2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 多用電表、探測(cè)黑箱內(nèi)電學(xué)元件及傳感器簡(jiǎn)單應(yīng)用教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 多用電表、探測(cè)黑箱內(nèi)電學(xué)元件及傳感器簡(jiǎn)單應(yīng)用教案 解答“多用電表，探測(cè)黑箱內(nèi)電學(xué)元件及傳感器簡(jiǎn)單應(yīng)用”一類試題，主要掌握以下內(nèi)容： 合理選擇歐姆檔的量程，使指針盡量指在表盤中間的位置附近(指針偏轉(zhuǎn)在～ 范圍)；換檔時(shí)一定要重新進(jìn)行電阻調(diào)零，才能進(jìn)行測(cè)量．讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將指針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù).對(duì)于黑箱內(nèi)純電阻元件的探索，一般從最小阻值入手，先推測(cè)最小阻值電跑得路，然后從小到大對(duì)每一電路逐一推測(cè)，單獨(dú)畫出電路圖最后畫入黑箱內(nèi). Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)根據(jù)試題要求填空或作圖． (1)圖21-3—1(a)為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個(gè)可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測(cè)量一阻值約為20～30的定值電阻，測(cè)量的某些操作步驟如下： ①調(diào)節(jié)可調(diào)部件______，使電表指針停在_______位置； ②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向______位置； ③將紅、黑表筆分ZIj插入“+”、“-”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件_______，使電表指針指向________ 位置． (2)在用多用表測(cè)量另一電阻的阻值時(shí)，電表的讀數(shù)如圖21—3—1(b)所示，該電阻的阻值為________． (3)現(xiàn)用伏安法測(cè)量(1)問中的那個(gè)定值電阻只Rx的阻值(約為20～30)．所供器材如下： 電壓表V(量程0～15 V，內(nèi)阻20k)，電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻20)，電流表A2(量程0～30mA，內(nèi)阻4)，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為50，額定電流為1A)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約9V，內(nèi)阻約0.5)，電鍵K連線用的導(dǎo)線若干根．在以上器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑?，畫出電路圖，要求在圖上標(biāo)出所選器材的符號(hào)． (4)該電阻是由電阻絲繞成的，為了求得該電阻線材料的電阻率，需用螺旋測(cè)微測(cè)量電阻絲的直徑，結(jié)果如圖(c)其讀數(shù)為_____. 命題目的與解題技巧：本題考查多用電表的使用、螺旋測(cè)微器的使用和伏安法測(cè)電阻、考查學(xué)生對(duì)基本儀器的使用和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握．歐姆表的使用中應(yīng)注意機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零．每次換擋測(cè)量前必須重新歐姆調(diào)零． [解析] (1)①拿到一個(gè)多用表首先要看指針是否在“0”刻度處，若不在，要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，用螺絲刀調(diào)節(jié)面板上的螺釘 S，使指針指在表左端的“0”刻度；②測(cè)電阻時(shí)，先要把“選擇開關(guān)”K撥到電阻擋，題中給出的未知電阻的阻值約為20～30，所以撥到"檔的1”擋；③接下來應(yīng)把紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)“調(diào)零旋鈕”使指針偏轉(zhuǎn)到左端的“0”刻度． (2)測(cè)量另一電阻時(shí)，表盤“選擇開關(guān)“指在“1K”位置，指針示數(shù)為20.0，則該電阻的測(cè)量值為20.0k．(3)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50，為便于改變電流應(yīng)采用分壓電路的連接；Rx的阻值在20～30之間，與電壓表相比屬于小電阻，應(yīng)采用“外接法”連接；電源電動(dòng)勢(shì)9 V，分壓電路要以保證電阻上公得的電壓小于9V，要使電流表指針偏轉(zhuǎn)盡于能大一些又不至于超出量程，應(yīng)選用A2電流表．(4)讀螺旋測(cè)微器主尺刻度為0.5 mm，再讀旋外套上刻度為20.00.01=0.200mm，相加得0.700mm． [答案] (1)①S 左端的“0”②擋的1③T右端的“0” (2)20.0k(3)如上圖所示．(4)0.700mm 2 (典型例題)某同學(xué)對(duì)黑箱(見圖21—3—2(1))中一個(gè)電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究．通過正確測(cè)量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律 ①當(dāng)-15V6ll．可推知A與C、D間的電路如圖0 21-18(b)，綜合各點(diǎn)間的電路可得結(jié)果如圖D21-18所示． 5 電流表的內(nèi)阻Rg=3k ，滿偏電流Ig=100μA，這個(gè)電流表能量度的最大電壓Ug______V，要把這個(gè)電流表改裝成能量度3 V的電壓表，那么應(yīng)在電流表上______聯(lián)一個(gè)阻值R1=_______kΩ的分壓電阻．如果在此基礎(chǔ)上，要使這個(gè)電壓表能量度15V的電壓，則應(yīng)在電壓表上再______聯(lián)一個(gè)阻值R2=_________k 的分壓電阻． 答案:0．3 串 27 串 120 指導(dǎo)：電流表改裝成電壓表需串聯(lián)一個(gè)分壓電阻．?dāng)U大電壓表的量程，需再串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，如圖圖所示． 電流表可量度的最大電壓 Ug=IgRg=0．3V． 設(shè)量程為U1=3V時(shí)，需串聯(lián)電阻R1 因Ug+IgR1=U1，所以R1=ll=120kll，設(shè)量程為U2=15 V時(shí)，需再串聯(lián)電阻R2， 所以U1+IgR2=U2， 所以R2= 6 在“測(cè)定金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，若粗估金屬絲的電阻Rx約3 ，為減小誤差，要求金屬發(fā)熱功率P<0.75 W，備有的部分儀器有：6V電池組A；電流表B(O～0.6A，內(nèi)阻0.5 )；電流表C(0～3A，內(nèi)阻0.01 )；電壓表D(0～3A，內(nèi)阻1 m)；電壓表E(0～15V，內(nèi)阻5KΩ)；滑動(dòng)變阻器F(0～1002，額定電流1 A)；滑動(dòng)變阻器G(0～20 ，額定電流1 A) (1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)量導(dǎo)線直徑時(shí)，可估讀到_______mm，用毫米刻度尺測(cè)量導(dǎo)線長度時(shí)，可估讀到______mm． (2)上述器材中應(yīng)選用的是______(用字母代替) (3)在框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖； (4)在圖Z21-4中將各器材連成實(shí)驗(yàn)電路 答案: (1)0．001，0．1 (2)A、B、D、G (3)見圖D 21-20 (4)見圖D 21-21． 指導(dǎo)：(1)0．001，．1 (2)A、B、D、G由于電源只有一個(gè)，A必選，由P=I2R<0．75W，知Im<0．5A，可知電流表選B．由P=I2R<0．75W，知Um<1．5V，電壓表選 D，滑動(dòng)變阻器F阻值太大(與Rx比較)，按器材選擇原則，不便于操作，所以不選，而選用c時(shí)，雖然A= 0．26A<0．6A，即限流控制能保證器材安全，但題目要求“減小誤差”，以所最好用分壓式控制，通過U-Ⅰ圖像能較準(zhǔn)確測(cè)出Rx，另外測(cè)量電路應(yīng)用電流表外接法． (3)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖D21-20所示 (4)連線圖見圖D 21-21所示. 7 為了測(cè)定一根長20.00cm，直徑為0.220mm的鎳鉻絲的電阻率(電阻率約為110-6 ／m)，提供了下列器材： A.電動(dòng)勢(shì)為15V的直流電源一只 B．量程為0～220μcA，內(nèi)阻約為3.7 kΩ的電流表一只 C．量程為0～20 mA，內(nèi)阻約為40 的電流表一只 D．量程為0～2A、內(nèi)阻約為0.4 的電流表一只 E．量程為0～12V，內(nèi)阻約為40 k 的電壓表一只 G．阻值為0～10 ，額定電流為1 A的滑動(dòng)變阻器一只 H．阻值為0～1kΩ,額定電流為0.1A的滑動(dòng)變阻器—只 I．開關(guān)一個(gè) J．導(dǎo)線若干． 現(xiàn)采用如圖Z21—5所示的電路進(jìn)行測(cè)定，請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)需要，選出適當(dāng)?shù)钠鞑模? 答案:ACEHIJ 指導(dǎo)：由于電源只有一個(gè)，A必選，由先估算出鎳鉻絲的電阻約為526ll，先不考慮電流表、滑動(dòng)變阻器的阻值，估算出電路中的最大電流約為Im=15／526≈28 (mA)，可知電流表應(yīng)選C，只要控制電路中的電流不超過 20mA就行，由于電源電動(dòng)勢(shì)才15V，考慮到滑動(dòng)變阻器等器件的分壓，鎳鉻絲上的電壓可被控制在12V內(nèi)，電壓表應(yīng)選C，由于阻值0～10ll的滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值時(shí)，電路中的電流仍超過所選電流表的量程，所以滑動(dòng)變阻器只能選H，另外，I和J則是必選的，故本題應(yīng)選A、C、E、H、I、L 8 某電壓表的內(nèi)阻在20k ～50k 之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器對(duì)： 待測(cè)電壓表V(量程3 V)，電流表A1(量程200μA)，電流表A2(量程5 mA)，電流表A，(量程0.6 A)，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值1 k )，電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V)，電鍵X(1)所提供的電流表中，應(yīng)選用______. (2)為了盡量減小誤差，要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖． 答案:(1)A1 (2)見指導(dǎo) 指導(dǎo)：(1)要測(cè)量電壓表的內(nèi)阻，它兩端的電壓可由電壓表的示數(shù)讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯(lián)才能測(cè)出的，因?yàn)殡妷罕砹砍虨?V，內(nèi)阻為20 kll - 50 kll，所以流過電壓表的最大電流為μA，則電流表選擇A1 (2)由于待測(cè)電壓表內(nèi)阻Rv>>R，且為了測(cè)多組數(shù)據(jù)，要求調(diào)節(jié)范圍大些，故變阻器必須采用分壓電路，所以符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖D21-22所示． 9 用圖Z21-6(a)中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3 A、0．6A兩檔，內(nèi)阻可忽略，電壓表有15V、3V兩檔，內(nèi)阻很大．測(cè)量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0V調(diào)到12V． (1)按要求在實(shí)物圖上連線(其中部分線路已經(jīng)連好)． (2)某次測(cè)量時(shí)電流表的指針位置如圖Z21—6(b)所示，其讀數(shù)為_______A. 答案:如圖D21-23所示 (2)0.36 指導(dǎo)：對(duì)于“12V,5W”的小燈泡其額定電流大的是I=A< 0．6A，安培表的量程應(yīng)選0～0．6A，根據(jù)測(cè)量要求，電壓連續(xù)地從0 V調(diào)到12 V．應(yīng)接成分壓電路，而不應(yīng)接限 流電路，又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻可忽略，電壓表內(nèi)阻很大的電路無影響，電流表內(nèi)接或外接都可以． 10 圖Z21—7中，圖(a)為測(cè)量電阻的電路，Rx為待測(cè)電阻，R的阻值已知．R為保護(hù)電阻，陽值未知．電源E的電動(dòng)勢(shì)未知 S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)．A為電流表，其內(nèi)阻不計(jì)． (1)按圖(a)所示的電路，在圖(b)的實(shí)物圖上連線． (2)測(cè)量Rx的步驟為：將S2向d閉合，S1向______閉合，記下電流表讀數(shù)I1，再將S2向C閉合，S1向_____閉合，記下電流表數(shù)I2，計(jì)算Rx的公式是Rx=____________. (1) 如圖D 21–24所示 (2)a b 指導(dǎo)：(1)見圖D 21-24所示． (2)將S2向d閉合，S1向 a閉合時(shí)，Rx與R并聯(lián)，I1是流過及Rx的電流；當(dāng)S2向c閉合，S1向b閉合時(shí)， Rx與R并聯(lián)．I2是流過R的電流，R是保護(hù)電阻，阻值應(yīng)該很大，才能保證電路結(jié)構(gòu)變化時(shí)起保護(hù)作用，也就是說Rx和R并聯(lián)電路兩端可以看作恒壓，有I1Rx==I2R，所以Rx=I2R／I1