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2019年高考物理 高頻考點(diǎn)解密 專題15 電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案
核心考點(diǎn)
考綱要求
實(shí)驗(yàn)八:測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)
實(shí)驗(yàn)九:描繪小電珠的伏安特性曲線
實(shí)驗(yàn)十:測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
實(shí)驗(yàn)十一:練習(xí)使用多用電表
實(shí)驗(yàn)十二:傳感器的簡(jiǎn)單使用
1.要求會(huì)正確使用的儀器主要有:游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等
2.要求認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要
1.基本實(shí)驗(yàn)要求
(1)實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)量出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d,計(jì)算出橫截面積S,并用伏安法測(cè)出電阻Rx,即可計(jì)算出金屬絲的電阻率。
(2)實(shí)驗(yàn)器材
被測(cè)金屬絲,直流電源(4 V),電流表(0~0.6 A),電壓表(0~3 V),滑動(dòng)變阻器(50 Ω),開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟
①用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,求出其平均值d。
②接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。
③用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,反復(fù)測(cè)量三次,求出其平均值l。
④把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。
⑤改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi)。
⑥將測(cè)得的Rx、l、d值,代入公式中,計(jì)算出金屬絲的電阻率。
(4)電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路圖
誤差原因
電流表分壓U測(cè)=Ux+UA
電壓表分流I測(cè)=Ix+I(xiàn)V
電阻測(cè)量值
=Rx+RA>Rx
測(cè)量值大于真實(shí)值
時(shí),用電流表內(nèi)接法。
③實(shí)驗(yàn)試探法:按圖接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大變化,而電流表示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表示數(shù)有較大的變化,而電壓表示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法。
(2)注意事項(xiàng)
①先測(cè)直徑,再連電路:為了方便,測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量。
②電流表外接法:本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。
③電流控制:電流不宜過大,通電時(shí)間不宜過長(zhǎng),以免金屬絲溫度過高,導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變大。
(3)誤差分析
①若為內(nèi)接法,電流表分壓。
②若為外接法,電壓表分流。
③長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量。
3.儀器選擇的基本思路
(1)優(yōu)先考慮安全因素
各電表的實(shí)際讀數(shù)不能超過其量程,電阻類元件中的實(shí)際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)。實(shí)際處理過程中,需要估算回路中的最大電流(一般假設(shè)滑動(dòng)變阻器采用限流式接法時(shí)進(jìn)行估算)。如:用伏安法作出標(biāo)有“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的U–I圖象,而實(shí)際加在小燈泡兩端的電壓的最大值不能超過6 V。
(2)考慮讀數(shù)誤差因素
一般要求各電表的實(shí)際讀數(shù)不小于其量程的,以減小讀數(shù)誤差。
(3)儀器選擇的一般步驟
A.首先選擇唯一性的器材;
B.粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表);
C.估算回路中電流和電壓的最大值,在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下,結(jié)合已知器材的規(guī)格,確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。
4.電阻測(cè)量方法薈萃
(1)伏安法:
電路圖
特點(diǎn):大內(nèi)小外(內(nèi)接法測(cè)量值偏大,測(cè)大電阻應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量)
(2)安安法
若電流表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用。
①如圖甲所示,當(dāng)兩電表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí),如果已知的內(nèi)阻R1,則可測(cè)得的內(nèi)阻R2=。
②如圖乙所示,當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時(shí),串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測(cè)得的電阻R2=。
(3)伏伏法
若電壓表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來使用。
①如圖甲所示,兩電表的滿偏電流接近時(shí),若已知的內(nèi)阻R1,則可測(cè)出的內(nèi)阻R2=R1。
②如圖乙所示,兩電表的滿偏電流IV1?IV2時(shí),并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得的內(nèi)阻R2=。
(4)比較法測(cè)電阻
如圖所示,測(cè)得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2,可得Rx=。
如果考慮電表內(nèi)阻的影響,則I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)。
(5)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻
電路圖如圖所示
步驟:
①斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R0,使表滿偏為I0;
②保持R0不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R,使表讀數(shù)為;
③由上可得RA=R。
特別提醒:當(dāng)R0?RA時(shí),測(cè)量誤差小,此方法比較適合測(cè)小阻值的電流表的內(nèi)阻,且阻值的測(cè)量值偏??;電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)選大些的,這樣表滿偏時(shí)R0才足夠大,閉合S2時(shí)總電流變化才足夠小,誤差才小。
(xx遼寧省莊河市高級(jí)中學(xué))某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下:
(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示,可知其長(zhǎng)度為__________;
(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為__________;
(3)選用多用電表“”擋,按正確的操作步驟此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖所示。
(4)為更精確地測(cè)量其電阻,可供選擇的器材如下:
電流表(量程,內(nèi)阻約為);
電流表(量程,內(nèi)阻約為);
電壓表(量程,內(nèi)阻);
電壓表(量程,內(nèi)阻約為);
定值電阻;
滑動(dòng)變阻器(最大阻值);
滑動(dòng)變阻器(最大阻值);
電源(電動(dòng)勢(shì)約為,內(nèi)阻約為);
開關(guān),導(dǎo)線若干。
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確,測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的,電壓表應(yīng)選__________,電流表應(yīng)選__________。(均填器材代號(hào))
(5)根據(jù)你選擇的器材,請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(需標(biāo)注器材代號(hào))
【參考答案】(1)50.15 (2)4.700() (4) (5)如圖所示
【試題解析】(1)游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為50 mm,游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度游標(biāo)讀數(shù)為0.053 m=0.15 mm,所以最終讀數(shù)為:50 mm+0.15 mm=50.15 mm;
(2)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為4.5 mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0120.0 mm=0.200 mm,所以最終讀數(shù)為:4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。
(3)該電阻的阻值約為221 Ω=22 Ω;
(4)電源電動(dòng)勢(shì)為4 V,測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的,故電壓表應(yīng)選V1,且串聯(lián)定值電阻R0擴(kuò)大量程;電流表的最大電流約為2 V/32 Ω=62 mA,故電流表應(yīng)選A2;
(5)由于電壓表與定值電阻串聯(lián)后阻值為2 000歐姆,電流表內(nèi)阻為10歐姆,待測(cè)電阻約為22歐姆,故采用電流表外接法;滑動(dòng)變阻器采用R2,調(diào)節(jié)不方便;采用R1,因阻值較小,應(yīng)采用分壓電路,故電路圖如圖:
1.測(cè)金屬電阻率的實(shí)驗(yàn):
(1)測(cè)長(zhǎng)度時(shí),金屬絲的起點(diǎn)、終點(diǎn)位置如圖a所示,則長(zhǎng)度為____________cm;
(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑,示數(shù)如圖b所示,則直徑為____________mm;
(3)用多用電表“Ω1”擋估測(cè)其電阻,示數(shù)如圖c所示,則阻值為____________Ω;
(4)在圖d中完成實(shí)物連線(滑動(dòng)變阻器要求接限流式);
(5)閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最____________(選填“左”或“右”)端。
【答案】(1)60.50(60.48~60.51) (2)1.980(1.979~1.981) (3)5 (4)連圖如圖所示 (5)左
(4)連圖如圖所示。
(5)閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至阻值最大處,由連接圖可知應(yīng)該移到最左端。
考點(diǎn)2 描繪小電珠的伏安特性曲線
1.基本實(shí)驗(yàn)要求
(1)實(shí)驗(yàn)原理
①測(cè)多組小燈泡的U、I,并繪出I–U圖象;
②由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)器材
小燈泡“3.8 V,0.3 A”、電壓表“0~3 V~15 V”、電流表“0~0.6 A~3 A”、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟
①畫出電路圖(如圖所示)。
②將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如實(shí)驗(yàn)原理圖所示電路。
③測(cè)量與記錄
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置,測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中。
④數(shù)據(jù)處理
A.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標(biāo)系。
B.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。
C.將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線。
(4)實(shí)驗(yàn)器材選取
①原則:安全;精確;操作方便。
②具體要求
A.電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流。干電池中的電流一般不允許超過0.6 A。
B.用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流。
C.電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值。
D.電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上。
E.從便于操作來考慮,限流式接法要選用與待測(cè)電阻相近的滑動(dòng)變阻器,分壓式接法要選用小阻值滑動(dòng)變阻器。
2.規(guī)律方法總結(jié)
(1)滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法比較
兩種接法的電路圖
負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍
≤U≤E
0≤U≤E
負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍
≤I≤
0≤I≤
(2)兩種接法的適用條件
①限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)。
②分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)。
(3)注意事項(xiàng)
①電流表外接法:本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法。
②滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法:本實(shí)驗(yàn)要作出U–I圖象,要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,故控制電路必須采用分壓式接法。
③保護(hù)元件安全:為保護(hù)元件不被燒毀,開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大電阻處,加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。
(4)誤差分析
①由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無窮大,對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值。
②測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來誤差。
③在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差。
(5)實(shí)物連線的原則
①先串后并,接線到柱,注意量程和正負(fù)。
②對(duì)限流電路,用筆畫線代替導(dǎo)線,從電源正極開始,把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。
③對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭,比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況,將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)間。
(xx山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū))有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“”字樣,現(xiàn)要測(cè)量該燈泡的伏安特性曲線,有下列器材可供選用:
A.電壓表(,內(nèi)阻)
B.電壓表(,內(nèi)阻)
C.電流表(,內(nèi)阻)
D.電流表(,內(nèi)阻)
E.滑動(dòng)變阻器()
F.滑動(dòng)變阻器()
G.直流電源(,內(nèi)阻不計(jì)),另有開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。
(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選__________,電流表應(yīng)選__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。(只填器材的字母代號(hào))
(2)在答題卡的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,要求電流、電壓能從零開始變化。
【參考答案】(1)A C E (2)如圖所示
【試題解析】(1)根據(jù)小燈泡的規(guī)格“3 V,0.2 A”可知,電壓表應(yīng)選A,電流表應(yīng)選C,由于測(cè)定小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào),變阻器應(yīng)采用分壓式接法,應(yīng)選擇阻值小的變阻器E以方便調(diào)節(jié);
(2)小燈泡的電阻較小,滿足,所以電流表應(yīng)用外接法,又變阻器采用分壓式接法,電路圖如圖所示。
1.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,所用器材有:小電珠L(zhǎng)(2.5 V,0.6 W)、滑動(dòng)變阻器R、多用電表、電流表A、干電池組E、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。
(1)粗測(cè)小電珠的電阻,應(yīng)選擇多用電表 倍率(選填“1”、“10”或“100”)的電阻擋;調(diào)零后,將兩根表筆分別與小電珠燈座的兩接線柱相連接,若觀察到多用電表示數(shù)如右圖1所示,則粗測(cè)結(jié)果應(yīng)為 Ω。
(2)實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量小電珠的電壓,請(qǐng)根據(jù)圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路完成圖3中的實(shí)物連線。
(3)開關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于 端;開關(guān)S閉合后,若滑片P位于R的中點(diǎn)處,為了使小電珠的亮度增加,應(yīng)將滑片P緩慢地向 端移動(dòng)。(以上兩空均選填“a”或“b”)
(4)下表為實(shí)驗(yàn)過程中小電珠兩端的電壓U等間隔變化測(cè)得的數(shù)據(jù),為了能獲得更精確的伏安特性曲線,必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn) 和 之間適當(dāng)?shù)囟鄿y(cè)幾組數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)點(diǎn)
①
②
③
④
⑤
⑥
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
【答案】(1)“1” 7.5 Ω (2)實(shí)物連線如圖所示 (3)a b (4)①和②
考點(diǎn)3 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
1.基本實(shí)驗(yàn)要求
(1)實(shí)驗(yàn)原理
①閉合電路的歐姆定律。
②E和r的求解:由U=E–Ir得,解得E、r。
③用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示。
A.圖線與縱軸交點(diǎn)為E;
B.圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=;
C.圖線的斜率表示r=
(2)實(shí)驗(yàn)器材
電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。
(3)基本操作
①連接電路。
②電流表用0.6 A的量程,電壓表用3 V的量程;
③把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處;
④閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使表有明顯的示數(shù),記下一組數(shù)據(jù),同理記錄多組數(shù)據(jù)。
2.規(guī)律方法總結(jié)
(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的處理方法
①列多個(gè)方程組求解,再求E、r的平均值。
②圖象法處理:以端電壓U為縱軸,干路電流I為橫軸,建系、描點(diǎn)、連線,縱軸截距為電動(dòng)勢(shì)E,直線斜率k的絕對(duì)值為內(nèi)阻r。
(2)注意事項(xiàng)
①為了使端電壓變化明顯,可使用內(nèi)阻較大的舊電池。
②電流不要過大,應(yīng)小于0.5 A,讀數(shù)要快。
③要測(cè)出不少于6組的(U,I)數(shù)據(jù),變化范圍要大些。
④若U–I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流,應(yīng)根據(jù)r=確定。
⑤電流表要內(nèi)接(因?yàn)閞很?。?。
(3)誤差來源
①偶然誤差:用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確。
②系統(tǒng)誤差:電壓表分流或電流表分壓。
3.實(shí)物圖連接的技巧
實(shí)物圖連接是一類考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和操作能力較為有效的題型,連線前一定要畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,然后按圖連線,且必須注意以下幾點(diǎn):
(1)連線不能交叉;
(2)必須把線接在接線柱上;(3)電流應(yīng)從電表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出;
(4)變阻器應(yīng)處在有效控制狀態(tài)。在實(shí)際操作中,畫電路圖時(shí),各元件的相對(duì)位置
應(yīng)盡量與實(shí)物圖相吻合;連實(shí)物圖時(shí),應(yīng)先串后并,先連控制電路后連測(cè)量電路。
要特別注意變阻器的分壓連接,把變阻器的全電阻、開關(guān)、電源連成干路,取變阻器的部分電阻與測(cè)量電路并聯(lián)即可。
4.測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法
電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量方法一般為伏安法,另外還有以下幾種方法:
(1)安阻法:用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量,電路如圖甲所示,測(cè)量原理為:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r,此種方法使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無偏差,但內(nèi)阻偏大。
(2)伏阻法:用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量,電路如圖乙所示,測(cè)量原理為:E=U1+r,E=U2+r,由此可求出r和E,此種方法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小。
(3)粗測(cè)法:用一只電壓表粗測(cè)電動(dòng)勢(shì),直接將電壓表接在電源兩端,所測(cè)值近似認(rèn)為是電源電動(dòng)勢(shì),此時(shí)U=≈E,需滿足RV?r。
(4)雙伏法:用兩個(gè)電壓表可測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì),電路如圖所示。測(cè)量方法為:斷開S,測(cè)得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2。此時(shí),E=U1+U2+r,RV為V1的內(nèi)阻;再閉合S,V1的示數(shù)為U1′,此時(shí)E=U1′+r,解方程組可求得E和r。
(xx北京市第十二中)某同學(xué)做“用電流表和電壓表測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn),可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.1節(jié)干電池
B.電流表,量程0~0.6 A,0~3 A
C.電壓表,量程0~3 V,0~15 V
D.滑動(dòng)變阻器0~20 Ω、2 A,滑動(dòng)變阻器0~500 Ω、0.2 A
E.電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)為了盡量得到較好效果,電流表量程應(yīng)選__________,電壓表量程選__________,滑動(dòng)變阻器選____________。
(2)他采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量。下圖給出了做實(shí)驗(yàn)所需要的各種儀器。請(qǐng)你按電路圖把它們連成實(shí)驗(yàn)電路。
(3)這位同學(xué)測(cè)量時(shí)記錄了5組數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)填入了以下表格中。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖畫出U–I圖線。根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢(shì)E =__________V,內(nèi)阻__________Ω。
【參考答案】(1)0~0.6 A 0~3 V 0~20 Ω (2)見解析 (3)見解析 1.48(1.45~1.49) 0.5(0.47~0.52)
【試題解析】(1)一節(jié)干電池,故選電壓表0~3 V;一節(jié)干電池當(dāng)電源,電路中電流較小,故選電流表0~0.6 A;為了便于操作,應(yīng)選較小的滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω);
(2)實(shí)物圖如圖所示
(3)根據(jù)描點(diǎn)法可知U–I圖象如圖所示
縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì),故,圖象的斜率表示電源內(nèi)阻,故
1.某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下:
待測(cè)干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻約為3 Ω)
直流電流表A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.5 Ω)
直流電流表A2(量程0~3 A,內(nèi)阻約0.1 Ω)
電壓表V1(量程0~2 V,內(nèi)阻約為2 000 Ω)
電壓表V2(量程0~6 V,內(nèi)阻約為6 000 Ω)
滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻20 Ω,額定電流2 A)
滑動(dòng)變阻器R2(最大電阻200 Ω,額定電流1 A)
電阻箱R3(最大電阻99.9 Ω,額定電流1 A)
開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)若用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,要求測(cè)量有盡可能高的精確度且便于調(diào)節(jié),應(yīng)選擇的電流表是________,電壓表是________,滑動(dòng)變阻器是________。
(2)請(qǐng)將圖甲中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路。
(3)在用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),電流表出現(xiàn)了故障,不能使用,實(shí)驗(yàn)小組如想方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,需將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),只需去掉電流表,將上述器材中的________換成________即可。
(4)請(qǐng)?jiān)谙驴蛑挟嫵龈倪M(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(5)實(shí)驗(yàn)小組在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù),對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,在坐標(biāo)紙上作出了如圖乙所示圖線。由圖線得出:干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)A1 V1 R1 (2)電路連接如圖1所示 (3)R1 R3 (4)如圖2所示 (5)1.7 2.5
考點(diǎn)4 練習(xí)使用多用電表
1.電流表與電壓表的改裝
(1)改裝方案
改裝為電壓表
改裝為大量程的電流表
原理
串聯(lián)電阻分壓
并聯(lián)電阻分流
改裝原理圖
分壓電阻或分流電阻
U=Ig(Rg+R)
故R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
故
改裝后電表的內(nèi)阻
RV=Rg+R>Rg
RA=
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