2019-2020年高三物理復(fù)習(xí) 專題十 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新講義.doc

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2019-2020年高三物理復(fù)習(xí) 專題十 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第2課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新講義 一、多用電表的使用 例1　(xx新課標(biāo)Ⅰ23)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示電路，測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻．使用的器材有： 圖1 多用電表；電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動(dòng)變阻器：最大阻值5 kΩ；導(dǎo)線若干． 回答下列問(wèn)題： (1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“1k”擋，再將紅表筆和黑表筆__________，調(diào)零點(diǎn)． (2)將圖1中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端． (3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖2所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖3所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_(kāi)_______kΩ和________ V. 圖2　　　　　　　　　圖3 (4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V．從測(cè)量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______ kΩ. (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無(wú)內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖4所示．根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V，電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_(kāi)_____ kΩ. 圖4 解析　(4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值為零時(shí)，多用電表的示數(shù)為電壓表的內(nèi)阻． (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E，電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為R，則由閉合電路歐姆定律及兩組數(shù)據(jù)得： E＝R＋4.00 V，E＝[(15.0－12.0) kΩ＋R]＋3.60 V 聯(lián)立兩式解得R＝15.0 kΩ，E＝9.00 V. 答案　(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0 (5)9.00　15.0 以題說(shuō)法　1.歐姆表的原理 (1)歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連，故其電流方向?yàn)椤凹t表筆流進(jìn)，黑表筆流出”． (2)測(cè)電阻的原理是閉合電路歐姆定律．當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計(jì)滿偏，Ig＝，此時(shí)中值電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)I＝，電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻． 2． 歐姆表使用六注意 (1)選擋接著調(diào)零；(2)換擋重新調(diào)零；(3)待測(cè)電阻與電路、電源要斷開(kāi)；(4)盡量使指針指在表盤中間位置附近；(5)讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，選擇開(kāi)關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓的最高擋． 　(1)用多用電表的歐姆擋測(cè)量阻值時(shí)，選擇倍率為100 Ω擋，按正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟測(cè)量，表盤指針位置如圖5所示，該電阻的阻值約為_(kāi)_______Ω； 圖5 (2)下列關(guān)于用多用電表歐姆擋測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是 (　　) A．測(cè)量電阻時(shí)，如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔，則不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果 B．測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)，都必須重新歐姆調(diào)零 C．測(cè)量電路中的電阻時(shí)，應(yīng)該把該電阻與電源斷開(kāi) D．歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但仍能調(diào)零，其測(cè)量結(jié)果與原來(lái)相比不變 (3)用多用電表探測(cè)二極管的極性，用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接a端，紅表筆接b端時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角較大，然后黑、紅表筆反接指針偏轉(zhuǎn)角較小，說(shuō)明________(填“a”或“b”)端是二極管正極． 答案　(1)1 700　(2)AC　(3)a 解析　(1)歐姆表的測(cè)量值是指針讀數(shù)與倍率的乘積，為17100 Ω＝1 700 Ω. (2)歐姆表測(cè)電阻時(shí)，紅、黑表筆插錯(cuò)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，A正確；測(cè)不同的電阻時(shí)，只要沒(méi)更換倍率，不需重新歐姆調(diào)零，B錯(cuò)誤；測(cè)電路中的電阻時(shí)應(yīng)將待測(cè)電阻與電源斷開(kāi)，C正確；表中的電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大后，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，D錯(cuò)誤． (3)二極管具有單向?qū)щ娦?，歐姆表的紅表筆接的是表內(nèi)電池的負(fù)極，接b端時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度大，二極管電阻小，說(shuō)明b端是二極管的負(fù)極，a端是其正極． 二、以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 例2　(xx北京21)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5 Ω的電阻Rx的阻值． (1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～50 Ω，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表： A．電流表(0～3 A，內(nèi)阻約0.025 Ω) B．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω) C．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) D．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻約15 kΩ) 為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖6中的________(選填“甲”或“乙”)． 圖6 (2)圖7是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線． 圖7 (3)接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖8所示，可得該電阻的測(cè)量值Rx＝＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)． 圖8 (4)若在(1)問(wèn)中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________________；若在(1)問(wèn)中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項(xiàng)前的字母) A．電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B．電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值 C．電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值 D．電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值 (5)在不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測(cè)電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映Ux關(guān)系的示意圖中正確的是________． 解析　(1)為了減小誤差，應(yīng)使電表讀數(shù)為量程的～，電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，故電壓表選C.估算通過(guò)Rx的最大電流約為Im＝ A＝0.6 A，所以電流表應(yīng)選B.因?yàn)椋?，所以電流表?yīng)外接，即應(yīng)采用甲電路，測(cè)量誤差較?。? (2) (3)電流表、電壓表的讀數(shù)分別為I＝0.50 A，U＝2.60 V，所以Rx＝ Ω＝5.2 Ω. (4)甲電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表的分流作用，選項(xiàng)B正確．乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表的分壓作用，故選項(xiàng)D正確． (5)Rx兩端的電壓U＝，其中R為滑動(dòng)變阻器總阻值，L為滑動(dòng)變阻器兩端總長(zhǎng)度，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知選項(xiàng)A正確． 答案　(1)B　C　甲　(2)見(jiàn)解析圖　(3)5.2　(4)B　D (5)A 以題說(shuō)法　描繪小電珠的伏安特性曲線、測(cè)定金屬的電阻率，其實(shí)驗(yàn)原理都涉及伏安法測(cè)電阻，這類實(shí)驗(yàn)要從以下兩個(gè)方面攻克． 1．電路結(jié)構(gòu)：實(shí)驗(yàn)電路至少包括三個(gè)部分：(1)測(cè)量電路；(2)控制電路(滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān))；(3)電源． 2．電路設(shè)計(jì)：(1)電表選擇注意三方面：①安全性，要求量程不能太小，電表不反接；②準(zhǔn)確性，要求量程不能太大，讀數(shù)一般要超過(guò)量程的；③若電表量程不合適，要利用有準(zhǔn)確內(nèi)阻的電表進(jìn)行改裝． (2)測(cè)量電路設(shè)計(jì)：若>，則應(yīng)把電流表內(nèi)接；若<，則應(yīng)把電流表外接． (3)控制電路：以小控大用分壓，相差無(wú)幾用限流，即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小時(shí)，常采用分壓式接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí)，常采用限流式接法．另外滑動(dòng)變阻器必須接為分壓式的情況有三種：①電壓要求從零開(kāi)始變化；②滑動(dòng)變阻器太小，不能起到限流的作用；③限流式不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)．若兩種接法均可，則采用限流式，因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率?。? 　某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：熱敏電阻Rt(常溫下約8 kΩ)、溫度計(jì)、電流表mA(量程1 mA，內(nèi)阻約200 Ω)、電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約10 kΩ)、電池組E(4.5 V，內(nèi)阻約1 Ω)、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20 Ω)、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水． (1)根據(jù)提供器材的參數(shù)將圖9甲所示的實(shí)物圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整． 圖9 (2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端． (3)利用補(bǔ)接完整的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量出不同溫度下的電阻值，畫出該熱敏電阻的Rt－t圖象如圖10中的實(shí)測(cè)曲線，與圖中理論曲線相比二者有一定的差異．除了偶然誤差外，下列關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤差的方法敘述正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母，不定項(xiàng)選擇) 圖10 A．電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大 B．電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值小 C．溫度升高到一定值后，電流表應(yīng)改為外接法 (4)將本實(shí)驗(yàn)所用的熱敏電阻接到一個(gè)電流較大的恒流電源中使用，當(dāng)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí)，滿足關(guān)系式I2R＝k(t－t0)(其中k是散熱系數(shù)，t是電阻的溫度，t0是周圍環(huán)境溫度，I為電流強(qiáng)度)，電阻的溫度穩(wěn)定在某一值．若通過(guò)它的電流恒為50 mA，t0＝20C，k＝0.25 W/C，由實(shí)測(cè)曲線可知該電阻的溫度穩(wěn)定在________C. 答案　(1)連線如圖所示 (2)a　(3)AC　(4)48(46～50均可) 解析　(1)如果用限流法，待測(cè)電阻兩端的電壓將超出電壓表的量程，故用分壓法，因?yàn)榇郎y(cè)電阻是大電阻，故用內(nèi)接法． (2)開(kāi)始時(shí)待測(cè)電阻兩端的電壓應(yīng)當(dāng)最小，故滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于a端． (3)用電流表內(nèi)接法測(cè)量的是待測(cè)電阻和電流表內(nèi)阻的和，故測(cè)量值偏大，A正確；溫度升高，熱敏電阻的阻值變小，當(dāng)與電流表電阻接近時(shí)，應(yīng)改為電流表外接法，C正確． (4)將I＝50 mA、t0＝20C、k＝0.25 W/C代入I2R＝k(t－t0)中可得R＝0.1(t－20) kΩ，在Rt－t圖中作出該直線，找到該直線與實(shí)測(cè)Rt－t曲線的交點(diǎn)，交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)約為48C，所以該電阻的溫度穩(wěn)定在48C. 三、以測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 例3　(10分)在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，提供了如圖11甲、乙、丙所示的三組器材． (1)請(qǐng)把能完成實(shí)驗(yàn)的器材都連成電路． 圖11 (2)某同學(xué)根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖12所示的圖象，由此可知該同學(xué)選用的是________(填“甲”“乙”或“丙”)組器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．根據(jù)圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω.(忽略電表內(nèi)阻的影響，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖12 解析　(1)只要能取兩組不同數(shù)值，列出閉合電路歐姆定律的表達(dá)式，未知量只有電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻就可以完成實(shí)驗(yàn)，甲圖不滿足要求，乙、丙兩圖滿足要求．根據(jù)下面兩幅電路圖連接乙、丙的實(shí)物圖． (2)丙圖中的外電阻可以通過(guò)電阻箱讀出來(lái)，所以選的一定是丙圖．根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝IR＋I(xiàn)r，整理可得R＝－r，可知圖線與縱軸截距的絕對(duì)值是內(nèi)阻，圖線的斜率是電源的電動(dòng)勢(shì)． 答案　(1)如圖所示(4分，乙、丙各2分，畫了甲圖則此問(wèn)扣1分) (2)丙(2分)　1.4(1.3～1.5均可)(2分)　1.0(0.8～1.2均可)(2分) 以題說(shuō)法　測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理是閉合電路歐姆定律，數(shù)據(jù)處理的主要思想方法是“化曲為直”，常用的方法有三種： 1．伏安法——利用電壓表和電流表，閉合電路方程為E＝U＋I(xiàn)r，利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；也可作出U－I圖象，圖線的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻． 2．伏阻法——利用電壓表和電阻箱．閉合電路方程為E＝U(1＋)．利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒃匠叹€性化，處理為＝＋或U＝－r＋E，作－圖象或U－圖象，利用圖線的截距和斜率求E和r. 3．安阻法——利用電流表和電阻箱．閉合電路方程為E＝I(R＋r)，利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒎匠叹€性化，處理為＝R＋，作－R圖象，利用圖線的截距和斜率求E和r. 　(xx浙江22)采用如圖13所示的電路“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”． 圖13 (1)除了選用圖14照片中的部分器材外，________(填選項(xiàng))； 圖14 A．還需要電壓表 B．還需要電流表 C．還需要學(xué)生電源 D．不再需要其他器材 (2)測(cè)量所得數(shù)據(jù)如下： 測(cè)量次數(shù) 物理量　　 1 2 3 4 5 6 R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 在圖15中用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝________； 圖15 (3)根據(jù)第5次所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝________. 答案　(1)A　(2)(0.750.10) Ω　(3)0.22 Ω 解析　(1)除照片中的器材外，還需要電壓表，故應(yīng)選A. (2)作出U－I圖象，如圖所示，由圖象斜率可求得電池的內(nèi)阻r＝(0.750.10) Ω. (3)由U＝I(R＋RA)和第5組數(shù)據(jù)，得：電流表的內(nèi)阻 RA＝－R＝(－0.4) Ω＝0.22 Ω. 15．從原理遷移中突破電學(xué)實(shí)驗(yàn)題 審題示例 (9分)在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，備有如下器材： A．干電池 B．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約0.1 Ω) C．靈敏電流計(jì)(滿偏電流Ig＝200 μA、內(nèi)阻rg＝500 Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω、2.0 A) E．電阻箱R F．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)由于沒(méi)有電壓表，要把靈敏電流計(jì)改裝成量程為2 V的電壓表，需串聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)_______Ω的電阻． (2)改裝后采用如圖16甲所示電路進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)?jiān)趫D乙上完成實(shí)物連線． 　 圖16 (3)在閉合開(kāi)關(guān)S前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)至________(填“a端”、“中央”或“b端”)． (4)圖17為該實(shí)驗(yàn)繪出的I1－I2圖線(I1為靈敏電流計(jì)的示數(shù)，I2為電流表的示數(shù))，由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. 圖17 審題模板 答題模板 (1)由2 V＝Ig(rg＋Rx)可得Rx＝9 500 Ω. (2)實(shí)物連線圖如答案圖所示． (3)在閉合開(kāi)關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處，滑片應(yīng)移動(dòng)至a端． (4)圖線與縱軸的截距約為146 μA，對(duì)應(yīng)著電源電動(dòng)勢(shì)E＝14610－6(9 500＋500) V＝1.46 V；電源內(nèi)阻r＝＝ Ω＝ Ω＝0.82 Ω. 答案　(1)9 500(2分) (2)電路如圖所示(2分) (3)a端(1分) (4)1.46(1.45～1.47)(2分)　0.82(0.80～0.84)(2分) 　如圖18甲所示為某一型號(hào)二極管，其兩端分別記為A和B.圖乙為它的伏安特性曲線，其外表所標(biāo)示的極性已看不清，為確定該二極管的極性，用多用電表的電阻擋進(jìn)行測(cè)量． 圖18 (1)首先對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，然后將紅、黑表筆正確插入插孔后，選用100擋進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量前要進(jìn)行的操作步驟為_(kāi)___________________________________． (2)將多用電表的紅表筆與二極管的A端、黑表筆與二極管的B端相連時(shí)，表的指針偏轉(zhuǎn)角度很大；調(diào)換表筆的連接后，表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，由上述測(cè)量可知該二極管的正極為_(kāi)_______(填“A”或“B”)端． (3)當(dāng)給該二極管加上反向30 V電壓時(shí)，用伏安法測(cè)量其電阻值，提供的器材有： ①直流40 V電源； ②電流表A1，量程0.6 A，內(nèi)阻約10 Ω； ③電流表A2，量程50 μA，內(nèi)阻約100 Ω； ④電壓表V，量程為50 V，內(nèi)阻約100 kΩ； ⑤滑動(dòng)變阻器，總電阻100 Ω； ⑥開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干． 在提供的兩塊電流表中應(yīng)選用________(填“②”或“③”)，在圖19虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(二極管的符號(hào)已畫在圖中)． 圖19 答案　(1)將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處 (2)B (3)③　電路圖如圖所示 解析　(1)歐姆調(diào)零的具體步驟為：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處． (2)二極管正向電阻很小，反向電阻極大，多用電表的電流方向是“紅進(jìn)黑出”，可知該二極管的正極為B端． (3)根據(jù)題圖乙，當(dāng)反向電壓為30 V時(shí)，反向電流不超過(guò)50 μA，故電流表選③；二極管反向電阻極大，電流表應(yīng)該采用內(nèi)接法，為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法． (限時(shí)：45分鐘) 1． (xx安徽21)Ⅱ.(1)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖1所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，合金絲的直徑為_(kāi)_______mm. 圖1 (2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖3中的實(shí)物電路連接． 圖2　　　　　　　　　　　圖3 Ⅲ.根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖4所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．圖中R0是定值電阻，通過(guò)改變R的阻值，測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12，對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在—R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖5所示．已知R0＝150 Ω，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理． 圖4 圖5 (1)圖5中電阻為_(kāi)_______Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除； (2)在坐標(biāo)系中畫出—R關(guān)系圖線； (3)圖線的斜率是________(V－1Ω－1)，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex＝________V. 答案?、?(1)0.007　0.638(0.636～0.640都算正確)　(2)見(jiàn)解析圖 Ⅲ.(1)80.0　(2)見(jiàn)解析圖　(3)4.4410－3　1.50 解析　Ⅱ.(1)校零時(shí)的讀數(shù)為0.007 mm 合金絲的直徑d＝(0.645－0.007)mm＝0.638 mm(0.636～0.640都算正確) (2)按照電路圖進(jìn)行實(shí)物連線如圖所示 Ⅲ.(1)由閉合電路歐姆定律可知： Ex＝(R＋rx)＋U12 即＝R＋ 由此可知—R關(guān)系圖線是一條直線．電阻R＝80.0 Ω的點(diǎn)不落在直線上，應(yīng)剔除． (2)畫出—R關(guān)系圖線如圖所示 (3)斜率k＝ V－1Ω－1＝4.4410－3 V－1Ω－1 結(jié)合＝R＋(1＋)可知： ＝4.4410－3 所以Ex＝1.50 V 2． (xx福建19(2))硅光電池在無(wú)光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖6甲所示電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn)，正極接低電勢(shì)點(diǎn))，探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性．圖中電壓表V1量程選用3 V，內(nèi)阻為6.0 kΩ；電壓表V2量程選用15 V，內(nèi)阻約為 30 kΩ；R0為保護(hù)電阻；直流電源電動(dòng)勢(shì)E約為12 V，內(nèi)阻不計(jì)． ①根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路． 圖6 ②用遮光罩罩住硅光電池，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2. (ⅰ)某次測(cè)量時(shí)，電壓表V1示數(shù)如圖丙，則U1＝______ V，可算出通過(guò)硅光電池的反向電流大小為_(kāi)_______ mA(保留兩位小數(shù))． (ⅱ)該小組測(cè)出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩 端反向電壓Ux和通過(guò)的反向電流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐標(biāo)紙上建立Ix－Ux坐 標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，如圖7所示．請(qǐng)你標(biāo)出余下 的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出Ix－Ux圖線. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74 U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7 Ux/V 0.0 －1.0 －2.0 －3.0 －4.0 －5.0 －6.0 －7.0 －8.0 Ix/mA 0.00 0.00 －0.01 －0.02 －0.04 －0.07 －0.12 －0.19 －0.29 圖7 (ⅲ)由Ix－Ux圖線可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成______(填“線性”或“非線性”)關(guān)系． 答案　①連線如圖所示 ②(ⅰ)1.40　0.23 (ⅱ)描點(diǎn)繪出Ix－Ux圖線如圖所示 (ⅲ)非線性 3． (xx廣東34(2))圖8(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖．學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0 cm. 圖8 ①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖． ②斷開(kāi)S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝________ V/cm，記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)． ③保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L，同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx＝________；根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx＝________ Ω. 答案　①見(jiàn)解析圖?、?.1?、邸?.0 解析?、賹?shí)物圖如圖所示 ②由于電阻絲均勻，故單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝＝0.1 V/cm. ③設(shè)電阻絲每cm長(zhǎng)的電阻為R，當(dāng)合上S1、斷開(kāi)S2時(shí)，設(shè)此時(shí)流過(guò)電阻絲的電流為I′，有： I′30.0R＝30.0u，當(dāng)合上S1、S2時(shí)，I′LR＝IRx 由上述兩公式得：Rx＝.L－I圖象如圖所示，由圖象知：L－I的斜率k＝60 cm/A，Rx＝ku＝6.0 Ω. 4． 根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)常要進(jìn)行電表的改裝，下面是在一次電表的改裝實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題：一直流電壓表，量程為1 V，內(nèi)阻為1 000 Ω.現(xiàn)將一阻值在5 000 Ω～7 000 Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程．為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6 V～7 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))，一阻值R2＝2 000 Ω的定值電阻，兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線． (1)為達(dá)到上述目的，將圖9中的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖； 圖9 (2)連線完成后，當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70 V．由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為_(kāi)_______ V，電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______ V. 答案　(1)如圖所示 (2)7　6.3 解析　(1)因?yàn)闆](méi)有其他的測(cè)量工具，考慮將改裝后的電壓表和電源串聯(lián)．根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，有電源電動(dòng)勢(shì)和R1兩個(gè)未知數(shù)，因此可通過(guò)改變串聯(lián)電阻來(lái)改變電路中的電流． (2)兩次測(cè)量分別根據(jù)閉合電路歐姆定律列式得，S2閉合時(shí)：E＝R1＋U1，S2斷開(kāi)時(shí)：E＝(R1＋R2)＋U2，聯(lián)立解得電源電動(dòng)勢(shì)為6.3 V，R1的阻值為6 000 Ω，故改裝后電壓表的量程為(RV＋R1)＝7 V. 5. (xx海淀期末)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量一只微安表的內(nèi)阻，采用圖10甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材如下： A．待測(cè)微安表(量程500 μA，內(nèi)阻約300 Ω) B．電阻箱R(最大阻值999.9 Ω) C．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10 Ω) D．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為1 kΩ) E．電源(電動(dòng)勢(shì)為2 V，內(nèi)阻不計(jì)) F．保護(hù)電阻R0(阻值為120 Ω) (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“C”或“D”)； (2)按照實(shí)驗(yàn)電路圖在圖乙所示的虛線框中完成實(shí)物圖連接． 圖10 (3)實(shí)驗(yàn)步驟： 第一，先將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值為零； 第二，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑片緩慢左移，使微安表滿偏； 第三，保持滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻值使微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3，此時(shí)接入電路的電阻箱的示數(shù)如圖11所示，阻值R為_(kāi)_______Ω； 第四，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知微安表內(nèi)阻的測(cè)量值RA為_(kāi)_____Ω. 圖11 (4)若調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R′時(shí)，微安表的示數(shù)正好是滿刻度的1/2，認(rèn)為此時(shí)微安表內(nèi)阻就等于R′.則此時(shí)微安表內(nèi)阻的測(cè)量值R′與微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3時(shí)微安表內(nèi)阻的測(cè)量值RA相比，更接近微安表內(nèi)阻真實(shí)值的是________(填“R”或“RA”)． 答案　(1)C (2)實(shí)物圖如圖所示 (3)145.5　291 (4)RA 解析　(1)由于滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)選最大阻值較小的C. (3)如題圖所示，電阻箱接入電路的阻值為R＝(100＋40＋5＋0.5) Ω＝145.5 Ω；設(shè)微安表的滿偏電流為Ig，由于滑動(dòng)變阻器滑片位置未動(dòng)，兩次加在電阻箱與微安表兩端的電壓相同，故有IgRA＝Ig(RA＋R)，解得RA＝291 Ω. (4)微安表讀數(shù)為滿偏值的三分之二時(shí)，微安表內(nèi)阻的測(cè)量值更接近真實(shí)值.