（新課標Ⅲ）2019版高考物理一輪復習 專題十四 實驗與探究課件.ppt

專題十四實驗與探究,高考物理(課標專用),考點二力學實驗1.(2018課標,22,6分)甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應(yīng)時間。實驗步驟如下:(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時間為(用L、L1和g表示)。(3)已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反應(yīng)時間為s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測量結(jié)果準確程度的建議:。,五年高考,A組統(tǒng)一命題課標卷題組,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子,解析本題考查自由落體運動的應(yīng)用。(2)(3)木尺做自由落體運動,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t=s=0.20s,2.(2018課標,22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標尺由游標和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當托盤內(nèi)沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數(shù)為1.950cm;當托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針,標尺示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為cm。當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為N/m(保留3位有效數(shù)字)。,答案3.77553.7,解析本題考查游標卡尺的讀數(shù)方法和胡克定律。此標尺為二十分度的標尺,精確度為0.05mm,讀數(shù)=整毫米數(shù)(主尺)+n精確度,所以讀數(shù)為37mm+150.05mm=37.75mm=3.775cm。當托盤中放入砝碼穩(wěn)定時,彈簧的伸長量x=3.775cm-1.950cm=1.825cm。由平衡條件得F=mg,由胡克定律得F=kx,聯(lián)立得k=53.7N/m。,3.(2018課標,23,9分)某同學用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數(shù)即木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。圖(a),圖(b),圖(c),回答下列問題:(1)f4=N;(2)在圖(c)的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線;(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k=;(4)取g=9.80m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數(shù)字),答案(1)2.75(2)如圖所示(3)(M+m)gg(4)0.40,解析本題考查物體的平衡、滑動摩擦力的計算及分析圖像的能力。(1)由圖可知彈簧秤的讀數(shù)為2.75N。(2)畫圖線時應(yīng)使盡可能多的點落在線上,不在線上的點應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè)。(3)以木塊和砝碼為研究對象,整體水平方向受木板的滑動摩擦力和細線的拉力,f=(M+m)g,整理得f=mg+Mg,故f-m圖線的斜率k=g。(4)由圖知k=3.9N/kg,故=0.40。,4.(2017課標,22,6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖(b)所示,F的大小為N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm長度的線段表示1N的力,以O(shè)為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;,圖(a),圖(b)()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。,答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示()4.00.05,解析(1)測力計讀數(shù)時需要進行估讀,此測力計分度值為0.2N,則F的大小為4.0N。(2)()作力的圖示時,要選好標度,再根據(jù)F1、F2的方向及大小作出相應(yīng)兩力的圖示,圖見答案。分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形并作出對角線,即得F合。()表示F合的線段的長度為20.0mm,根據(jù)標度算出F合大小為4.0N。實際合力F的方向沿AO方向,對角線為F合方向,則兩者夾角的正切值tan=0.05。,命題意圖本題考查驗證力的平行四邊形定則實驗。,易錯分析測力計讀數(shù)時要注意估讀。,5.(2017課標,22,6分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下:如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t;用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小,求出;,將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟、;多次重復步驟;利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出-t圖,如圖(c)所示。圖(c),完成下列填空:(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,則與vA、a和t的關(guān)系式為=。(2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),答案(1)vA+t(2)52.116.3,解析本題考查勻變速直線運動的基本規(guī)律、利用光電門測量平均速度的實驗方法,考查學生的實驗能力和數(shù)據(jù)處理能力。擋光片通過光電門的平均速度等于t時間段的中間時刻的速度由v=v0+at可知=vA+a即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12cm/s52.1cm/s其斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3cm/s2,審題指導在本實驗中,每次換不同擋光片時,題給條件要求下滑前,擋光片前端相對于斜面的位置都相同,且滑塊都由靜止開始下滑,這表明每次下滑實驗中擋光片開始遮光時滑塊的瞬時速度都是相同的,都是vA。因此根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,很容易可以寫出=vA+a。,6.(2017課標,22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴)圖(a)圖(b),(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。(2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字),答案(1)從右向左(2)0.190.037,解析本題考查研究勻變速直線運動。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速運動,故相鄰水滴間的距離逐漸減小,結(jié)合圖(b)可知小車向左運動。(2)由題意知,30s內(nèi)滴下46滴水,共45個時間間隔,故相鄰兩滴水的時間間隔T=s=s。由勻變速直線運動中平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得vA=mm/s=0.19m/s。由逐差法得小車運動的加速度為a=mm/s2=0.037m/s2。,方法技巧“紙帶”的處理處理“紙帶”時,對于勻變速直線運動,求某點的瞬時速度需利用=,求加速度時應(yīng)利用x=aT2。當需要考慮減小偶然誤差時,應(yīng)采用逐差法求加速度。,7.(2016課標,23,10分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010kg。實驗步驟如下:圖(a)(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。,(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。,(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖像。從圖像可以看出:當物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。圖(b),圖(c),(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8ms-2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項前的標號)。A.a-n圖線不再是直線B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點,C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大,答案(3)0.39(2分。在0.370.49范圍內(nèi)都給分)(4)如圖所示(3分)(5)0.45(3分。在0.430.47范圍內(nèi)都給分)(6)BC(2分。選對一個給1分,有選錯的不給這2分),解析(3)由s=at2得:a=,在s-t圖像中找一點坐標,代入公式即可求出a。(5)對小車和鉤碼組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=,a-n圖像的斜率k=,從而可解出M。(6)對于已平衡摩擦力的情況,對整體應(yīng)用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=n;對于木板水平的情況,對整體應(yīng)用牛頓第二定律:nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a,整理得:a=n-g,比較可見,B、C均正確。,解題指導利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)是實驗中最常用的方法,解決本題的基本對策是寫出圖像對應(yīng)的函數(shù),困難便迎刃而解。,易錯點撥(3)(5)中的計算結(jié)果一定要按照有效數(shù)字的位數(shù)要求填寫。畫a-n圖像時,所畫直線要符合以下要求:讓盡可能多的點落在直線上;不能落在直線上的點要均勻分布于直線的兩側(cè);一定要利用直尺畫線。,8.(2016課標,22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。圖(a)(1)實驗中涉及下列操作步驟:把紙帶向左拉直松手釋放物塊,接通打點計時器電源向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。(2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電的頻率為50Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。圖(b),答案(1)(2)1.29M,解析(1)實驗步驟中,一定要注意接通打點計時器電源之后再松手釋放物塊。若次序搞反,可能造成物塊已離開桌面但打點計時器還沒有開始工作。(2)從紙帶上看,最后兩個數(shù)據(jù)2.58cm、2.57cm相差不大,表示物塊已經(jīng)脫離彈簧,所以速度v=10-2m/s1.29m/s,同理可計算出打下L紙帶時物塊脫離彈簧的速度要小一些。,考查點利用紙帶求速度、設(shè)計實驗,思路分析當紙帶上點間的距離相差不大時,表示物塊已經(jīng)脫離彈簧。,易錯警示先接通打點計時器電源,然后再釋放物塊。,9.(2015課標,22,6分,0.395)某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示,圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離。(1)物塊下滑時的加速度a=m/s2,打C點時物塊的速度v=m/s;(2)已知重力加速度大小為g,為求出動摩擦因數(shù),還必須測量的物理量是(填正確答案標號)。A.物塊的質(zhì)量B.斜面的高度C.斜面的傾角,答案(1)3.25(2分)1.79(2分)(2)C(2分),解析(1)a=3.25m/s2vC=1.79m/s(2)因為a=(mgsin-mgcos)/m=gsin-gcos所以=欲求出還需知道斜面傾角,故選C項。,解題關(guān)鍵利用x=aT2求加速度。利用=,求某一位置的速度。,10.(2015課標,22,6分,0.369)某物理小組的同學設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20m)。,完成下列填空:(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數(shù)為1.00kg;(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為kg;(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示:,(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為N;小車通過最低點時的速度大小為m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分),解析(2)示數(shù)為1.40kg,注意估讀。(4)小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力N=g-M橋g=(1.81-1.00)9.80N=7.9N,小車通過最低點時受到的支持力N=N=7.9N,小車質(zhì)量m車=1.40kg-1.00kg=0.40kg,由N-m車g=m車,解得v=1.4m/s。,思路分析小車在橋的最低點時豎直方向上所受的合外力提供向心力。,易錯警示應(yīng)根據(jù)題目表格中m值求平均值,=,減小偶然誤差。,11.(2014課標,22,6分,0.643)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到,回答下列問題:圖(a),圖(b)(1)根據(jù)該同學的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點,可能的原因是。(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應(yīng)采取的改進措施是,。鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是。,答案(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車的質(zhì)量,解析(1)將圖(b)中各點連線,得到的是一條曲線,故a與m的關(guān)系是非線性的。(2)由圖(b)可知,當鉤碼質(zhì)量不為零時,在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零,即鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時小車才產(chǎn)生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。(3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力,則應(yīng)滿足三個條件,一是摩擦力被平衡,二是繩平行于軌道平面,此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力,設(shè)繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可見當mM時才有Tmg,故第三個條件為mM。,解題關(guān)鍵理解平衡摩擦力的目的。了解將鉤碼所受重力mg的大小作為小車所受合力的條件。,溫馨提示本題應(yīng)用數(shù)字化信息系統(tǒng)代替打點計時器,直接得出加速度a,更方便。,12.(2014課標,23,9分,0.31)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時,各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80m/s2)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88cm。,圖(a),(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:,。(2)以n為橫坐標,1/k為縱坐標,在圖(b)給出的坐標系中畫出1/k-n圖像。圖(b)(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點。若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k=N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自,由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達式為k=N/m。,答案(1)81.70.0122(2分。每空1分)(2)-n圖像如圖所示(3分)(3)(2分。在之間均同樣給分)(2分。在之間均同樣給分),解析(1)由胡克定律有k=N/m=81.7N/m,故有=0.0122m/N。(2)作圖過程略,圖見答案。(3)因-n圖線是一條過原點的直線,由圖可得圖線的斜率約為5.7110-4m/N,故有=5.7110-4n,即k=N/m,由題意可知彈簧的圈數(shù)n與原長l0的關(guān)系為n=l0,故k=(N/m)。,考查點探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度的關(guān)系,解題關(guān)鍵本題利用的主要公式是F=kx。利用-n圖像,導出k與n的關(guān)系,再利用n與原長l0的關(guān)系,導出k與l0的關(guān)系表達式。,13.(2014大綱全國,22,6分)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。,單位:cm,根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:(1)物塊的加速度a=m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(2)因為,可知斜面是粗糙的。,答案(1)4.30(4分,填“4.29”或“4.31”同樣給分)(2)物塊加速度小于g=5.88m/s2(或:物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)(2分),解析(1)a=4.30m/s2(2)見答案。,解題指導運用逐差法求出加速度a。,歸納總結(jié)頻閃照片和紙帶打點的共同特點是想辦法留下物體在相等時間內(nèi)通過的位移,從而可以研究物體的運動情況,根據(jù)x=aT2求a,根據(jù)平均速度和中點時刻速度的關(guān)系求瞬時速度。,考點三電學實驗14.(2018課標,23,9分)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0);電壓表可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗:(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;圖(a)圖(b),(2)將滑動變阻器滑動端置于適當?shù)奈恢?閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表的示數(shù)U2;(4)待測電阻阻值的表達式Rx=(用R0、U1、U2表示);,(5)重復步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=。(保留1位小數(shù)),答案(1)圖見解析(4)R0(6)48.2,解析本題考查測量電阻的實驗。(1)實物連線如圖所示:(4)將開關(guān)S2擲于1端,可測得流經(jīng)R0的電流為;將開關(guān)S2擲于2端,可測得流經(jīng)R0和Rx的電流為。由于可視為理想電壓表,對電路沒有影響,則兩種情況下,電流相等,即=,解得:Rx=R0。(6)根據(jù)所給數(shù)據(jù),計算的平均值為3.41,則Rx=(3.41-1)20.0=48.2。,審題指導本題屬于計算型實驗題,結(jié)合題設(shè)條件,利用歐姆定律列方程求解;本題中還有一點也應(yīng)注意,電壓表可視為理想電壓表,其對電路無影響。,15.(2018課標,23,10分)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在2580范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標稱值(25時的阻值)為900.0;電源E(6V,內(nèi)阻可忽略);電壓表(量程150mV);定值電阻R0(阻值20.0),滑動變阻器R1(最大阻值為1000);電阻箱R2(阻值范圍0999.9);單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2。圖(a)實驗時,先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0。將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開S1,記下此時R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0。實驗得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表。,回答下列問題:(1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到(填“a”或“b”)端;(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點,并做出R2-t曲線;圖(b),圖(c)(3)由圖(b)可得到RT在2580范圍內(nèi)的溫度特性。當t=44.0時,可得RT=;(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)為,則手心溫度為。,答案(1)b(2)如圖所示(3)450(4)620.033.0,解析本題考查替代法測電阻、繪圖能力及電阻箱的讀數(shù)等。(1)滑動變阻器是限流式接法,S1閉合前,滑片應(yīng)置于使滑動變阻器連入電路的阻值最大的位置,即b端。(2)由題給數(shù)據(jù)描完點后,觀察這些點的分布規(guī)律,應(yīng)畫一條平滑曲線,讓盡可能多的點落在線上,不在線上的點要均勻分布在線的兩側(cè)。(3)由R2-t圖線知,當t=44.0時,RT=450。(4)電阻箱的讀數(shù)為(6100+210+01+00.1)=620.0,由R2-t圖像知,當R2=620.0時,t=33.0。,16.(2018課標,22,6分)某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100A,內(nèi)阻900);電阻箱R1(阻值范圍0999.9);電阻箱R2(阻值范圍099999.9);導線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋?；卮鹣铝袉栴}:(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1=,R2=。(保留到個位),答案(1)如圖所示(2)1002910,解析本題考查電表的改裝。將量程為100A的微安表頭改裝成量程為1mA的直流電流表,應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻,分流電阻的阻值為=100,選用R1;再串聯(lián)一分壓電阻可改裝成量程為3V的電壓表,分壓電阻的阻值為=2910,選用R2。,規(guī)律總結(jié)電表改裝的原理應(yīng)用并聯(lián)分流的規(guī)律改裝電流表;應(yīng)用串聯(lián)分壓的規(guī)律改裝電壓表。,17.(2017課標,23,9分)圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250A,內(nèi)阻為480。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆100擋。圖(a),圖(b),(1)圖(a)中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標號)。A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=,R4=。,(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字),答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.101032.95V,解析(1)換擋開關(guān)接“3”時為歐姆擋,內(nèi)部接有電源,電流從電源正極流出,經(jīng)A端流出,經(jīng)B端流入表內(nèi),回到電源負極,“紅”進“黑”出,則A端應(yīng)與黑色表筆連接。(2)R6應(yīng)是歐姆擋的歐姆調(diào)零電阻,故B選項正確。而在使用多用電表之前,要進行機械調(diào)零,使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,故A選項錯誤。使用電流擋時不需要歐姆調(diào)零,故C選項錯誤。(3)當換擋開關(guān)接“2”時為直流電流1mA擋,此時R1和R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),滿偏時總電流為1mA,則R1、R2中的電流為1mA-Ig,電壓為IgRg,則R1+R2=160;當換擋開關(guān)接4時為直流電壓1V擋,此時R1和R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),然后再與R4串聯(lián),滿偏時總電壓為1V,則R4分壓為1V-IgRg=1V-25010-6480V=0.88V,流過R4的電流為1mA,則R4=880。,(4)若B端與“1”相連,則為直流電流2.5mA擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個小格,則每小格表示0.05mA,即分度值為0.05mA,由估讀法可得讀數(shù)為1.47mA。若B端與“3”連接,則為歐姆100擋,指針指在上邊歐姆表盤“11”位置,則可得讀數(shù)為1.10103。若B端與“5”連接,則為直流電壓5V擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個小格,則每小格表示0.1V,即分度值為0.1V,由估讀法可得讀數(shù)為2.95V。,命題意圖本題考查多用電表的原理以及電表的改裝。,易錯分析多用電表的歐姆擋內(nèi)部有電源,可據(jù)此判斷A端與黑色表筆相連。多用電表內(nèi)部電路圖串、并聯(lián)關(guān)系要明確。歐姆擋讀數(shù)為指針示數(shù)乘以所選擋位倍率,電壓擋、電流擋讀數(shù)要注意分度值及估讀問題。注意題目要求的保留幾位有效數(shù)字。,18.(2017課標,23,9分)某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100A,內(nèi)阻大約為2500)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20,另一個阻值為2000);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9);電源E(電動勢約為1.5V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。圖(a),圖(b),(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。(2)完成下列填空:R1的阻值為(填“20”或“2000”)。為了保護微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。將電阻箱Rz的阻值置于2500.0,接通S1。將R1的滑片置于適當位置,再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(填“相等”或“不相等”)。將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0時,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為(結(jié)果保留到個位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:。,答案(1)如圖所示(2)20左相等2550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程,解析本題考查實物圖連線、電阻的測量、器材的選取,考查學生的實驗能力。(2)R1為分壓電阻,為了有效控制測量電路,故選20的小電阻;為了保護微安表,開始R1的滑片C應(yīng)滑到左端,使微安表示數(shù)為零;當B與D的電勢相等時,IDB=0,S2閉合前后電路的電阻不變,導致微安表的示數(shù)不變;設(shè)R2中電流為I1,Rz中電流為I2,當B=D時URz1=UR2左,URg=UR2右即I2Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右得=當Rz與微安表對調(diào)時,有=故有=Rg=2550,解題關(guān)鍵1.理解惠斯通電橋電路的原理。當G的示數(shù)為零時,=。,2.知道分壓電路一定要選最大阻值較小的滑動變阻器。,19.(2017課標,23,10分)某同學研究小燈泡的伏安特性。所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表(量程3V,內(nèi)阻3k);電流表(量程0.5A,內(nèi)阻0.5);固定電阻R0(阻值1000);滑動變阻器R(阻值09.0);電源E(電動勢5V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導線若干。(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。,圖(a),圖(b)由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為W,最大功率為W。(結(jié)果均保留2位小數(shù)),答案(1)實驗電路原理圖如圖所示(2)增大增大(3)0.391.17,解析(1)先考慮測量電路,由于小燈泡的額定電壓為3.8V,而電壓表的量程只有3V,但其內(nèi)阻已知,由給定器材規(guī)格可知,可串聯(lián)固定電阻R0將其改裝為量程4V的電壓表。因小燈泡的電阻較小,采用電流表外接法。再考慮控制電路,由于實驗中電壓需從0開始變化,故控制電路需采用分壓式。(2)由R=知I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故隨著電流的增加小燈泡電阻逐漸增大。再由R=可知,在L、S不變的情況下,R增大的原因只能是電阻率增大。(3)當R全部電阻接入電路時,通過燈泡的電流最小,燈泡實際消耗的功率最小。設(shè)此時燈泡兩端電壓為U、通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得E0=U+I(R+r),代入數(shù)據(jù)得I=0.4-0.1U,在燈泡的伏安特性曲線坐標系中作出I=0.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點坐標即為此時燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流,有U=1.75V、I=225mA,故最小功率為Pmin=IU=0.39W。當R接入電路中的阻值等于0時,電路中電流最大、燈泡實際消耗的功率最大。同理可得Pmax=1.17W。,20.(2016課標,23,10分)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60時,系統(tǒng)報警。提供的器材有:熱敏電阻,報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警),電阻箱(最大阻值為999.9),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計),滑動變阻器R1(最大阻值為1000),滑動變阻器R2(最大阻值為2000),單刀雙擲開關(guān)一個,導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知U約為18V,Ic約為10mA;流過報警器的電流超過20mA時,報警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60時阻值為650.0。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。,(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng):電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實驗要求,這一阻值為;滑動變阻器的滑片應(yīng)置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。,將開關(guān)向(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關(guān)向另一端閉合,報警系統(tǒng)即可正常使用。,答案(1)連線如圖所示(2)R2(3)650.0b接通電源后,流過報警器的電流會超過20mA,報警器可能損壞c報警器開始報警,解析(1)見答案。(2)由R=1800可知,滑動變阻器應(yīng)選R2。(3)電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)為熱敏電阻在60時的阻值,即650.0?；瑒幼冏杵鞯幕瑧?yīng)置于b端,使開關(guān)接通后回路中電流最小,以保護報警器,即防止因過載而損壞報警器。應(yīng)將開關(guān)向c端閉合,然后對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。,解題指導從提供的單刀雙擲開關(guān)可以看出,當開關(guān)與c接通時,應(yīng)形成一個完整的電路,以便對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。當調(diào)節(jié)完成后,只要將開關(guān)與d接通,就可以用于報警。由報警電流推算回路中的總電阻值,便可大致確定滑動變阻器的最小阻值,從而確定選用哪一個變阻器。,反思總結(jié)電學實驗題千變?nèi)f化,但電路的基本要素幾乎是不變的,即實驗電路總是由“控制電路”和“工作電路”組成。,21.(2016課標,22,5分)某同學用圖中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方,S極位于兩導軌的正下方,一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直。(1)在圖中畫出連線,完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關(guān)閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。,(2)(多選)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,有人提出以下建議:A.適當增加兩導軌間的距離B.換一根更長的金屬棒C.適當增大金屬棒中的電流其中正確的是(填入正確選項前的標號)。,答案(1)如圖所示(2分)(2)AC(3分。選對一個給2分,選對兩個給3分,有選錯的不給這3分),解析(1)根據(jù)左手定則得金屬棒中電流為從a流向a1。要求滑動變阻器以限流方式接入電路中,故滑動變阻器接線柱上下各用一個。(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,應(yīng)使它所受安培力F=BIL增大,所以適當增加兩導軌間的距離時有效長度L增大,F變大,A項正確;只換更長的金屬棒時有效長度L不變,B項錯;增大電流,F也增大,C項正確。,考查點電路連接問題、設(shè)計實驗,思路分析將金屬棒與電源及其他器材組成閉合回路,利用左手定則判定電流的方向,確定電源與電流表正負接線柱的連接方式。,22.(2015課標,23,9分,0.299)圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。圖(a),圖(b),(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100,滿偏電流為1mA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3mA;若使用a和c兩個接線柱,電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1=,R2=。(2)現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為150的標準電流表對改裝電表的3mA擋進行校準,校準時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300和1000;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750和3000。則R0應(yīng)選用阻值為的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為的滑動變阻器。(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R為保護電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點應(yīng)和接線柱(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:。,答案(1)1535(4分,每空2分)(2)3003000(2分,每空1分)(3)c(1分)閉合開關(guān)時,若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動,則損壞的電阻是R2(2分),解析(1)由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等有:使用a和b兩個接線柱時1mA100=(3-1)mA(R1+R2);使用a和c兩個接線柱時1mA(100+R2)=(10-1)mAR1,聯(lián)立可得R1=15,R2=35。(2)由題意知校準時電路中電流的范圍為0.5mAI3.0mA,則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總=滿足500R總3000,而兩電表的總電阻RA=150+=183,故R0+R應(yīng)滿足317R0+R2817,可知R0只能選用300的,R只能選用3000的。(3)在圖(b)電路中,當d接c時,若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數(shù),若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數(shù),故可由毫安表有無示數(shù)來判斷損壞的電阻;當d接b時,無論R1還是R2損壞,對毫安表示數(shù)的影響相同,從而不能進行判定。,考查點電表改裝與校準,解題關(guān)鍵電表量程是指當毫安表滿偏時,通過并聯(lián)電路的總電流。利用并聯(lián)電路特點,求出R1、R2。利用校準時,電路中電流的范圍求出電路總電阻范圍,判斷出R0及R所選阻值。,23.(2015課標,23,9分,0.262)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實驗室提供的器材如下:待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約為3000),電阻箱R0(最大阻值為99999.9),滑動變阻器R1(最大阻值100,額定電流2A),電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計),開關(guān)2個,導線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補充完整。(2)根據(jù)設(shè)計的電路,寫出實驗步驟:。,(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV,與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比,RVRV(填“>”、“=”或“(1分)斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路總電阻增大,分得的電壓也增大;此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故RV>RV(1分,其他合理說法同樣給分),解析(1)由于R1的總阻值遠小于測量電路總電阻,故控制電路采用分壓式接法,電路圖見答案。(2)(3)見答案。,考查點半偏法測電壓表內(nèi)阻,解題關(guān)鍵首先判定控制電路為分壓接法。理解當滑動變阻器滑片不動時,電壓表所在支路分得的電壓基本不變。,知識拓展在保證安全的基礎(chǔ)上,R1的阻值越小,實驗越精確,調(diào)節(jié)越方便。,24.(2014課標,23,9分,0.467)利用如圖(a)所示電路,可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻,所用的實驗器材有:圖(a)待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9),電阻R0(阻值為3.0),電阻R1(阻值為3.0),電流表(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0),開關(guān)S。實驗步驟如下:將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;,以為縱坐標,R為橫坐標,作-R圖線(用直線擬合);求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。回答下列問題:(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為。(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:,。,圖(b),圖(c),(3)在圖(c)中將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=A-1-1,截距b=A-1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=V,內(nèi)阻r=。,答案(1)=R+RA+(r+R0)或=R+(5.0+r)(2)0.1109.09(3)圖見解析1.0(在0.961.04之間均對)6.0(在5.96.1之間均對)(4)3.0(在2.73.3之間均對)1.0(在0.61.4之間均對),解析(1)由閉合電路歐姆定律有E=IRA+(I+)(R+R0+r),整理得=R+RA+(r+R0),代入數(shù)據(jù)得=R+(5.0+r)。(2)由題圖知該電流表的分度值為2mA,讀數(shù)為110mA,考慮到表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字位數(shù),故結(jié)果應(yīng)為0.110A。=9.09A-1。(3)描點作圖如圖所示,由圖線可得k=A-1-1=1.0A-1-1,b=6.0A-1。(4)由=R+(5.0+r)可知k=,b=(5.0+r),將k=1.0A-1-1、b=6.0A-1代入可得E=3.0V,r=1.0。,考查點測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗,解題關(guān)鍵知道測電源電動勢與內(nèi)阻的實驗原理是閉合電路歐姆定律。利用閉合電路歐姆定律推出與R的關(guān)系。,易錯警示在完成表格時,注意表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字的位數(shù)。,25.(2014課標,22,6分,0.622)在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200,電壓表的內(nèi)阻約為2k,電流表的內(nèi)阻約為10,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值。,答案Rx1大于小于,解析=20,=10,因此Rx屬于大電阻,用電流表內(nèi)接法時測量值更接近真實值,即Rx1更接近真實值;因Rx1=Rx+RA,故Rx1>Rx,Rx2=R并(即Rx與RV的并聯(lián)值),故Rx2Ek,所以空氣阻力會造成Ep>Ek,但表中為Ek>Ep,因此不同意他的觀點。(4)鋼球球心和遮光條都繞懸點做圓周運動,但運動半徑不同,因此分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l,遮光條在光電門處的速度v=,則鋼球的速度v=l,可以減小表中差異。,解題指導(1)鋼球高度的改變應(yīng)為鋼球球心間的高度差,因此應(yīng)測球心間的豎直距離。(3)由于存在空氣阻力,因此重力勢能的改變量應(yīng)大于動能的改變量。(4)不同半徑,同一圓心的圓周運動,其線速度不同,故應(yīng)將遮光條在光電門處的速度折算成鋼球球心處的速度。,11.2015廣東理綜,34(1),8分某同學使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣?。請完成以下主要實驗步驟:按圖(a)安裝實驗器材并連接電源;豎直提起系有重物的紙帶,使重物(填“靠近”或“遠離”)計時器下端;,使重物自由下落;關(guān)閉電源,取出紙帶;換新紙帶重復實驗。圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶,應(yīng)選取填“(b)”或“(c)”來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當?shù)刂亓铀俣?主要原因是空氣阻力和。,答案靠近接通電源釋放紙帶(b)紙帶與限位孔間的摩擦,解析重物靠近打點計時器下端,可在紙帶上打下更多的點,提高紙帶利用率。為了能在紙帶上打下盡可能多的點,且避免因打點計時器在接通電源后工作狀態(tài)不穩(wěn)而引起的誤差,要求先接通電源,待計時器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶。比較圖(b)與(c)可知,圖(b)中重物做勻加速運動,而圖(c)中重物先加速后減速,故應(yīng)選用(b)。由ma=mg-f知a=g-,測得a,屬于大電阻,故電流表采用內(nèi)接法,而滑動變阻器R0的阻值小于Rx,則滑動變阻器R0采用分壓式接法,如答案圖所示。由于電壓表的讀數(shù)為電阻Rx和電流表內(nèi)阻的分壓和,而電流表的讀數(shù)是流過Rx的實際電流,故待測電阻測量值會大于其真實值。,知識拓展若滑動變阻器的阻值小于被測電阻值,為減小誤差,滑動變阻器采用分壓式接法。,16.(2018江蘇單科,10,8分)一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)如圖所示是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。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:,根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出R-關(guān)系圖像。由圖像可計算出該干電池的電動勢為V;內(nèi)阻為。(3)為了得到更準確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應(yīng)為V;內(nèi)阻應(yīng)為。,答案(1)開關(guān)未斷開;電阻箱阻值為零。(2)如圖所示1.4(1.301.44都算對)1.2(1.01.4都算對)(3)1.4結(jié)果與(2)問第一個空格一致1.0結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2,解析本題考查測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)在連接電路過程中,要求開關(guān)處于斷開狀態(tài);在閉合開關(guān)前,要求電阻箱接入電路的電阻最大。(2)依照表中數(shù)據(jù),描點連線,如答案圖所示。由閉合電路歐姆定律可得I=,整理可得R=E-r,與圖像對應(yīng),則E=1.4V,r=1.2。(3)由題圖可知電壓表的讀數(shù)為66mV,由歐姆定律可得電流表的內(nèi)阻r=U/I=0.2,則由閉合電路歐姆定律可得I=,整理可得R=E-(r+r),與圖像對應(yīng),則E=1.4V,r=1.0。,思路分析本題是在課本實驗基礎(chǔ)上拓展出來的計算型實驗題,需要利用閉合電路歐姆定律列方程求解。,17.(2017江蘇單科,11,10分)某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置,實驗原理電路圖如圖1所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當繼電器的電流超過15mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示。,(1)提供的實驗器材有:電源E1(3V,內(nèi)阻不計)、電源E2(6V,內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(0200)、滑動變阻器R2(0500)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0999.9)、開關(guān)S、導線若干。為使該裝置實現(xiàn)對3080之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用(選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應(yīng)選用(選填“R1”或“R2”)。,圖1,圖2,(2)實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障,用多用電表測量各接點間的電壓,則應(yīng)將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。(3)合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查。在圖1中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接,入a、b時指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50時被吸合,下列操作步驟的正確順序是。(填寫各步驟前的序號)將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1,答案(1)E2R2(2)C(3)不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(4),解析本題考查器材選擇,故障檢測,實驗操作。(1)因通過繼電器的電流超過15mA時加熱器停止加熱,為使該裝置實現(xiàn)對3080之間任一溫度的控制,要求電路在3080之間的任一溫度下的電流能通過調(diào)節(jié)達到15mA。當控制到30時,電路的最小阻值為Rmin=199.5+20=219.5,要使電流達到15mA,則所需電源電動勢至少為Emin=IRmin=3.29V,故電源只能選用電動勢為6V的E2。為使溫度控制在80,則在6V電源下電路中的電流能達到15mA,故此時滑動變阻器接入電路中的阻值為R=-(Rt+R繼)=-49.1-20=330.9,故滑動變阻器應(yīng)選用R2。(2)由于是用多用電表測直流電壓,且電源電動勢為6V,故應(yīng)選擇直流電壓10V擋。(3)若只有b、c間斷路,電路中無電流,a、b間電壓為0,a、c間電壓等于電源電壓,故表筆接入a、b時指針不偏轉(zhuǎn),接入a、c時指針偏轉(zhuǎn),且示數(shù)等于電源電動勢。(4)欲使銜鐵在50時被吸合,則要求溫度達到50時電路中電流達到15mA,而此時熱敏電阻的阻值為108.1。為確定滑動變阻器應(yīng)接入電路中的阻值,先將電阻箱調(diào)到108.1并替代熱敏電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器使銜鐵恰好被吸合,然后再保持滑動變阻器滑片位置不動,將熱