全国通用高考物理一轮复习第9章恒定电流微专题51电学创新实验.docx

1、全国通用高考物理一轮复习第9章恒定电流微专题51电学创新实验电学创新实验 方法点拨(1)结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，去理解电路找出测量量与已知量间的关系(2)熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键1用下列器材测量电容器的电容：一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定电压16 V)，定值电阻R1(阻值未知)，定值电阻R2150 ，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干实验过程如下：实验次数实验步骤第1次用多用电表“10”挡测量电阻R1，指针偏转如图1甲所示.将电阻R1等器材按照图乙正确连接电路，将开关S与1端连接，电源向电容器充电.将开关S

2、掷向2端，测得电流随时间变化的it曲线如图丙中的实线a所示.第2次用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤，测得电流随时间变化的it曲线如图丁中的某条虚线所示.说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同.图1请完成下列问题：(1)由图甲可知，电阻R1的测量值为_.(2)第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U_V利用计算机软件测得it曲线和两坐标轴所围成的面积为42.3 mAs，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C_F.(3)第2次实验中，电流随时间变化的it曲线应该是图丁中的虚线_(选填“b”“c”或“d”)，判断依据是_.2材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，

3、利用这种效应可以测量压力大小若图2甲为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验图2(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框内画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.41020.8102 N，不考虑压力对电路其它部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：A压敏电阻，无压力时阻值R06 000 B滑动变阻器R，全电阻约200 C电流表，量程2.5 mA，内阻约30 D电压表，量程3 V，内阻约3 kE直流电源E，电动势3

4、 V，内阻很小F开关S，导线若干(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为_V.(3)此时压敏电阻的阻值为_；结合图甲可知待测压力的大小F_N(计算结果均保留两位有效数字)图33实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3 V和15 V，其内部电路如图3所示，因电压表的表头已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R12.9 k，R214.9 k.现有两个表头，外形都与原表头相同，已知表头的满偏电流为1 mA，内阻为50 ；表头的满偏电流为0.5 mA，内阻为200 ；又有三个精密定值电阻r110

5、0 ，r2150 ，r3200 .若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件回答下列问题：(1)原表头的满偏电流I_，内阻r_.(2)在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路图(标识出所选用的相应器材符号)图4(3)某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材测量一未知电阻Rx的阻值电流表A，量程05 mA，内阻未知；最大阻值约为100 的滑动变阻器；电源E，电动势约3 V；开关S、导线若干由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们在图4中补充完整电路连接，正确连线后读得电压表示数为2.40 V，电流表示数为4.00 mA，

6、则未知电阻阻值Rx为_.4某同学利用满偏电流为500 A的电流表、热敏电阻等制作电子温度计(1)制作的实验过程中需要测出该电流表的内阻Rg，所用的电路如图5，主要步骤是：接通开关S1，调节变阻器R1，使指针偏转到满刻度；保持R1不变，再接通开关S2，调节电阻箱R2，使指针偏转到满刻度的一半，读出此时R2的阻值为299.0 ，可认为RgR2.实验时，电路中的变阻器R1和电源有下列器材可供选择：图5A变阻器(0200 ) B变阻器(020 k)C电源(1.5 V，内阻不计) D电源(9 V，内阻不计)为了使测量Rg尽量精确，R1应选_，电源应选_(填选项前的字母)图6(2)温度在0300 范围内，

7、某热敏电阻的阻值Rt随温度t()的变化情况为Rt20050t()，把这个热敏电阻、标准定值电阻、电池、开关与电流表串联起来，电路如图6所示，图7电流表的表盘如图7所示用该热敏电阻作探头，将表盘上的电流刻度值改成对应的温度值，制作成简单的电子温度计已知电池的电动势E1.5 V，内阻r1.0 ，标准定值电阻的阻值R02 500 ，根据(1)中测得的Rg值和闭合电路欧姆定律，得出电流表表盘上500 A刻度处对应的温度刻度值是0 ，300 A刻度处对应的温度刻度值是_.(3)由于用图5电路测定电流表的内阻Rg在原理上存在一定的系统误差，因而制作的电子温度计在测量温度时，测量值比真实值_(填“偏大”或“

8、偏小”)5现有下列可供选用的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流A待测电流表(满偏电流约为700 A800 A，内阻约为100 ，已知表盘刻度均匀、总格数为N)B电流表(量程为0.6 A，内阻为RA0.1 )C电压表(量程为3 V，内阻为RV3 k)D滑动变阻器R(最大阻值为200 )E电源E(电动势为3 V，内阻约为1.5 )F开关S一个(1)根据你的测量需要，“B.电流表”与“C.电压表”中应选择_(只需填写电表前的字母序号)(2)某同学设计的实验电路图如下，你认为正确的是_(3)某次测量中测得电流表的指针偏转了n格，读出另一个电表的示数U(或I)，可算出满偏电流IA

9、max_.(用题中所给符号表示)6.(1)甲同学用如图8所示电路测量未知电阻Rx的阻值，图中电源电动势未知，R为电阻箱，他将电源内阻与电流表内阻忽略不计，分别读出电阻箱阻值为R1和R2时电流表的示数I1和I2，则Rx的测量值表达式为Rx_. 图8(2)乙同学认为甲同学的测量没有考虑电源内阻和电流表内阻，误差较大，他在甲同学使用的电路基础上仅仅增加了一个电键S2，然后进行实验；a先闭合电键S2，再闭合电键S1，多次调节电阻箱，读出电阻箱的阻值R和对应电流表的示数I，以为纵坐标，R为横坐标作出图象，求得图线的斜率为k1，纵轴截距为b1；b断开电键S2，保持电键S1闭合，多次调节电阻箱，读出电阻箱的

10、阻值R和对应电流表的示数I，以为纵坐标，R为横坐标作出图象，求得图线的斜率为k2，纵轴截距为b2.回答下列问题：请你在虚线框中作出乙同学采用的电路图乙同学得出Rx测量值的表达式为Rx_.两次测量得到图线斜率k1_k2(填“”“R1，最大电流imax，因第2次实验的最大电流小些，故不是b；图线与坐标轴所围面积表示电容器充电后所带的总电荷量，所以两条曲线分别与坐标轴所围面积相等，故不是d，而是c.2(1)如图所示(2)2.00(3)1.510360解析(1)根据题述对实验电路的要求，应该设计成滑动变阻器分压式接法，电流表内接电路(2)根据电压表读数规则，电压表示数为2.00 V.(3)由欧姆定律，

11、此时压敏电阻的阻值为RF1.5103 .无压力时，R06 000 ，有压力时，4，由题图甲可知，对应的待测压力F60 N.3(1)1 mA100 (2)如图甲所示(3)如图乙所示750解析(1)根据电路的串、并联有：I(rR1)3 V，I(rR2)15 V，联立解得r100 ，I1 mA.(3)在不知道待测电阻的阻值的情况下，我们只能用滑动变阻器的分压式接法而电流表的示数为4.00 mA，电压表的内阻已知，所以应该用电流表的外接法测未知电阻故待测电阻的阻值Rx103 750 .4(1)BD(2)40(3)偏大解析(1)电学中利用半偏法测电阻时，要求干路中滑动变阻器R1值要大些，选用的电源的电动

12、势稍大些能减小误差，所以为了尽量精确测量Rg，R1应选B，电源应选D.(2)由闭合电路欧姆定律知EIg(rR0RgRt)，设电流表表盘上300 A刻度处对应温度刻度值是t，则有300106(1.02 500299.020050t)1.5，解得t40 .(3)由于利用半偏法测电流表的内阻时电阻Rg测量值偏小(因为闭合S2后实际电路中干路电流变大)，根据I知电流I实际偏大，因而制作的电子温度计在测量温度时，测量值比真实值要偏大5(1)C(2)B(3) 解析(1)电压表量程3 V，内阻3 k，满偏电流为IgA1 mA1 000 A，与待测电流表类似，可以当作电流表使用，与待测电流表串联即可(2)本实

13、验采用滑动变阻器分压式连接，电压可以连续调节，B项正确(3)待测电流表总格数为N，电流等于电压表电流为I，电流表与电压表串联，通过它们的电流I相等，指针偏转格数之比nNIIAmax，故IAmax，U为电压表读数，RV为电压表内阻6(1)(2)如图所示(或)解析(1)电源电动势不变，忽略电源内阻与电流表内阻，则有EI1(R1Rx)I2(R2Rx)，得Rx.(2)闭合S2，将Rx短路，闭合S1后，设电源和电流表总电阻为r，由闭合电路欧姆定律得EI(Rr)，k1，b1，得r；断开S2，将Rx接入电路，设Rx、电源内阻与电流表内阻之和为r，由闭合电路欧姆定律得EI(Rr)，k2，b2，得r，Rxrr.

14、两次得到图线斜率k1k2.电源电动势E为或.7(1)BEFADC(2)相等(3) r解析(1)先把各电阻调到最大值，再把标准电流表单独校准与电表串联得到最大电流值，再用半偏法测其内阻，由此得顺序为BEFADC.(2)电流达到半偏时，两并联电阻相等(3)扩大量程要并联电阻分流，并联的电阻为： r.8(1)负15 k6 V(2)DR2如图所示Ux为待测电压表读数，U为电压表读数，R0为定值电阻解析(1)用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正接线柱流入，则红表笔接电压表的负接线柱；由图可知，指针指在15处，且所用挡位为1k挡，所以所测电

15、压表内阻约为15 k，多用电表半偏，其电阻为15 k，由欧姆定律得U15 V，解得U6 V，所以量程为6 V(2)A项中通过待测电压表Vx电流为mA级，此时电流表量程过大，偏转过小，不能读出读数，A项错误；B项中因为两电压表并联，读数相同，不能测量电压表内阻，B项错误；C项中通过待测电压表和定值电阻R0的电流为mA级，电流表量程过大，偏转过小，不能读出读数，C项错误；为了多次测量，应选并联式接法，滑动变阻器与被测电路并联待测电压表Vx与定值电阻R0串联后再与电压表V并联，D项正确为了多次读数，滑动变阻器应取阻值较大的，即滑动变阻器应选R2；由欧姆定律得定值电阻R0的分压URUUx，所以通过定值电阻R0的电流I，待测电压表内阻的表达式RV，其中Ux为待测电压表读数，U为电压表读数，R0为定值电阻