高考物理二轮复习电学实验学案文档格式.docx
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照度(lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻(k
)
75
40
28
23
20
18
①根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。
给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图
(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下:
光敏电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:
R1=10k
,R2=20k
,R3=40k
(限选其中之一并在图中标出)
开关S及导线若干。
当控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。
给1、2两端提供电压,要求:
当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20k
,两端电压为2V,电源电动势为3V,所以应加上一个分压电阻,分压电阻阻值为10k
,即选用R1。
题型4.(测定干电池的电动势和内阻)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。
电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。
除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)电流表(量程0.6A、3A);
(b)电压表(量程3V、15V)
(c)定值电阻(阻值1
、额定功率5W)
(d)定值电阻(阻值10
,额定功率10W)
(e)滑动变阻器(阴值范围0--10
、额定电流2A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0-100
、额定电流1A)
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;
R0应选择
的定值电阻,R应选择阻值范围是
的滑动变阻器
(2)引起该实验系统误差的主要原因是。
由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;
估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;
由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;
滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。
本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测<
E真,r测<
r真。
题型5.(验证伏安特性曲线)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件。
图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,
实验室备有下列器材:
器材(代号)
规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V1)
电压表(V2)
滑动变阻器(R1)
滑动变阻器(R2)
直流电源(E)
开关(S)
导线若干
量程0~50mA,内阻约为50
量程0~200mA,内阻约为10
量程0~3V,内阻约为10k
量程0~15V,内阻约为25k
阻值范围0~15
,允许最大电流1A
阻值范围0~1k
,允许最大电流100mA
输出电压6V,内阻不计
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用;
电压表应选用;
滑动变阻器应选用。
(以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点?
相同点:
,
不同点:
①图像中电流0~0.14A,电流表选A2;
电源电压6V,但图像只要求电压在0~3V之间调整,为了测量准确电压表选V1;
由于绘制图像的需要,要求电压从0~3V之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R1。
②该元件约几十Ω,
,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;
实验数据的采集要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法。
③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是“非线性”,图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。
题型6.右图为一电学实验的实物连线图。
特测电阻Rx的阻值(约500Ω)。
图中两个电压表量程相同,内阻都很大。
实验步骤如下:
1调节电阻箱,使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近;
将滑动变阻器的滑动头调到最右端。
2合上开关S。
3将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都具有明显偏转。
④记下两个电压表
和
的读数U1和U2。
4多次改变滑动变阻器滑动头的位置,记下
的多组读数U1和U2。
5⑥求Rx的平均值。
回答下列问题:
(Ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中电阻箱
的符号为滑动变阻器的符号为
其余器材用通用的符号表示。
(Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx
。
(Ⅲ)考虑电压表内阻的影响,且U1、U2、R0、
的内阻r1、
的内阻r2表示Rx的公式为Rx
答案:
(Ⅰ)电路原理图如图所示(6分。
其中,分压电路3分,除分压电路外的测量部分3分)
(Ⅱ)
(3分)
(Ⅲ)
题型7.(改装表)一毫安表头满偏电流为9.90mA,内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改
装成量程为1A的电流表,其电路原理如图所示.图中,是量程为2A的标准电流表,R0为
电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
⑴完善下列实验步骤:
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使标准电流表读数为1A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会(填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为,同时毫安表指针满偏.
⑵回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3.1Ω,由此可知毫安表头的内阻为.
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为A.
③对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素:
。
①连线如图②b⑤减小⑥1A
⑵①310Ω
②0.495(0.494~0.496均可)
③例如:
电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;
标准表和毫安表的读数误差;
电表指针偏转和实际电流的大小不成正比;
等等
二.专题突破
针对典型精析的例题题型,训练以下习题。
1.用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆档1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档100
e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
根据右图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为___________。
(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是
A.测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的档位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
点拨:
此题考查多用电表的使用。
(1)测量几十k的电阻Rx我们一般选择较大的档位先粗测,使用前应先进行调零,然后依据欧姆表的示数,在更换档位,重新调零,在进行测量;
使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档,拔出表笔。
欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值30k。
(2)欧姆档更换规律“大小,小大”,即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的档位;
反之应还较大的档位。
电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业。
2.如图甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,⑴请你在实物接线图中完成余下导线的连接。
(2)某同学从标称为“220V25W”、“220V500W”的3只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。
该灯泡的阻值是___________
,标称的额定功率为______________
此题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线
(1)如图所示。
实验要求电压从零开始调整,滑动变阻器采用分压式接法。
(2)15×
10=150Ω,P=
标称300W的灯泡
3.若图l为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线,其中RB,R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。
为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。
请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。
要求误差较小。
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表.量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表,量程3V,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3V,内阻不计
F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=________Ω,
结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=_________T。
(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻直的变化规律有何不同?
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
此题考查伏安法测电阻
(1)如右图所示
(2)15000.90
(3)在0~02T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);
在0.4~1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)
(4)磁场反向.磁敏电阻的阻值不变。
4.某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示,读得直径d=mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻R(Ω)
121.0
50.0
23.9
10.0
3.1
导线直径d(mm)
0.801
0.999
1.201
1.494
1.998
导线截面积S
(mm2)
0.504
0.784
1.133
1.753
3.135
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
若满足反比关系,请说明理由:
若不满足,请写出R与S应满足的关系。
(3)若导线的电阻率p=5.1×
10-7Ω·
m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l=m(结果保留两位有效数字).
此题为测定金属的电阻率
(1)1.200
(2)不满足,R与S2成反比(或RS2=常量)。
(3)19
三.专题综合
1.(游标卡尺读数+伏安法测电阻+电阻定律)有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。
他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。
图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)。
该合金棒的电阻约为几个欧姆。
图中有一处连接不当的导线是__________.(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现:
在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·
RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述)
解:
(1)游标卡尺的读数,按步骤进行则不会出错。
首先,确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度
格数=0.05
8mm=0.40mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,
99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法。
(3)审题是处理本题的关键,弄清题意也就能够找到处理本题的方法。
根据电阻定律计算电阻率为
、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.即
,
,而电阻R满足R2=Rd·
RD,将Rd、RD带入得
2.(测定电源电动势原理+数据处理方法+电路选择等)小明的实验桌上有:
A、待测电源一个(电动势约3V,内阻小于1Ω)B、直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)C、直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻为15kΩ,15V档内阻为25kΩ)D、滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A)E、滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A)F、开关G、导线若干H、小灯泡(电阻小于1Ω)。
假如你是小明,请你完成:
(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图(甲)、(乙)两种电路,为了减小测量误差,应选择图所示电路。
(2)根据你选择的电路将图(丙)中实物连接好。
(3)你选择的滑动变阻器是(填代号),理由是;
(4)小明根据测出的数据,作出U—I图线如图(丁)a线所示,实验所测电源的电动势为E=V,内电阻为r=Ω;
(5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请你在虚线框内画出实验电路。
要求实验测出的数据尽可能多;
(6)将步骤(4)中得到的数据与步骤(5)得到的数据在同一U~I坐标系内描点作图,得到如图(丁)所示的图线a、b,如果将此电源与小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为。