(江蘇專版)2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十二 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案
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1、 專題十二 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點(diǎn) 考題 考情 電表的改裝、使用與讀數(shù)電學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 2015年T10考查對(duì)圖象的認(rèn)識(shí),測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 2014年T10考查螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法、測(cè)定金屬的電阻率 高考熱點(diǎn)是(1)測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)、儀器選擇與電路設(shè)計(jì);(2)電路實(shí)物連線與數(shù)據(jù)處理;(3)實(shí)驗(yàn)方法和技能的遷移應(yīng)用;(4)電路故障的排除. 備考時(shí)應(yīng)(1)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)原理的訓(xùn)練,歸納儀器選擇、電路設(shè)計(jì)中的技巧;(2)加強(qiáng)電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象、圖表分析方面的訓(xùn)練. 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 2017年T11考查多用電表的使用方法 2016年T10考查電學(xué)儀器的選擇和操作及運(yùn)用圖象
2、法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 2013年T10考查電路的設(shè)計(jì)、電阻的選擇 一、電學(xué)儀器的使用與讀數(shù) 1.電流表、電壓表、歐姆表的比較: 儀器 極性 量程選擇 讀 數(shù) 電流表 有正、負(fù)極的電表,電流由電表的正極流入,負(fù)極流出 使指針指示超過滿偏刻度的的位置 3 V和3 A量程估讀到最小分度的;15 V量程估讀到最小分度的;0.6 A量程估讀到最小分度的 電壓表 歐姆表 使指針盡量指在表盤的中間位置左右 表盤讀數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率 2.使用多用電表的“三注意”: (1)電流的流向:使用歐姆擋時(shí),多用電表內(nèi)部電池的正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆,從電源外部看,電流從紅表筆流入,從
3、黑表筆流出. (2)區(qū)分“機(jī)械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”:“機(jī)械調(diào)零”在表盤刻度左側(cè)“0”位置,調(diào)整表盤下邊的中間定位螺絲;“歐姆調(diào)零”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕. (3)倍率選擇:使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),表頭指針過大或過小均有較大誤差,指針偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間讀數(shù)較準(zhǔn)確,如待測(cè)電阻約為2 kΩ,應(yīng)選用“×100”擋. 3.電學(xué)儀器的選擇: (1)電源的選擇:一般可以根據(jù)待測(cè)電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源. (2)電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測(cè)電流的最大電流選擇電流表;選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針偏轉(zhuǎn)的
4、幅度較大,一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上,以減小讀數(shù)的偶然誤差,提高精確度. 二、電流表內(nèi)外接法的區(qū)分與選擇 比較項(xiàng)目 電流表內(nèi)接法 電流表外接法 電路 誤差來源 電流表的分壓 電壓表的分流 測(cè)量結(jié)果 R測(cè)=>Rx,偏大 R測(cè)=<Rx,偏小 適用條件 Rx?RA(測(cè)大電阻) RV?Rx(測(cè)小電阻) 三、分壓式與限流式的區(qū)分與選擇 1.控制電路的比較: 比較項(xiàng)目 限流式接法 分壓式接法 電路 電壓調(diào)節(jié)的范圍 E~E 0~E 電能損耗 節(jié)能 耗能 2.控制電路的選擇: (1)從節(jié)能的角度考慮,優(yōu)先選用限流式. (2)以下三種情況
5、必須用分壓式: ①要求待測(cè)電路的U、I從0變化. ②R滑?Rx. ③選用限流式,Ux、Ix過大(超過電流表量程,燒壞電表、電源或用電器等). 四、電學(xué)實(shí)驗(yàn)方法 1.等效替代法:在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下,將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問題和物理過程來進(jìn)行研究和處理. 2.控制變量法:對(duì)于多個(gè)變量的問題,常常采用控制變量的方法,把多個(gè)變量的問題變成單個(gè)變量的問題,從而研究 這一個(gè)變量對(duì)事物的影響,分別對(duì)各個(gè)變量加以研究,最后綜合解決. 3.累積法:把某些難以用常規(guī)儀器直接準(zhǔn)確測(cè)量的物理量用累積的方法,將微小量變?yōu)檩^大的量,不僅
6、便于測(cè)量,還可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度,從而減小誤差. 考點(diǎn)1| 電表的改裝、使用與讀數(shù) 難度:中檔題 題型:填空題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第65頁) 1.多用電表使用“五步”法 (1)選倍率:一般要選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率,如估計(jì)值為200 Ω,就應(yīng)該選“×10”的倍率; (2)進(jìn)行歐姆調(diào)零; (3)將紅、黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量; (4)將指針示數(shù)乘以倍率,得測(cè)量值; (5)測(cè)量結(jié)束后,將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋. 2.多用電表測(cè)電阻的注意事項(xiàng) (1)改換倍率必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零; (2)通過選擇合適倍率,指針指在刻度盤中間附近,誤
7、差較?。? (3)測(cè)量電阻時(shí),手不可接觸表筆的金屬桿部分; (4)被測(cè)元件與電源斷開. ●考向1 電壓表和電流表的讀數(shù) 1.(2015·浙江高考改編)圖12-1甲是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)連好的實(shí)物連接圖. 圖12-1 小紅調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的①、②、③、④所示,電流表量程為0.6 A,電壓表量程為3 V.所示讀數(shù)為:①________、②________、③________、④__________.兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________. 【解析】 由實(shí)物圖可知,電流表接的是0.6 A的量程,電壓表
8、接的是3 V的量程,因此①的讀數(shù)為0.02 A×5=0.10 A,②的讀數(shù)為0.02 A×12=0.24 A,③的讀數(shù)為0.1 V×20.0=2.00 V,④的讀數(shù)為0.1 V×2.7=0.27 V. 兩組數(shù)據(jù)得到的電阻R1== Ω=8.3 Ω,R2== Ω=2.7 Ω. 【答案】 ①0.10 A?、?.24 A ③2.00 V?、?.27 V 8.3(±0.1)Ω 2.7(±0.1)Ω ●考向2 電表的改裝 2.如圖12-2是一個(gè)電流表、電壓表兩用電表的電路,電流表G的量程是100 μA,內(nèi)阻是1 000 Ω,電阻R1=0.1 Ω,R2=99 000 Ω,當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到a、b
9、上時(shí),可作為____________表,其量程是________,當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到c、d上時(shí),可作為________表,其量程是________. 圖12-2 【解析】 當(dāng)開關(guān)合到a、b上時(shí),電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路,此時(shí)小電阻R1與電流表G并聯(lián),R1起分流作用,可作為大量程電流表使用,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有: (I-Ig)R1=IgRg. 甲 乙 電流表量程為 I== A≈1 A. 當(dāng)開關(guān)合到c、d上時(shí),電路變成圖乙所示的電路,此時(shí)大電阻R2與電流表G串聯(lián),R2起分壓作用,所以電流表G已裝成電壓表,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),電壓表量程為:U=Ig(Rg+R2)
10、=0.000 1×(1 000+99 000) V=10 V. 【答案】 見解析 ●考向3 多用電表的使用 3.(2012·江蘇高考T10)如圖12-3甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè). 甲 乙 圖12-3 (1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”). (2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí),一表筆接a,另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況. (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇
11、開關(guān)旋至“×1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值.測(cè)量中發(fā)現(xiàn),每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等,測(cè)量記錄如下表.兩表筆分別接a、b時(shí),多用電表的示數(shù)如圖乙所示. 請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路. 兩表筆接的接點(diǎn) 多用電表的示數(shù) a、b ________Ω a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 【解析】 (1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,機(jī)械調(diào)零裝置為A. (2)使用多用電表進(jìn)行測(cè)量時(shí),為保證電表不被損壞往往要進(jìn)行試觸,即讓兩表筆進(jìn)行短暫接觸,觀察指針偏轉(zhuǎn)情況,若持續(xù)接觸則有可能損壞電表. (3)黑箱中無電源且每對(duì)接點(diǎn)間正反阻值相等,由多用電表
12、讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0 Ω,由a、b間電阻為5 Ω,a、c間為10 Ω,b、c間為15 Ω知,電路為a、b間5 Ω的電阻與a、c間10 Ω電阻串聯(lián)而成,電路圖如答案圖所示. 【答案】 (1)A (2)短暫 (3)5.0 電路圖如圖 4.某同學(xué)用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線測(cè)一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214185】 (1)他先用多用表電壓擋直接接在電源兩極,讀數(shù)如圖12-4,則電源電動(dòng)勢(shì)約為________V. 圖12-4 (2)為了更準(zhǔn)確的測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,他用多用表的“直流100 mA”擋設(shè)計(jì)了如圖12-5甲的測(cè)量電路,為了電表安全,請(qǐng)估算開
13、關(guān)閉合前電阻箱的最小取值為______________Ω. 甲 乙 圖12-5 (3)將多用電表的選擇開關(guān)從“OFF”旋轉(zhuǎn)至“直流100 mA”擋,調(diào)節(jié)電阻箱到合適的值并記錄其讀數(shù)R,合上開關(guān)從多用表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I. (4)重復(fù)(3)獲得多組數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的R-圖線. (5)由圖線得干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=________Ω(取整數(shù)). 【解析】 (1)用量程為2.5 V直流電壓擋測(cè)電動(dòng)勢(shì),最小分度為0.05,因此要讀到本位,所以讀數(shù)為1.30 V. (2)由歐姆定律得:Ig=,得R==13 Ω.
14、 (5)由閉合電路歐姆定律可知: E=I(R+r),變形得R=E·-r 由R-圖線可知,斜率表示電動(dòng)勢(shì): E=1.40 V 縱軸截距表示電源的內(nèi)阻:r=8 Ω. 【答案】 (1)1.30 (2)13 (5)1.40(1.35~1.45均可) 8 考點(diǎn)2| 電學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 難度:中檔 題型:實(shí)驗(yàn)題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第66頁) 1.(2015·江蘇高考T10)小明利用如圖12-6所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214186】 圖12-6 (1)圖中電流表的示數(shù)為________A. (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記
15、錄如下: U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06 I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線. 由圖線求得:電動(dòng)勢(shì)E=______V;內(nèi)阻r=________Ω. (3)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明進(jìn)行了多次測(cè)量,花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間,測(cè)量期間一直保持電路閉合.其實(shí),從實(shí)驗(yàn)誤差考慮,這樣的操作不妥,因?yàn)開___________________ _______________________________________________________________. 【解題關(guān)鍵】 解此題應(yīng)注意以
16、下兩點(diǎn): (1)電流表的量程為0~0.6 A,每小格表示0.02 A. (2)電壓表示數(shù)最小值為1.06 V,作圖時(shí)縱坐標(biāo)起點(diǎn)不應(yīng)為0. 【解析】 (1)電流表選用量程為0~0.6 A,分度值為0.02 A,則其讀數(shù)為0.44 A. (2)坐標(biāo)系選擇合適的標(biāo)度,根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)作出的U-I圖線如圖所示. 圖線與縱軸交點(diǎn)為“1.61 V”,故E=1.61 V,由圖線的斜率=1.24知,電池內(nèi)阻為1.24 Ω.注意此處不要用圖線與縱軸交點(diǎn)值除以與橫軸交點(diǎn)值. (3)長(zhǎng)時(shí)間保持電路閉合,電池會(huì)發(fā)熱,電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,干電池長(zhǎng)時(shí)間放電,也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大. 【答案
17、】 (1)0.44 (2)U-I圖線見解析 1.61(1.59~1.63都算對(duì)) 1.24(1.22~1.26都算對(duì)) (3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大 2.(2014·江蘇高考T10)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214187】 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑.為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖12-7甲所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”).從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________ mm. 甲 乙 圖12-7 (2)如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路,相關(guān)器材的規(guī)格已
18、在圖中標(biāo)出.合上開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化.由此可以推斷:電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”). (3)在電路故障被排除后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA,由此,該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 Ω.為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值,在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下,對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)?請(qǐng)寫出兩條建議. 【解題關(guān)鍵】 解此題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要符合有效數(shù)字要求. (2)由電壓表示數(shù)接近3
19、V可知,電壓表兩測(cè)量點(diǎn)間有斷點(diǎn). (3)根據(jù)測(cè)量合金絲阻值的結(jié)果與電壓表、電流表的內(nèi)阻值判斷電流表應(yīng)采用內(nèi)接法還是外接法. 【解析】 根據(jù)歐姆定律解題. (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)先將鎖緊裝置鎖緊,即旋緊 B.螺旋測(cè)微器的示數(shù)為(0+41.0×0.01) mm=0.410 mm.(2)電壓表的示數(shù)不為零,電流表的示數(shù)幾乎為零,說明連接兩電表的電路是導(dǎo)通的.而滑動(dòng)變阻器幾乎不起作用,說明線路電阻很大,故可判斷7、8、9間斷路.(3)由題知≈0.005<≈0.019,說明電流表的分壓作用不顯著,故可將電流表改為內(nèi)接,并測(cè)出多組U、I值,求出Rx后,再取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果. 【答案】 (1)B
20、 0.410 (2)7、9 斷路 (3)電流表改為內(nèi)接;測(cè)量多組電流和電壓值,計(jì)算出電阻的平均值.(或測(cè)量多組電流和電壓值,用圖象法求電阻值) 1.電阻測(cè)量的常用方法 (1)器材選擇的三個(gè)主要原則:安全性(量程不能太小)、準(zhǔn)確性(量程不能太大)、方便性(滑動(dòng)變阻器要方便調(diào)節(jié)). (2)選擇電流表內(nèi)外接法的口訣:“好表要內(nèi)接”(因?yàn)椋涸浇咏硐腚娏鞅?,其分壓的影響越?或“大內(nèi)小外”(內(nèi)接法測(cè)大電阻,外接法測(cè)小電阻);選擇滑動(dòng)變阻器接法口訣:“以小控大用分壓”(變阻器阻值小于待測(cè)電阻). (3)電表有時(shí)可反常規(guī)使用:已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用,已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用.
21、(4)定值電阻的常見用途:保護(hù)電路、與電流表串聯(lián)改裝為電壓表、與電流表并聯(lián)擴(kuò)程. 2.測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的常用方法 (1)三種常用實(shí)驗(yàn)方法和原理:伏安法E=U+I(xiàn)r、伏阻法E=U(1+r/R)、安阻法E=I(R+r). (2)兩種數(shù)據(jù)處理方法:聯(lián)立方程求解法和圖象處理法,對(duì)伏安法利用電源的U-I圖象求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;對(duì)伏阻法和安阻法需對(duì)閉合電路歐姆定律方程E=U(1+r/R)和E=I(R+r)適當(dāng)變形作線性處理,并利用直線方程的截距和斜率求電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)阻等物理量. ●考向1 以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 5.(2017·南京四模)測(cè)量一未知電阻的阻值. 圖12-8 (1)某同
22、學(xué)首先用多用電表粗測(cè)電阻的大小,將多用表選擇開關(guān)置于“×10”擋,調(diào)零后,將紅黑表筆分別接電阻兩端,發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖甲所示,則所測(cè)阻值為________Ω. (2)接著該同學(xué)計(jì)劃用VA法準(zhǔn)確測(cè)量電阻的阻值,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:8 V直流電源;電壓表(0~10 V,內(nèi)阻約20 kΩ);電流表(0~50 mA,內(nèi)阻約10 Ω);滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω,1 A);開關(guān)和導(dǎo)線. 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的器材,參考下面未完全連接好的實(shí)物電路在下面虛線方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(圖乙),并完成實(shí)物電路(圖丙)未連接的導(dǎo)線. (3)在上述(2)的實(shí)驗(yàn)中,連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù),該
23、同學(xué)用多用電表檢查電路故障.他的操作如下:選用多用電表的直流電壓擋,將紅、黑表筆分別接在:電源正負(fù)極間;變阻器電阻絲的兩端;電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間,結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn),則可能是連接__________________之間的導(dǎo)線發(fā)生了斷路. (4)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭,記下多組電壓表、電流表讀數(shù)(U,I),然后在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線,圖線的________大小表示待測(cè)電阻阻值.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量值________真實(shí)值.(填“>”“=”或“<”) 【解析】 (1)由題圖甲所示歐姆表可知,所測(cè)電阻阻值為:20×10 Ω=200 Ω. (2)由于滑動(dòng)變阻器最大
24、阻值為20 Ω,遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值200 Ω,如果滑動(dòng)變阻器采用限流接法,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電路電流及待測(cè)電阻電壓變化較小,不能進(jìn)行多次測(cè)量,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法;電壓表內(nèi)阻是20 kΩ,電流表內(nèi)阻是10 Ω,待測(cè)電阻阻值約為200 Ω,相對(duì)來說電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值,因此電流表應(yīng)采用外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示;根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖,實(shí)物電路圖如圖2所示. 圖1 圖2 (3)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù),說明電路存在斷路;用電壓表測(cè):電源正負(fù)極間、變阻器電阻絲的兩端、電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間,結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)
25、,說明各測(cè)試連點(diǎn)與電源之間不存在斷路,因此電路斷路位置在連接電流表與電壓表之間的導(dǎo)線斷路. (4)由歐姆定律可知,I=,則U=IR,在電阻一定時(shí),U與I成正比,它們的比例系數(shù)是導(dǎo)體電阻R,因此U-I圖象的斜率大小表示電阻阻值;實(shí)驗(yàn)采用了電流表外接法,由于電壓表的分流作用,使電流表的測(cè)量值大于真實(shí)值,由R=可知,電阻的測(cè)量值小于電阻的真實(shí)值. 【答案】 (1)200 (2)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示;實(shí)物電路圖如圖2所示 (3)連接電流表和電壓表 (4)斜率 < 6.(2017·泰州三模)為描繪小燈泡的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214188】 A.小燈泡(額定電壓6
26、 V,額定電流600 mA) B.電流表A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω) C.電流表A2(量程0~3 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω) D.電壓表V(量程0~6 V,內(nèi)阻約為10 kΩ) E.滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,2 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(0~100 Ω,1.5 A) G.直流電源E(約6 V) H.開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用__________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________.(填器材前面的字母) (2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整. (3)實(shí)驗(yàn)電路連接正確,閉合開關(guān),從最左端向右端調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,記錄電流表和電壓表相應(yīng)示數(shù)
27、,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)如圖乙所示,則電路發(fā)生的故障是______________________________________________. 甲 乙 圖12-9 【解析】 (1)燈泡的額定電流為600 mA,因此電流表應(yīng)選擇600 mA量程的A1;本實(shí)驗(yàn)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的R1; (2)根據(jù)原理可知,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,同時(shí)燈泡內(nèi)阻較小,故電流表采用外接法,連接實(shí)物圖如圖所示; (3)由伏安特性曲線可知,電路中有電流和電壓存在,說明電路是完好的,但明顯沒有測(cè)出較小的電流和電壓值,說明滑動(dòng)變阻器接成了限流接法
28、,因此故障應(yīng)是電源負(fù)極和滑動(dòng)變阻器左下接線柱間的電路斷路造成的. 【答案】 (1)A1 R1 (2)如圖所示 (3)電源負(fù)極和滑動(dòng)變阻器左下接線柱間的電路斷路 ●考向2 以測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 7.(2017·徐州模擬)某同學(xué)查閱電動(dòng)車使用說明書知道自家電動(dòng)車的電源是鉛蓄電池,他通過以下操作測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. (1)先用多用電表粗測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì).把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50 V擋,將兩只表筆與電池兩極接觸,此時(shí)多用電表的指針位置如圖12-10甲所示,讀出該電池的電動(dòng)勢(shì)為________V. 甲 乙 丙 圖12-10 (2)再用
29、圖乙所示裝置進(jìn)一步測(cè)量.多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流擋,與黑表筆連接的是電池的________極(選填“正”或“負(fù)”).閉合開關(guān),改變電阻箱的阻值R,得到不同的電流值I,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出-R圖象如圖丙所示.已知圖中直線的斜率為k,縱軸截距為b,則此電池的電動(dòng)勢(shì)E=________,內(nèi)阻r=________.(結(jié)果用字母k、b表示) (3)他發(fā)現(xiàn)兩次測(cè)得電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值非常接近,請(qǐng)你對(duì)此做出合理的解釋:______. 【解析】 (1)電壓擋量程為50 V,則最小分度為1 V,則指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為12.0 V; (2)作為電流表使用時(shí),應(yīng)保證電流由紅表筆流進(jìn),黑表筆流出,故黑表筆連接的是電
30、池的負(fù)極; 由閉合電路歐姆定律可得:I= 變形可得:=+·R 則由圖可知:=b; =k 則可解得:E=;r=. (3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻,因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時(shí),電表的讀數(shù)非常接近電源的電動(dòng)勢(shì). 【答案】 (1)12.0 (2)負(fù) (3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻,因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時(shí),電表的讀數(shù)非常接近電源的電動(dòng)勢(shì) 8.(2017·如皋市模擬)在測(cè)量一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)中,小明設(shè)計(jì)了如圖12-11甲所示的實(shí)驗(yàn)電路. 甲 乙 丙 圖12-11 (1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)?jiān)谝?/p>
31、圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接. (2)實(shí)驗(yàn)開始前,應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)到______(選填“a”或“b”)端. (3)合上開關(guān)S1,S2接圖甲中的1位置,改變滑動(dòng)變阻器的阻值,記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù);S2改接圖甲中的2位置,改變滑動(dòng)變阻器的阻值,再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù). 在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象,如圖丙所示,兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB,與橫軸的截距分別為IA、IB. ①S2接1位置時(shí),作出的U-I圖線是圖丙中的________(選填“A”或“B”)線; ②S2接1位置時(shí),測(cè)出的電池電動(dòng)
32、勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差,原因是________表(選填“電壓”或“電流”)的示數(shù)偏________(選填“大”或“小”). 【解析】 (1)實(shí)物連線圖如圖所示: (2)為保護(hù)電流表,實(shí)驗(yàn)開始前,應(yīng)將滑片P置于電阻最大的a端; (3)①當(dāng)S2接1位置時(shí),可把電壓表與電源看作一個(gè)等效電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U斷可知,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值,所以作出的U-I圖線應(yīng)是B線; ②測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差,原因是電壓表的分流,結(jié)果使電流表的讀數(shù)偏小. 【答案】 (1)見解析圖 (2)a (3)①B?、陔娏鳌∑? 考點(diǎn)3| 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 難度:中高檔 題型:實(shí)
33、驗(yàn)填空題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第69頁) 3.(2016·江蘇高考T10)小明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系.已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 Ω,R隨t的升高而增大.實(shí)驗(yàn)電路如圖12-12所示,控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214189】 圖12-12 實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合S,先將開關(guān)K與1端閉合,調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度,分別記下溫度t1,t2,…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1,I2,….然后將開關(guān)K與2端閉合,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1,I2,…,分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1,R2,…. (1)有以下兩種電流表,實(shí)驗(yàn)電路中應(yīng)選用____
34、____. A.量程0~100 mA,內(nèi)阻約2 Ω B.量程0~0.6 A,內(nèi)阻可忽略 (2)實(shí)驗(yàn)過程中,要將電阻箱的阻值由9.9 Ω調(diào)節(jié)至10.0 Ω,需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”、“b”、“c”,正確的操作順序是________. ①按旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1” ②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” ③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” (3)實(shí)驗(yàn)記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表: 溫度t(℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R(Ω) 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出R-t圖線. 由圖
35、線求得R隨t的變化關(guān)系為R=________ Ω. 【解題關(guān)鍵】 解此題的關(guān)鍵有以下三點(diǎn): (1)估算電流的變化范圍,再選擇電流表的量程. (2)為避免電流過大燒壞器材,電阻箱應(yīng)先調(diào)至較大阻值. (3)因阻值R隨溫度變化范圍較小,縱坐標(biāo)起點(diǎn)不應(yīng)取為零. 【解析】 (1)電路中電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,金屬電阻的阻值約為10 Ω,滑動(dòng)變阻器電阻最大為10 Ω,電流在0.075~0.15 A,則電流一般在0.1 A以內(nèi)調(diào)整,為使電流讀數(shù)更準(zhǔn)確,應(yīng)選用量程0~100 mA的電流表. (2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值時(shí),為了避免有其他電路發(fā)生短路而燒毀器材,電阻箱應(yīng)先調(diào)至較大電阻,然后依次從電阻較小的擋
36、位開始減小. (3)R-t圖象如答案圖所示,可得R隨t的變化規(guī)律是R=0.04t+8.8 Ω. 【答案】 (1)A (2)①②③(或①③②) (3)如圖所示 0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算對(duì)) 4.(2017·江蘇高考T11)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置,實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖12-13所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時(shí),銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫控.繼電器的電阻約20 Ω,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214190】 t/℃ 30.0 40
37、.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1 (1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E1(3 V,內(nèi)阻不計(jì))、電源E2(6 V,內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器R1(0~200 Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(0~500 Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0~999.9 Ω)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干. 為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30 ℃~80 ℃之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用________(選填“E1”或“E2”),滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”). 圖12-13 圖12-14 (2)實(shí)驗(yàn)
38、發(fā)現(xiàn)電路不工作.某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖12-14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(jìn)行排查.在圖12-13中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時(shí)指針__________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時(shí)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(shí)被吸合,下列操作步驟的正確順序是________.(填寫各步驟前的序號(hào)) ①將熱敏電阻接入電路 ②觀察到繼電器的銜鐵被吸合 ③斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除
39、 ④合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值 ⑤斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1 Ω 【解析】 (1)若實(shí)現(xiàn)對(duì)30 ℃溫度的控制 繼電器和Rt的電壓 U=0.015×(20+199.5) V≈3.29 V 因此符合要求的電源應(yīng)選E2. 若實(shí)現(xiàn)對(duì)80 ℃溫度的控制 對(duì)全電路有 U=I(R繼+Rt+R) 即6 V=0.015 A×(20 Ω+49.1 Ω+R) 解得R=330.9 Ω. 因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2. (2)用多用電表測(cè)量直流電壓時(shí),選擇開關(guān)應(yīng)旋至C(直流電壓擋). (3)a、b間電壓為0,指針不偏轉(zhuǎn). 接入a、c時(shí),多用電表與電源等構(gòu)成回路,指針
40、偏轉(zhuǎn). (4)連接電路時(shí),先用電阻箱代替熱敏電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值,銜鐵被吸合時(shí),調(diào)節(jié)完畢,移除電阻箱換為熱敏電阻即可,正確的順序?yàn)棰茛堍冖邰伲? 【答案】 (1)E2 R2 (2)C (3)不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) (4)⑤④②③① 5.(2013·江蘇高考T10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I,利用P=UI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”,電源為12 V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 Ω. (1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖12-15所示.請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.(用筆畫線代替導(dǎo)線) 圖12-15 (2)現(xiàn)有1
41、0 Ω、20 Ω和50 Ω的定值電阻,電路中的電阻R1應(yīng)選________Ω的定值電阻. (3)測(cè)量結(jié)束后,應(yīng)先斷開開關(guān),拆除________兩端的導(dǎo)線,再拆除其他導(dǎo)線,最后整理好器材. (4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線,如圖12-16所示.請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤剑? 圖12-16 【解題關(guān)鍵】 解此題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)由小燈泡規(guī)格“3.0 V 1.8 W”確定電流表所選量程. (2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流為0.6 A,則流過電源的電流不小于0.6 A. (3)應(yīng)用平滑的曲線連接所描各點(diǎn),偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去. 【解析】 (1)從P-U2圖象上
42、描出的點(diǎn)可知,小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大,故滑動(dòng)變阻器采用分壓電路.根據(jù)P=IU知,通過小燈泡的最大電流I==0.6 A,故電流表選0~0.6 A的量程.實(shí)物電路如答案中圖所示. (2)電路中定值電阻起保護(hù)作用,電池的電動(dòng)勢(shì)為12 V,小燈泡的內(nèi)阻為R== Ω=5 Ω,因此小燈泡和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)后的最大電阻為 Ω= Ω,要使小燈泡兩端的電壓能達(dá)到3 V,由=可知,R1不能超過10 Ω,所以R1選10 Ω. (3)為了實(shí)驗(yàn)儀器的安全,防止電源短路及誤將電源與其他電路接通,所以斷開開關(guān)后,先拆除電池兩端的導(dǎo)線,再拆除其他導(dǎo)線. (4)從坐標(biāo)紙上所描點(diǎn)可以看出這些點(diǎn)不近似在一條直線上,應(yīng)
43、為曲線,小明作出了一條直線不合適.作圖時(shí)應(yīng)使這些點(diǎn)占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙,而小明的橫坐標(biāo)只用了一半,所以小明橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適. 【答案】 (1)如圖所示 (2)10 (3)電池 (4)圖線不應(yīng)畫為直線;橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適. ●考向1 實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 9.(2017·鎮(zhèn)江一模)小明在研究由某種新材料制成的圓柱體電學(xué)元件(圖12-17甲所示)的過程中,進(jìn)行了如下操作: (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖12-17乙所示,由圖可知其長(zhǎng)度為_____mm,用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖12-17丙所示,其直徑為_____mm; 圖12-17 圖12-18
44、 圖12-19 (2)小明為研究通過該電學(xué)元件的電流I隨兩端電壓U變化的關(guān)系,設(shè)計(jì)了圖12-18所示實(shí)驗(yàn)電路.為使該電學(xué)元件兩端電壓能從零開始調(diào)起,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將電路實(shí)物圖連接完整; (3)小明利用(2)中實(shí)驗(yàn)電路測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示,請(qǐng)你在如圖12-19的坐標(biāo)紙上繪出I-U圖象; U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.32 1.50 I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.20 2.81 (4)小明用一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為0.75 Ω的干電池僅對(duì)該元件供電.則該元件消耗的電功
45、率為________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 【解析】 游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50 mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×9 mm=0.45 mm,所以最終讀數(shù)為50.45 mm; 螺旋測(cè)微器固定刻度為4.5 mm,可動(dòng)刻度為0.01×20.0 mm=0.200 mm,所以最終讀數(shù)為4.700 mm. (2)由于要求電壓從零開始調(diào)節(jié),故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,同時(shí)由于待測(cè)電阻阻值偏小,故應(yīng)采用電流表外接法,連接實(shí)物圖如圖所示; (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),利用描點(diǎn)法得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示; (4)在上圖中作出電源的伏安特性曲線,如圖所示,兩圖的交點(diǎn)表示該元件的工作點(diǎn),則由圖可知, 電壓
46、為0.85 V,電流I=0.85 A,則功率P=UI=0.85×0.85 W=0.72 W. 【答案】 (1)50.45 4.700 (2)如解析圖所示 (3)如解析圖所示 (4)0.72 ●考向2 實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 10.(2017·羅湖區(qū)模擬)在“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電源為干電池a(電動(dòng)勢(shì)E1約1.5 V,內(nèi)阻r1約1 Ω)和水果電池b(電動(dòng)勢(shì)E2約1 V,內(nèi)阻r2約1 000 Ω). (1)電路如圖12-20a,下列選擇正確是________. A.測(cè)a、b時(shí),S2均接1 B.測(cè)a、b時(shí),S2均接2 C.測(cè)a時(shí),S2接1,測(cè)b時(shí),S2接2 D.測(cè)a時(shí),S2
47、接2,測(cè)b時(shí),S2接1 (2)現(xiàn)有下列器材: A.電壓表V(0~15 V,約3 kΩ) B.電流表A1(0~0.6 A,約1 Ω) C.電流表A2(0~1 mA,100 Ω) D.定值電阻R1(1 900 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R2(0~10 Ω) F.滑動(dòng)變阻器R3(0~1 000 Ω) G.開關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干 ①甲用上述器材測(cè)干電池a,電壓表應(yīng)選________,電流表應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填字母代號(hào)) ②乙同學(xué)另找來一電阻箱,結(jié)合電流表用如圖b電路測(cè)量電池b的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.測(cè)得多組數(shù)據(jù),作出 -R 圖象如圖c,則電池b電動(dòng)勢(shì)E2=_
48、_______V,內(nèi)阻r2=________Ω. a b c 圖12-20 【解析】 因干電池的內(nèi)阻較小,應(yīng)采用電流表外接法;水果電池內(nèi)阻很大,相對(duì)于電源應(yīng)采用電流表內(nèi)接法,即測(cè)試a時(shí),S2接2,測(cè)試b時(shí),S2接1,故D正確,故選D. (2)①干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,電壓表量程為15 V,電壓表量程太大,不能用該電壓表測(cè)電壓,可以用內(nèi)阻已知的電流表C與定值定值D串聯(lián)組成電壓表測(cè)電壓,測(cè)干電池電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,最大電流較小,約為零點(diǎn)幾安培,則應(yīng)用電流表B測(cè)電流;為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E. ②由圖b所示實(shí)驗(yàn)電路可知,電源電動(dòng)勢(shì):E=I2(r+R+RA2),
49、則有:=R+,由圖c所示圖象可知,圖象斜率k== V-1=1 V-1,則電源電動(dòng)勢(shì)E=1 V,圖象縱軸截距b==1 mA-1=1 000 A-1,解得電源內(nèi)阻r=900 Ω. 【答案】 (1)D (2)①C與D串聯(lián) B E ②1 900 ●考向3 數(shù)據(jù)處理方法的拓展 11.(2017·徐州二模)在探究“決定電阻絲電阻的因素”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)下表中給出的電阻絲,分別探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214191】 甲 乙 丙 圖12-21 (1)為探究電阻絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選擇表中________(填寫編號(hào))電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn). 編號(hào)
50、A B C D E F G 材料 鎳鉻合金 康銅 錳銅 長(zhǎng)度(m) 1.0 0.5 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0 橫截面積 (mm2) 1.0 1.0 0.5 1.0 2.0 1.0 1.0 (2)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖12-21甲、乙所示的電路,其中R1和R2為兩段電阻絲,為能直觀反映兩電阻大小比例關(guān)系,應(yīng)選擇________(選填“甲”或“乙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn). (3)實(shí)驗(yàn)小組采用圖丙所示裝置測(cè)量電阻絲的電阻率,通過改變鱷魚嘴夾子在電阻絲的位置,改變接入電路電阻絲的長(zhǎng)度,測(cè)出接入電路電阻絲長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I. ①請(qǐng)用筆
51、畫線代替導(dǎo)線在圖丙中將實(shí)物電路連接完整. ②實(shí)驗(yàn)中測(cè)出多組I和L的數(shù)據(jù),作出 -L圖線,測(cè)得圖線斜率為k,已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,電阻絲橫截面積為S,則電阻絲的電阻率ρ=________. ③關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作過程和誤差分析,下列說法中正確的有________. A.開關(guān)閉合前,應(yīng)將圖丙中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端 B.閉合開關(guān),若電流表指針不偏轉(zhuǎn),可用多用電表電壓擋直接檢查電路 C.測(cè)量過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變 D.實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源是電流表和電源有內(nèi)阻 【解析】 (1)探究電阻絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系應(yīng)控制電阻絲的材料與橫截面積相同而長(zhǎng)度不同,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,可以選擇A
52、、B、D進(jìn)行實(shí)驗(yàn). (2)由圖示電路圖可知,圖甲可以測(cè)出電阻R1兩端電壓與兩電阻串聯(lián)電壓,應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電阻R2兩端電壓,然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)求出兩電阻阻值之比;由圖乙所示電路不能直接求出兩電阻阻值之比,因此應(yīng)選擇圖甲所示電路. (3)①把電源、開關(guān)、電流表、待測(cè)金屬絲與滑動(dòng)變阻器組成串聯(lián)電路,電路圖如圖所示: ②由閉合電路歐姆定律可知:I==, 整理得:=L+, -L圖象的斜率:k=,則電阻率:ρ=kSE; ③為保護(hù)電路,開關(guān)閉合前,應(yīng)將圖丙中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端,故A錯(cuò)誤;閉合開關(guān),若電流表指針不偏轉(zhuǎn),電路可能存在斷路,可用多用電表電壓擋直接檢查電路,故B正確
53、;測(cè)量過程中,改變電阻絲接入電路長(zhǎng)度過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變,故C正確;應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電流表和電源有內(nèi)阻不影響實(shí)驗(yàn)誤差,故D錯(cuò)誤;故選:BC. 【答案】 (1)A、B、D (2)甲 (3)①見解析?、趉SE ③BC 12.(2017·宜春模擬)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器( PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC),正溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減小.某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究某一熱敏電阻Rx的導(dǎo)電特性. 甲 乙 圖12-22 A.電流表A1(量程10 mA,內(nèi)阻r1=10 Ω) B.電流表A
54、2(量程0.6 A,內(nèi)阻r2=0.5 Ω) C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 Ω) D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500 Ω) E.定值電阻R3(阻值1 490 Ω) F.定值電阻R4(阻值140 Ω) G.電源E(電動(dòng)勢(shì)15 V,內(nèi)阻忽略) H.開關(guān)與導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)采用的電路圖如圖12-22甲所示,則滑動(dòng)變阻器選________,定值電阻R選________.(填儀器前的字母序號(hào)) (2)該小組分別測(cè)出某個(gè)熱敏電阻的I1-I2圖象如圖12-22乙所示,請(qǐng)分析說明該曲線對(duì)應(yīng)的熱敏電阻是________熱敏電阻(選填“PTC”或“NTC”). (3)若將此熱敏電阻直接接到一
55、電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻10 Ω的電源兩端,則此時(shí)該熱敏電阻的阻值為________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【解析】 (1)電壓從零開始調(diào)節(jié),故采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的C;由圖可知,定值電阻R與電流計(jì)串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用,故應(yīng)采用阻值較大的E; (2)由圖乙曲線可知,隨電壓增大,電流增大,電阻實(shí)際功率增大,溫度升高,電壓與電流比值增大,電阻阻值增大,即隨溫度升高,電阻阻值增大,該電阻是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻. (3)根據(jù)改裝原理可知,加在電阻兩端的電壓為電流的1 500倍; 則在圖中作出對(duì)應(yīng)的電源的伏安特性曲線如圖所示; 由圖可知,對(duì)應(yīng)的電流I=6.5 mA;I2=0.25 A; 則由歐姆定律可知:R= Ω=39.0 Ω. 【答案】 (1)C E (2)PTC (3)39.0 26
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