高考物理 第8章 電學實驗 電路的設計思想（第10課時）復習導學案

電路的設計思想 【學習目標】（在學習完本節(jié)課后檢查檢查自己學習目標是否完成）1、掌握電路設計的思路和基本方法，【重點、難點】重點： 難點： 【使用說明與學法指導】一、有原理圖的設計1、現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為3k.為了準確地測量其內(nèi)阻，在沒有電流表的情況下，某同學設計了如圖l-2-17甲所示的實驗電路，按此電路可以測出電壓表的內(nèi)阻其中R1是最大電阻值為9999的電阻箱，R2是最大阻值為20的滑動變阻器(1)試根據(jù)如圖1-2-17甲所示的電路圖，完成如圖乙所示的實驗實物電路的連線(2)接通電路前應將滑動變阻器的滑片P置于_端（ A ）(3)根據(jù)電路圖，按順序寫出本實驗的主要操作步驟解;1、連圖R2在A端；2、閉合S1、S2,調(diào)節(jié)R2使電壓表滿偏；3、P不動，斷開S2調(diào)節(jié)R1使電壓表半偏；4、讀出R1數(shù)值，整理器材。2、（合肥市2012年二檢測）(1)某同學利用定值電阻R0、電阻箱R等實驗器材測量電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗電路如圖（a)所示。實驗時多次改變電阻箱的阻值，并記錄其阻值R和對應的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù)U，繪出了如圖(b)所示關系圖線,則由圖線可以得到被測電池的電動勢E =_V，內(nèi)阻r_。(2)若某元件的伏安特性曲線如圖（c)所示,最佳工作電壓為1.5V，應給該元件串聯(lián)一個阻值為_的電阻后，接在（1)題被測電池兩端能使其處于最佳工作狀態(tài)。3、(蚌埠二中2012年4月質量檢測)聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)在坐標紙上做出R-1/I圖線。（1）利用作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為 V，內(nèi)阻為 （2）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是： 0R103/510-10-55101520（1）0.751.2 （3分）；900011000（3分）（2）電源內(nèi)阻過大（2分）4、（2011年安慶市高三二模) 某同學用如右圖所示電路測量一毫安表的內(nèi)阻，現(xiàn)提供器材如下：a. 待測毫安表（量程為mA，內(nèi)阻約300）b. 電源（電動勢約，內(nèi)阻不計）c. 定值電阻（作保護電阻用，阻值有400、800、2000三個電阻備選）d. 電阻箱Re. 開關S，導線若干（1）為了保護整個電路，定值電阻應選 阻值的電阻（2）該同學先把電阻箱調(diào)到最大值，閉合開關S，接著調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R1時，毫安表的指針指在滿刻度的三分之一處，再調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R2時，毫安表的指針指在滿刻度的三分之二處，則毫安表的內(nèi)阻RA= （用R0、R1、R2表示）(.800(2分); RA=R1-2R2-R0(4分)二、設計原理圖1、實驗室有如下器材：電流表A1(滿偏電流約500A，有刻度無刻度值，內(nèi)阻rg約500)；電流表A2(量程0300A，內(nèi)阻rA21000)；電流表A3(量程01mA，內(nèi)阻rA3100)；定值電阻R0(阻值1k)；滑動變阻器R(05，額定電流2A)；電池(電動勢2V，內(nèi)阻不計)；開關、導線若干要求較精確地測出A1表的內(nèi)阻和滿偏電流(1)在方框內(nèi)畫出測量電路；(2)應讀取的物理量是_；(3)用這些量表示的A1表的滿偏電流Ig_，A1表的內(nèi)阻rg_. 解(1)電路如圖所示(2)A1表滿偏時A2表的讀數(shù)I2、A3表的讀數(shù)I3(3)I3I22、（2006全國高考）現(xiàn)要測量某一電壓表v的內(nèi)阻。給定的器材有：待測電壓表v（量程2V，內(nèi)阻約為4 k）；電流表A(量程1.2mA，內(nèi)阻約500 )；直流電源E（電動勢約2.4V，內(nèi)阻不計）；固定電阻3個：R1=4 000 ，R2=10 000 ，R3=15 000 ；電鍵S及導線若干。要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的一半。試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。）電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則，電壓表內(nèi)阻Rv=_解析：I其實驗電路如圖所示，若選用電阻R1，則并聯(lián)電阻R并=2 000，電壓表讀數(shù) U=R電流表讀數(shù)Rl符合要求，同理可得R2、R3不符合要求，故選用R1。：電路接通后，通過R1的電流，則通過電壓表的電流為I2=I-I1=I- 所以電壓表的內(nèi)阻3有一電壓表V1,其量程為3V,內(nèi)阻約為3000,要準確測量該電壓表的內(nèi)阻,提供的實驗器材有:電源E：電動勢約15V,內(nèi)阻不計； 電流表A1：量程100mA,內(nèi)阻r1=20 ； 電壓表V2：量程2V,內(nèi)阻r2=2000 ； 定值電阻R1：阻值20；定值電阻R2：阻值3；滑動變阻器R0：最大阻值10，額定電流1A ；電鍵一個,導線若干。（1）實驗中應選用的電表是 ；定值電阻應選用 。（2）請你設計一個測量電壓表V1的實驗電路圖，畫在虛線框內(nèi)（3）說明實驗所要測量的物理量： R1R0V1V2SE（4）寫出電壓表V1內(nèi)阻的計算表達式 。（8分） （1）V2 ；R1（2）電路圖如圖所示。（3）電壓表V1的示數(shù)U1 ，電壓表V2的示數(shù)U2 （4）4 (武昌區(qū)2011屆高三五月調(diào)研)現(xiàn)有一塊靈敏電流表A1，量程為100 A，內(nèi)阻約為1000 ，要精確測出其內(nèi)阻R1，提供的器材有：電流表A2：量程1mA，內(nèi)阻R2 = 20 電壓表V：量程3V，內(nèi)阻RV = 3 K 滑動變阻器R：阻值范圍0 20 定值電阻R0：阻值R0 = 80 電源E：電動勢約為4.5 V、內(nèi)阻很小 開關S一個,導線若干（1）如將電流A2與定值電阻R0串聯(lián)，改裝成一個電壓表，則此電壓表的量程是 V；（2）請將上述器材全部用上，設計出合理的、便于多次測量A1表內(nèi)阻R1的實驗電路圖，并能保證各電表示數(shù)超過其量程的，請將電路圖畫在答題卷的方框中。（3）在所測量的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)，用測量量和已知量來計算A1表的內(nèi)阻，計算表達式R1 = ，表達式中各符號表示的意義是 A1R0RESA2V 。（1）0.1；（3分）（2）如圖(5分)（供電部分用分壓電路給1分；測量部分知道把 A2表改裝且正確給2分；知道將V表當保護電阻使用 再給2分）。 (3) （2分）；I2-A2表示數(shù)；I1-A1表示數(shù)；R2- A2表內(nèi)阻；R0-定值電阻（1分）5. （江西省名校聯(lián)盟2014屆調(diào)研考試）為了探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關系，提供了如下的實驗器材：A. 電壓表V1（02V，內(nèi)阻2k）B. 電壓表V2（015V，內(nèi)阻15k）C. 電流表A（01A，內(nèi)阻約1）D. 定值電阻R12kE. 定值電阻R216kF. 滑動變阻器R（15，2A）G. 學生電源（直流6V，內(nèi)阻不計）H. 開關、導線若干（1）為了減小實驗誤差，電壓表應選用_，定值電阻應選用_（均用序號字母填寫）；（2）在探究功率與電壓的關系時，要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，并且多次測量，畫出滿足要求的電路圖；（3）根據(jù)設計的電路圖，寫出電壓表讀數(shù)UV與小燈泡兩端電壓U的關系_。若小燈泡的電功率為P，則關系圖線可能正確的是_。23.（8分）（1）A （或V1）（1分） D （或R1）（1分）（2）電路圖如圖（3分） （3）U2UV（1分） C（2分）解析：（1）15 V電壓表量程太大，不宜使用，可以將2 V的電壓表擴大量程后使用，故實驗中所用電壓表應選用A，定值電阻應選用R12 k的D。（2）連接電路時，滑動變阻器采用分壓電路，電流表用外接法。（3）利用上述實驗電路圖測出的電壓表讀數(shù)UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關系是U2UV。由，R隨溫度升高（電壓增大）而增大，小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關系曲線可能正確的是圖C。6（湖南省2014屆高三四校聯(lián)考）有一內(nèi)阻為30 k的直流電壓表V，其刻度盤上所標示的數(shù)值模糊不清，但共有30個均勻小格的刻度線是清晰的，并已知量程約為25 V35 V。為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用：標準電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻3 k；電流表A:量程0-3 A，內(nèi)阻未知；滑動變阻器R:總阻值1 k；電源E：電動勢30 V，內(nèi)阻不能忽略；電鍵、導線若干 （1）要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度，請選擇所需要的器材在方框中域出實驗電路圖。（3分） （2）選用記錄數(shù)據(jù)中任一組，寫出計算量程的表達式Ug= 300U1/N 。式中各字母的意義是： 。（3）測出量程后便可以根據(jù)指針所指格數(shù)讀取電壓值了。某同學想通過上述電壓表V測量一個多用電表中歐姆擋的內(nèi)部電源的電動勢，他從多用電表刻度盤上讀出電阻刻度中間姐為30，將電壓表V與選用“l(fā) k”擋的多用電表直接相連，讀出電壓表的湊數(shù)為叭實驗過程中。一切操作都是正確的。則歐姆表電池的電動勢表達式為E0= 2U （3分） 【課后總結】學完本節(jié)課，你一定要歸納一下物理方法或解題方法，標記出自己還沒有掌握的或者有疑問的點，并督促自己盡快解決。歸納內(nèi)容：1、2、