【步步高】(浙江专用)2015高考物理大一轮复习 第七章 实验七探究导体电阻与其影响因素的定量关系课件
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实验8 探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系1.(2018浙江11月选考,18,5分)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻R x,小明设计了如图1所示的电路。
图1图2(1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接(选填“a点”或“b点”),按此连接测量,测量结果(选填“小于”、“等于”或“大于”)R x的真实值。
(2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线。
你认为正确的是(选填“①”或“②”),并由图线求出电阻R x= Ω。
(保留两位有效数字)答案(1)a 小于(2)②7.5解析(1)由题中表述知,c先后与a、b试触,电压表变化比较大,故电流表的电阻对电路影响比较大,所以应该使用电流表外接法,即接a点,测量值比真实值偏小。
(2)根据电路的接法,当电流为零时电压表示数也为零,故图线过原点,选②,由斜率的倒数表示电阻阻值可知,R x=7.5 Ω。
2.某实验小组发现一个由均匀材料制成的圆柱体,他们想测量其电阻率,实验室能够提供的实验器材有: 电源E(8 V,内阻约10 Ω);电压表V(0~6 V,内阻约为50 kΩ);电流表mA(0~20 mA,内阻为40 Ω);滑动变阻器R1(0~20 Ω);待测电阻R(约为200 Ω);开关及导线若干。
他们进行了如下操作:(1)为了获得多组数据,尽量精确测量其电阻值,请在图a方框中画出实验电路图。
(2)图b中的6个点表示实验中测得的6组电流表、电压表示数,根据此图可知阻值R= Ω(保留三位有效数字)。
(3)用螺旋测微器测得该圆柱体的直径为1.694 mm,圆柱体的长度为1.06 cm。
(4)由以上数据可求出ρ= Ω·m。
(保留三位有效数字)答案(1)见解析(2)210 (4)4.46×10-2解析(1)根据题意可知:RVRx=50000200=250>RxRA=20040=5,故该实验的测量电路应该选用电流表的外接法,并且为了获得多组数据,尽量精确测量其电阻值,故滑动变阻器应采用分压接法,则测量R的电路图如图所示(2)图b中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,将6个点连线,如图所示根据此图得图线的斜率是电阻大小,k=R=ΔUΔI=210 Ω。
步步高高考物理人教版一轮复习《第七章 恒定电流》实验9PPT课件
出电池组的内阻r＝_1_.6_6_ Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差,逐差法在数
据处理方面体现出的主要优点是_充__分__利__用__已__测__得__的__数__据__________．
④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对
测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多
次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是
偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是___C_D____．
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．R1的实际阻值比计算值偏小 D．R0的实际阻值比标称值偏大
[递进题组]
1．下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法，其中 既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是( ) A．测出两组I、U的数据,代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r,求出E和r B．多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值 C．测出多组I、U的数据,画出U－I图象,再根据图象求出E、r D．测出多组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的 路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r [解析]A中只测两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽 然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法．
2．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想 用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电 池的电动势约为11～13 V，内阻小于3 Ω，由于直流电压表量程只 有3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改 装为量程为15 V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻 ，以下是他们的实验操作过程：
步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义：实验07验证机械能守恒定律
实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)考纲解读1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法.2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.3.会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．一、螺旋测微器的使用1．构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度．图12．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．3．读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.图2二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺．(如图3所示)图32．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：4对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.考点一测量仪器、仪表的读数例1(1)如图5所示的三把游标卡尺，它们的游标尺的刻度从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为______mm，____mm，________mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图6所示，则金属丝的直径是________mm.图5图6(3)①图7所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.②图8所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________ V.图7图8(4)旋钮式电阻箱如图9所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________．图9解析(1)最上面图读数：整毫米数是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.中间图读数：整毫米数是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm.最下面图读数：整毫米数是3，不足1毫米数是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.(3)①电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格表示0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格表示0.1 A，表针示数为2.20 A.②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.(4)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.答案(1)17.723.85 3.18(2)2.150(3)①0.020.440.1 2.20②0.1 1.700.5 8.5(4)1 987将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到00～19 998 Ω游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度例如(图10)图10易错成(11＋4.0×0.1) mm＝11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如(图11)图11易错成(10＋12×0.05) mm＝10.6 mm，正确的应为10.60 mm.(2)主尺上的单位为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(图12)图12易错成(5＋4×0.05) mm＝5.20 mm正确的应为(50＋4×0.05) mm＝50.20 mm(3)区分零刻度与标尺最前端例如(图13)图13易错成(13＋10×0.05) mm＝13.50 mm正确读数为(14＋10×0.05) mm＝14.50 mm考点二对实验操作及实验数据处理的考查例2为测量某一玩具电动机中导线圈导线的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下：图14图15(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图14所示，则d＝________ mm；(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻R x：选择“×1 Ω”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图15所示(此过程电动机不转动)，则R x＝________Ω.(3)为了提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻R x：电流表A1(0～3 A、约5 Ω)；滑动变阻器R1(0～1 kΩ)；电流表A2(0～30 mA、约10 Ω)；滑动变阻器R2(0～50 Ω)；定值电阻R0＝60 Ω；电源(4 V、约1 Ω)及开关等，导线若干．①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图16所示的电路图，应选择的电流表是________，滑动变阻器是________；(填写符号)图16②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压2.5 V”挡作为电压表使用，请依据图16将图17所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整；图17③图18是该实验小组用测得的数值描绘出的图象，其斜率表示的是________(填选项)．图18A．导线圈的电阻B．导线圈的电阻与R0阻值之和解析(1)螺旋测微器的读数：d＝0.01 mm×15.5＝0.155 mm.(2)多用电表的读数乘以倍率即为待测电阻的阻值，即R x＝25×1 Ω＝25 Ω.(3)①选择电流表时需先估算电路中的电流．设电动机和定值电阻R0串联的电压为电源电动势．则I＝425.0＋60A≈0.047 A＝47 mA实际实验时可通过滑动变阻器调节电压使流过电流表的电流不超过30 mA，所以电流表选A2.滑动变阻器应选择便于调节的R2.②由于电流表A2的电阻较大，为减小实验误差，应采用电流表外接法．为有效地控制电路中的电压和电流，应采用滑动变阻器分压电路，所以电路图连接如图所示．答案(1)0.155(±0.003范围内均可)(2)25(3)①A2R2②见解析图③B考点三对电阻测量的考查例3(2013·北京·21)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻R x的阻值．(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图19中的________(选填“甲”或“乙”)．图19(2)图20是测量R x 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线．图20(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U .某次电表示数如图21所示，可得该电阻的测量值R x ＝U I＝________Ω(保留两位有效数字)．图21(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是__________________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)A ．电流表测量值小于流经R x 的电流值B ．电流表测量值大于流经R x 的电流值C ．电压表测量值小于R x 两端的电压值D ．电压表测量值大于R x 两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P 从一端滑向另一端，随滑片P 移动距离x 的增加，被测电阻R x 两端的电压U 也随之增加，下列反映Ux 关系的示意图中正确的是________．解析 (1)为了减小误差，应使电表读数为量程的13～23，电源电动势为4 V ，故电压表选C.估算通过R x 的最大电流约为I m ＝35 A ＝0.6 A ，所以电流表应选B.因为R V R x ＞R x R A，所以电流表应外接，即应采用甲电路，测量误差较小．(2)(3)电流表、电压表的读数分别为I ＝0.50 A ，U ＝2.60 V ，所以R x ＝2.600.50Ω＝5.2 Ω. (4)甲电路中产生误差的主要原因是电压表的分流作用，选项B 正确．乙电路中产生误差的主要原因是电流表的分压作用，故选项D 正确．(5)R x 两端的电压U ＝R x E R x ＋R L(L －x )，其中R 为滑动变阻器总阻值，L 为滑动变阻器两端总长度，结合数学知识可知选项A 正确．答案 (1)B C 甲 (2)见解析图 (3)5.2 (4)B D(5)A仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)．实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流(一般按滑动变阻器采用限流接法进行估算)．如：用伏安法作出标有“6 V,0.6 W ”字样的小灯泡的U －I 图象，而实际加在小灯泡两端的电压不能超过6 V.(2)考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差． (3)仪器选择的一般步骤①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．创新实验设计电阻测量的五种方法1．伏安法电路图⎩⎪⎨⎪⎧外接法：内接法： 特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量)2．安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用．(1)如图22甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R 1，则可测得的内阻R 2＝I 1R 1I 2. (2)如图乙所示，当两电表的满偏电压U A2≫U A1时，串联一定值电阻R 0后，同样可测得的电阻R 2＝I 1(R 1＋R 0)I 2.图223．伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用．(1)如图23甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R 1，则可测出的内阻R 2＝U 2U 1R 1.(2)如图乙所示，两电表的满偏电流I V1≪I V2时，并联一定值电阻R 0后，同样可得的内阻R2＝U2U1 R1＋U1 R0 .图23 4．比较法测电阻图24如图24所示，读得电阻箱R 1的阻值及表、表的示数I 1、I 2，可得R x ＝I 2R 1I 1.如果考虑电表内阻的影响，则I1(R x＋R A1)＝I2(R1＋R A2)．5．半偏法测电流表内阻电路图如图25所示图25步骤：(1)断开S2，闭合S1，调节R0，使表满偏为I0；(2)保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使表读数为I 02；(3)由上可得R A ＝R .特别提醒 当R 0≫R A 时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R 0才足够大，闭合S 2时总电流变化才足够小，误差才小．35.用等效替代法测电阻如图26所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．图26例4为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图27所示的电路．图中A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：图27(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测微安表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．解析本题方法为等效替代法．当S接1与接2时通过电路的电流I相同时，可知待测微安表头的内阻与R N的电阻相同．答案(1)R0标准电流表(或A0)(2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值1．(2013·山东·21(1))图28甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm.图28答案A11.30解析测量内径时应该用游标卡尺上的内测量爪A.游标卡尺的读数＝主尺上的读数＋游标尺上的读数．本题主尺上读数为11 mm，游标尺上读数为6×0.05 mm＝0.30 mm，故读数为11.30 mm.2．在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是() A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变答案AC解析实验中应测量金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它的分流作用很小，应采用电流表外接法，故A、C操作错误．3．现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下：标准电流表A1(量程250 mA，内阻r1＝5 Ω)；电流表A2(量程300 mA，内阻r2约为5 Ω)；待测电阻R1(阻值约为100 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)；电源E(电动势约为6 V，内阻r约为1 Ω)；单刀单掷开关，导线若干．要求方法简捷，并能测量多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号．答案实验电路原理图见解析图解析由于A1的内阻已知，可将其当作电压表来用；又给了另一个电流表A2，可把两电流表示数之差当作通过R1的电流，利用欧姆定律测R1的阻值；题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；实验电路图如图所示：4．在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：A．电池组(3 V，内阻1 Ω)B．电流表(0～3 A，内阻0.012 5 Ω)C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω)D．电压表(0～3 V，内阻4 kΩ)E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ)F．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)H．开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前的字母代号)；(2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻R x在组成测量电路时，应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)；(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图29所示，则读数为________mm；图29(4)若用L 表示金属丝的长度，d 表示直径，测得电阻为R ，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________.答案 (1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4)πRd 24L解析 (1)电池组电压是3 V ，流过金属丝的最大电流I m ＝Er ＋R x ＝0.5 A ，故电流表选C ，电压表选D ；滑动变阻器选总阻值小的，便于调节，故选F ；另外要选导线、开关． (2)因为R x R A ＝40，R VR x ＝800，故电流表选择外接法，外接法测量值偏小．(3)根据千分尺的读数规则知，读数是0.5 mm ＋40.0×0.01 mm ＝0.900 mm. (4)R ＝ρL S ＝ρ4L πd 2，解得ρ＝πRd 24L.5．实验室有一块量程为500 μA 、内阻R g 约为200 Ω的电流表(也称微安表)，需要准确测量它的内阻，一同学根据实验室现有的器材设计了如图30甲和乙两种实验电路．已知实验室中的部分实验器材的规格如下：电流表(也称毫安表)：mA(量程1 mA ，内阻约100 Ω) 滑动变阻器A ：R 1(20 Ω，1 A) 滑动变阻器B ：R 1(500 Ω，0.5 A) 变阻箱：R 2(999.9 Ω)直流电源：E (电动势为3 V ，内阻很小) 可供选择的不同阻值的定值电阻R 3图30(1)将图丙所示的实物图按图甲所示的电路连接起来．(2)在图乙所示的电路中，为了便于实验的调节，滑动变阻器R1应选________(选填“滑动变阻器A”或“滑动变阻器B”)．为了保证实验操作过程的安全(即使滑动变阻器R1的阻值调为0，也不会烧坏电流表)，并便于实验调节，定值电阻R3的阻值应选________(填选项前的字母)．A．100 ΩB．1 kΩC．6 kΩD．10 kΩ(3)利用图甲所示的电路，闭合S1之后进行测量时，需要记录的实验数据有(同时用设定的字母表示)______________________；用你记录的实验数据时设定的字母表示出测量的结果是____________________．答案(1)如图所示(2)滑动变阻器B C(3)微安表读数I1、毫安表读数I2、电阻箱读数R2(I2－I1)R2/I1解析(2)滑动变阻器R1在实验中起调节电流的作用，应选可调阻值范围较大的，以使电路中的电流能够调节到足够小．由于电源电动势为3 V，由闭合电路欧姆定律可得定值电阻R3的阻值应选3 kΩ至6 kΩ的．6．(2013·重庆理综·6(2))某同学对有故障的电热毯进行探究．图31是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接．图32为实验电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表．图31图32①请在虚线框内画出与图32对应的电路图．②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U－I曲线如图33所示，已知电热线材料的电阻率为2.8×10－7Ω·m，电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为________ kΩ，总长度为________ m．(结果均保留两位有效数字)图33③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图31中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可判断出电路中有断路，位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项).解析 ①电路图如图所示②由题图可求R ＝U I ＝ΔUΔI ，由图线斜率可求得R ＝0.58 kΩ(0.57 kΩ～0.59 kΩ均可)，由R ＝ρlS，可得l ＝65 m(64 m ～66 m 均可)．③由题表可知，1′和2′之间，电压表有示数，电流表示数为零，说明其间有断路．。
2015高考物理总复习大一轮（浙江专用）配套精讲课件：第7章 本章总结
R(Ω) U(V) 1/R(×10-2 Ω-1) 1/U(V-1)
166.7 8.3 0.60 0.12
Rx= I g .R0 . I
(2)若无电流表,则需用理想电压 表与一定值电阻 R0并联后接入电 路,以测量电流,测量电路如图所
示,Rx= U1 R0. U2
(3)知道准确内阻的电表,可转换使用,如电压表当电流表 用,电流表可以当作电压表使用.
【例 3】 如图所示是一些准备用来测量待测电阻 Rx 阻值 的实验器材,器材及其规格列表如下:
答案:见解析
测电源的电动势和内阻的方法
测电源的电动势和内阻常规方法为伏安法,利用电压表、 电流表的读数结合闭合电路欧姆定律求解,除此之外还有 一些创新设计. 创新方法 1:用一个电流表和一个电阻箱测量 电路如图所示,测量原理 为:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可 求出 E 和 r,此种方法使测得的电动 势无偏差,但内阻偏大;可借助图象 法处理实验数据以减小误差.
器材
规格
待测电阻 Rx 电源 E
阻值在 900～1 000 Ω之间 具有一定内阻,电动势约 9.0 V
电压表 V1 电压表 V2 电流表 A
量程 2.0 V,内阻 r1=1 000 Ω 量程 5.0 V,内阻 r2=2 500 Ω 量程 3.0 A,内阻 r=0.10 Ω
滑动变阻器 R
最大阻值约 100 Ω,额定电流 0.5 A
开关 S、导线若干
浙江省高考物理总复习 7.1 部分电路及其规律(选考部分,B版)课件
• [题 组 训 练]
• 1．(基础考点→电流方向的理解)关于电流的方向，下列叙述 中正确的是
•( )
•
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
•
B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流
方向不能确定
•
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动
的方向
•
考点一 考点二 考点三
• [加试要求] • 1．电源和电流(c) 2.电动势(c) 3.欧姆定律、U－I图象及I
－U图象(c) 4.串联电路和并联电路(c) 5.焦耳定律(c) 6. 导体的电阻(c) 7.闭合电路的欧姆定律(d) 8.实验：探究导 体电阻与其影响因素(包括材料)的关系(同时练习使用螺旋测 微器)(√)
区别 S 共同决定
只适用于粗细均匀的金
属导体和浓度均匀的电
适用于任何纯电阻导体
解液
考点一 考点二 考点三
2.导体形变后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下“三 点”： ①导体的电阻率不变。 ②导体的体积不变，由 V＝lS 可知 l 与 S 成反比。 ③在 ρ、l、S 都确定之后，应用电阻定律 R＝ρSl 求解。
考点一 考点二 考点三
4．(基础考点→欧姆定律的理解)对于欧姆定律，下列说法正确的
是
()
A．从 I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比， 跟它的电阻成反比
B．从 R＝UI 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比 C．从 R＝UI 可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比 D．从 R＝UI 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为 零
考点一 考点二 考点三
解析 对于欧姆定律 I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电 压成正比，跟它的电阻成反比，选项 A 对；导体的电阻由导体本 身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项 B、C、 D 错。 答案 A
【步步高】(浙江专用)2015高考物理大一轮复习 第七章 实验十练习使用多用电表课件
(2)用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流 50 mA 挡，连接的
乙电阻的电流 电路如图 c 所示，图中多用电表测量的是________ 25.0 mA ． “乙电阻的电流”或“总电流”)，测得的值是________
的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________( ×1K 选填“×10”、“×100” 或“×1 k”)． (2)用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置， 则所测电流为______ 30.8 mA；当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，表针指于 mA．
图示位置，则所测电流为________ 154
(3)当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________ 6.1 V．
图8
课堂探究 欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧
(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘 ①左∞右 0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、 电压最大刻度重合． ②刻度不均匀：左密右疏． ③欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率．电流、电压挡 是量程范围挡．在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记 “小倍率小角度偏，大倍率大角度偏 ”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读 数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处)．
基础回放
(2)短路故障的检测方法 ①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路； 若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被 短路． ②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应 是短路．
课堂探究 考点一 对多用电表使用的考查
2015年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)理综(物理部分)答案解析(正式版)(解析版)
掌门1对1教育 高中物理一、选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 14下列说法正确的是A 电流通过导体的热功率与电流大小成正比B 力对物体所做的功与力的作用时间成正比C 电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比D 弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 【答案】C考点：电功率，功，电容，胡克定律15如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间t ∆，测得遮光条的宽度为x ∆，用x t ∆∆近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使x t∆∆更接近瞬时速度，正确的措施是A 换用宽度更窄的遮光条B 提高测量遮光条宽度的精确度 D 使滑块的释放点更靠近光电门 D 增大气垫导轨与水平面的夹角 【答案】A考点：平均速度和瞬时速度16如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。
工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞【答案】D【解析】试题分析：从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确；考点：考查了库仑力，静电感应17如图所示为足球球门，球门宽为L，一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中P点）。
步步高·2015高三物理总复习【练习题】第七章 恒定电流 章末
第七章章末检测1．在测量金属丝的电阻率的实验中：图1(1)如图1所示，用螺旋测微器测金属丝的直径为________ mm.(2)已知电阻丝的电阻约为10 Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有________(只填代号)．A．量程是0～0.6 A，内阻是0.5 Ω的电流表；B．量程是0～3 A，内阻是0.1 Ω的电流表；C．量程是0～3 V，内阻是6 kΩ的电压表；D．量程是0～15 V，内阻是30 kΩ的电压表；E．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；F．阻值为0～20 Ω，额定电流为2 A的滑动变阻器；G．蓄电池(6 V)；H．开关一个，导线若干．解析 (1)读数：该金属丝的直径为0.350 mm.(2)仪器的选择：①选电源：题目中只给了一个直流电源G，所以G 应选．②选电流表：电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器，干路电流最大值I max＝A＝0.6 A．若选电流表B,0.6 A没有超过其量程1/3，读数误差较大，而电流表A更合适．③选电压表：若选电压表C，量程为3 V，则干路电流要被控制在0.3A以下，由以上所选电流表为A，指针偏转可达到满刻度的一半．若选电压表D，虽然电压表指针能达到满刻度1/3～2/3，满足实验器材选择的要求，但用15 V量程时，精确度太低，为了实现电压表和电流表精确度的匹配，应选用电压表C而不选电压表D.④选滑动变阻器：由于电阻丝阻值为10 Ω，为了在3 V、0.3 A以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值，滑动变阻器应选0～20 Ω为宜，所以应选F.故选用器材为A、C、F、G、H.答案 (1)0.350 (2)A、C、F、G、H2．为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图2甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0＝5 Ω为保护电阻．(1)按照图甲所示的电路图，某同学已经在图乙所示电路中完成部分导线的连接，请你完成余下导线的连接．图2图3(2)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线(该图线为一直线)，如图3所示．由图线可求得电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)(3)引起该实验系统误差的主要原因是_________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________.解析 (1)对电路图的连接按照一定的顺序进行，先串后并，从R0的左端连接电阻箱R的一个接线柱，另一个接线柱和电池组的负极相连，电压表并在R两端，连接电压表的“－”和“3”两个接线柱；(2)对电路图甲由闭合电路欧姆定律得：E＝(r＋R0＋R)，整理得到＝·＋，利用题图中直线与纵轴的焦点数据求得E＝，并保留两位有效数字即为2.9，还可以得到图线的斜率，即可得到电池内电阻r为1.1；(3)由甲图可以知道该实验系统误差的主要原因在于电压表的分流作用，造成流过电阻箱的电流比流过电池组的电流小．答案 (1)如图所示(2)2.9 1.1(或1.2)(3)电压表的分流作用造成流过电阻箱的电流总是比电池实际输出电流小(说出电压表的分流作用也算对)3．某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他先将电压表接在b点，读得两表示数分别为U1＝3.0 V，I1＝3.0 mA，然后将电压表改接在a点，读得两表示数分别为U2＝2.9 V，I2＝4.0 mA，如图4所示，由此可知电压表应接到________点误差较小，测得R x值应为________ Ω.图4解析 两种接法中两表示数变化分别为：ΔU＝|U1－U2|＝|3.0－2.9| V＝0.1 V，ΔI＝|I1－I2|＝|3.0－4.0| mA＝1.0 mA，则＝＝，＝＝，显然，电流表示数变化较电压表示数变化明显，这说明电压表的分流作用较大，为了减小误差，应采用电流表内接法，即电压表接b点．R x＝＝＝1 000 Ω.答案 b 1 0003．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V,3 W”，其4他选择的器材有：A．电压表V1(量程6 V，内阻 20 kΩ)；B．电压表V2(量程20 V，内阻 60 kΩ)；C．电流表A1(量程3 A，内阻 0.2 Ω)；D．电流表A2(量程0.6 A，内阻1 Ω)；E．滑动变阻器R1(0～1 000 Ω，0.5 A)；F．滑动变阻器R2(0～20 Ω，2 A)；G．学生电源E(6～8 V)；H．开关S及导线若干．实验中要求电压在0～6 V范围内，读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．画出实验原理图．解析 (1)确定电压表、电流表、滑动变阻器．小灯泡“6 V,3 W”额定电压为6 V，额定电流为0.5 A，即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5 A，最大电压不超过6 V．依据选择电压表和电流表的安全精确原则，电流表应选A2，电压表应选V1.小灯泡正常工作时电阻为R ＝＝ Ω＝12 Ω.滑动变阻器选择依据安全方便的原则，故应选用R2.灯(2)确定电流表内外接法临界阻值R＝＝ Ω＝141.4 Ω因为R灯<R，故电流表应外接．(3)确定滑动变阻器选用限流式还是分压式因为要求多测几组数据，故负载上电流、电压变化范围较大，故采用分压式．实验原理图如图：完成电路设计实验，只有遵循以上三个原则，才能使实验效果更明显，误差更小．答案 D F 电路图见解析5．用电流表和电压表测一个电阻值约为25 kΩ、额定功率为W的电阻R x 的阻值，备用器材有：①量程0～100 μA，内阻约为500 Ω的电流表A1②量程0～500 μA，内阻约为300 Ω的电流表A2③量程0～1 V，内阻约为10 kΩ的电压表V1④量程0～15 V，内阻约为100 kΩ的电压表V2⑤量程0～50 V，内阻约为500 kΩ的电压表V3⑥直流稳压电源，两端的输出电压为16 V⑦滑动变阻器，阻值范围0～500 Ω，允许最大电流1 A⑧待测电阻R x，开关和导线若干(1)为了测量准确，电压表应选________，电流表应选________(填写仪器前的序号)．(2)在如下方框内画出实验电路图．(3)若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R测________R真(选填“大于”、“等于”或“小于”)．解析 (1)因为待测电阻的阻值25 kΩ远大于滑动变阻器的阻值(0～500 Ω)，所以供电电路应选择滑动变阻器分压式连接，待测电阻的额定电流约为I＝＝×106μA≈1.4×103μA，故电流表选②；待测电阻的阻值25 kΩ远大于电流表A2的内阻，故测量电路应选用电流表内接法；U＝500×10－6×25 000 V＝12.5 V，故电压表应选④.(2)按照(1)的分析可画出实验电路图，电路图见答案．(3)R测＝，R真＝，两式比较可以得出R测大于R真．答案 (1)④ ② (2)如图所示 (3)大于6．某实验探究小组为了测定滑动变阻器上金属丝的电阻率，除待测滑动变阻器R x(总阻值约25 Ω)外，在实验室还找到了下列器材．A．学生电源，有三个输出端，分别是：交流输出(可输出电压2 V、4 V、6 V、8 V、10 V，额定电流1 A)，直流输出(可输出电压约2 V、4 V、6 V、8 V、10 V，额定电流1 A)，直流稳压(电压6 V，额定电流0.6 A)B．电流表A1(0～0.6 A～3 A，内阻约1 Ω、0.5 Ω)C．电流表A2(0～100 mA，内阻约10 Ω)D．电压表V(0～3 V～15 V，内阻约1 kΩ、3 kΩ)E．螺旋测微器F．电阻箱R1(0～999.9 Ω，1 A)G．电阻箱R2(0～9 999 Ω，1 A)H．单刀双掷开关S一只(1)选择适当的器材，设计一个电路，要求能较准确地测出R x和电流表内阻的值，在虚线框内画出电路图，并标明所选学生电源的输出端、器材代号和电表量程．(2)用螺旋测微器测得滑动变阻器瓷管直径为d1，绕有金属丝部分的直径为d2，则金属丝的半径为r＝________；金属丝共N匝，则其长度为L＝________.(3)根据你的设计，简要说明实验步骤，写出R x和电流表内阻R A的表达式：A．__________________________________________________________；B．__________________________________________________________；C．R x＝________，R A＝________.解析 (1)使用学生电源稳压输出，输出电压稳定，可以不用电压表测电压，以消除因电压表的接入带来的系统误差，电路简单，操作方便．由于电流表内阻未知，因此实验就同时考虑怎样测电流表内阻，用单刀双掷开关控制待测电阻的接入，要准确测定电流表内阻，必须选用电阻箱R1串入，保证电流不超过电流表量程，且内阻测量误差小．不接入电阻箱时回路总电流I0＝＝0.17 A，因此电流表选择A2，电路如图所示．(2)r＝；L＝Nπ(由于d1、d2差别很小，金属丝长度可为Nπd1或Nπd2)．(3)A.S接1，调整R1＝R，使电流表有适当的读数I，则R A＝－R；B．S接2，调整R1＝R′，使电流表恢复读数I.I＝，I＝，所以R x ＝R－R′.答案 (1)实验电路如解析图所示 (2) Nπ (3)A.S接1，调整R1＝R，使电流表有适当的读数I B．S接2，调整R1＝R′，使电流表恢复读数I C．R－R′ －R。
高中物理人教版(浙江)一轮课件：7.3.2 实验(2)探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系
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自我诊断 1.(2015· 海南单科)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量 一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件 的直径为1.220 cm,高度为6.860 mm。
图(a)
图(b)
第七章
知识点一 知识点二 知识点三
实验(2)探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 (同时练习使用螺旋测微器) 考情概览 知识点四 基础夯实 多维课堂
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(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数;K表示从游标尺上 读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为 (x+K×精确度)mm。 需要注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要向后估读一位。
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(2)读数:先由可动刻度尺的边缘所对的固定刻度线读出整毫米 (或半毫米)数,再看固定刻度尺上的长横线与可动刻度相对的位置, 由可动刻度尺读出小于 0.5 mm 的数(估读一位),以上两部分相加 就是螺旋测微器的读数。即测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意 半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01 mm。某次测 量的示数如图所示,固定刻度尺上读数为2 mm,可动刻度尺上读数 为0.130 mm,最后的“0”是估读来的。故该次测量的读数为2.130 mm。
刻度格数 (分度) 10 20 50
步步高高考物理一轮复习(新课标)配套题库：第7章 单元小结练 电学实验综合练习
单元小结练电学实验综合练习(限时：30分钟)1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻R x的真实值为()图1A．略小于1 kΩB．略小于750 ΩC．略大于1 kΩD．略大于750 Ω答案 D解析先判断采用的测量方法哪个较为合理，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是阻值较小的电阻，电流表分压较大，所以采用图甲进行测量比较准确．图甲中测量值为R测＝U测I测＝750 Ω，较真实值偏小．故D项正确．2．如图2所示为一正在测量中的多用电表表盘．图2(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为________ Ω.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______ mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.答案(1)60(2)7.2(3)3.60(3.59～3.61均可)解析用欧姆挡测量时，用最上面一排数据读数，读数为6.0×10 Ω＝60 Ω；用直流电流挡测量时，读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.2 mA；用直流电压挡测量时，读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为36.0×0.1 V＝3.60 V.3．某同学测量一个圆柱体导体的电阻率，需要测量圆柱体导体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体导体的长度和直径，某次测量的示数如图3(a)和(b)所示，长度为________cm，直径为________mm.图3(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)；将S2拨向接点2，保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω；(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.答案(1)5.01 5.316(5.315～5.317均可)(2)①大②大(3)1 280解析(1)游标卡尺的精度为0.1 mm，所以L＝(50＋1×0.1) mm＝5.01 cm，螺旋测微器的读数为d＝(5＋31.6×0.01) mm＝5.316 mm.(2)为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，电路接通后再慢慢减小电路中的电阻．4．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8 V,0.3 A”．除了开关、导线外，还有如下器材供选择：电压表V，量程0～5 V，内阻约5 kΩ电流表A1，量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω电流表A2，量程0～100 mA，内阻约4 Ω滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω(1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填器材符号)(2)请根据所选的器材，在图4甲中用笔画线代替导线连接实验电路．甲乙图4(3)根据实验数据，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙．则可确定小灯泡的功率P与U2、I2的关系，则下列示意图中正确的是________．(4)将被测小灯泡与一个电动势为1.5 V、内阻为5 Ω的电源串联组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为________A.答案(1)A1R1(2)实物连线如图所示(3)D(4)0.16(0.15～0.17均可)解析(1)由小灯泡的规格为“3.8 V,0.3 A”可知，电流表应选A1；在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，电压从0开始增大，故滑动变阻器应采用分压式接法，则滑动变阻器选R1.(3)由题图乙可知小灯泡的电阻为图线上的点与原点连线的斜率的倒数且越来越大，P＝1 R·U 2，P－U2图线中1R为斜率，所以A、B均错；P＝RI2，P－I2图线中R为斜率，所以C错，D正确．(4)在题图乙中画电源的伏安特性曲线，两图线有一个交点，交点纵轴为0.16 A，即回路中电流，所以通过小灯泡的电流为0.16 A.5．为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P ＝UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.(1)准备使用的实物电路如图5所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置．(用笔画线代替导线)图5(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻．(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材．(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图6所示．请指出图象中不恰当的地方．图6答案 (1)见解析图 (2)10 (3)电池 (4)图线不应画为直线；横坐标的标度选择不合适 解析 (1)滑动变阻器采用分压式连接，实物电路如图所示．(2)灯泡的正常工作电压是3.0 V 、电阻R ＝U 2P＝5 Ω，假设当灯泡获取最大工作电压时恰好与滑动变阻器最大电阻并联，并联电阻约为3.3 Ω，则有U LR 并＝E －U L R 1，解得R 1＝9.9 Ω，因此R 1应选取10 Ω的电阻．(3)为了保护电源，防止在整理电路时电源被短路，所以断开开关后，一般应先拆除电池两端的导线．(4)由数据分析可知，图线应是平滑的曲线，且横坐标标度取得太大，以至于图象不能充分占满坐标纸，引起误差较大．6．某同学利用如图7所示的实验电路来测量电阻的阻值．图7(1)将电阻箱接入a 、b 之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R ′，然后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R ，得到一组电压表的示数U 与R 的数据如下表：图8(2)用待测电阻R x替换电阻箱，读得电压表示数为2.00 V．利用(1)中测绘的U－R图象可得R x＝________Ω.(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”)．现将一已知阻值为10 Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？答案(1)U－R关系图象如图所示(2)20.0(19.0～21.0均可)(3)偏小改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50 V解析(1)首先确定两坐标轴的刻度，要注意使图象布满整个坐标纸，其次将表中数据在坐标纸上描点．第三步是连线，要注意画出平滑的曲线，不能连成折线．(2)在所得图象上确定纵坐标为2.00 V的点对应的横坐标即为所求结果．(3)当电源内阻r增大时，在R相同的情况下电路中电流I＝ER＋R′＋r变小，从而导致R 两端电压偏小，则从原U－R图象中读得的R值偏小．要利用(1)中测绘的U－R图象准确测量待测电阻，就需保证原图象中U与R的对应性，从表中数据可以看到，R＝10.0 Ω时U＝1.50 V，故需调节R′使电压表示数为1.50 V.7．某课外活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(电动势约2 V，内阻一千多欧姆)．实验室现有如下器材供选择：多用电表：欧姆挡(×1，×10，×100，×1 k)直流电流挡(0～0.5 mA,0～1 mA,0～10 mA,0～100 mA)直流电压挡(0～0.5 V,0～2.5 V,0～10 V,0～50 V,0～250 V，0～500 V)电压表：(0～3 V～15 V)电流表：(0～0.6 A～3 A)滑动变阻器：R1(0～10 Ω)，R2(0～2 000 Ω)开关及导线．(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0～2.5 V”挡(表盘上的标识为“mA V”)粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图9甲所示，其示数为________V；(2)为了更精确地测量西红柿电池组的电动势和内阻，应选________测电压，选________测电流(填电表名称和所选量程)；滑动变阻器应选________(填电阻符号)；(3)请设计方案，在图乙所示的实物图上用笔画线代替导线进行实物连接．图9答案(1)1.6(2)电压表，0～3 V多用电表直流电流1 mA挡R2(3)如图所示。
步步高2015届高考物理一轮复习(新课标)配套课件：7-2电路 闭合电路欧姆定律
【突破训练 2】如图 6 所示电路中，R 为 一滑动变阻器，P 为滑片，若将滑片向 下滑动，则在滑动过程中，下列判断错
误的是 ( D )
A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大 B．灯泡 L2 一定逐渐变暗 C．电源效率一定逐渐减小
×D．R 上消耗功率一定逐渐变小
电源效率 η↓＝I2IR2外R＋外 r ＝R外R＋外 r＝1＋R1外r↓，故 C 正确. R 上 消 耗 的 功 率 PR ＝ UR2L↓2↓，PR 增大还是减小不
图5
解析 (1)定值电阻 R1 消耗的电 功率为 P1＝I2R1＝R1＋ER2R2＋1 r2，
可见当滑动变阻器的阻值 R2＝0
时，R1 消耗的功率最大，最大功 率为 P1m＝RE1＋2Rr12＝2 W．
(2)将定值电阻 R1 看做电源内阻
的一部分，则电源的等效内阻 r′
＝R1＋r＝2．5 Ω，故当滑动变阻
第2课时 电路 闭合电路欧姆定律
【例 1】巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来 准确检测大容量远距离直流输电线路中的
强电流，其原理利用了巨磁电阻效应．巨
磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻 R 在 一定磁场作用下随磁感应强度 B 的增加而 急剧减小的特性．如图 2 所示检测电路， 设输电线路电流为 I(不是 GMR 中的电流)， GMR 为巨磁电阻，R1、R2 为定值电阻，已 知输电线路电流 I 在巨磁电阻 GMR 处产生 的磁场的磁感应强度 B 的大小与 I 成正比，
次序
操作步骤
现象和结论
1
闭合开关，选直流电压挡，红、 黑表笔分别接a、b
指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
2
闭合开关，选直流电流挡，红、 黑表笔分别接a、b
指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
【步步高】高考物理大一轮复习讲义 第七章 单元小结练(二)电学实验综合练习(含解析) 新人教版
单元小结练 电学实验综合练习(限时：30分钟)1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3 V 、4 mA ，图乙中两表的示数分别为4 V 、3.9 mA ，则待测电阻R x 的真实值为( )图1A ．略小于1 k ΩB ．略小于750 ΩC ．略大于1 k ΩD ．略大于750 Ω 答案 D解析 先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图甲进行测量比较准确．图甲中测量值为R测＝U 测I 测＝750 Ω，较真实值偏小．故D 项正确． 2．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图2所示，此示数为________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图3所示，可读出圆柱的图2直径为________mm.图3答案 8.116 42.12解析 螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm ，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标尺读数．螺旋测微器读数为(8＋11.6×0.01) mm＝8.116 mm.游标卡尺读数为(42＋6×0.02) mm＝42.12 mm.3．如图4所示为一正在测量中的多用电表表盘．图4(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为________ Ω.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______ mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.答案(1)60 (2)7.2 (3)3.57解析用欧姆挡测量时，用最上面一排数据读数，读数为6×10 Ω＝60 Ω；用直流电流挡测量时，读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.2 mA；用直流电压挡测量时，读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为35.7×0.1 V＝3.57 V. 4．(2012·天津理综·9(3))某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图5所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．图5①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号)；A．合上开关S2B．分别将R1和R2的阻值调至最大C．记下R2的最终示数D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终示数为rE．合上开关S1F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻R S的表达式，R S＝________.答案①BEFADC②相等③I1rI－I1解析①开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S1，调整R1使G2满偏，测出G2的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻．故合理的顺序依次为BEFADC.②根据串、并联电路的特点，R 2、G 2两端的电压相等，即I 12r g ＝I 12r ，所以r g ＝r ，即测量值与真实值相等．③改装表的原理图如图所示，则I 1r ＝(I －I 1)R S所以分流电阻R S ＝I 1r I －I 1. 5．(2012·四川理综·22(2))为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V 的电压表A ．量程为1 V 、内阻大约为1 k Ω的电压表B ．量程为2 V 、内阻大约为2 k Ω的电压表C ．量程为3 V 、内阻为3 k Ω的电压表选择电压表________串联________k Ω的电阻可以改装成量程为9 V 的电压表．(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V 时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V 时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E ＝____ V ，内阻r ＝________Ω.答案 (1)或C 6 (2)见解析图 (3)7.5 10.0解析 (1)、的内阻不确定，故应选择进行改装，串联电阻R ＝(U U 0－1)R V ＝(93－1)× 3 k Ω＝6 k Ω.(2)本实验的原理为U ＝E －Ir ，利用变阻箱和电压表可获取电流I ，故电路图如图所示．(3)根据闭合电路欧姆定律知：E ＝3U ＋3U R ′·r 将U 1＝1.50 V ，R 1′＝15.0 Ω及U 2＝2.00 V ，R 2′＝40.0 Ω分别代入上式联立解方程组得E ＝7.5 V ，r ＝10.0 Ω.6．两位同学在实验室中利用如图6甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线．回答下列问题：甲乙图6(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知( )A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD．电源的效率达到最大值(3)根据图乙，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6 A，试说明理由．________________________________________________________________________ 答案(1)AD (2)BC (3)2 1.5 1 (4)见解析解析(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，A正确，B错误；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确．(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P ＝U 2I ＝1.0×0.5 W＝0.5 W ，C 正确；电源的效率为：η＝UI EI ＝U E，U 越大，效率越大，D 错误．(3)从图象乙可以得出定值电阻R 0的阻值为：R 0＝U 2I ＝1.00.5Ω＝2 Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U 轴上的截距为1.5 V ，即电源的电动势为1.5 V ，图象斜率的绝对值为：k ＝|ΔU 1ΔI |＝0.50.5＝1，即电源的内阻为r ＝1 Ω. (4)该电路中的电流为：I ＝E R ＋R 0＋r ，当R 最小为0时，电流最大，最大值为：I m ＝E R 0＋r＝1.52＋1A ＝0.5 A ，故该电路中电流表的读数不能达到0.6 A. 7．有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：A ．电压表V 1(0～5 V ，内阻约10 k Ω)B ．电压表V 2(0～10 V ，内阻约20 k Ω)C ．电流表A 1(0～0.3 A ，内阻约1 Ω)D ．电流表A 2(0～0.6 A ，内阻约0.4 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～10 Ω，2 A)F ．滑动变阻器R 2(0～100 Ω，0.2 A)G ．学生电源(直流6 V)、开关及导线(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材前的选项符号)(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在下面的虚线框中画出实验电路图．(3)P 为图7中图线上的一点，PN 为图线上P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；对应P 点，小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)图7答案 (1)A D E (2)见解析图 (3)增大 5.33解析 (1)由灯泡“4 V,2W”可知，I ＝P U ＝0.5 A ，故电压表选A ，电流表选D ，要求电压从0开始增大，可知用分压式接法，故滑动变阻器选E.(2)由R L R A <R VR L可知电流表外接，电路图如图所示．(3)I －U 图象中图线的斜率为电阻的倒数，所以随着电压的增加，小灯泡的电阻增大，结合图象和R ＝U I ，可得R ＝2.40.45Ω≈5.33 Ω. 8．某同学为了研究“3 V,0.3 W”的小灯泡L 从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：电流表A 1(量程400 mA ，内阻r 1＝5 Ω)；电流表A 2(量程600 mA ，内阻r 2约为1 Ω)；电压表V(量程15 V ，内阻约为3 k Ω)；定值电阻R 0(5 Ω)；滑动变阻器R 1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R 2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；电源E (电动势3 V ，内阻较小)；开关一个，导线若干．(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(2)根据设计的方案，将图8中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．图8(3)闭合开关S ，移动滑片P ，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．答案 (1)、(2)见解析图 (3)A 1的示数为300 mA I 1r 1＋R 0I 2－I 1解析 测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V ，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R 0与A 1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A 2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I 2－I 1，小灯泡两端的电压为I 1(R 0＋r 1)，故小灯泡的电阻为R L ＝I 1r 1＋R 0I 2－I 1. 实验要求测量小灯泡L 从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R 2阻值太大，所以滑动变阻器选R 1；小灯泡正常发光时电压为3 V ，对应电流表读数为I 1＝U R 0＋r 1＝0.3 A ＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示使A 1的示数为300 mA 时，灯泡正常发光，此时R L ＝I 1r ＋R 0I 2－I 1，式中I 2为A 1表示数为300 mA 时，电流表A 2的读数，故I 1＝300 mA.。
2年模拟(浙江专用)2016届高三物理一轮复习第7章第4讲实验七探究导体电阻与其影响因素的定量关系练
第4讲实验七:探究导体电阻与其影响因素的定量关系时间:30分钟分值:30分非选择题(共30分)1.(2014浙江嘉兴二模,22)(10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。
①实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。
你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则d应选下表中的 (用表中编号D、E、F表示)。
编号材料长度L/m 横截面积S/mm2A 镍铬合金B 镍铬合金C 镍铬合金D 镍铬合金E 康铜丝F 康铜丝(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00 cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为。
②按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。
改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U数据描在图中所示的坐标系上。
由图丁可求得金属丝电阻R= Ω, 该金属丝的电阻率ρ=Ω·m(保留两位有效数字)。
丁2.(2014浙江杭州一模,16)(8分)要精确测量一个阻值约为5 Ω的电阻丝R x的电阻,实验室提供下列器材:电流表A:量程100 mA,内阻r1约为4 Ω;电流表G:量程500 μA,内阻r2=3 kΩ;电压表V:量程10 V,内阻r3约为10 kΩ;滑动变阻器R0:阻值约为20 Ω;电池E:电动势E= V,内阻很小;开关K,导线若干。
(1)选出适当器材,并连接实物图;(2)请指出需要测量的物理量,并写出电阻丝阻值的表达式。
3.(2014浙江五校一联,14)(12分)为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值,兴趣小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量。
步步高高考物理一轮复习(新课标)配套题库：专题7电学设计性实验
专题七电学设计性实验考纲解读 1.掌握设计创新型实验的一般方法.2.能根据题目给的实验目的、器材，设计出合理的实验方案、实验步骤及数据处理的方法．考点一设计性实验的解题思路与方法1．明确实验目的认真审清题意，看清题目的要求．即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．2．明确实验原理解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．3．正确地选择实验电路(1)控制电路的选择滑动变阻器选用限流式接法或分压式接法的依据：①负载电阻两端的电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路．②若负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路．③若负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．④两种电路均可时，限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小．⑤特殊问题要具体问题具体分析．(2)测量电路的选择对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表的不同接法．图1①阻值判断法当R V ≫R x 时，采用电流表“外接法”，如图1甲所示； 当R x ≫R A 时，采用电流表“内接法”，如图1乙所示． ②倍率比较法a ．当R V R x ＝R xR A ，即R x ＝R V ·R A 时，既可选择电流表“内接法”，也可选择电流表“外接法”；b ．当R V R x >R xR A 即R x <R V ·R A 时，采用电流表外接法；c ．当R V R x <R xR A 即R x >R V ·R A 时，采用电流表内接法．③试触法(如图2所示)图2ΔU U 与ΔII比较大小： a ．若ΔU U >ΔII ，则选择电流表外接法；b ．若ΔI I >ΔUU，则选择电流表内接法．例1 有一额定电压为10 V 、额定功率在10 W ～15 W 之间的用电器，小李同学想测定它的额定功率．实验室的工作人员提供了以下实验器材供其选用： A ．直流电源E 一个(电动势为15 V ，内阻不计) B ．直流电压表V 一个(量程为0～3 V ，内阻为2 kΩ)C ．直流电流表A 一个(双量程0～0.6 A ～3 A ，内阻约为20 Ω和4 Ω)D ．滑动变阻器一个：R 阻(规格0～5 Ω、3.8 A)E ．定值电阻三个：R 1＝2 kΩ，R 2＝4 kΩ，R 3＝6 kΩF ．单刀单掷开关1个，导线若干根(1)小李同学研究以后发现，电压表量程不能满足实验要求．为完成测量，他将电压表进行了改装：在电压表V上串联一个定值电阻，利用分压关系，以满足电表偏转的要求．在三个给定的定值电阻中应选用________．(填写所用器材的符号)(2)改装后的电压表用表示，选好器材后，他设计了三个实验电路图，如图3甲所示．根据实验的要求，电路________较为合理．甲乙图3(3)若该用电器正常工作时，电流表的指针如图乙所示，则它的额定功率为________W(保留两位有效数字)解析(1)用电器的额定电压为10 V，所以电压表的量程至少应为10 V，假设改装后的电压表的量程为10 V，则有U0R V＝UR x＋R V，解得R x＝4.67 kΩ，所以应选用R3，此时改装后的电压表量程为12 V.(2)用电器的电阻值约为R＝U2P＝10 Ω.由于滑动变阻器的电阻R阻<R，所以滑动变阻器应采用分压式接法．又因为R<R V·R A，故应采用电流表外接法．所以电路B能较准确地完成该实验．(3)由题图乙可知，电流表的示数为I＝1.20 A，所以用电器的功率为P＝UI＝10×1.20 W＝12 W答案(1)R3(2)B(3)12实验设计流程考点二实验方法及数据处理方法的迁移应用1．实验方法的迁移基本的实验方法包括：实验原理的设计方法、实验误差的控制方法和实验数据的处理方法，将基本的实验方法和物理原理合理迁移，可设计出测量不同的物理量、探究不同问题的实验方案．教材中所学过的物理规律、物理公式中只要含有某一物理量，则该规律、公式就可作为研究或测定该物理量的原理基础而进行相应的实验方法设计．如用伏安法测电阻，R ＝UI ，也可迁移到测电压表内阻和电流表内阻上去．2．缺少电压表、电流表或电表量程不够的处理方法在电学实验中，有时实验器材中有两只电压表没有电流表，有时有两只电流表而没有电压表，遇到这类问题时可将电流表作为电压表用或将电压表作为电流表用，但要注意量程是否合适，必要时需进行改装，扩大量程． 3．实验数据处理方法的应用与创新数据探究性实验的主要功能是通过实验提供的数据信息，分析各数据中的内在联系，找出数据中所包含的物理规律．常用的数据处理方法(如平均值法、图象法、逐差法、比较法等)和误差分析方法应该掌握．对于用图象法处理实验数据，一定要明确纵轴、横轴所表示的物理量，正确地进行描点连线，然后根据物理规律列出与该图线对应的方程式；若题目不需要利用斜率和截距进行求解(或题目没有给出斜率和截距的大小)，可在直线图象中找出两个点的坐标代入方程，组成方程组进行求解．若题目给出了斜率和截距的大小，须将方程化简成y ＝kx ＋b 的形式求解．例2 待测电阻R x 的阻值约为20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A ．电流表A 1(量程150 mA ，内阻约为10 Ω)B ．电流表A 2(量程20 mA ，内阻r 2＝30 Ω)C ．电压表V(量程15 V ，内阻约为3 000 Ω)D ．定值电阻R 0＝100 ΩE ．滑动变阻器R 1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 AF ．滑动变阻器R 2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 AG ．电源E ，电动势为4 V(内阻不计)H ．电键S 及导线若干(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的13，请从所给的器材中选择合适的实验器材________________(均用器材前对应的序号字母填写)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R x 的最佳实验电路图并标明元件符号；(3)待测电阻的表达式为R x ＝____________.式中各符号的物理意义为_____________． 解析 (1)由于电源电动势为4 V ，电压表V 的量程为15 V ，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表A 2与定值电阻R 0串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表A 1配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表用外接法，改装的电压表量程为20 mA ×130 Ω＝2.6 V ，滑动变阻器最大阻值为5 Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为ER ＝0.8 A ，故滑动变阻器只能选择R 1，经过估算当电流表A 1满偏时，电流表A 2也正好满偏，非常匹配，因此满足电表读数不得小于其量程的三分之一要求．故实验器材选择ABDEGH. (2)如图所示(3)待测电阻R x ＝I 2(R 0＋r 2)I 1－I 2，其中I 1、I 2分别为电流表A 1和A 2的示数．答案 (1)ABDEGH (2)见解析图 (3)I 2(R 0＋r 2)I 1－I 2 I 1、I 2分别为电流表A 1和A 2的示数例3 某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ，内阻在几欧到几十欧之间) A ．电压表(量程6 V ，内阻约为6.0 kΩ) B ．电流表(量程2 mA ，内阻约为50 Ω) C ．电阻箱R (0～999.9 Ω) D ．开关S 一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请在虚线框中画出实验电路图．(3)用(2)中实验电路测得的8组U 、R 数据，已在1U －1R 坐标系中描出了各点，如图4所示，请在图中作出1U －1R 图线．根据图线求得E ＝________V ，r ＝________Ω.(保留两位有效数字)图4解析 (1)将电流表、电阻箱串联在锂电池上，估算通过电路的最小电流大于2 mA.故该同学的设计不可行． (2)实验电路图如图所示(3)根据1U －1R 坐标中描出的各点，画出1U －1R的图线，如图所示．根据I ＝ER ＋r，U ＝E －Ir推出1U ＝1E ＋r E ·1R由此可知图线的截距为电动势的倒数，斜率为内阻和电动势的比值，由此可得出E ＝3.6 V ，r ＝9.9 Ω. 答案 见解析(限时：30分钟)1．电子所带的电荷量(元电荷e )最先是由密立根通过油滴实验测量出的，图1是该实验装置的示意图，将两块水平放置的金属板A 、B 连接到电路中，板间产生竖直向下的匀强电场．用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口出来时由于与喷口摩擦带负电．在实验中通过调节金属板间的电压，利用显微镜观察，找到悬浮不动的油滴．所用部分器材已在图中给出，其中E 为直流电源，R 为滑动变阻器，V 为电压表，S 为开关，此外还有若干轻质导线．图1(1)在图中画线连接成实验电路图(其中①②③是已经连接好的导线)．(2)实验时观察到某个悬浮不动的油滴半径为r ，此时电压表的示数为U ，金属板A 、B 间的距离为d .已知油滴密度为ρ，重力加速度为g ，空气浮力不计，则该油滴所带的电荷量为________．(用题目中所给的物理量表示) 答案 (1)如图所示(2)4πρdgr 33U解析 (2)油滴处于静止状态，则有q U d ＝mg ，其中m ＝ρ·43πr 3，联立解得q ＝4πρdgr 33U.2．实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．现在要测量电流表的内阻r 1.供选择的仪器如下：A ．待测电流表(0～5 mA ，内阻约300 Ω)B ．电流表(0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．电压表(量程6 V)D ．电压表(量程15 V)E ．滑动变阻器R 3(0～1 000 Ω)F ．滑动变阻器R 4(0～500 Ω)G ．定值电阻R 1(300 Ω)H ．定值电阻R 2(10 Ω)I ．直流电源(E ＝3 V)J ．开关S 及导线若干(1)请选择合适的器材设计实验电路，并把电路图画在虚线框中(在图中标明所选器材的代号)(2)根据测量所得物理量有r 1＝________. 答案 (1)见解析图 (2)(I 2－I 1)R 1I 1解析 按照伏安法测电阻的原理，用电流表、来测量待测电流表的内阻，电路图如图所示．由I 1r 1＝(I 2－I 1)R 1解得r 1＝(I 2－I 1)R 1I 1.3．当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而变化．某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路图测量小灯泡的电流 I 和电压U ，得到如下表所示的数据.电流表、滑动变阻器(0～10 Ω)、电源、小灯泡、开关和导线若干．(2)在图2所示坐标纸上画出小灯泡的U －I 曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势为1.5 V 、内阻为2.0 Ω的电源两端，利用上面的U －I 曲线可求出小灯泡的实际功率是________W ，电源效率为________．(结果保留2位有效数字)图2答案 (1)如图甲所示 (2)如图乙所示 灯丝电阻随发光亮度的增加而增大 (3)0.28 53%解析 电压取值范围大，应采用分压式接法，灯丝电阻较小，采用电流表外接法．由图象得灯丝电阻随发光亮度的增加而增大．在U －I 图象中作电动势为1.5 V 、内阻为2.0 Ω的伏安特性图线，两图线交点为(0.35 A,0.8 V)，故P ＝UI ＝0.8×0.35 W ＝0.28 W ，η＝0.281.5×0.35×100%＝53%.4．要测量一电源的电动势E (小于3 V)和内阻r (约1 Ω)，现有下列器材：电压表V(0～3 V ～15 V)、电阻箱(0～999.9 Ω)、定值电阻R 0＝2 Ω、开关和导线．某实验小组根据所给器材设计了如图3甲所示的实验电路．图3(1)电路中定值电阻R 0的作用是保护________(填“电源”或“电压表”)(2)A 同学调节电阻箱阻值R ，读出对应的电压表读数U ，得到两组数据：R 1＝2.0 Ω时U 1＝2.24 V ；R 2＝4.0 Ω时U 2＝2.40 V ．由这两组数据可求得电源的电动势为E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)B 同学计划用作图法处理数据，他调节电阻箱阻值R ，得出了若干组数据，并描点连线得出了如图乙所示的图线，图线纵坐标表示电压表读数的倒数1U ，图线的横坐标表示1R ＋R 0.若所得图线的斜率为k ，在1U 坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________.(用k 和b 表示)(4)比较A 、B 两位同学的做法，________同学得出的结果误差更小． 答案 (1)电源 (2)2.8 1.0 (3)1b kb(4)B解析 (1)电路中定值电阻R 0的作用：在调节电阻箱时，使电路中的电流不至于太大而烧坏电源．(2)由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋R 0＋r ＝UR ＋R 0，将题给数据代入可得E＝2.8 V ，r ＝1.0 Ω.(3)由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋R 0＋r＝UR ＋R 0，整理可得1U ＝r E ·1R ＋R 0＋1E ，所以k ＝r E ，b ＝1E ，故E ＝1b ，r ＝k b. (4)B 同学运用图象处理数据，涉及的测量数据较多，误差更小．5．某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值．可选用器材的代号和规格如下：图4电流表A 1(量程250 mA ，内阻r 1＝5 Ω) 电流表A 2(量程300 mA ，内阻r 2约为5 Ω) 待测电阻R x (阻值约为100 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω)蓄电池E (电动势为6 V ，内阻r 约为1 Ω) 单刀单掷开关S ，导线若干(1)小组同学根据实验器材所设计的实验电路原理图如图4所示，但两只电表的代号没有明确．请用笔画线代替导线，将图5中的实验器材按电路原理图连成实验电路，并在电表下方的虚线框内标明两只电表的代号．图5(2)他们需要直接测量的物理量是__________，用所测物理量表示待测电阻的计算式为R x ＝________.答案 (1)见解析图 (2)电流表A 1的示数I 1、电流表A 2的示数I 2 I 1r 1I 2－I 1解析 (1)题中没给电压表，而是给了两只电流表，可将已知阻值的电流表A 1作为电压表使用，因此与R x 并联的电流表为A 1，右侧的电流表为A 2，实验器材连线如图所示．(2)实验中读出电流表A 1的示数I 1、电流表A 2的示数I 2，则电阻R x 两端的电压为U ＝I 1r 1，电流为I ＝I 2－I 1，所以R x ＝U I ＝I 1r 1I 2－I 1. 6．某实验小组要测量一个用电器L 的额定功率(额定电压为10 V 、额定功率在12 W ～15 W之间)，测量电路的部分导线已经接好(如图6所示)．实验室有下列器材可供选用：图6直流电源：E1(电动势为3 V，内阻很小)E2(电动势为15 V，内阻很小)直流电流表：A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)A2(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)直流电压表：V(量程为3 V、内阻为3 kΩ)滑动变阻器：R1(阻值范围0～20 Ω)R2(阻值范围0～200 Ω)定值电阻：R3＝3 kΩ、R4＝9 kΩ、R5＝25 kΩ开关一个，导线若干为使测量尽可能准确、方便，请回答：(1)电源应该选择________(填“E1”或“E2”)；(2)电流表应该选择________(填“A1”或“A2”)；(3)滑动变阻器应该选择________(填“R1”或“R2”)；(4)由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装．请选择合适的定值电阻，在图6中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分．答案(1)E2(2)A2(3)R1(4)如图所示解析由于额定电压为10 V，所以直流电源选择电动势为15 V的E2.其额定电流为1.2A～1.5 A，所以直流电流表选择A2.根据已有的电路结合让实验结果更为精确的要求，采用限流电路，所以利用滑动变阻器R1作为限流电阻．若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要与其串联一个定值电阻，根据串联电路特点知，若串联R3，则量程为6 V，若串联R4，则量程为12 V，若串联R5，则量程为28 V，因此串联R4比较合适．。
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实验七
恒定电流
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
实验基础准备 实验基础准备
一、螺旋测微器的使用 1．构造：如图 1 所示，B 为固定刻度，E 为可动刻度．
图1
2．原理： 测微螺杆 F 与固定刻度 B 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm， 即旋钮 D 每旋转一周，F 前进或后退 0．5 mm，而可动刻度 E
课堂探究 考点一 测量仪器、仪表的读数
【例 1】(1)如图 5 所示的三把游标卡尺，它们的游标尺的刻度从上至下分 别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 长 50 等分，它们的
23.85 17.7 3.18 读数依次为________mm ，__________mm ，________mm ．
基础回放 3．实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求 出其平均值 d． (2)接好用伏安法测电阻的实验电路． (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测 量三次，求出其平均值 l． (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入 电路中的电阻值最大的位置． (5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的 位置，读出几组相应的电流表、电压表 的示数 I 和 U 的值，填入记录表格内． (6)将测得的 Rx、l、d 值，代入公式 S πd2U ρ＝Rx l ＝ 中，计算出金属丝的电阻率． 4lI
基础回放
4．电流表、电压表测电阻两种方法的比较
电流表内接法 电路图 误差 原因 电阻 测量值 适用条件 电流表分压 U 测＝Ux＋UA 电压表分流 I 测＝Ix＋IV 电流表外接法
U测 U测 RxRV R 测＝ ＝Rx＋RA>Rx R 测＝ ＝ <R I测 I测 Rx＋RV x 测量值大于真实值 RA≪Rx 测量值小于真实值 RV≫Rx
图17
图18
课堂探究 考点三 对电阻测量的考查
【例 3】 (2013· 北京· 21)某同学通过实验测定一个阻值约为 5 Ω 的电阻 Rx 的阻值． (1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流 2 A)、开关 和导线若干，以及下列电表： A．电流表(0～3 A，内阻约 0．025 Ω) B．电流表(0～0．6 A，内阻约 0．125 Ω) C．电压表(0～3 V，内阻约 3 kΩ) D．电压表(0～15 V，内阻约 15 kΩ)
图19
B 为 减 小 测 量 误 差 ， 在 实 验 中 ， 电 流 表 应 选 用 ________ ，电压表应选用
甲 C ________( 选填器材前的字母 ) ；实验电路应采用图 19 中的 ________( 选填
“甲”或“乙”)．
课堂探究
(2)图 20 是测量 Rx 的实验器材实物图， 图中已连接了部分导线． 请根据在(1)问中所选的电 路图，用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线．
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 6 所示，则金属丝的 直径是________mm ． 2.150
图5
图6
课堂探究
(3)①图 7 所示的电表使用 0．6 A 量程时，对应刻度盘上每一小格代表
0.44 ________A ；当使用 3 A 量程时，对应刻 0.02 ，图中表针示数是________A 0.1 2.20 度盘上每一小格代表________A ，图中表针示数为________A ． 0.1 ②图 8 所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V ，图中表针 1.70 的示数为________V ．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表
图3 2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成． 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比 主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm． 常见的游标卡尺的游标
尺上小等分刻度有 10 个的、20 个的、50 个的，其规格见下表：
实验基础准备
8.5 V． 0.5 示________V ，图中表针示数为________
图7
图8
课堂探究
(4)旋钮式电阻箱如图 9 所示,电流从接线柱 A 流入,从 B 流出,则接入 电路的电阻为1987 _____Ω．今欲将接入电路的电阻改为 2 087 Ω,最简单
将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调 ． 的操作方法是_______________________________________________ 若 到0 用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_______________ 0～19 998 Ω ．
A．电流表测量值小于流经 Rx 的电流值 C．电压表测量值小于 Rx 两端的电压值 B．电流表测量值大于流经 Rx 的电流值 D．电压表测量值大于 Rx 两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动 距离 x 的增加，被测电阻 Rx 两端的电压 U 也随之增加，下列反映 U— x 关系的示意
基础回放 基本实验要求
1．实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径 d，计算出 横截面积 S，并用伏安法测出电阻 Rx，即可计算出金属丝的电阻率．
2．实验器材
被测金属丝，直流电源 (4 V)， 电流表(0～0． 6 A)， 电压表 (0～3 V)，滑动变 阻器(50 Ω)，开关，导线 若干，螺旋测微器，毫米 刻度尺．
如图 2 所示，固定刻度示数为 2．0 mm，半毫米刻度线未露出， 而从可动刻度上读的示数为 15.0 ，最后的读数为： 2.0 mm＋ 15.0× 0.01 mm＝2.150 mm．
图2
实验基础准备
二、游标卡尺 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、 游标尺上还有一个深度尺．(如图 3 所示)
刻度格数 (分度) 10 20 50
刻度总 每小格与 长度 9 mm
精确度
1 mm 的差值 (可准确到) 0．1 mm 0．1 mm 0．05 mm 0．02 mm
19 mm 0．05 mm 49 mm 0．02 mm
4．读数：若用 x 表示从主尺上读出的整毫米数，K 表示从游标尺 上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达 为(x＋K× 精确度)mm．
A 图中正确的是________ ．
课堂探究
仪器选择的基本思路
(1)优先考虑安全因素 各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不 能超过其允许的最大电流(或电压)．实际处理过程中，需要估算回路中的 最大电流(一般按滑动变阻器采用限流接法进行估算)．如：用伏安法作出 标有“6 V,0．6 W”字样的小灯泡的 U－I 图象，而实际加在小灯泡两端的 电压不能超过 6 V．
实验基础准备
三、常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指 针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根 据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数 即可． (1)0～3 V 的电压表和 0～3 A 的电流表读数方法相同，此量程 下的精确度分别是 0．1 V 和 0．1 A，看清楚指针的实际位置， 读到小数点后面两位． (2)对于 0～15 V 量程的电压表，精确度是 0．5 V，在读数时只 要求读到小数点后面一位，即读到 0．1 V． (3)对于 0～0．6 A 量程的电流表，精确度是 0．02 A，在读数 时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到 最小刻度的一半 0．01 A．
A2 R2 图，应选择的电流表是________ ，滑动变阻器是________ ；(填写符号)
图16
课堂探究
②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压 2．5 V”挡作为电压表 使用， 请依据图 16 将图 17 所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导 线将欠缺的两处补完整； ③图 18 是该实验小组用测得的数值描绘出的图象，其斜率表示的是 ________( 填选项)． B A．导线圈的电阻 B．导线圈的电阻与 R0 阻值之和
基础回放 2．注意事项
(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电 路之前测量． (2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流 表外接法． (3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温 度过高，导致电阻率在实验过程中变大．
3．误差分析
(1)若为内接法，电流表分压． (2)若为外接法，电压表分流． (3)长度和直径的测量．
课堂探究
(2)主尺上的单位为厘米 主尺上标识的 1、2、3 等数字通常 是指厘米，读数时应将毫米和厘米 分清，游标卡尺主尺上的最小刻度 是 1 mm． 例如(图 12)
(3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图 13)
图 13 易 错 成 (13 ＋ 10×0.05) mm ＝ 13.50 mm
图 12 易错成(5＋4×0.05) mm＝5.20 mm 正确的应为(50＋4×0.05) mm＝ 50. 20 mm
(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻 Rx：选择“×1 Ω”欧姆挡，并 按正确步骤操作后，指针的位置如图 15 所示(此过程电动机不转动)，则 Rx＝________Ω ． 25
图14
பைடு நூலகம்
图15
课堂探究
(3)为了提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻 Rx： 电流表 A1(0～3 A、约 5 Ω)；滑动变阻器 R1(0～1 kΩ)； 电流表 A2(0～30 mA、约 10 Ω)；滑动变阻器 R2(0～50 Ω)； 定值电阻 R0＝60 Ω；电源(4 V、约 1 Ω)及开关等，导线若干． ①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图 16 所示的电路
上的刻度为 50 等份，每转动一小格，F 前进或后退 0．01 mm， 即螺旋测微器的精确度为 0．01 mm．读数时估读到毫米的千分 位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．