专题19 电学试验（解析版）.docx

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(3)【解析】(1)(2)对于电压表,当选取0~3V量程时,,,当选取0~15V量程时,,;对于电流表,当选取0~,,,当选取0~3A量程时,,.(3).【典例分析2】.某同学在做“用多用电表测电阻”的实验中:(1)测量某电阻时,用“×10Ω”挡时发现指针偏角过大,他应该换用“________”(填“×1Ω”或“×100Ω”)挡,换挡后,在测量前要先进行________.(2)某次使用多用电表的实验中,多用电表指针的位置如图所示,①如果使用的是直流“”的电压挡,则读数为______V;②如果使用的是“×100Ω”的电阻挡,则读数为________Ω;③如果使用的是直流“10mA”的电流挡,则读数为____mA.【答案】(1)×1Ω欧姆调零(2)① ②×103 ③【解析】(1)根据欧姆表的工作原理可知,指针的偏角过大,说明电阻较小,即所选的倍率过大,应选择“×1Ω”挡,换挡后在测量前要重新进行欧姆调零.(2)①如果使用的是直流“”的电压挡,,读数为16×=;②如果使用的是“×100Ω”的电阻挡,则读数为30×100Ω=×103Ω;3/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!③如果使用的是直流“10mA”的电流挡,,读数为16×=.【提分秘籍】~,采用估读,读数规则较简单,只需要精确值后加一估读数即可电压表0~~,采用估读电压表0~,(1)电流的流向电流从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进、黑出”.(2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.(3)欧姆表刻度不均匀的原因当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器R0(即欧姆调零),使灵敏电流计满偏,Ig=,此时中值电阻R中=Rg+R0+r,当两表笔接入电阻Rx时,I=,电阻Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀.【强化训练】1.(2020·济宁二模)图甲中螺旋测微器的读数为__________mm。如图乙所示为用多用电表的“×1”欧姆挡正确操作后测某电阻时指针的位置,其读数为__________Ω。4/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【答案】 8【解析】,×,+×=;,而多用电表采用的是“×1”欧姆挡,故最终读数为8×1Ω=8Ω。“用多用电表测电阻”的实验中:(1)测量某电阻时,用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用“__________”(填“×1Ω”或“×100Ω”)挡,换挡后,在测量前先要进行________________。(2)某次使用多用电表的实验中,多用电表指针的位置如图所示:①如果使用的是直流“”的电压挡,则读数为________V;②如果使用的是“×100Ω”的电阻挡,则读数为________Ω;③如果使用的是直流“10mA”的电流挡,则读数为______mA。【答案】(1)×1Ω欧姆调零(2)① ②×103 ③【解析】(1)根据欧姆表的工作原理可知,指针的偏角过大,说明电阻较小,即所选的倍率过大,应选择“×1Ω”挡,换挡后在测量前要重新进行欧姆调零。(2)①如果使用的是直流“”的电压挡,,读数为17×=;5/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②如果使用的是“×100Ω”的电阻挡,则读数为30×100Ω=×103Ω;③如果使用的是直流“10mA”的电流挡,,读数为17×=。【题型二】以测电阻为核心的实验【题型解码】、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路。从供电方式上又可分为限流电路和分压电路。,常以定值电阻的合理使用为背景来命题。求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用,一般来说,定值电阻有三种作用:【典例分析1】(2020·安徽A10联盟开年考)用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为110Ω),实验室可提供如下器材:电源E:电动势4V,内阻忽略不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻为100Ω;电流表A2:量程0~,;电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ;电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ;滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;定值电阻R1:阻值为10Ω;定值电阻R2:阻值为100Ω;开关S、导线若干.(1)实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值,电流表应选__________,电压表应选__________.(填字母代号)(2)在图甲虚线框中画出测量Rx阻值的完整电路图,并在图中标明器材代号.(3)调节滑动变阻器R,,电流表的指针所指刻度如图乙所示,可读出电流表的示数是________mA,则待测电阻Rx的阻值为________Ω.【答案】(1)A1 V1(2)见解析图(3) ,侵权必究!【解析】(1)电路中可能出现的最大电流约为I==A≈36mA,可用电流表A1与定值电阻R2并联,相当于量程为30mA的电流表;电源电动势为4V,则电压表选择V1;(2)由于电流表与定值电阻并联部分的电阻已知,故电压表外接;滑动变阻器用分压接法,电路如图:(3)电流表量程为15mA,,,此时通过待测电阻Rx的电流为16mA,则待测电阻Rx的阻值为Rx=-=Ω-50Ω=.【典例分析2】.(2020·河北邯郸市期末)某同学欲测量电流表G1的内阻r1,实验室有如下实验器材:待测电流表G1(量程为0~6mA,内阻约200Ω);电流表G2(量程为0~60mA,内阻约40Ω);定值电阻R0(阻值为20Ω);滑动变阻器R1(阻值范围为0~1000Ω);滑动变阻器R2(阻值范围为0~20Ω);电源(电动势约为3V);开关、:(1)实验过程中,要求电表示数从零开始变化,则滑动变阻器应选用________.(填“R1”或“R2”)(2)为尽可能精确测量电流表G1的内阻,请在虚线框中画出实验电路原理图.(3)利用上述实验电路,测量多组数据,图甲为实验过程中某次电流表G1的示数,其示数为________mA.(4)若实验中读得G1和G2的读数分别为I1和I2,根据多组数据作出I2-I1图象,如图乙所示,图线的斜率为k,则G1的内阻r1=________(用k、R0表示).【答案】(1)R2 (2)见解析(3) (4)(k-1)R0【解析】(1)由于要求电流表示数从零开始变化,滑动变阻器采用分压接法,因而滑动变阻器选择阻值小的,故选7/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!R2.(2)由于没有提供电压表,而提供的电流表电阻未知,根据题意可知需要将定值电阻当成电压表使用,此时需要知道通过定值电阻的电流,滑动变阻器采用分压接法;故实验电路图如图所示.(3),估读到最小分度值的下一位,;(4)根据电路图和欧姆定律得:I1r1=(I2-I1)R0整理得:I2=·I1结合图象可得:k=解得:r1=(k-1)R0.【提分秘籍】、探究导体电阻与其影响因素、测定小灯泡的电功率,都要用到伏安法,需用电压表测量元件的电压,=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测==Rx+RA>Rx测量值大于真实值R测==<Rx测量值小于真实值适用条件RA?RxRV?(1)两种接法的比较限流式接法分压式接法8/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!两种接法的电路图负载R上电压的调节范围≤U≤E0≤U≤E(2)滑动变阻器两种接法的选择①“以小控大用分压,相差无几用限流”,一般应选用最大阻值较小、,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器.②必须采用分压式接法的三种情况:(ⅰ)要求电压从零开始变化;(ⅱ)滑动变阻器阻值太小,不能起到限流的作用;(ⅲ)(1)电流等效替代(如图)(2)电压等效替代(如图)【强化训练】1.(2020·浙江“山水联盟”返校考)某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势为3V,内阻为1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.(电压表和电流表均视为理想电表)(1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而________(填“增大”“减小”或“不变”).9/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(2)根据图甲,在图乙中把缺少的导线补全,连接成实验的电路.(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是________W.(计算结果保留2位有效数字)【答案】:(1)增大(2)见解析图(3)【解析】:(1)根据欧姆定律R=知,小灯泡的电阻随电压增大而增大.(2)由图甲可知,电压是从零开始调节的,因此滑动变阻器采用的是分压式接法,由于灯泡电阻较小,因此电流表需要外接,由此可正确连接实物图如图所示:(3)由电路图可知,把AB间的导线误接在AC之间时,滑动变阻器左右两部分电阻丝并联然后与灯泡串联,当滑动变阻器并联电阻最大,即滑片位于中点时,电路总电阻最大,通过灯泡的电流最小,灯泡功率最小,此时滑动变阻器并联阻值为5Ω,此时等效电源内阻为6Ω,在同一坐标系内作出电源的U-I图象如图所示,由图象可知,灯泡两端电压U=,电流I=,灯泡实际功率P=UI=×≈.(2020·江西重点中学联盟联考)一细而均匀的导电材料,截面为同心圆环,如图5甲所示,此材料长约3cm,电阻约为100Ω,,但内径太小,(用R2表示)外,现提供以下实验器材:;(量程50mA,内阻r1=10Ω);(量程100mA,内阻r2约为40Ω);=90Ω;(0~10Ω,额定电流2A);(电动势为10V,内阻很小);10/34原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,,回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示,其示数L=________cm,用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示,其示数D=________________mm.(2)为了多测几组数据,请将你设计的实验测量电路图画在虚线框内(所需仪器在题中给的器材中选取,用常用的电路符号代替).(3)为了得到样品的内径d,实验中还需要得到的一组测量值是______________________(用字母表示且要说明相应字母的含义).(4)用已知的物理量字母和所测得的物理量的字母表示样品的内径d=__________________.【答案】(1) ~(2)见解析图(3)A1电流表的示数为I1,A2电流表的示数为I2(4)【解析】(1)游标卡尺读数为L=30mm+3×===+×=(~);(2)因两个电流表中,A2电流表的满偏电流大于A1电流表的满偏电流,所以A1电流表放在支路中,A2电流表放在干路中;A1电流表内阻为定值,A1电流表两端的最大电压为Um=I1mr1=,改装成大量程的电压表,此电压表最大量程为Um′=I1m(R0+r1)=5V故A1电流表与定值电阻R0串联后,再与待测材料并联,最后与A2电流表串联,因滑动变阻器阻值太小,应采用分压式接法,则电路图如图所示.(3)实验中还需要得到的一组测量值是:A1电流表示数I1,A2电流表示数I2;(4)由欧姆定律可得待测材料的阻值