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1、第17讲电学实验题型1以测电阻为核心的实验1 ,电流表内接法与外接法的比拟电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测=。+“1电压表分流/测= /x + lv电阻测量值R 测t RaRx/测测量值大于真实值U测RxRv尺测那么&+Rv& 测量值小于真实值适用条件RaRxRvR2 .滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比拟限流式接法分压式接法两种接法 的电路图RPJ-111段E .一1R 11P凡E| 1负载R上电压 的调节范围(不 计电源内阻)RE WUWER+Ro 负载R上电流 的调节范围(不 计电源内阻)R+Ro、R0也3 .滑动变阻器两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值较小的
2、电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多 或比滑动变阻器的最大电阻还小)。分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)。4 .等效替代法【例3】(2021 浙江金华十校4月模拟)(1)在“练习使用多用电表”的实验 中,小强用欧姆挡去测量“220 V. 100 W”的白炽灯不发光时的灯丝电阻,在 拍照的时候未把多用电表的选择倍率旋钮拍进去,如图8甲所示,那么你认为此 刻度倍率是 (填“义1 ” “ X 10”或“义100”)。图8(2)由于欧姆表自带电源,可将某挡位下的欧姆表等效为一直流电源。为了测 量该直流电源的电动势和内阻,小芳又从实验室拿到一个毫安表(内阻约10 Q)
3、、 一个滑动变阻器Ro (0-200 Q)以及开关和导线。利用上述器材,请在虚线框 内设计测量电路。(3)假设某次测量时毫安表示数如图乙所示,那么电流/=mAo(4)某同学调节滑动变阻器的阻值得到多组欧姆表与毫安表的示数R与/,并 建立/R与/的坐标系,将测得的数据描点连线,如图9所示。由图象可知该挡 位下欧姆表内部电源的电动势为 V,内阻为 Q (结果均保存2位小数)。图9答案 (1) X10(2)见解析图(3) 32.0(4) 1.45 11.00 解析 (1)灯泡正常发光时的电阻尺=察=萼 Q=484 Q ,灯泡电阻随温U额定 1UU度升高而增大,灯泡在常温下的电阻远小于灯泡正常发光时的
4、阻值,灯泡在常温 下的阻值远小于484 Q,约为几十欧姆,由图甲所示表盘可知,指针示数为6, 欧姆表倍率应是“X10” (2)用毫安表能测量出电路中的电流,用欧姆表能得到外电路的电阻,那么电路 如下图。(3)由图乙所示表盘可知,毫安表量程是50mA,分度值是1 mA,毫安表示数 是 32.0 mA。(4)由闭合电路欧姆定律可知,电源电动势E=I (r+7?) =+/R,贝I IR=E 一Ir由图示?一/图象可知,电源电动势= 1.45 V,电源内阻= :八丫 jU a iuQo【拓展训练3】(2021 湖北省高考模拟)传感器是把非电学量(如速度、温度、 压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元
5、件,在自动控制中有着相当广泛的 应用。某研究性学习小组设计了一种温度控制装置,温控开关可采用热敏电阻来 控制。(1)先通过实验探究某一热敏电阻的阻值R随温度/的变化关系。该热敏 电阻在常温下的阻值约100现提供以下实验器材:A.控温箱(用以调节热敏电阻R的温度);B.电压表V (量程3V,内阻约1.0k。);C.电流表Ai (量程50 mA,内阻ri = 100Q);D.电流表A2 (量程100 mA,内阻r2约为40Q);E.滑动变阻器R (阻值变化范围为010 Q,允许通过的最大电流为2 A);F.直流电源石(电动势为12V,内阻很小);G.开关一只,导线假设干。要求用上述器材尽可能精确地
6、测出热敏电阻在不同温度下的阻值,且尽可能多测 几组数据,请在图10甲虚线框中画出符合要求的实验电路图,并标明所选择器 材的符号。(2)学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示。乙加热系统控制开关1210图根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系 为 O(3)如图丙所示,当1、2两端所加电压增大至2 V时,控制开关会自动启动加 热系统进行加热,请利用以下器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压, 要求当温度到达80 时启动温控系统。(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下:热敏电阻R (阻值随温度变化规律如图乙所示);直流电源 (电动势3V,内阻不计);定值电阻R
7、i = 180Q, &=260。,& = 520。(限选其中之一并在图中标出); 开关S及导线假设干。定值电阻应选,在图丙虚线框内完成原理电路图。答案 (1)见解析 (2) Rt= (100+2?) Q (3) R3见解析解析 (1)要求尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值,且尽可能多 测几组数据,所以采用分压式电路;因为电压表量程太小,且具体内阻不知,会导致测量值有较大的误差,所以用已 知内阻的电流表Ai作为电压表,电流表A2外接可以消除系统误差。实验电路设 计如下图!,一::1I(2)根据图乙可得品=(100+2力Q。(3)加热系统控制开关温度到达80 时,可得热敏电阻的阻值品=26
8、0。,根据闭合电路欧姆定律可得, 当定值电阻等于520Q时,1、2两端电压恰好为2 V,所以定值电阻应选择&。 原理电路图如下图。题型4选修3 2实验【例4】在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,实物连线后如图11甲所示。 感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图乙粗线所示,电流从左侧接线柱流入 G表,其指针向左偏。G图11(l)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间 不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,G表指针(“不动”“右 偏”“左偏”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针 (“不 动” “右偏”“左偏”或“不停振动” )o(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内
9、线圈中,把直流输出改为交流输出, 其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针(“不动” “右偏”“左 偏”或“不停振动” )o(3)仅用一根导线,如何判断G表内部线圈是否断了?答案 (1)左偏 右偏 (2)不停振动 (3)见解析解析 (1)将滑动变阻器的触头向右滑动时,电路中电阻减小,从3端流入的 电流增大,磁场增强,根据题图乙和楞次定律可知,电流应从A端流入线圈,G 表指针左偏;迅速抽出铁芯时,磁场变弱,G表指针偏转应与之前相反,右偏。(2)直流输出改为交流输出后,磁场发生周期性的变化,根据楞次定律,感应 磁场也周期性地变化,感应电流方向周期性地变化,G表指针不停振动。(3)晃动G表,观察指针
10、偏转程度;用导线将正负接线柱短接,再晃动G表, 观察指针偏转程度,假设两次偏转程度相同,那么G表内部线圈已经断了。【拓展训练4】(2021 北京通州区一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、 副线圈电压与匝数关系”的实验。(1)以下实验器材必须要用的有(选填字母代号)。A.干电池组B.学生电源C.多用电表D.直流电压表E.滑动电阻器F.条形磁铁G.可拆变压器(铁芯、两个匝数的线圈)(2)以下说法正确的选项是 (选填字母代号)。A.为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改 变副线圈的匝数C.测量电压时,先用最大量程
11、试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量D.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据,表中m、故分别为原、副 线圈的匝数,口、5分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析可以得到的 实验结论是:实验次数i/匝2/匝Ui/VIhIV11 60040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92答案 (1) BCG (2) BC (3)在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之 比等于原、副线圈的匝数之比,即兴=华(72712解析 (1)实验中,必须要有学生电源提供交流电,B需要;学生电源本身可 以调节电
12、压,无需滑动变阻器,需要用多用表测量电压,C需要;本实验不需要 条形磁铁,用可拆变压器来进行实验,G需要;综上所述,需要的实验器材为B、 C Go(2)为确保实验安全,应该降低输出电压,实验中要求原线圈匝数大于副线圈 匝数,故A错误;要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电 压、匝数不变,改变副线圈的匝数,进而测得副线圈电压,找出相应关系,故B 正确;为了保护电表,测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,故C正确;变压器的工作原理是电磁感应现象, 即不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成 电能,铁芯起到传递磁场能的作
13、用,不是铁芯导电来传输电能,故D错误。(3)通过数据计算可得,在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于原、 副线圈的匝数之比,即卷=,。专题强化训练题组练1. (2021 浙江温州市3月适应性测试)在“探究电磁感应产生的条件”实验中, 正确的连线应选择图1中的 (选填“甲”或“乙”);选择正确的连线 后,开关突然闭合的瞬间,灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图2 (a)所示。 在小螺线管中插入铁芯,待指针稳定后,再将开关突然断开的瞬间,指针偏转的 最大角度是图2 (b)中的 (选填“A” “B” “C”或D” )oABCD(a)(b)ABCD(a)(b)图2答案甲D解析本实验中,利用小螺线管
14、产生磁场,再通过断开开关、闭合开关或插入、 拔出螺线管时观察线圈中产生的感应电流大小及方向,所以电源应与小螺线管相 连,电流计应与大线圈相连,故甲正确。开关突然断开时大线圈中的感应电流方向应与开关突然闭合时大线圈中的感应 电流方向相反,另外在小螺线管中插入铁芯后,大线圈中磁通量的变化率增大, 所以产生的感应电流应比闭合开关时的感应电流大,综上所述可知D正确。2. (2021 浙江舟山中学10月检测)(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中(1)除变压器外,实验时需要的仪器为图中的(填选项字母)。4彘1 OUSABC DE(2) 一次实验中,变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和2
15、00匝,测得的电 压分别为8.00 V和3.80 V,发现电压比与匝数比并不相等,主要原因是(至少写出两点)。答案 (1) BE (2)漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压(写出其中两项 即可)解析 (1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,除变压器 外,实验时需要的仪器是学生电源,提供低压交流电,同时还需要测量交流电压 的多用电表,A是条形磁铁,B是学生电源,提供低压交流电,C是直流电源, D是直流电压表,E是多用电表,结合器材需求和题干,需要的仪器为B、Eo(2)实验中,发现电压比与匝数比并不相等,主要原因是漏磁、铁芯发热、导 线发热等影响电压,从而发现电压比与匝数比并不相等。
16、3. (2021福建泉州市4月质量监测)某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研 究。欧姆挡所用电池的电动势为9 V,刻度盘中央刻度值为“15”,选择旋钮打 在“XI k”挡。(1)该同学用欧姆挡测量某一量程为15 V的电压表内阻。指针指在图3甲所示位置,此测量值为 Q;查阅资料发现该电压表内阻真实值为15 kQ,测量值与真实值偏差较大,可能原因是该同学未进行欧姆调 零就直接测量,假设此时把两表笔短接,那么指针应指在欧姆挡零刻度线的 侧(选填“左”或“右”)。进行欧姆调零后再测量,多用电表指针恰好指在“15”刻度线,此时电压表示 数为V (结果保存2位有效数字)。甲图3(2)该同学接着用欧姆挡探测
17、只有一个元件的黑箱,如图乙,当两表笔接触黑 箱接线柱匕时,发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线,那么该元 件可能是 oA.电阻B.电感线圈C.电容器D.二极管答案(1)25 k左4.5(2) C解析 (1)指针指在图甲所示位置,此测量值为25 kQ;查阅资料发现该电 压表内阻真实值为15k。,测量值与真实值偏差较大,可能原因是该同学未进行 欧姆调零就直接测量,假设此时把两表笔短接,那么指针应指在欧姆挡零刻度线的左 侧。进行欧姆调零后再测量,多用电表指针恰好指在“15”刻度线,即电压表的内 阻等于欧姆表的中值电阻,即电压表的内阻等于欧姆表的内阻,那么此时电压表示 数为欧姆表内电源电动势的
18、一半,即4.5V。(2)当两表笔接触黑箱接线柱a、b时,发现电表指针快速摆向右边后再摆回最 左边刻度线,即电路接通后电流又逐渐变为零,那么该元件可能是电容器,电路接 通后先充电,充电结束后电路中电流为零。4. (2021 湘豫名校4月联考)某同学欲测量一阻值大约为10Q,粗细均匀的金 属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器 材可供选择:A.电源 (电动势为6.0 V)B.电压表V (量程为06V,内阻约为8kQ)C.电流表Ai (量程为00.6 A,内阻约为0.2。)D.电流表A2 (量程3A,内阻约0.05Q)E.滑动变阻器R2 (最大阻值5Q,额定电流2A)
19、(1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图4甲所示,读数L=mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数D=mm。乙图4丙06 cm78出刑出山口01()20甲(2)测量导电材料的电阻时,为了便于调节,测量尽可能地准确,实验中所用 电流表应选用 (填所选仪器前的字母符号),选择合适的实验器材,在 图丙方框内把实验原理图补充完成,把器材符号标在电路图上。(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为3导电材料的直径为0, 求得导电材料的电阻率为 (用H、L、。三个物理量表述)。答案 (1) 60.20 0.732(2) C 见解析 (3)唠R解析 (
20、1)游标卡尺的读数为6。mm+4X0.05 mm=60.20 mm根据螺旋测微器读数规那么可得d=0.5 mm+0.232 mm=0.732 mmo(2)待测电阻的最大电流/max=0.6 A,因此电流表选Al,滑动变阻器阻值1较小,用分压式接法,待测电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外 接法,电路图如下图。R2(3)根据电阻定律RpY ,解收p(2021 浙江新高考创新卷)某实验小组在实验室测量一未知电池的电动势和内电阻。(1)同学们先用多用电表粗测电动势,测量情况如图5所示,那么测得该电池电动势为Vo电流等效替代(如图)I I11a R b e S 电压等效替代(如图)S2P E
21、I I1|a R bSi【例1】(2021浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R-的阻值。因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确 连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K 掷到1,电压表的读数Ui = 1.65 V,电流表的示数如图2所示,其读数h = A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为帆=1.75 V,/2=0.33 A。 由此可知应采用电流表(填“内”或“外”)接法。(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷
22、开关掷到右边, 调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3 所示。那么待测电阻兄=0此方法 (填“有”或“无”)明显 的实验误差,其理由是 o图5(2)为了较为精确地测量电池的电动势和内电阻,应选用图(填“甲” 或“乙”);- 4圳甲乙图6(3)在本次学生实验结束前,老师提了一个新问题:假设小方在实验室找到一 只新电流表,该电流表的内阻为0.5 Q,为了更精确地测量电池的电动势和内阻, 应该用 (填“甲” “乙”或“甲、乙均可 )o 答案(1) 2.70(2)甲(3)乙解析(1)由图可知选用的是直流电压5V量程,故测得该电池电动势为2.70 Vo (2)本实验中需要测
23、量多组路端电压和干路电流,因电流表内阻不能忽略,为 了减小电池内阻的测量误差,电流表应采用相对电源的外接法,故应选择图甲。(3)图乙电路由于电流表内阻导致电源内阻测量偏大,现因电流表内阻为 0.5 Q,那么可以用图乙电路,测量值减去电流表内阻即为电源真实内阻,故可以 消除误差,所以应该用图乙。6. (2021 浙江丽水、湖州、衢州4月质检)如图7是某同学进行杨氏双缝干涉 实验的装置,实验以白炽灯泡(12 V, 21 W)作为光源,该同学利用学生电源 “直流12 V”挡为白炽灯泡供电,闭合开关瞬间,电源显示过载自动断电,再 次闭合开关均显示过载。图7(1)为了检测过载的原因,该同学进行如下操作:
24、用多用电表欧姆“义1”挡测白炽灯泡电阻,正确操作后表盘指针如图8甲所示,那么灯泡应该是 (选择“短路” “断路”或“正常” )o图8将多用电表选择开关拨至直流电压“50V”挡,直接测量学生电源两极电压, 正确操作后表盘指针如图乙所示,那么电源电动势约为 V。为进一步准确分析灯泡与电源情况,利用该电源与其他必需的实验器材;测绘 小灯泡的伏安特性曲线,实验电路如图9甲所示,用笔代替导线完成实验电路图。 通过实验,获得该灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,那么电源过载的可能原因及 解决的方法,以下说法合理的是 oA.连接电源时误选择了交流电压挡,可以通过更换为直流电压挡来解决B.电源内阻过小,导致电流过大
25、,可以通过串联一个保护电阻来解决C.刚通电时灯丝温度低,电阻小,电流过大,可以通过将电压由小逐渐增大到 12 V来解决甲乙图9(2)解决问题后,该同学利用红色滤光片进行双缝干涉实验,发现获得的干涉 图样条纹间距过密,测量误差较大,以下选项中能够进行有效调整的是 oA.改用绿色滤光片B.适当增大单缝与双缝之间的距离C.换用间距较小的双缝答案 正常 12.112.3见解析图 C (2) C解析 (1)如果欧姆表读数为零,说明灯泡短路;如果欧姆表读数为无穷大, 那么说明灯泡断路;由欧姆表的读数可知,灯泡有一定的阻值,说明灯泡正常。 由图8乙可知,电源电动势约为12.2V。 如实验电路图图线上的点与坐
26、标原点的连线的斜率倒数表示灯泡电阻,由图可知,刚通电时 灯丝温度低,电阻小,电流过大,可以通过将电压由小逐渐增大到12 V来解决, 应选C。(2)根据公式醺=)可知,在其他条件不变的情况下,要增大干涉图样条纹间 距,可行的方法有:换用间距d较小的双缝、增大波长入增大双缝到光屏之间 的距离/,应选项C正确。外 (2)见解析图答案 (1) 0.34 (0.330.34) 5有 电阻箱的最小分度与待测电阻比拟接近(或其他合理解释)解析 (1)由电流表的表盘可知电流大小为。.34 A;电压的百分比变化为隼=1.75 1.65人、乙乙丁八 口、/0.340.33一许一X100% = 5.7%,电流的百分
27、比变化为 2=54XI00% = 2.9%, 电压表的示数变化更明显,说明电流表电阻较大,应采用外接法。(2)电路图如下图电限箱/1R,*-i|ihL3两次实验中电流相同,据1=r,a=知Rx=Ro,电阻箱读数即 Ra 十十 R ka+r+ Ro为待测电阻阻值即R=5Q;电阻箱的最小分度和待测电阻阻值接近,这样测得 的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4 Q,那么实验只能测得其为上=5 Q,误 差较大。【拓展训练1】测定电流表内阻的实验中备用的器材如下:A.电流表(量程0IOOrA,内阻Rg约为几百欧)B.标准电压表(量程05V)C电阻箱(阻值范围0999.9。)D.电阻箱(阻值范围099 9
28、99.9 Q)E.电源(电动势2V,内阻不为零)F.电源(电动势6V,内阻不为零)G滑动变阻器(阻值范围。50 Q,额定电流1.5 A),开关和导线假设干图4(1)采用如图4甲所示的电路测定电流表的内阻,且要求较高的测量精度,那 么从以上备用器材中,电阻箱R应选用,电阻箱及应选用, 电源E应选用 o (填写字母代号)(2)实验时要进行的步骤有:A.闭合开关Si;B.闭合开关S2;C.将电阻箱Ri的阻值调至最大;D.调节电阻箱R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;E.调节电阻箱Ri的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;F.记下电阻箱比的阻值R。把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上
29、的空白处:;O (3)如果在步骤F中R2的限值为600。,那么图甲中电流表内阻Rg的测量值为Q。(4)如果要将(3)中的电流表改装成量程为。5 V的电压表,那么改装的方法 是与电流表联一个阻值为。的电阻。(5)图乙所示器材中,一局部是将电流表改装为电压表所需的,其余是为了把 改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的(要求对05 V的所有刻度都能 在实验中进行校对)。试在图乙的实物图中画出连线。答案(1)D C F (2) C A D B E F (3) 600(4)串 49 400(5)如解析图所示解析 (1)开关S2断开与闭合,近似认为干路中电流不变,必须有RiRg。故 实验器材选择应满足:
30、用尽可能大;电源电动势尽可能大。所以R选用阻 值范围大的电阻箱D, R2选用阻值范围和电流表内阻相近的电阻箱C,电源选用 电动势较大的F。(2)根据半偏法测电阻原理,操作步骤为:按如下图的电路图连接好电路; 将电阻箱照的阻值调到最大;闭合开关Si;调节电阻箱Ri的阻值,使电流表指 针偏转到满刻度;闭合开关S2;调节电阻箱及的阻值,使电流表指针偏转到满 刻度的一半;记下电阻箱及的阻值。故实验步骤的合理顺序是C、A、D、B、E、 Fo(3)如果在步骤F中电阻箱及的阻值为600 Q,那么图甲中电流表内阻七的测量 值为 Rg=R2 = 600Q。(4)如果要将(3)中的电流表改装成量程为05 V的电压
31、表,那么改装的方法 是与电流表串联一个电阻,阻值为/R=(00: 0一6-600)Q=49 400Q。(5)校对电压表时,电压表的电压应从零开始变化,故滑动变阻器应采用分压 式接法,标准电压表与改装后的电压表应并联,实物图连线如下图。题型2以测电动势为核心的实验三个常用方案任何一种实验方法都要紧扣闭合电路欧姆定律=。+。注意U、/是如何测量 或得出的,明确变量与恒量,找到函数关系,化曲为直,获得直线方程。例2(2021 ,浙江高中强基联盟12月统测)某学习小组需要测量一节旧的7号干电池的电动势和内阻。(1)小林用多用电表直流电压挡测量干电池的电动势,其中和正极相连的是(填“红”或“黑”)表笔。
32、调到合适挡位后,多用电表的指针如图5所示,那么该电池的电动势为 V O图5(2)小胡设计了电路测量该电池的电动势和内阻,除开关、导线外,可提供的 器材有:电流表Ai (量程0600 mA,内阻约为0.2 Q)电流表A2 (量程03A,内阻约为0.5Q)电压表V1 (量程03V,内阻约为500。)电压表V2 (量程。15V,内阻约为1 000Q)滑动变阻器R (阻值范围。5 Q)为使测量精度更高,实验中应选电流表 (选“AJ或“A2” ),应选 电压表 (选“V1”或“V2” )图6甲、乙两图为小胡设计的两个实验电路图,其中能更准确测量电池内阻的 是 图。甲乙丙图6(3)小俞又设计了如图丙所示的
33、电路图,其中R为电阻箱,Ro为一的定值电阻,电流表的内阻忽略不计,调节电阻箱,测得多组R与/,绘出卷一;关系图,K 1得1那么干电池的电动势为,内阻为。(用k、b、RoK L 表示)答案 (1)红1.32(2)Ai Vi甲(3)(3)一女犬8 Z?Ro+l RobRo+l解析 (1)小林用多用电表直流电压挡测量干电池的电动势,其中和正极相连 的是红表笔。多用电表应该用直流2.5 V挡,那么该电池的电动势为1.32 V。(2)为使测量精度更高,实验中应选量程为600 mA的电流表Ai,应选量程 为3 V的电压表Vi。乙图中电流表内阻的影响较大,应选甲图做实验测电池内阻比拟精确。(3)由电路图结合
34、闭合电路的欧姆定律可知E=/Ho+ (/+等)r,整理可得= AAE 1 /?o+r , . 11 . , I E , Ro+r 4力/日Ro跖厂 Ror,比照R=0+b,那么而=,b=一 丽 ,解仔=嬴不7,=-A咫bRo+1【拓展训练2】(2021 湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材 有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为Ro)、一个电流 表(内阻为Ra)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R),并配有可在电阻丝上 移动的金属夹)、导线假设干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌 上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示
35、接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:(1)将器材如图7 (a)连接;图(a)图(b)图(C)(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的 端(填屋或);(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角。和电流表示数/,得到多组数据;(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为上 与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为用,该电池电动势和内阻可表 示为 =, r= (用 Ro、Ra、k、d、ro表示);(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值ro,利用现有 器材设计实验,在图(C)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表
36、示);(6)利用测出的c,可得该电池的电动势和内阻。答案 (2) b (4) j牛RaRo (5)见解析图解析 (2)为了保护电流表,闭合开关前应使电路中的电阻最大,故金属夹应 夹在电阻丝的人端。(4)由闭合电路的欧姆定律得E=I (r+7?a+,整理得=)(r+Ra+i 乜Ro) +仇结合题图(b)可得攵=*,(r+Ra+R),解得=/,尸=牛一jC jlSKKRxRu o(5)实验电路图如下图,先将单刀双掷开关S接1,记下电流表的示数To, 然后将单刀双掷开关s接2,移动金属夹的位置,直到电流表的示数为h记下 此时接入电路的电阻丝对应的圆心角为,那么r0 =华。(70题型3电学拓展创新实验
37、电学创新实验,大都是在教材常规实验的基础上,进行重组、包装、拓展、创新, 它们源于教材,但高于教材,解决这类创新实验时,应注意以下三点:(1)无论哪个电学实验,不管怎么创新都离不开电路,离不开实验仪器的选取, 电流表内、外接法的判断,滑动变阻器的分压与限流的分析。(2)在解决设计型实验时,要注意条件的充分利用,如对于给定确切阻值的电 压表和电流表,电压表可当成电流表使用,电流表也可当成电压表使用,利用这 一特点,可以拓展伏安法测电阻的方法,如伏伏法、安安法等。(3)对一些特殊电阻的测量,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计有其特 殊性,即首先要注意到其自身量程对电路的影响,其次要充分利用其“自报电 流”或“自报电压”的功能。因此,在测电压表内阻时,无须另并联电压表;测 电流表内阻时,无须再串联电流表。