《物理知识清单-专题16-电学实验(讲)(原卷+解析版).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理知识清单-专题16-电学实验(讲)(原卷+解析版).pdf(73页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1专题十六专题十六电学实验电学实验高考物理试题中,实验是必考内容,且近年来越来越受到重视高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外,还把考查内容延伸到演示实验中,甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验要求学生利用所学知识,对实验仪器或实验方法重组,将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去高考物理实验题具有以下几个特点:1重视对实验操作能力的考查如实验步骤的排序、纠错;实验器材的选择,包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择;实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据;实验结论的总结及误差分析;实验方案的改进创新等2重视对基本仪器的读数、
2、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查,如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数3. 设计性实验是考查的热点在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多,此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理,灵活处理陌生实验问题的能力,要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力4电学实验在高中阶段所占比例较大,是实验考查的重点,各地高考实验题中必有电学实验题对物理实验的考查通常是以独立题型出现, 在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主;另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新,考查考生对基本
3、实验的理解能力、迁移能力和创新能力预测高考电学实验题: 以电流、 电压的测量为基本测量的设计性电学实验, 涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等,分值较多,能力要求较高,命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等知识点一、测量读数类仪器使用知识点一、测量读数类仪器使用1电流表、电压表(1)电流表、电压表使用时量程选择的规则:根据被测电流或电压值的大小选择量程.测量时最好使指针偏转超过所选量程的 2/3,至少超过 1/2.在不知道被测电流或电压大小的情况下,应选用电表的较大量程,然后再根据指针偏转情况选取合适的量程.2(
4、2)读数方法:读数时应使视线垂直于刻度盘表面.凡仪器最小刻度是 10 分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是 10 分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读.2电阻箱电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读如图所示的电阻箱的阻值为 84580.2 .3多用电表(1)使用多用电表测电压、电流时,应根据选择的量程确定最小刻度值,然后读数(2)使用欧姆挡时,注意以下几个方面:用多用电表测电阻时,测量前应根据估
5、计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率.每更换一次倍率,都要重新进行欧姆调零.由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开.多用电表使用完毕后,应将选择开关拨离欧姆挡,旋至 OFF 挡或交流电压最高挡上.特别提醒:要区分开“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置调整的是表盘下边中间的定位螺丝“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调
6、零旋钮知识点知识点二、二、电学实验电学实验1电路设计及仪器选取原则正确地选择仪器和设计实验电路,有一定的灵活性,应遵循以下几个基本原则:(1)正确性(2)安全性3(3)方便性(4)精确性2“伏安类”实验中电流表的内、外接法比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差 原因由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果R 测UIRARxRx电阻的测量值大于真实值R 测UIRVRxRVRxRx电阻的测量值小于真实值适用条件RxRA,大电阻RxRV,小电阻【特别提醒】在 RV、RA均不知的情况下,可采用试触法.如图所示,分别将
7、 a 端与 b、c 接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法.3滑动变阻器的接法(1)若符合下列情况之一,则滑动变阻器必须接成分压式.要求电表能从零开始读数;要求电表能有较大的调节范围;当待测电阻 RxR(滑动变阻器的最大阻值)时.(2)当待测电阻 RxR(滑动变阻器的最大阻值)时,既可接成分压式、也可接成限流式.知识点三、实验误差知识点三、实验误差41偶然误差和系统误差从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测
8、物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.2有效数字(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里 174.2 与 174.8 相比是接近 174 还是 175 就显而易见了.像 174.2 mm 这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.(
9、2)确定有效数字时,应注意以下问题:有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.关于“0”在有效数字中的特殊性:0 在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0 在后时,计入有效数字.乘方不算有效数字;比如 3.020103m/s 中的3 不是有效数字,10 也不是.3减小实验误差的方法(1)多次测量求平均值(2)累积法(3)图象法知识点四、创新实验知识点四、创新实验1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则(1)科学性原则(2)可靠性原则(3)方便性原则(4)准确性原则2设计性实验的设计思路5知识点五、知识点五、控制电路的设计技巧控制电路的设计技巧1滑动变阻器控制
10、电路的方式有分压式和限流式两种,下列几种情况必须选用分压式接法:(1)要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如:测绘导体的伏安特性曲线等实验);(2)被控制电路的电阻 RL远大于滑动变阻器的最大值 R0时;(3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时;(4)若采用限流式接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时2若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且被控制电路的电阻 RL与滑动变阻器的最大值 R0接近或 RL略小于 R0,则应该采用限流式接法测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法知识点知识点六、电学仪器的选择技巧
11、六、电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便,器材的选择与实验所用的电路密切相关,因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路,再根据实验电路的需要选择器材具体如下:1电源的选择:一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源2电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏左右,以减小读数的偶然误差,提高精确度3变阻器的选择:所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流,以确保变阻
12、器的安全;为满足实验中电流变化的需要和调节的方便,在分压式接法中,应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器,在限流式接法中,变阻器的阻值不能太小6高频考点一高频考点一基本仪器使用与读数基本仪器使用与读数电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺游标尺刻度格数游标尺刻度总长度(mm)游标尺每小格与 1 mm相差(mm)精确度(mm)测量结果(游标尺上第 n 条刻度线与主尺上某刻度线对齐)(mm)1090.10.1主尺上读的毫米数0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数0.02n(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法:测量值固定刻度读数0.01
13、mm可动刻度读数(一定要估读)读数时,要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出(3)电流表和电压表量程精确度读数规则电流表 03A0.1A与刻度尺一样, 采用110估读,读数规则较简单,只需要精确值后加一估读数即可电压表 03 V0.1 V电流表 00.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位,采用12估读电压表 015 V0.5 V估读位与最小刻度在同一位,采用15估读(4)多用电表(欧姆表)使用a机械调零:检查表针是否停在左端的“0”位置;b选取适当倍率挡;c欧姆调零:两表笔相接,检查表针是否停在右端的“0”位置;d把两表笔分别与待测电阻两端相接,欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值;e实验
14、结束后,将表笔拔出,并将选择开关旋至 OFF 挡或交流电压最高挡注意事项7a测量电阻时,待测电阻要与其他电路元件断开,两手不要接触待测电阻两端;b选择好倍率挡后要进行欧姆调零,且每换一次倍率挡要“调零”一次;c测量电阻时,若指针偏角过小,换较大倍率挡;若指针偏角过大,换较小倍率挡;d读数示数倍率例 1 下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图, 图甲中游标卡尺为 50 分度, 图乙为 20 分度游标卡尺,图丙为 10 分度游标卡尺,它们的读数分别为_;_;_.【变式探究】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示(1)若使用的是 03 V 量程的电压表,读数为_V若使用的是
15、 015 V 量程的电压表,读数为_V.(2)若使用的是 00.6A 量程的电流表,读数为_A若使用的是 03 A 量程的电流表,读数为_A.【举一反三】(1)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:将 K 旋转到电阻挡“100”的位置将插入“”、“”插孔的表笔短接,旋动部件_(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件 P 的电阻,P 的两端分别为 a、b,指针指示位置如图甲所示为使测量比较精确,应将选择开关旋到_(选填“1”、“10”、“1 k”)的倍率挡位上,并重8新调零,再进行测量(2)
16、多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示,电源电动势为 E、内阻为 r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流 I 与待测电阻的阻值 Rx的关系式为_;(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为 3 V 的电压表内阻该同学将欧姆挡的选择开关拨至“1 k”的倍率挡,并将红、黑表笔短接调零后,应选用图中_(选填“A”或“B”)方式连接在进行了正确的连接、测量后,欧姆表的读数如图甲所示,读数为_ ,这时电压表的读数为如图乙所示若该欧姆挡内阻为 24 k,则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为_V(计算结果保留两位有效数字)高频考点二高频考点二以测电阻为核心的电学实验以测电阻为核心的电学实
17、验1最常用的电阻测量方法(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”9(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下,若知道电流表内阻,可以将电流表当作电压表使用,即选择“安安法”(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下,若知道电压表内阻,可以将电压表当作电流表使用,即选择“伏伏法”(4)“伏安加 R 法”在运用伏安法测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全、精确的要求,加保护电阻的方法就应运而生,“伏安加 R 法”又叫做“加保护电阻法”(5)滑动变阻器限流式、分压式接法的选择当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时,应采用分压式接法;当题中要求测
18、量精确度高且调节范围大时,一般用分压式接法;当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时,一般用分压式接法;负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多,且电压、电流不要求从零可调时,一般用限流式接法;两种接法均可使用时,优先用限流式接法(节能)(6)电表的“三用”:如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即“一表三用”2最为精确的电阻测量方法等效替代法(1)电流等效替代(2)电压等效替代3电表内阻测量最常用的方法半偏法(1)用半偏法测电流表内阻,如图所示,电阻箱应和电流表并联,然后与大电阻滑动变阻器串联,R测R真.例 2某实验小组利用提供的
19、器材测量某种电阻丝(电阻约为 20 )材料的电阻率他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱 a 和 b 上,在电阻丝上夹上一个与接线柱 c 相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点 P 的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度可供选择的器材还有:电池组 E(电动势为 3.0 V,内阻约 1 );电流表 A1(量程 0100 mA,内阻约 5 );电流表 A2(量程 00.6A,内阻约 0.2 );电阻箱 R(0999.9 );开关、导线若干他们的实验操作步骤如下:A用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径 d;B根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路
20、;C调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大,闭合开关 S;11D将金属夹夹在电阻丝上某位置,调节电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L;E改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调节电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表再次满偏重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L.F断开开关,拆除电路并整理好器材(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示, 则这次直径的测量值 d_mm;(2)实验中电流表应选择_(选填“A1”或“A2”);(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值 R 和对应的接入电路中电阻丝长度 L 的数据,绘出
21、了如图丙所示的 RL 关系图线,图线在 R 轴的截距为 R0,在 L 轴的截距为 L0,再结合测出的电阻丝直径 d,可求出这种电阻丝材料的电阻率_(用给定的物理量符号和已知常数表示)【变式探究】待测电阻 Rx的阻值约为 20 ,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:A电流表 A1(量程为 150 mA,内阻约为 10 )B电流表 A2(量程为 20 mA,内阻 r230 )C电压表 V(量程为 15 V,内阻约为 3 000 )D定值电阻 R0100 E滑动变阻器 R1,最大阻值为 5 ,额定电流为 1.0 AF滑动变阻器 R2,最大阻值为 5 ,额定电流为 0.5 AG电源,电动势 E4 V(
22、内阻不计)H电键 S 及导线若干(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不小于其量程的三分之一,请从所给的器材中选择合适的实验器材:_(均用器材前对应的序号字母填写);(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量 Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;(3)待测电阻的表达式为 Rx_,式中各符号的物理意义为_【举一反三】某同学利用右图所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有: 电阻箱 R(最大阻值 99 999.9 ), 滑动变阻器 R1(最大阻值 50 ), 滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k),12直流电源 E(电动势 3 V),
23、开关 1 个,导线若干实验步骤如下按电路原理图连接线路;将电阻箱阻值调节为 0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关 S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为 2.00 V,记下电阻箱的阻值回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(2)根据电路图将下图中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0 ,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A1
24、00 AB250 AC500 AD1 mA高频考点三高频考点三测量电源电动势和内阻测量电源电动势和内阻1电源电动势和内阻的测量方法13任何一种实验方法一定要紧扣闭合电路欧姆定律 EUIr,而最关键的是看电路中如何测量出路端电压 U 和电路中的总电流 I,这也是命题专家命题时的入手点2数据处理利用图象得出电动势和内阻是常见的方法,对于不同的电路设计,在作图象时都要画出倾斜直线,即得到有关电动势和内阻的一次函数关系,再利用图象中的斜率与截距求解当电流表或电压表量程不符合实验要求时,要考虑改装电表进行测量,所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量例 3某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为
25、 3 V 的某电源的电动势和内阻,实验室可供选择的实验器材如下A电压表 V1(03 V,RV110 k)B电压表 V2(015 V,RV250 k)C电流表 A1(03 mA,Rg100 )D电流表 A2(03 A,内阻约为 0.5 )E滑动变阻器 R1(010 )F滑动变阻器 R2(01 000 )G定值电阻 R30.5 H定值电阻 R410 I开关 S 以及导线若干回答下列问题:(1)在设计本实验时,为了减小实验误差,电压表应选_(填器材前的序号),为了操作方便,滑动变阻器应选_(填器材前的序号),通过分析可知电流表 A1的量程太小、电流表 A2的量程太大,该小组的同学想将电流表 A1改装
26、成量程合适的电流表,则应将电流表 A1与定值电阻_(填器材前的序号)_(填“串”或“并”)联,改装后的电流表的量程应为_A;(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻,画在如图甲所示的虚线框内;(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据,以电流表 A1的示数为横坐标、电压表的示数为14纵坐标建立坐标系,并将各组数据描绘在该坐标系中,得到的 UI 图象如图乙所示,则该电源的电动势 E_V,内阻 r_.(结果保留两位小数)【变式探究】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表 A1的内阻r11.0 k,电阻 R19.0 k,为了方便读数和作图,给电池串联一个 R
27、03.0 的电阻按图示电路进行连接后,发现 aa、bb和 cc三条导线中,混进了一条内部断开的导线为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键 S 闭合,用多用电表的电压挡先测量 a、b间电压,读数不为零,再测量 a、a间电压,若读数不为零,则一定是_导线断开;若读数为零,则一定是_导线断开排除故障后,该小组顺利完成实验通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表 A1和 A2的多组I1、I2数据,作出图象如图由 I1I2图象得到电池的电动势 E_V,内阻 r_.高频考点四高频考点四电学创新实验电学创新实验对于电学设计性实验,要注意从原理出发找方法,选器材,定方案高考中,对设计性实验的考查,一般不直接
28、采用课本上的设计方案,但是其设计技能均取材于课本中的必考实验并结合生活实际,因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数例 4小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值 R 随温度 t 的变化关系,已知该金属电阻在常温下的阻值约 10 ,R 随 t 的升高而增大,实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度15实验时闭合 S,先将开关 K 与 1 端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度 t1、t2、和电流表的相应示数 I1、I2、.然后将开关 K 与 2 端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为 I1、I2、,分别记下电阻箱相应的示数 R1、R2、.(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用_A量程
29、 0100 mA,内阻约 2 B量程 00.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由 9.9 调节至 10.0 ,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是_将旋钮 a 由“0”旋转至“1”将旋钮 b 由“9”旋转至“0”将旋钮 c 由“9”旋转至“0”(3)实验记录的 t 和 R 的数据见下表温度 t()20.040.060.080.0100.0阻值 R()9.610.411.112.112.8请根据表中数据,在下图的方格纸上作出 Rt 图线由图线求得 R 随 t 的变化关系为 R_.【变式探究】某校进行实验电路设计比赛,实验台上备有下列器材:A电压表 V1
30、(量程约 2 V,内阻约 1 k)16B电压表 V2(量程为 6 V,内阻为 2 k)C电流计 G(量程为 3 mA,内阻约 500 )D电流表 A(量程为 0.6 A,内阻为 0.5 )E滑动变阻器 R1(015 ,0.5A)F滑动变阻器 R2(01 k,0.1 A)G电阻箱 R3(0999.9 ,0.1A)H电阻箱 R4(09 999.9 ,0.2 A)I电源(6 V,0.5 A)J开关、导线若干(1)利用以上器材在下图中虚线框内设计最佳测量电路,要求既能确定电压表 V1的量程,又能尽量准确地测定其内阻,在图中标明选用器材的符号图中滑动变阻器 R 应选择_(填写元件符号).(2)(多选)若
31、已知电压表 V1量程为 2 V,则下列实验小组设计的电路图中,能用来测定电压表 V1的内阻且设计合理的是_171(2019新课标全国卷)某同学要将一量程为 250A 的微安表改装为量程为 20 mA 的电流表。该同学测得微安表内阻为 1 200 ,经计算后将一阻值为 R 的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为 16.0 mA 时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)A18
32、MaB21 mAC25mAD28 mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)A微安表内阻测量错误,实际内阻大于 1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于 1 200 CR 值计算错误,接入的电阻偏小DR 值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为 R 的电阻换为一个阻值为 kR 的电阻即可,其中 k=。2(2019新课标全国卷)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压 U 与温度 t 的关系,图中 V1和 V2为理想电压表;R 为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值 100 );S为开关,E
33、 为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度 t 由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为 50.0A 时得到的某硅二极管 UI 关系曲线。回答下列问题:18(1)实验中,为保证流过二极管的电流为 50.0A,应调节滑动变阻器 R,使电压表 V1的示数为U1=mV; 根据图 (b) 可知, 当控温炉内的温度 t 升高时, 硅二极管正向电阻(填“变大”或“变小”),电压表 V1示数(填“增大”或“减小”),此时应将 R 的滑片向(填“A”或“B”)端移动,以使 V1示数仍为 U1。(2)由图(b)可以看出 U 与 t 成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温
34、灵敏度为|Ut=103V/(保留 2 位有效数字)。3(2019新课标全国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 ),滑动变阻器R2(最大阻值500 ),电阻箱(099999.9 ),干电池(E=1.5 V,r=1.5 ),红、黑表笔和导线若干。19(1)欧姆表设计将图 (a) 中的实物连线组成欧姆表。 欧姆表改装好后, 滑动变阻器R接入电路的电阻应为_:滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)。(2)刻
35、度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向_k处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_。204(2019天津卷)现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是_mm。(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻xR约为100,画出实验电路图,
36、并标明器材代号。电源E(电动势10V,内阻约为10)电流表1A(量程0 250mA,内阻15R )电流表2A(量程0300mA,内阻约为5)滑动变阻器R(最大阻值10,额定电流2A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表1A的读数为1I,电流表2A的读数为2I,则这段金属丝电阻的计算式xR _。从设计原理看,其测量值与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。5(2019江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率实验操作如下:(1)螺旋测微器如题 111 图所示在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“
37、喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。(题111图)(2)选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径(3)题 112 甲图中 Rx,为待测电阻丝请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题 112 乙图实物电21路中的正确位置(题112甲图)(题112乙图)(4)为测量 R,利用题 112 甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得 5 组电压 U1和电流 I1的值,作出的 U1I1关系图象如题 113 图所示接着,将电压表改接在 a、b 两端,测得 5 组电压 U2和电流 I2的值,数据见下表:U2/V0.501.021.542.052.55I2/
38、mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2I2图象(5)由此,可求得电阻丝的 Rx=根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率6(2019浙江选考)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如图所示的电路。22(1)实验时,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将 c 点先后与 a、b 点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将 c 点接_(选填“a 点”或“b 点”),按此连接测量,测量结果_(选填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真实值。(2)根据实验测得的 6 组数据,在图 2 中描点,作出了 2 条图线。你认
39、为正确的是_(选填“”或“”),并由图线求出电阻 Rx=_。(保留两位有效数字)1 (2018 年全国卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在 2580范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻 RT,其标称值(25时的阻值)为 900.0:电源 E(6V,内阻可忽略) :电压表(量程 150 mV) :定值电阻 R0(阻值 20.0 ) ,滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 ) :电阻箱 R2(阻值范围 0-999.9 ) :单刀开关 S1,单刀双掷开关 S2。实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度 t 升至 80.0,将 S2与 1
40、端接通,闭合 S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值 U0:保持 R1的滑片位置不变,将 R2置于最大值,将 S2与 2 端接通,调节 R2,使电压表读数仍为 U0:断开 S1,记下此时 R2的读数,逐步降低温控室的温度 t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到 25.0C,实验得到的 R2-t 数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合 S1前,图(a)中 R1的滑片应移动到_填“a”或“b”)端;23(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,
41、并做出 R2-t 曲线:_(3)由图(b)可得到 R1,在 25-80C 范围内的温度特性,当 t=44.0时,可得 R1=_;(4) 将 Rt握于手心, 手心温度下 R2的相应读数如图 (c) 所示, 该读数为_, 则手心温度为_。2.(2018 年全国 II 卷)某同学组装一个多用电表。可用的器材有:微安表头(量程 100内阻 900 ) ;电阻箱 R1(阻值范围 0 999.9 ) ;电阻箱 R2(阻值范围 0 99 999.9 ) ;导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA
42、和电压 3 V 两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出 R1和 R2,其中*为公共接线柱,a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱_。(2)电阻箱的阻值_ ;R2=_(保留到个位)3.(2018 年全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值,图中 R0为标准定值电阻(R0=20.0 ) ;可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E 为电源,R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实验原理线路图(a) ,将图(b)中实物连线_;24(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合 S1;(3)将开关 S2掷于 1 端,改变滑动变阻器动端的位置
43、,记下此时电压表的示数 U1;然后将 S2掷于2 端,记下此时电压表的示数 U2;(4)待测电阻阻值的表达式 Rx=_(用 R0、U1、U2表示) ;(5)重复步骤(3) ,得到如下数据:12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述 5 次测量所得的平均值,求得 Rx=_。 (保留 1 位小数)4.(2018 年天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻 Rx的阻值(约为 10 k) ,除了 Rx,开关 S、导线外,还有下列器材供选用:A电压表(量程 01 V,内阻约 10 k)B电压表
44、(量程 010 V,内阻约 100 k)C电流表(量程 01 mA,内阻约 30 )D电流表(量程 00.6 A,内阻约 0.05 )25E电源(电动势 1.5 V,额定电流 0.5A,内阻不计)F电源(电动势 12 V,额定电流 2 A,内阻不计)G滑动变阻器 R0(阻值范围 010 ,额定电流 2A)为使测量尽量准确,电压表选用_,电流表选用_,电源选用_。(均填器材的字母代号) ;画出测量 Rx阻值的实验电路图_。该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”) ,原因是_。5.(2018 年江苏卷)一同学测量某干电池的电动
45、势和内阻(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_;_(2)实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I,以及计算的 数据见下表:根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势为_V;内阻为_R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.826(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱,当电流表的示数为 0.33A 时,电压表的指针位置如图所示,则该干
46、电池的电动势应为_V;内阻应为_1【2017天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1的内阻 r1=1.0 k,电阻 R1=9.0 k,为了方便读数和作图,给电池串联一个 R0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后,发现aa、bb和cc三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建 S 闭合,用多用电表的电压挡先测量 a、b间电压,读数不为零,再测量a、a间电压,若读数不为零,则一定是_导线断开;若读数为零,则一定是_导线断开。排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表 A1和 A2的多组I1
47、、I2数据,作出图象如右图。由 I1I2图象得到电池的电动势 E=_V,内阻 r=_。2【2017新课标卷】某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡 L(额定电压 3.8 V,额定电流 0.32A) ;电压表 V(量程 3 V,内阻 3 k) ;电流表 A(量程 0.5A,内阻 0.5 ) ;固定电阻 R0(阻值 1 000 ) ;滑动变阻器 R(阻值 09.0 ) ;电源 E(电动势 5 V,内阻不计) ;开关 S;导线若干。(1)实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。27由实验曲线可
48、知,随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”) ,灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”) 。(3)用另一电源 E0(电动势 4 V,内阻 1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器 R 的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关 S,在 R 的变化范围内,小灯泡的最小功率为_W,最大功率为_W。 (结果均保留 2 位小数)3 【2017新课标卷】某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为 100 A,内阻大约为 2500 )的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器 R1、R2(其中一个阻值为 20 ,另一个阻值为 2 000 ) ;电阻箱 R
49、z(最大阻值为 99 999.9 ) ;电源 E(电动势约为 1.5 V) ;单刀开关 S1和 S2。C、D 分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。28(2)完成下列填空:R1的阻值为(填“20”或“2 000”)。为了保护微安表,开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将 R2的滑片 D 置于中间位置附近。将电阻箱 Rz的阻值置于 2 500.0 ,接通 S1。将 R1的滑片置于适当位置,再反复调节 R2的滑片 D 的位置。 最终使得接通 S2前后, 微安表的示数保持不变, 这说明 S2接通前 B 与 D
50、所在位置的电势(填“相等”或“不相等”) 。将电阻箱 Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将 Rz的阻值置于 2 601.0 时,在接通 S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:。4【2017新课标卷】图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池;R1、R2、R3、R4和 R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头 G 的满偏电流为 250 A,内阻为 480 。虚线方框内为换挡开关,A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位,5 个挡位为:直流电压 1 V 挡和 5 V 挡,直流