《2019高考物理 快速提分法 模型十五 物理實驗學案（含解析）.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理 快速提分法 模型十五 物理實驗學案（含解析）.docx（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

物理實驗 經(jīng)典例題(1)在“驗證平行四邊形定則”的實驗中，合力與分力的作用效果相同，這里作用效果相同是指（______） A．彈簧測力計的彈簧被拉長 B．使橡皮條伸長到同一長度 C．細繩套受拉力產(chǎn)生形變 D．使橡皮條在同一方向上伸長到同一長度 分析與解答：在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中，采用了“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋到同一點O，從而是橡皮筋產(chǎn)生的形變大小和方向都相同，D正確 (2)在上述實驗中，某同學的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示，下列說法中正確的是（_____） . A．圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值，F(xiàn)′是力F1和F2合力的實際測量值 B．圖乙中的F′是力F1和F2合力的理論值，F(xiàn)是力F1和F2合力的實際測量值 C．在實驗中，如果將細繩也換成橡皮條，那么對實驗結(jié)果沒有影響 D．在實驗中，如果將細繩也換成橡皮條，那么對實驗結(jié)果有影響 分析與解答：F1與F2合成的理論值是通過平行四邊形定則算出的值，而實際值是單獨一個力拉O點的時的值，因此F′是F1與F2合成的理論值，F(xiàn)是F1與F2合成的實際值，故A正確，B錯誤；由于O點的作用效果相同，將兩個細繩套換成兩根橡皮條，不會影響實驗結(jié)果，故C正確 變式1“用電火花計時器（或電磁打點計時器）探究勻變速直線運動”的實驗中，某同學打出了一條紙帶．已知計時器打點時間間隔為，他按打點的先后順序，從比較清晰的點起，每五個點取作一個計數(shù)點，分別標明、．．．等幾個計數(shù)點，如圖所示，則：．兩計數(shù)點間的時間間隔為__________ ，在．之間的平均速度大小為__________ ，打點時的瞬時速度大小為__________ ． 分析與解答：打點計時器的打點時間間隔為0.02s，每5個點取一個計數(shù)點，所以任意兩個計數(shù)點之間的時間間隔為；BC段的平均速度由速度公式得知；打C點時的瞬時速度等于BD段的平均速度，故有； 變式2 氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。 （1）實驗前，按通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的△t1___△t2（選填“>”、“=”或“<”）時，說明氣墊導軌已經(jīng)水平。用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d =_______mm。 （2）將滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若△t1、△t2、m和d已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應(yīng)測出______和__________（寫出物理量的名稱及符號）。 （3）若上述物理量間滿足關(guān)系式________________________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。（重力加速度為g） （4）在對數(shù)據(jù)進行處理時，發(fā)現(xiàn)關(guān)系式兩邊結(jié)果并不嚴格相等，其原因可能是_______________。（寫出一種即可） 分析與解答：（1）在氣墊導軌水平時，滑塊在水平方向上受力平衡，做勻速直線運動，所以，螺旋測微器的讀數(shù)為： （2）（3）系統(tǒng)的機械能守恒，則鉤碼減小的重力勢能等于鉤碼與滑塊的動能增加量，所以有，其中，，帶入可得，即還需要測量滑塊的質(zhì)量M，和兩光電門之間的距離L， （4）實驗過程中存在“空氣阻力、摩擦力、阻力” 變式3物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，實驗裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列點。 ①圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=____m／s2(保留兩位有效數(shù)字) ②為了測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的是________。 A．木板的長度L B．木板的質(zhì)量m1 C．滑塊的質(zhì)量m2 D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.滑塊運動的時間t ③滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=_______ (用被測物理量的字母表示，重力加速度為g) 分析與解答：(1) 每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點，T=0.10s； 加速度a=x56-x233T2=3.88-2.4010-230.102m/s2≈0.49m/s2 (2)設(shè)滑塊的質(zhì)量m2，托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 對托盤和砝碼受力分析，據(jù)牛頓第二定律得：m3g-T=m3a 對滑塊受力分析，據(jù)牛頓第二定律得：T-μm2g=m2a聯(lián)立解得：μ=m3g-m2+m3am2g，故CD兩項正確。 (2)由第二問解答知：μ=m3g-m2+m3am2g 變式4在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量 m =1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C 為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02 s打一次點，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2．那么： (1)紙帶的________端（選填“左”或“右’）與重物相連； (2)從O點到B點，重物重力勢能減少量ΔEp=____J，動能增加量ΔEk=___J；(以上兩空均要求保留3位有效數(shù)字） (3)上問中，重物重力勢能減少量總是______(填‘大于’或者‘小于’)動能增加量，原因是_________________. 分析與解答：(1)由于紙帶上的點跡從左到右間距逐漸增大，所以紙帶的左端與重物相連；(2)B點的速度為，重物的動能增加量為;重力勢能減少量為; (3)上問中，重物重力勢能減少量總是大于動能增加量，原因是下落過程中需克服(限位孔對紙帶的阻力及空氣)阻力做功 變式5某同學設(shè)計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動A使它做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設(shè)計的裝置如圖1所示，在小車A后連著紙帶，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力。 （1）若已得到打點紙帶，并將測得各記數(shù)點間距標在下面（如圖2），A為運動起始的第一點，則應(yīng)選________段來計算A車的碰前速度，應(yīng)選________段來計算A車和B車碰后的共同速度。（以上兩空填“AB”或“BC”，或“CD”或“DE”） （2）已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20kg，由以上測量結(jié)果可得，碰前總動量=__________ kgm/s；碰后總動量=_________kgm/s。 分析與解答：車做勻速直線運動時，在相等時間內(nèi)小車的位移相等，分析紙帶，根據(jù)紙帶分析答題．由平均速度公式求出碰前和碰后的速度大小，再由動量公式即可得出碰前和碰后總動量的大小，從而得出結(jié)論． （1）推動小車由靜止開始運動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運動的階段，故選BC計算碰前的速度；碰撞過程是一個變速運動的過程，而A和B碰后的共同運動時做勻速直線運動，故在相同的時間內(nèi)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計算碰后共同的速度； （2）根據(jù)平均速度公式可知：A碰前的速度：v1=BCt=0.1050.1m/s=1.05m/s； 碰后共同速度：v2=DEt=0.06950.1m/s=0.695m/s． 碰前總動量：P1=m1v1=0.41.05=0.420kg?m/s； 碰后的總動量：P2=m1+m2v2=0.60.695=0.417kg?m/s。 變式6某探究學習小組的同學欲驗證動能定理，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)． 若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則： (1)你認為還需要的實驗器材有____________． (2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_______________，實驗時首先要做的步驟是_______________． (3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動．用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1＜v2)．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________．(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量) 分析與解答：（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺； （2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有 對沙和沙桶，有 mg﹣T=ma 對小車，有 T=Ma 則 故當m＜＜M時，有T≈mg； 實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力． （3）合力功為mgL，實驗探究合力功與動能變化的關(guān)系，所以本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為mgL=M（v22﹣v12）． 變式7（1）如圖所示，有人對“利用頻閃照相研究平拋運動規(guī)律”裝置進行了改變，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色與黑色的兩個相同的小球都由斜槽某位置靜止開始釋放。實驗后對照片做一定處理并建立直角坐標系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖。 (1)觀察改進后的實驗裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是。 (2)（多選題）根據(jù)部分小球位置示意圖，下列說法正確的是。 A．閃光間隔為0.1s B．A球拋出點坐標（0，0） C．B球拋出點坐標（0.95，0.50） D．兩小球是從斜槽的相同位置被靜止釋放的 (3)若兩球在實驗中于圖中C位置發(fā)生碰撞，則可知兩小球釋放的時間差約為s。 分析與解答：（1）保證水平拋出 / 拋出初速度水平 （2）ABD （3）0.15s 變式8在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出． (1)當M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力． (2)一組同學在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與________的圖象． (3)乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-1M圖線如圖所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？（______） A．拉力F B．質(zhì)量M 分析與解答：（1）以整體為研究對象有：mg=（m+M）a 解得：a=mgM+m， 以M為研究對象有繩子的拉力為：F=Ma=MmgM+m 顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力． （2）根據(jù)F=Ma可得a＝1MF，故為了比較容易地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與1M的圖象； （3）根據(jù)a=F1M，圖象的斜率等于盤及盤中砝碼的重力，乙的斜率較大，故乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量較大． 變式9 某同學用圖示裝置研究彈性正碰。實驗中使用半徑相等的彈性小球1和2，且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量。實驗主要步驟如下： 安裝好實驗裝置，做好測量前的準備。 第一步:先將木板豎直固定于斜槽前端邊緣處的C點，且板面與紙面垂直，在木板上記下置于C點小球的位置然后將木板向右平移適當?shù)木嚯x，并固定。 第二步放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并撞在木板上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點圈在里面，其圓心就處小球落點的平均位置。 第三步:把小球2放在斜槽前墻邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與第二步同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置。 第四步:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置到O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。 回答下列問題： （1）若C點到木板的距離為x，小球落點到0點的距離為y，重力加速度為g，則小球做平拋運動的初速度； （2）上述實驗中，P點是的平均位置，N點是的平均位置，M點是的平均位置。 （3）若滿足條件（用測量量表示），則兩小球發(fā)生的碰撞是彈性正碰。 分析與解答：（1）小球做平拋運動，水平方向：x=vt 豎直方向：y=12gt2 解得： （2）上述實驗中，P點是在實驗的第二步中小球1落點的平均位置，N點是小球1與小球2碰撞后小球1落點的平均位置，M點是小球2落點的平均位置。 （3）若兩球發(fā)生彈性碰撞，則滿足動量守恒及能量守恒，則滿足：m1v1=m1v1+m2v2；12m1v12=12m1v12+12m2v22；聯(lián)立解得：v1=v2-v1，即xg2OP=xg2OM-xg2ON，即：1OP=1OM-1ON 經(jīng)典例題利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．要求盡量減小實驗誤差． (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的________(選填“甲”或“乙”)． (2)現(xiàn)有電流表(0～0.6 A)、開關(guān)和導線若干，以及以下器材： A．電壓表(0～15 V) B．電壓表(0～3 V) C．滑動變阻器(0～50 Ω) D．滑動變阻器(0～500 Ω) 實驗中電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________；(選填相應(yīng)器材前的字母) (3)某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標在如圖的坐標紙上，請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出U－I圖線_________. (4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝________ V，內(nèi)電阻r＝________ Ω. (5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化．下列各示意圖中正確反映P－U關(guān)系的是________． 分析與解答：（1）干電池的內(nèi)阻較小，電壓表的分流作用可以忽略，可以用滑動變阻器中的電流來代替干路中的電流，所以選甲圖電路。（注意：兩種實驗電路都存在系統(tǒng)誤差，題圖甲實際測量的電阻是電源內(nèi)阻與電壓表的并聯(lián)電阻，而圖乙測量的電阻是電池內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和） （2）一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，依據(jù)精確測量的原則，電壓表應(yīng)該選用B，電源的內(nèi)阻較小，為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)該選C。 （3）畫線時第4個點的誤差較大，將其舍去，其他點連成直線，就得到電源的U-I圖線。 （4）在（3）中圖線中，U軸上的截距為該電源的電動勢1.5V，圖線的斜率為該電源的內(nèi)阻r=1.5-1.00.6Ω=0.83Ω （5）當滑動變阻器的阻值等于電源內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，即電源的輸出功率隨著U先變大再變小，A、B錯誤；輸出功率與路端電壓的關(guān)系可以表示為：P出=(E-U)Ur，由數(shù)學知識可得C正確，D錯誤。 變式1指針式多用電表是電路測量的常用工具．現(xiàn)用多用電表測量一個定值電阻的阻值（阻值約為一百多歐姆）． （1）將紅、黑表筆分別插入“”、“”插孔，接下來必要的操作步驟和正確的順序是__________．（請將必要步驟前的序號按正確的順序?qū)懗觯? ①將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)“”的位置； ②將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)“”的位置； ③用兩支表筆的金屬部分分別接觸電阻的兩條引線； ④根據(jù)指針所指刻度和選擇開關(guān)的位置，讀出電阻的阻值； ⑤將兩支表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”使指針指向“”． （2）若正確測量時指針所指刻度如圖所示，則這個電阻阻值的測量值是__________ ． （3）在使用多用電表測量電阻時，若雙手捏住紅、黑表筆金屬部分，則測量結(jié)果將__________．（選填“偏大”或“偏小”） 分析與解答：（1）待測電阻阻值約為一百多歐姆，用歐姆表測電阻，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)“10”的位置，然后進行歐姆調(diào)零，具體操作是：將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕調(diào)零，使指針指在右側(cè)零刻度線處；再測出電阻阻值，因此合理是實驗步驟為：①⑤③④． （2）由圖示表盤可知，待測電阻阻值為：1310=130Ω； （3）由于人體是導體，在使用多用電表測量電阻時，若雙手捏住紅、黑表筆金屬部分，測量的是導體與人的并聯(lián)電阻，電阻越并越小，因此，測量結(jié)果將偏?。? 變式2 要測量某種合金的電阻率． （1）若合金絲長度為L，直徑為D，阻值為R，則其電阻率ρ=． 用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖甲所示，讀數(shù)為mm． （2）圖乙是測量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)．根據(jù)原理圖在圖丙中將實物連線補充完整． （3）閉合S1，當S2處于位置a時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1=1.35V，I1=0.30A；當S2處于位置b時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2=0.92V，I2=0.32A．根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)判斷，當S2處于位置（選填“a”或“b”）時，測量相對準確，測量值Rx=Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 分析與解答：（1）金屬絲電阻：R==ρ=ρ， 則電阻率：ρ=； （2）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+15.00.01mm=0.650mm； （3）根據(jù)==0.32， 而==0.06， 可知，電壓表分流較大，因此必須電流表外接法，即S2處于位置b， 根據(jù)歐姆定律，則有：Rx==2.9Ω 變式3 圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω．滿偏電流為1 mA ，R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱．電表量程為3 mA：若使用a和c兩個接線拄，電表量程為10mA．由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1=_______Ω，R2=_______Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3mA，內(nèi)阻為150Ω的標準電流表A對改裝電表的3mA擋進行校準，校準時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0．2.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5 V．內(nèi)阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格．阻值分別為300Ω和1000Ω：滑動變阻器R有兩種規(guī)格．最大阻值分別為750Ω和3000Ω，則R0應(yīng)選用阻值為_________Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為_________Ω的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R/為保護電阻。虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點應(yīng)和接線柱_______(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：__________ 分析與解答：（1）使用a、b接線柱時，Iab=Ig+=0.001+=0.003， 使用a、c接線柱時，Iac=Ig+=0.001+=0.010， 解得：R1=15Ω，R2=35Ω； （2）改裝后電流表內(nèi)阻：r=≈33Ω， R0作為保護電阻，電流最大時，電路總電阻約為：R=r+RA+R0==500Ω，R0=R﹣r﹣RA=500﹣33﹣150=317Ω，則應(yīng)R0選300Ω； 電路電流最小時：R滑=﹣R=﹣500=2500Ω＞750Ω，則滑動變阻器應(yīng)選擇3000Ω的． （3）由圖示電路圖可知，圖中的d點與接線柱c相連時，閉合開關(guān)時，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1，若電表指針不動，則損壞的電阻是R2； 變式4 某電阻額定電壓為3V（阻值大約為10Ω）．為測量其阻值，實驗室提供了下列可選用的器材： A：電流表A1（量程300mA，內(nèi)阻約1Ω）； B：電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）； C：電壓表V1（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）； D：電壓表V2（量程5.0V，內(nèi)阻約5kΩ）； E：滑動變阻器R1（最大阻值為10Ω）； F：滑動變阻器R2（最大阻值為1kΩ）； G：電源E（電動勢4V，內(nèi)阻可忽略）； H：電鍵、導線若干． （1）為了盡可能提高測量準確度，應(yīng)選擇的器材為（只需添器材前面的字母即可）：電流表，電壓表，滑動變阻器． （2）畫出該實驗電路圖． 分析與解答：（1）根據(jù)歐姆定律，流過電阻的最大電流I=≈=0.3A故電流表選A； 電阻額定電壓為3V則電壓表選C即可； 為了盡可能提高測量準確度，選擇滑動變阻分壓式接法，為了方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器選小阻值的E． （2）＞即被測電阻為小電阻，選取電流表外接，題目要求為了盡可能提高測量準確度，選擇滑動變阻分壓式．故電路圖如圖： 變式5一個小燈泡的額定電壓為2.0V，額定電流約為0.5A，選用下列實驗器材進行實驗，并利用實驗數(shù)據(jù)描繪和研究小燈泡的伏安特性曲線 A．電源E：電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計； B．電壓表V1：量程為0~3V，內(nèi)阻約為1 kΩ C．電壓表V2：量程為0~15V，內(nèi)阻約為4kΩ D．電流表A1：量程為0~3A，內(nèi)阻約為0.1Ω； E.電流表A2：量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω； F.滑動變阻器R1：最大阻值為l0Ω，額定電流為0.5A； G.滑動變阻器R2：最大阻值為l5Ω，額定電流為1.0A； H.滑動變阻器R3：最大阻值為l50Ω，額定電流為1.0A； I.開關(guān)S，導線若干． 實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示通過小燈泡的電流和加在小燈泡兩端的電壓）： I/A 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2．00 ①實驗中電壓表應(yīng)選用___；電流表應(yīng)選用___；滑動變阻器應(yīng)選用____（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）。 ②請你不要改動已連接導線，在下面的實物連接圖中把還需要連接的導線補上___．閉合開關(guān)前，應(yīng)使變阻器滑片放在最________（填“左”或“右”）端。 ③在下面坐標中畫出小燈泡的U-I曲線_____。 ④若將本題中的小燈泡接在電動勢是1.5V、內(nèi)阻是1.0的電池兩端，則小燈泡的實際功率約為______________（保留兩位有效數(shù)字）。 分析與解答：（1）燈泡額定電壓是2V，則電壓表選B；燈泡額定電流為0．5A，則電流表選E；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選F． （2）燈泡正常發(fā)光時電阻，，，，則電流表采用外接法，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓與電流從零開始變化，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示；閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于左端． （3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標系中描出對應(yīng)的點，然后作出燈泡的U-I圖象如圖所示． （4）電源的電動勢為1．5V，電流與路端電壓的關(guān)系式為：U=E-Ir=1．5-2I 在上圖中作出電流與路端電壓的圖線，如圖所示；交點坐標即為小燈泡的實際電壓和電流， 故功率為：P=UI=0．80．34=0．27W． 變式6在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，提供的器材有 A．電壓表量程為3V，內(nèi)阻約為5kΩ B．電壓表量程為15V，內(nèi)阻約為10kΩ C．電流表量程為0．6A，內(nèi)阻約為0．1Ω D．電流表量程為3A，內(nèi)阻約為0．01Ω E．變阻器R為（20Ω，3A） F．開關(guān)、導線若干 （1）為了較準確測量電池的電動勢和內(nèi)阻，電壓表應(yīng)該選__________（填A(yù)或B）；電流表應(yīng)該選__________（填C或D）；實驗電路圖應(yīng)該選__________圖（填“甲”或“乙”）。 （2）該同學應(yīng)用所選電路進行實驗時記錄了多組數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出了U－I圖線如圖所示。根據(jù)圖線求出電源的電動勢E=_______V，內(nèi)阻r=________Ω。 分析與解答：（1）一節(jié)干電池的電動勢為1．5V，故選電壓表A；由于電路中電流較小，故選用電流表C；為了避免電流表的電阻算到內(nèi)阻中，電流表內(nèi)采用內(nèi)接法，故選乙圖 （2）U-I圖像的縱截距表示電源電動勢，故；圖像的斜率表示內(nèi)阻，故 變式7 測量一個量程為1mA電流表G的內(nèi)阻Rg，某實驗小組設(shè)計了如圖所示的實驗電路，實驗室可供選擇的器材有： A．待測電流表G （內(nèi)阻約200Ω左右） B．電池組：電動勢約24V，內(nèi)阻可忽略 C．電池組：電動勢約6V，內(nèi)阻可忽略 D．滑動變阻器（0～25kΩ） E．滑動變阻器（0～10kΩ） F．電阻箱（0～999．9Ω，阻值最小改變量為0．1Ω） G．電阻箱（0～99．9Ω，阻值最小改變量為0．1Ω） H．開關(guān)，導線若干 （1）為了使測量更精確，電池組應(yīng)選用____，滑動變阻器應(yīng)選用____，電阻箱應(yīng)選用____。（填器材前的字母） （2）正確連接好電路后，小組的實驗步驟如下，請將步驟②補充完整： ①斷開S2、閉合S1，調(diào)節(jié)R，使G表讀數(shù)為1mA； ②保持________不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R0，使G表讀數(shù)為0．5mA； ③讀出此時電阻箱R0的阻值，即為電流表內(nèi)阻Rg的測量值。 （3）按設(shè)計的實驗方法，電流表內(nèi)阻的測量值R測和真實值R真相比， R測____R真。（填“>”或“<”） 分析與解答：（1）此實驗中要用半偏法來測量電流表的內(nèi)阻，且要使得當保持R不變時，閉合S2，調(diào)節(jié)R0，使G表讀數(shù)為0．5mA，即電路的電路保持1mA不變，故要求滑動變阻器阻值越大誤差越小，則滑動變阻器選擇阻值較大的D；此時要求電源的電動勢約為左右，故電源選B；電阻箱應(yīng)該選擇與待測電流表阻值相當?shù)腇； （2）②保持滑動變阻器阻值R不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R0，使G表讀數(shù)為0．5mA； （3）斷開S2、閉合S1，調(diào)節(jié)R，使G表讀數(shù)為1mA；保持滑動變阻器阻值R不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R0，使G表讀數(shù)為0．5mA，此時由于電路的電阻變小，則電路的總電流大于1mA；電阻箱上的電流大于0．5mA，此時電阻箱的電阻小于電流計的電阻，即電流表內(nèi)阻的測量值R測和真實值R真相比偏小。 變式8如圖是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護電阻（10Ω），R1是電阻箱（0～99．9Ω），R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源（電動勢10V，內(nèi)阻很小）．在保證安全和滿足需求的情況下，使測量范圍盡可能大．實驗具體步驟如下： ①連接好電路，將滑動變阻器R調(diào)到最大； ②閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào) R1為適當值，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A1示數(shù)I1=0．15A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2； ③重復(fù)步驟（2），再測量6組R1和I2的值； ④將實驗測得的7組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，得到如圖2所示的圖象． 根據(jù)實驗回答以下問題： （1）現(xiàn)有四只供選用的電流表 A．電流表（0～3mA，內(nèi)阻為 2．0Ω） B．電流表（0～3mA，內(nèi)阻未知） C．電流表（0～0．3A，內(nèi)阻為 5．0Ω） D．電流表（0～0．3A，內(nèi)阻未知） A1應(yīng)選用．A2應(yīng)選用（選填字母 A、B、C、D） （2）測得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1=0．15A，應(yīng)讓滑動變阻器R接入電路的阻值（選填“不變”、“變大”或“變小”）． （3）根據(jù)以上實驗得出 Rx=Ω．（保留兩位有效數(shù)字） 分析與解答：（1）根據(jù)實驗原理并聯(lián)部分電壓相等，可以得出，解得：，通過圖像斜率可以求出未知電阻的阻值，斜率中的必須知道，由于電流表A1的示數(shù)為0．15A，所以選用量程為0．3A的電流表，只要知道電流大小即可，即選用D；根據(jù)R1與I2的關(guān)系圖，可知A2的量成為0．3A,且必須要知道其電阻，所以選用C表； （2）調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1=0．15A，則與其串聯(lián)的兩個電阻一個電流表的兩端電壓必須要減小，因此只有應(yīng)讓滑動變阻器R接入電路的阻值變大，才能達到這樣的條件； （3）根據(jù)題目中已知描的點，平滑連接，遠離圖象的點舍去，如圖所示 （4）根據(jù)歐姆定律，，則有：，而R1與I2圖象的斜率為：，得出 變式9某同學要將一個電流表改裝為電壓表，他先需要精確測量待改裝電流表的內(nèi)電阻。實驗中備用的器材有： A．待改裝電流表（量程0～300μA，內(nèi)阻約為100Ω） B．標準電壓表（量程0～3V） C．電阻箱（阻值范圍0～999．9Ω） D．電阻箱（阻值范圍0～99999．9Ω） E．電源（電動勢4V，有內(nèi)阻） F．電源（電動勢12V，有內(nèi)阻） G．滑動變阻器（阻值范圍0～50Ω，額定電流1．5A） H．開關(guān)兩個、導線若干 ①如果采用如圖所示的電路測定電流表G的內(nèi)電阻，并且要想得到較高的精確度。那么從以上備用的器材中，可變電阻R1應(yīng)選用，電源E應(yīng)選用。（填選項前的字母符號） ②如果實驗時要進行的步驟有 A．閉合S1； B．閉合S2； C．觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調(diào)至最大； D．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度； E．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半； F．記下R2的阻值。 進行實驗的合理步驟順序是（填字母代號）。 ③如果在步驟F中所得R2的阻值為95．0Ω，要將該電流表G改裝成量程為0～3V的電壓表，則需要與電流表聯(lián)一個阻值為Ω的電阻。 ④在測量電流表內(nèi)阻的過程中，如果該同學將電阻R2的阻值從300Ω逐漸調(diào)小到0，則電阻R2上消耗的電功率P2隨電阻R2的變化規(guī)律可能是圖中四個圖的。 分析與解答：該實驗是利用半偏法測量電流表G的內(nèi)阻，為減小實驗的誤差，提高實驗的精度，結(jié)合圖2，變阻箱接入電路R1的電阻要比電流表G的內(nèi)阻盡可能大，故R1應(yīng)選用D；為保持電流表能滿偏，應(yīng)選用較大電動勢的電源，故電源選擇F；半偏法的實驗步驟是先閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電流表G達到滿偏，再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表G達到半偏，此時電阻箱的阻值和電流表G的內(nèi)阻相等（但有系統(tǒng)誤差），當然，電阻箱接入電路前要調(diào)到最大；故合理的步驟是CADBEF；電流表G改裝電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一個電阻，阻值為，帶入計算可得；根據(jù)電路，可以寫出電阻消耗的功率為，結(jié)合數(shù)學知識，應(yīng)選擇D 變式10某同學用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導線測一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻． （1）在使用多用表時指針位置如圖甲，若電表的選擇開關(guān)指在電阻“10”擋，則讀數(shù)結(jié)果為________Ω；若多用表的選擇開關(guān)指在“2．5V”檔，然后直接接在電源兩極，則電源電動勢約為________V． （2）為了更準確地測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，他用多用表的“直流100 mA”擋設(shè)計了如圖乙的測量電路，在方框里畫出實驗電路圖．（電流表符號“”，電阻箱符號“ ”） （3）將多用電表的選擇開關(guān)從OFF旋轉(zhuǎn)至“直流100 mA”擋，調(diào)節(jié)電阻箱到合適的值并記錄其讀數(shù)R，合上開關(guān)從多用表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I． （4）重復(fù)（3）獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖線． （5）由圖線得干電池的電動勢E＝V（保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻r＝Ω（取整數(shù)）。 分析與解答：（1）由圖可知，指針的示數(shù)為14，則讀數(shù)為：1410=140Ω；量程選2．5V，則最小分度為0．05；故讀數(shù)為1．30V； （2）采用電流表和電阻箱完成實驗，故只需將電流表和電阻串聯(lián)即可；故原理圖如圖所示； （5）由E=IR+Ir， 變形為：， 根據(jù)函數(shù)斜率和截距的概念應(yīng)有：， -r=-8，可得：r=8Ω 變式11實驗室只備有下列器材：蓄電池（電動勢約），電壓表一個（量程，內(nèi)阻幾千歐），電阻箱一個（），滑動變阻器一個（），開關(guān)一個，導線若干。 （1）甲組同學設(shè)計了一個半偏法測量電壓表內(nèi)阻的電路圖1，請你連接實物圖2。 （2）測量時，在開關(guān)S閉合前先將滑動變阻器的觸頭滑至最左端，電阻箱的旋鈕調(diào)至零位，閉合開關(guān)S后只調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭使電壓表指針恰好滿偏，保持觸頭位置不動，再調(diào)節(jié)電阻箱，當電壓表指針恰好是滿偏的三分之二，則測得電壓表的內(nèi)阻等于。 （3）甲組同學用以上方法測量得到的電壓表內(nèi)阻與實際值相比（填“偏大”或“偏小”）。 （4）乙組同學為測定蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計出另一種電路，不用滑動變阻器，只把電阻箱調(diào)至最大值后與電壓表（內(nèi)阻）、電源、開關(guān)共同組成一個串聯(lián)電路，通過調(diào)節(jié)電阻箱獲得多種U、R值，并繪出圖像，若得到的圖像是一條直線，且直線的斜率為k，圖線在軸上的截距為b，則該蓄電池的電動勢，內(nèi)阻（用k、b和表示）。 分析與解答：（1）根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示： （2）滑動變阻器阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，分壓電路兩端電壓可以認為保持不變，電阻箱的讀數(shù)為時，電壓表指針恰好是滿偏的三分之二，則電阻箱兩端電壓是電壓表滿偏電壓的三分之一，串聯(lián)電阻兩端電壓與其阻值成正比，則電壓表內(nèi)阻是電阻箱接入電路阻值的兩倍，即電壓表內(nèi)阻為：。 （3）電阻箱接入電路后，電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，電路總電流變小，分壓電路兩端電壓增大，當電壓表半偏時，電阻箱兩端電壓大于電壓表滿偏電壓的一半，電阻箱阻值大于電壓表內(nèi)阻，我們認為電壓表內(nèi)阻等于電阻箱阻值，則電壓表內(nèi)阻測量值偏大。 （4）在閉合電路中，電源電動勢：，整理得：，圖象的斜率：，圖象的截距：，則電源電動勢：，電源內(nèi)阻：。