高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)圖象問題含答案

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)圖象問題歸納 白建濤物理圖象是物理知識重要的組成部分，利用圖象提取物理信息解決物理問題是近幾年高高考考查的熱點(diǎn)問題。對于圖象獲取信息主要有這樣幾方面：一看軸二看點(diǎn)三看斜率四看線五看截距六看面（積）。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中對圖象的考查尤為突出。一.圖象此類圖象主要看斜率和圖線交點(diǎn)的物理意義例1某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的電流與電壓的關(guān)系可用的器材如下：電源（電動勢3V，內(nèi)阻1）、電鍵、滑動變阻器（最大阻值20）、電壓表、電流表、小燈泡、導(dǎo)線若干（1）實(shí)驗(yàn)中移動滑動變阻器滑片，得到了小燈泡的U-I圖象如圖a所示，則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而 （填“增大”、“減小”或“不變”）ABC+ 圖bU/VI/

2、A0.40.81.21.62.02.42.80 0.1 0.2 0.30.40.5圖a（2）根據(jù)圖a，在圖b中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全，連接成實(shí)驗(yàn)的電路（其中電流表和電壓表分別測量小燈泡的電流和電壓）。（3）若某次連接時，把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間，合上電鍵，任意移動滑片發(fā)現(xiàn)都不能使小燈泡完全熄滅，則此時的電路中，小燈泡可能獲得的最小功率是 W。（電壓表和電流表均為理想電表）答案：（1）增大2分 （2）如圖3分（3）0.32W（0.300.34都對）U/VI/A0.40.81.21.62.02.42.80 0.1 0.2 0.30.40.5圖aABC+圖b二.圖象此類圖象多為圖象的變式,需認(rèn)清斜率和

3、截距的含義例2.某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室的一個多用電表中的電池進(jìn)行更換時發(fā)現(xiàn)，里面除了一節(jié)1.5V的干電池外，還有一個方形的電池（層疊電池）。為了測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室中提供有下列器材：A電流表G（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10）B電流表A（00.6 A3A，內(nèi)阻未知）C滑動變阻器R0（0100，1A）D定值電阻R（阻值990）E開關(guān)與導(dǎo)線若干（1）該同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，請你按照電路圖在乙圖上完成實(shí)物連線（2）丙圖為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測電池的電動勢E V ，內(nèi)

4、阻r= 。答案：圖略，10.02 , 1.02三.圖象根據(jù)閉合電路歐姆定律導(dǎo)出斜率和截距的含義例3.某同學(xué)利用DIS，定值電阻、電阻箱等實(shí)驗(yàn)器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖2所示的關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖2中的圖線b. （1）由圖線a可知電池a的電動勢=_V，內(nèi)阻=_。（2）若用同一個電阻R先后與電池a及電池b鏈接，則兩電池的輸出功率_（填“大于”、“等于”或“小于”），兩電池的效率_（填“大于”、“等于”或“小于”）。解析：（1）根據(jù)，得

5、，圖象a，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以電動勢，內(nèi)阻r=Ek=0.5。（2）從圖象可知：截距，斜率，電動勢，內(nèi)阻，電池的輸出功率，得小于；電池的效率，得大于。本題考查用伏阻法（電壓表和電阻箱）測電源的電動勢和內(nèi)阻，圖像法，以及電源的輸出功率及效率。四圖象例4某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E 和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用） 一只電流表（量程=0.6A,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。請根據(jù)測定電動勢E內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對應(yīng)

6、的電流表的示數(shù)I,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時首先計(jì)算出每個電流值I 的倒數(shù);再制作R-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E= V，內(nèi)電阻 解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。

7、實(shí)物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有：E =I（R+r+rg），解得：，根據(jù)R-1/I圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。答案： 見答圖4 見答圖6 見答圖6 1.5（1.461.54）；0.3（0.250.35）五、R-L圖象例5在探究金屬絲的電阻與金屬絲長度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組得到了如圖所示的R-L 實(shí)驗(yàn)圖線，則圖線的斜率與導(dǎo)線的橫截面積的乘積表示的物理量是 一、aF圖象例1某同學(xué)在平衡好摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如右圖所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/

8、s2，則小車的質(zhì)量為_kg，小盤的質(zhì)量為_kg。(二個結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字)二、am或a1/m圖象某同學(xué)把實(shí)驗(yàn)得到的幾組數(shù)據(jù)畫成圖丙的a-m圖象，為了更直觀描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)他的圖象在圖丁中畫出a-圖象。 圖（b）A30.6V3151、(1）熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件?，F(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約45。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其它備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水杯（圖中未畫出）、電源（3V、內(nèi)阻可忽略）、直流電流表（內(nèi)阻約1）、直流電壓表（內(nèi)阻約5k）、

9、滑動變阻器（020）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。圖（a）在圖12（a）的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測量誤差盡可能小。(4分)根據(jù)電路圖，在圖12（b）的實(shí)物圖上連線。(4分)簡要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟1)、往保溫杯中加入熱水，稍等讀出溫度值。2)、 .(2分)3)、重復(fù)，測出不同溫度下的數(shù)據(jù)。4)、 .(2分)2、某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性現(xiàn)在器材：直流恒流電源（在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定）、電壓表，待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻的隨溫度變化的特性，請你在圖的實(shí)物圖上連線（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通

10、電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)， ， ，斷開開關(guān)；重復(fù)第步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)（3）實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖10的R-t關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R-t關(guān)系式：R= + t()（保留3位有效數(shù)字）3、某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率,所用器材包括:輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等。他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電

11、路實(shí)物圖14 實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下： 正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)； 讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置； 斷開開關(guān)， ，合上開關(guān)，重復(fù)的操作該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此給出了圖的關(guān)系圖線，其斜率為 （保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了 .的電阻之和（4）他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖16所示.金屬絲的直徑是 .圖15中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是 ，其數(shù)值和單位為 （保留三位有效數(shù)字）4、某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（=5）一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)

12、線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖14(a).在圖14（b）的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟；A、檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖14（c）所示，讀得電阻值是_;B、將開關(guān)閉合，開關(guān)斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；C、將開關(guān) _,電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān) 。使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。由于所有電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實(shí)際值偏_(填“大”或“小”)。5、在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小電珠（2.5V，0.6W），滑動變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若

13、干。粗測小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表_倍率的電阻檔（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16，結(jié)果為_實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測量電壓，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖17完成實(shí)物圖18中的連線。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(diǎn)向_端滑動。下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù)，為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)圖象，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)_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(diǎn)abcdeFU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.2446、按圖1所示

14、電路在圖2所給出的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線. 7、根據(jù)電路圖，請?jiān)趫D中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。 某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺上，將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時間t，改變鉤碼個數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345F/N0.490.981.471.962.45t/（m

15、s）28.623.320.218.116.5t2/（ms）2818.0542.9408.0327.6272.25t-2/10-4(ms)-212.218.424.530.636.7 (1)若用游標(biāo)卡尺測出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d cm,第一次測量中小車經(jīng)過光電門時的速度為 m/s(保留兩位有效數(shù)字)(2)實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過光電門的時間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為 。（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出 的關(guān)系圖象，請作出該圖線。（4）根據(jù)作出的圖像，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是 。答案11.（共

16、12分） 1.050 cm （2分） 0.37m/s（2分） （2分）(3)（填1/t2與F同樣得分）（2分） 如圖所示（2分）（4）沒有將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 (2某同學(xué)利用蓄電池、電壓表、電阻箱、單刀開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2和若干導(dǎo)線來測量一個阻值未知的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲。根據(jù)原理圖，在圖乙的實(shí)物圖中完成余下的電路連線。完成下列相關(guān)內(nèi)容a閉合開關(guān)_，把開關(guān)S2拔向1，調(diào)節(jié)電阻箱至示數(shù)如圖丙所示，其電阻值是_，此時電壓表的示數(shù)是1.5V；b把開關(guān)S2拔向2，此時電壓表的示數(shù)是0.8V，斷開開關(guān)S1。用以上測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出電阻Rx=_。如果蓄電池內(nèi)阻不計(jì)，測得的阻值與真實(shí)值之比_(填“”

17、、“”或“”)乙ES2S1RxR甲丙12、某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上砝碼盤。通過改變盤中砝碼的質(zhì)量，測得6組砝碼的質(zhì)量和對應(yīng)的彈簧長度，畫出一圖線，對應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出，如圖乙所示。（重力加速度）采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，該彈簧的勁度系數(shù)為 。（保留3位有效數(shù)字） 請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與考慮砝碼盤的質(zhì)量相比，結(jié)果 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)12、3.44 (3分) 相同 (3分) （2）李蘭用如圖所示的電路測量該電壓表的內(nèi)阻Rg，測量步驟如下： 先按電路圖接好各元件，P先置于b端，斷開開關(guān)S，使電阻箱阻值為零。 閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動頭P于某一位置，使電壓表達(dá)到滿刻度Ug。 調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表達(dá)到半偏，記下電阻箱讀數(shù)RV。 即得待測電壓表內(nèi)阻Rg=RV。 請回答以下問題： （i）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接