10=2750N答:童飛的單臂至少要能夠承受2750N的力.點評:解答本題的關鍵是分析向心力的來源,建立模型,運用牛頓第二定律求解.【解題思路點撥】圓周運動中的動力學問題分析(1)向心力的確定①確定圓周運動的軌道所在的平面及圓心的位置.②分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.(2)向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個力的合力或某個力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解決圓周運動問題步驟①審清題意,確定研究對象;②分析物體的運動情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;③分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來源;④根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程.2.探究圓周運動的相關參數(shù)問題【知識點的認識】一、實驗儀器1.轉動手柄;2、3.變速塔輪;4.長槽;5.短槽;6.橫臂;7.彈簧測力套筒;8.標尺二、實驗步驟勻速轉動手柄,可以使塔輪、長槽和短槽勻速轉動,槽內的小球也隨之做勻速圓周運動。這時,小球向外擠壓擋板,擋板對小球的反作用力提供了小球做勻速圓周運動的向心力。同時,小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮彈簧測力套簡里的彈簧,彈簧的壓縮量可以從標尺上讀出,該讀數(shù)顯示了向心力大小。(1)把兩個質量相同的小球放在長槽和短槽上,使它們的轉動半徑相同。調整塔輪上的皮帶,使兩個小球的角速度不同。探究向心力的大小與角速度的關系。(2)保持兩個小球質量不變,增大長槽上小球的轉動半徑。調整塔輪上的皮帶,使兩個小球的角速度相同。探究向心力的大小與半徑的關系。(3)換成質量不同的小球,分別使兩個小球的轉動半徑相同。調整塔輪上的皮帶,使兩個小球的角速度也相同。探究向心力的大小與質量的關系。(4)重復幾次以上實驗。三、數(shù)據(jù)處理(1)m、r一定序號123456F向ωω2(2)m、ω一定序號123456F向r(3)r、ω一定序號123456F向m(4)分別作出F向﹣ω2、F向﹣r、F向﹣m的圖像。(5)實驗結論①在質量和半徑一定的情況下,向心力的大小與角速度的平方成正比;②在質量和角速度一定的情況下,向心力的大小與半徑成正比;③在半徑和角速度一定的情況下,向心力的大小與質量成正比?!久}方向】如圖所示,是探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系的實驗裝置圖,轉動手柄1,可使變速輪塔2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上,可使兩個槽內的小球6、7分別以不同的角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂8的擋板對小球的壓力提供,球對擋板的反作用力,通過橫臂8的杠桿作用使彈簧測力筒9下降,從而露出標尺10,標尺10上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。那么:(1)現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內,為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關系,下列說法中正確的是A。A.在小球運動半徑相等的情況下,用質量相同的小球做實驗B.在小球運動半徑相等的情況下,用質量不同的小球做實驗C.在小球運動半徑不等的情況下,用質量不同的小球做實驗D.在小球運動半徑不等的情況下,用質量相同的小球做實驗(2)在該實驗中應用了控制變量法(選填“理想實驗法”、“控制變量法”、“等效替代法”)來探究向心力的大小與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系。(3)當用兩個質量相等的小球做實驗,且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時,轉動時發(fā)現(xiàn)右邊標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍,那么,左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為1:2。分析:(1)要探究小球受到的向心力大小與角速度的關系,需控制一些變量,即保持小球的質量、轉動的半徑不變。(2)該實驗是采用的控制變量法。(3)線速度相等,則角速度與半徑成反比。解答:(1)根據(jù)F=mrω2,知要研究小球受到的向心力大小與角速度的關系,需控制小球的質量和半徑不變。故A正確,B、C、D錯誤。(2)由前面分析可知該實驗采用的是控制變量法。(3)由F=mrω2,則角速度平方與半徑成反比,故可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為1:2。故答案為:(1)A;(2)控制變量法;(3)1:2。點評:本實驗采用控制變量法,即要研究一個量與另外一個量的關系,需要控制其它量不變。【解題思路點撥】向心力公式的探究實驗主要的原理是控制變量法,通過依次改變某一個物理量而控制另兩個物理量不變的方式來探究各參數(shù)之間的關系,從而推導出向心力的表達式。向心力的表達式有多種形式可以相互轉換:F=mω2r=mv2r=ma3.伏安法測電阻【知識點的認識】伏安法測電阻(1)電流表的內接法和外接法的比較內接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測=Ux+UA電壓表分流I測=Ix+IV電阻測量值R測=U測I測=Rx測量值大于真實值R測=U測測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測量大電阻小電阻(2)兩種電路的選擇①阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法.簡單概括為“大內,小外”.②臨界值計算法:Rx<RRx>R③實驗試探法:按圖所示接好電路,讓電壓表一根接線柱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,則采用電流表內接法.4.電壓表、電流表的讀數(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)0~3V的電壓表和0~3A的電流表讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度是0.1V或0.1A,看清楚指針的實際位置,讀到小數(shù)點后面兩位.(2)對于0~15V量程的電壓表,精確度是0.5V,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位,即讀到0.1V.(3)對于0~0.6A量程的電流表,精確度是0.02A,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0.01A.【實驗目的】1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.2.會用伏安法測電阻,并能測定金屬的電阻率.【實驗原理】由R=ρlS得ρ=RSl,因此,只要測出金屬絲的長度l、橫截面積S和金屬絲的電阻R1.把金屬絲接入電路中,用伏安法測金屬絲的電阻R(R=U2.用毫米刻度尺測量金屬絲的長度l,用螺旋測微器量得金屬絲的直徑,算出橫截面積S.3.將測量的數(shù)據(jù)代入公式ρ=RS【實驗器材】毫米刻度尺,螺旋測微器,直流電流表和直流電壓表,滑動變阻器(阻值范圍0~50Ω),電池組,開關,被測金屬絲,導線若干.【實驗過程】一、實驗步驟1.求導線橫截面積S,在準備好的金屬絲上三個不同位置用螺旋測微器各測一次直徑,求出其平均值d,S=π2.按圖所示電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路.3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度,反復測量3次,求出其平均值l.4.把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認無誤后,閉合開關S.改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內,斷開開關S,求出導線電阻Rx的平均值.5.整理儀器.二、數(shù)據(jù)處理1.在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)第一種是用Rx=U(2)第二種是用U﹣I圖線的斜率求出.2.計算電阻率:將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值,代入電阻率計算公式ρ=RxSl【誤差分析】1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得,直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一.2.采用伏安法測量金屬絲的電阻時,由于采用的是電流表外接法,測量值小于真實值,使電阻率的測量值偏小.3.金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差.4.由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會使金屬絲的電阻率變大,造成測量誤差.【注意事項】1.為了方便,測量直徑應在導線連入電路前進行,為了準確測量金屬絲的長度,應該在連入電路之后在拉直的情況下進行.2.本實驗中被測金屬絲的電阻值較小,故須采用電流表外接法.3.電流不宜太大(電流表用0~0.6A量程),通電時間不宜太長,以免金屬絲溫度升高,導致電阻率在實驗過程中變大.4.練習使用多用電表(實驗)【知識點的認識】一、實驗原理當紅、黑表筆短接并調節(jié)R使指針滿偏時有Ig當電筆間接入待測電阻Rx時,有Ix聯(lián)立①②可得IxIg=每一個Rx都有一個對應的電流值I,如果在刻度盤上直接標出與I對應的Rx的值,那么當紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端,就可以從表盤上直接讀出它的阻值.二、實驗器材多用電表,標明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個,小螺絲刀.三、實驗步驟1.機械調零,用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處,并將紅、黑表筆分別接入“+”、“﹣”插孔.2.選擋:選擇開關置于歐姆表“×1”擋.3.短接調零:在表筆短接時調整歐姆擋的調零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處,若“歐姆零點”旋鈕右旋到底也不能調零,應更換表內電池.4.測量讀數(shù):將表筆搭接在待測電阻兩端,讀出指示的電阻值并與標定值比較,隨即斷開表筆.5.換一個待測電阻,重復以上2、3、4過程,選擇開關所置位置由被測電阻值與中值電阻值共同決定,可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”擋.6.多用電表用完后,將選擇開關置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋,拔出表筆.四、注意事項1.多用電表在使用前,應先觀察指針是否指在電流表的零刻度,若有偏差,應進行機械調零.2.測量時手不要接觸表筆的金屬部分.3.合理選擇量程,使指針盡可能指在中間刻度附近.若指針偏角太大,應改換低擋位;若指針偏角太小,應改換高擋位.每次換擋后均要重新短接調零,讀數(shù)時應將指針示數(shù)乘以擋位倍率.4.測量完畢后應拔出表筆,選擇開頭置OFF擋或交流電壓最高擋,電表長期不用時應取出電池,以防電池漏電.5.測定電壓表或電流表的內阻【知識點的認識】電表內阻的三種測量方法:1.伏安法用一個小量程的電壓表測出電流表兩端的電壓U,由歐姆定律可求出RA=UI(如圖甲所示),沒有小量程的電壓表時可以用已知內阻的電流表當電壓表使用,電路如圖乙所示,RA2.替代法(1)替代思想:測電壓表或電流表的內阻時可以使用替代法,即用一個電阻箱來替代原電表,當調節(jié)電阻箱使電路效果與替換之前相同時,電阻箱的讀數(shù)即為被替換的電表的內阻。(2)實驗原理圖如下圖所示,實驗中,閉合開關S1,開關S2接a,調節(jié)R',使兩電表均有適當?shù)氖緮?shù),并記下電流表A的示數(shù)I;開關S接b,保持R'不
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