电学实验二Word格式.docx

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（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到________。

（选填“最大值”“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U。

下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________。

（选填“1”或“2”）

方案编号

电阻箱的阻值R/Ω

1

400．0

350．0

300．0

250．0

200．0

2

80．0

70．0

60．0

50．0

40．0

（3）根据实验数据描点，绘出的

－R图象是一条直线。

若直线的斜率为k，在

坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________。

（用k、b和R0表示）

测定电源电动势和内阻的原理是闭合电路的欧姆定律，该定律有不同的表达形式，根据这些不同的表达形式，选择不同的器材，可以设计不同的测量电路，对应不同的图线及求解电动势和内阻的不同方法。

近年来，高考试题对该实验的考查方式如下表所示：

原理

测量电路

图象（k表示图线的斜率，

b为与纵轴的截距）

E＝U＋Ir

E＝IR＋Ir

或R＝E

－r

E＝U＋

r

或

＝

·

＋

　　变式训练2

（2010·

广东理综，34

（2））某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0＝5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图甲。

图甲

（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。

（2）请完成下列主要实验步骤：

①检查并调节电压表指针指零；

调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；

②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1．49V；

③将开关S2______，电压表的示数是1．16V；

断开开关S1。

（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________（计算结果保留两位有效数字）。

（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________（选填“大”或“小”）。

图乙

图丙

热点四、实验的设计与探究

1．设计原则

（1）科学：

设计某一实验，首先要考虑其依据原理的科学性。

实验原理的科学性主要是指所用物理原理（规律、公式）是否正确。

（2）可行：

可行性主要是从仪器选取、实验条件和操作等方面来看，实验是否符合实际情况，能否达到实验目的。

（3）安全：

实验方案的实施要安全可靠，不会对仪器、人身及周围环境造成危害，成功率高。

（4）简便：

便于操作、读数及数据处理。

（5）精确：

实验的误差应在允许的范围之内，若有多种可行的实验方案，应选择误差较小的方案。

2．探究过程

提出问题、猜想假设、设计实验、分析与论证等。

【例5】在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。

为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：

如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。

在金属杆滑动的

过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。

（1）帮助该同学完成实验设计。

请你用低压直流电源（

）、滑动变阻器（

）、电流表（

）、开关（

）设计电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。

（2）若已知导轨间的距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1，记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为l1；

改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2，弹簧对应的长度为l2，则弹簧的劲度系数k＝________。

（1）本题属于给定器材下实验电路的设计问题，基本思路是：

根据实验要求和器材的功能，结合电路的串、并联知识，设计电路。

（2）给定器材下测量性实验的设计问题，基本思路是：

根据实验要求和器材的功能，从和所求量相关的物理规律出发，设计方案。

1．

（1）如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D、E为纸带上六个计数点。

加速度大小用a表示。

①OD间的距离为__________cm；

②图乙是根据实验数据绘出的x－t2图线（x为各计数点至同一起点的距离），斜率表示__________，其大小为____________m/s2（保留三位有效数字）。

（2）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：

小电珠（2．5V　0．6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。

　　　　　　　　　　　　　图丙　　　　　　　　　　　图丁

图戊

①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________（选填“×

1”“×

10”或“×

100”）倍率的电阻挡；

调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图丙，结果为________Ω。

②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图丁完成实物图戊中的连线。

③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端。

为使小电珠亮度增加，P应由中点向________端滑动。

④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据（请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”）

数据点

a

b

c

d

e

f

U/V

0．00

0．50

1．00

1．50

2．00

2．50

I/A

0．000

0．122

0．156

0．185

0．216

0．244

2．（2010·

重庆理综，22）

（1）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz。

在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。

因保存不当，纸带被污染，如图甲所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：

sA＝16．6mm、sB＝126．5mm、sD＝624．5mm。

若无法再做实验，可由以上信息推知：

①相邻两计数点的时间间隔为________s；

②打C点时物体的速度大小为________m/s（取2位有效数字）；

③物体的加速度大小为________（用sA、sB、sD和f表示）。

（2）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：

灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、开关S等，要求灯泡两端电压从0V开始变化。

①实验中滑动变阻器应采用________接法（选填“分压”或“限流”）。

②某同学已连接如图乙所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正。

A．____________________________

B．____________________________

图丁

③电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如题图丙中Ⅰ和Ⅱ所示。

然后将灯泡L1、L2与电池组（电动势和内阻均恒定）连成图丁所示电路。

多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0．30A和0．60A。

A．在图丙中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。

B．由该曲线可知电池组的电动势为________V，内阻为________Ω。

（取2位有效数字）

变式训练2　答案：

（1）见解析

（2）20Ω　闭合　（3）0.69Ω　（4）小

解析：

（1）如图所示。

（2）①R＝2×

10Ω＝20Ω

②由于电压表示数减小，所以开关S2应闭合。

（3）开关S1闭合，S2断开时，外电路断路，电源电动势E＝1.49V。

S2闭合后，电路中电流I＝

A＝0.058A，由闭合电路欧姆定律得：

R0＋r＝

Ω＝5.69Ω，所以r＝5.69Ω－R0＝0.69Ω。

（4）由于电压表不是理想电压表，所以外电路不能视为断路，电路中有电流，电压表示数为电阻箱两端电压，应小于电动势，即测量值小于真实值。

【例5】解析：

通读题干，根据题意可知，实验的原理是：

当金属杆中通过电流时，其受安培力和弹力作用而运动，若杆缓慢移动，则当二力相等时，杆在导轨上某位置静止。

当金属杆中通过不同电流时，杆在导轨上不同位置静止。

（1）低压直流电源E、滑动变阻器R、电流表、开关S串接在C、D两点之间，如图所示。

（2）设弹簧原长为l0，应用胡克定律有k（l1－l0）＝BI1d、k（l2－l0）＝BI2d，

两式相减可得k（l1－l2）＝B（I1－I2）d，解得k＝

；

答案：

（1）设计的电路如图。

（2）

原创预测

1．答案：

（1）①1.20　②

a　0.467

（2）①×

1　7.5　②见解析　③a　b　④ab

（1）①刻度尺的最小分度为1mm，要估读到0.1mm。

②由x＝

at2可知图线的斜率k＝

a，由图中数据可计算出k＝0.467。

（2）①根据小电珠的规格可算出在额定电压下的阻值约为10Ω，故用多用电表粗测时，应选择“×

1”倍率。

示数为7.5Ω。

②如图所示

③开关闭合前，应使加在小电珠两端的电压最小，故应将滑动变阻器的滑片P置于a端。

要使小电珠亮度增加，P应由中点向b端滑动。

④从表格数据可以看出，ab间的电流变化过大，应在其间多测几组数据，才能获得更准确的图象。

2．答案：

（1）①0.1　②2.5　③

f2

（2）①分压

②A.开关S不应闭合，应处于断开状态

B．滑动变阻器滑动触头P位置不当，应将其置于b端

③A.路端电压U与电流I的关系曲线见下图。

B．4.6　2.7

（1）①相邻计数点间时间间隔为Δt＝5×

0.02s＝0.1s。

②vC＝

m/s＝2.5m/s

③由Δx＝aΔt2可得：

sD－sC－（sC－sB）＝sD－2sC＋sB＝a（

）2，

sC－sB－（sB－sA）＝sC－2sB＋sA＝a（

联立以上两式解得：

a＝

（2）①由于灯泡两端的电压从0开始变化，所以电路应采用分压接法。

②连接电路的基本原则是安全性原则。

要求连接电路时开关是断开的，滑动变阻器的滑动触头应置于电压最小的位置，即本题应置于b端。

③A.在图中画出一条直线，要求直线与图线Ⅰ、Ⅱ的交点对应电流分别为0.3A和0.6A。

B．A中画出的图线与U轴的交点对应电源的电动势，图线的斜率表示电源的内电阻。