2019届高考物理一轮复习实验方法之安阻法学案新人教版
高三物理一轮复习全套教案完整版
高三物理一轮复习全套教案完整版一、教学内容本节课为高三物理一轮复习,教材选用人民教育出版社的《高中物理》。
复习内容为第五章“动量守恒定律”,具体包括:5.1动量守恒定律,5.2动量守恒定律的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握动量守恒定律的定义、表达式及适用条件。
2. 培养学生运用动量守恒定律解决实际问题的能力。
3. 通过对动量守恒定律的复习,提高学生对物理概念的理解和运用能力。
三、教学难点与重点重点:动量守恒定律的定义、表达式及适用条件。
难点:动量守恒定律在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
学具:教材、笔记本、练习册。
五、教学过程1. 实践情景引入:讲述一个关于动量守恒的日常生活实例,如碰撞现象,引导学生关注动量守恒在实际生活中的应用。
2. 知识回顾:复习动量的定义、表达式,回顾动量守恒定律的发现过程,引导学生理解动量守恒定律的意义。
3. 教材内容梳理:讲解动量守恒定律的定义、表达式及适用条件,通过示例让学生了解动量守恒定律在实际问题中的应用。
4. 例题讲解:选取典型例题,讲解动量守恒定律的运用方法,引导学生学会分析问题、解决问题。
5. 随堂练习:布置随堂练习题,让学生运用动量守恒定律解决问题,及时巩固所学知识。
6. 板书设计:板书动量守恒定律的定义、表达式及适用条件,突出重点,便于学生复习。
7. 作业设计:布置作业题,让学生运用动量守恒定律解决实际问题,提高学生的应用能力。
作业题目:1. 一辆质量为m的小车以速度v1与质量为M的大车以速度v2相碰撞,求碰撞后两车的速度。
答案:2. 课后反思及拓展延伸:六、教学内容拓展动量守恒定律在现代物理学中的应用,如粒子物理学、宇宙学等。
引导学生关注动量守恒定律在其他领域的应用,提高学生的学科素养。
七、课后作业布置1. 复习动量守恒定律的定义、表达式及适用条件。
2. 完成课后练习题,运用动量守恒定律解决问题。
3. 查阅相关资料,了解动量守恒定律在实际应用中的更多例子。
【物理】2019届一轮复习人教版恒定电流与交变电流学案
【考向解读】1.预测高考命题特点:(1)交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点.(2)直流电路部分主要考查电路的简化,直流电路的动态分析,电路故障的分析与判断,含容电路的分析和计算,直流电路中能量转化问题等等.2.命题趋势高考对电路知识的单独考查主要是交流电路部分,特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点,而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起,一般不单独命题.【命题热点突破一】直流电路的分析1.闭合电路动态分析的常用方法(1)利用结论法:即“串反并同”法.①“串反”——即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大);②“并同”——即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小).(2)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论.2.电路中的电功、电热、电功率和热功率(1)纯电阻电路:①Q=W=UIt=I2Rt②P=UI=I2R(2)非纯电阻电路①W>Q(W=Q+E其他)②P电>P热(P电=P热+P其他)例1.【2016·江苏卷】如图1所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有( )图1A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A【变式探究】如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的.则下列说法正确的是( )A.该电源的电动势为16 VB.定值电阻R2的阻值为10 ΩC .滑动变阻器的最大阻值为300 ΩD .在滑动变阻器的滑片P 从左端滑至右端的过程中,该电源的最大输出功率为10 W【命题热点突破二】 交变电流的产生及描述 两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦΔt =0,e =0,i =0,电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦΔt 最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.例2.【2016·全国卷Ⅲ】如图所示,M 为半圆形导线框,圆心为O M ;N 是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为O N ;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框M 、N 在t =0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴,以相同的周期T 逆时针匀速转动,则( )图1A .两导线框中均会产生正弦交流电B .两导线框中感应电流的周期都等于TC .在t =T8时,两导线框中产生的感应电动势相等D .两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC 【解析】设导线圈半径为l ,角速度为ω,两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径,因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E =12Bωl 2,但进磁场和出磁场时电流方向相反,所以线框中应该产生方波交流式电,如图所示,A 错误;由T =2πω可知,两导线框中感应电流的周期相同,均为T ,B 正确;在t =T8时,两导线框均在切割磁感线,故两导线框中产生的感应电动势均为12Bωl 2,C 正确;对于线框M ,有E 2R ·T 2+E 2R ·T 2=U 2有M R ·T ,解得U 有M =E ;对于线框N ,有E 2R ·T 4+0+E 2R ·T 4+0=U 2有NR ·T ,解得U 有N =22E ,故两导线框中感应电流的有效值并不相等,D 错误.【变式探究】如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中,线框面积为S ,电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动,线框转动π6时的感应电流为I ,下列说法正确的是( )A .线框中感应电流的有效值为2IB .线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IRωC .从中性面开始转过π2的过程中,通过导线横截面的电荷量为2IωD .线框转一周的过程中,产生的热量为8πRI2ω【命题热点突破三】理想变压器及远距离输电例3.【2017·北京卷】如图所示,理想变压器的原线圈接在2202sin π(V)u t 的交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。
【物理】2019届一轮复习人教版验证动量守恒定律学案
第3讲验证动量守恒定律[学生用书P120]一、实验目的1.验证一维碰撞中的动量守恒.2.探究一维弹性碰撞的特点.二、实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′,找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v′1+m2v′2,看碰撞前、后动量是否守恒.三、实验器材方案一气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.方案二带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等.方案三光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等.方案四斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板等.四、实验方案方案一利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量:用天平测出滑块质量.(2)安装:正确安装好气垫导轨.(3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量.②改变滑块的初速度大小和方向).(4)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案二利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量:用天平测出两小球的质量m1、m2.(2)安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起来.(3)实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰.(4)测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(6)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案三 在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量:用天平测出两小车的质量.(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.(3)实验:接通电源,让小车A 运动,小车B 静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一体运动.(4)测速度:通过纸带上两计数点间的距离及时间由v =ΔxΔt 算出速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验. (6)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案四 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 (1)测质量:先用天平测出小球质量m 1、m 2.(2)安装:按如图所示安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,使槽的末端切线水平,把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上,调节实验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度.且碰撞瞬间,入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行,以确保正碰后的速度方向水平.(3)铺纸:在地面上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸.在白纸上记下重垂线所指的位置O ,它表示入射小球m 1碰前的位置.(4)放球找点:先不放被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高度处滚下,重复10次,用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心就是入射小球无碰撞时的落地点P .(5)碰撞找点:把被碰小球放在小支柱上,让入射小球从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复10次,按照步骤4的方法找出入射小球落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N .(6)验证:过O 、N 在纸上作一直线,取OO ′=2r ,O ′就是被碰小球碰撞时的球心投影位置(用刻度尺和三角板测小球直径2r ).用刻度尺量出线段OP 、OM 、O ′N 的长度,把两小球的质量和相应的数值代入m1·OP=m1·OM+m2·O′N看是否成立.(7)结束:整理实验器材放回原处.对实验原理和操作的考查[学生用书P121]1.前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”.2.方案提醒(1)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平.(2)若利用摆球进行实验,两小球静放时球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直面内.(3)若利用长木板进行实验,可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力.3.探究结论:寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.【典题例析】在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则________.A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2C.m1>m2,r1=r2D.m1<m2,r1=r2(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中一定需要的是________.A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为____________________.(用装置图中的字母表示) [解析](1)为防止反弹造成入射小球返回斜槽,要求入射小球质量大于被碰小球质量,即m1>m2;为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞,要求两小球半径相同.故C正确.(2)设入射小球为a,被碰小球为b,a球碰前的速度为v1,a、b相碰后的速度分别为v1′、v2′.由于两球都从同一高度做平抛运动,当以运动时间为一个计时单位时,可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度.因此,需验证的动量守恒关系m1v1=m1v1′+m2v2′可表示为m1x1=m1x1′+m2x2′.所以需要直尺、天平,而无需弹簧测力计、秒表.由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的,两球的半径不必测量,故无需游标卡尺.(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m1·OP=m1·OM+m2·O′N.[答案](1)C(2)AC(3)m 1·OP =m 1·OM +m 2·O ′N1.在“验证动量守恒定律”的实验中,已有的实验器材有:斜槽轨道,大小相等质量不同的小钢球两个,重垂线一条,白纸,复写纸,圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示.试根据实验要求完成下列填空:(1)实验前,轨道的调节应注意_______________________________________________. (2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放,应特别注意 _______________________________________________.(3)实验中还缺少的测量器材有____________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)实验中需要测量的物理量是___________________________________________. (5)若该碰撞过程中动量守恒,则一定有关系式________________成立.解析:(1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动,即初速度沿水平方向,所以必须保证槽的末端的切线是水平的.(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置,所以每次碰撞前入射球a 的速度必须相同,根据mgh =12m v 2可得v =2gh ,所以每次必须让a 球从同一高度静止释放滚下.(3)要验证m a v 0=m a v 1+m b v 2,由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同,故可验证m a v 0t =m a v 1t +m b v 2t ,而v 0t =OP ,v 1t =OM ,v 2t =ON ,故只需验证m a ·OP =m a ·OM +m b ·ON ,所以要测量a 球的质量m a 和b 球的质量m b ,故需要天平;要测量两球平抛时水平方向的位移即线段OP 、OM 和ON 的长度,故需要刻度尺.(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a 球的质量m a 和b 球的质量m b ,线段OP 、OM 和ON 的长度.(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒,则一定有关系式m a ·OP =m a ·OM +m b ·ON .答案:(1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a 球从同一高度静止释放滚下 (3)天平、刻度尺 (4)a 球的质量m a 和b 球的质量m b ,线段OP 、OM 和ON 的长度(5)m a ·OP =m a ·OM +m b ·ON对实验数据和误差分析的考查[学生用书P122]1.数据处理:本实验运用转换法,即将测量小球做平抛运动的初速度转换成测平抛运动的水平位移;由于本实验仅限于研究系统在碰撞前后动量的关系,所以各物理量的单位不必统一使用国际单位制的单位.2.误差分析 (1)系统误差主要来源于装置本身是否符合要求,即:①碰撞是否为一维碰撞.②实验是否满足动量守恒的条件.如斜槽末端切线方向是否水平,两碰撞球是否等大. (2)偶然误差:主要来源于质量和速度的测量. 3.改进措施(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞,且尽量满足动量守恒的条件. (2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差.【典题例析】为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球,按下述步骤做了实验:①用天平测出两小球的质量(分别为m 1和m 2,且m 1>m 2).②按图示安装好实验器材,将斜槽AB 固定在桌边,使槽的末端切线水平,将一斜面BC 连接在斜槽末端. ③先不放小球m 2,让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置. ④将小球m 2放在斜槽末端边缘处,让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,分别记下小球m 1和m 2在斜面上的落点位置.⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B 的距离.图中D 、E 、F 点是该同学记下小球在斜面上的落点位置,到B 点的距离分别为L D 、L E 、L F .根据该同学的实验,回答下列问题:(1)在不放小球m 2时,小球m 1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下,m 1的落点在图中的________点,把小球m 2放在斜槽末端边缘处,小球m 1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球m 1的落点在图中的________点.(2)若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有________. A .m 1L F =m 1L D +m 2L EB .m 1L 2E =m 1L 2D +m 2L 2FC .m 1L E =m 1LD +m 2L F D .LE =LF -L D[解析] (1)小球m 1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下,m 1的落点在图中的E 点,小球m 1和小球m 2相撞后,小球m 2的速度增大,小球m 1的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后m 1球的落地点是D 点,m 2球的落地点是F 点.(2)设斜面倾角为θ,小球落点到B 点的距离为L ,小球从B 点抛出时速度为v ,则竖直方向有L sin θ=12gt 2,水平方向有L cos θ=v t ,解得v =L cos θt =L cos θ2L sin θg =cos θ2sin θgL ,所以v ∝L .由题意分析得,只要满足m 1v 1=m 2v 2+m 1v ′1,把速度v 代入整理得:m 1L E =m 1L D +m 2L F ,说明两球碰撞过程中动量守恒;若两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失,则要满足关系式: 12m 1v 21=12m 1v ′21+12m 2v 22, 整理得m 1L E =m 1L D +m 2L F ,故C 正确. [答案] (1)E D (2)C2.(高考全国卷Ⅱ)现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律.在图甲中,气垫导轨上有A 、B 两个滑块,滑块A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.实验测得滑块A 的质量m 1=0.310 kg ,滑块B 的质量m 2=0.108 kg ,遮光片的宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率为f =50.0 Hz .将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为Δt B =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图乙所示.若实验允许的相对误差绝对值⎝ ⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量⎭⎪⎫×100%) 最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程.解析:按定义,滑块运动的瞬时速度大小 v =Δs Δt①式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程. 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ,则 Δt A =1f =0.02 s②Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式得 v 0=2.00 m/s ③ v 1=0.970 m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2,由①式有 v 2=d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈2.86 m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′,则 p =m 1v 0⑦ p ′=m 1v 1+m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp =⎪⎪⎪⎪p -p ′p ×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得δp =1.7%<5%因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律. 答案:见解析创新实验[学生用书P122] 【典题例析】气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计).采用的实验步骤如下:①用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B . ②调整气垫导轨,使导轨处于水平.③在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上. ④用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1.⑤按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作.当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时,记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是________________________________________________________________________.(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是__________________,上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是________________________________________________________________________. (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?若能,请写出表达式: ________________________________________________________________________.[解析] (1)验证动量守恒,需要知道物体的运动速度,在已经知道运动时间的前提下,需要测量运动物体的位移,即需要测量的量是B 的右端至D 板的距离L 2.(2)由于运动前两物体是静止的,故总动量为零,运动后两物体是向相反方向运动的,设向左运动为正,则有m A v A -m B v B =0,即m A L 1t 1-m B L 2t 2=0.造成误差的原因:一是测量本身就存在误差,如测量质量、时间、距离等存在误差;二是空气阻力或者是导轨不是水平的等.(3)根据能量守恒知,两运动物体获得的动能就是弹簧的弹性势能.所以能测出,故有ΔE p =12⎝⎛⎭⎫m A L 21t 21+m B L 22t 22.[答案] (1)B 的右端至D 板的距离L 2 (2)m A L 1t 1-m B L 2t 2=0 原因见解析 (3)见解析3.某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.(1)下面是实验的主要步骤:①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; ②向气垫导轨通入压缩空气;③把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳; ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;⑥先________,然后________,让滑块带动纸带一起运动; ⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图(b)所示; ⑧测得滑块1的质量为310 g ,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g . 完善实验步骤⑥的内容.(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg ·m/s ;两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg ·m/s(保留三位有效数字).(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是________________________________ ________________________________________________________________________.解析:(1)⑥使用打点计时器时,应先接通电源后释放纸带,所以先接通打点计时器的电源,后放滑块1. (2)放开滑块1后,滑块1做匀速运动,跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动,根据纸带的数据得: 碰撞前滑块1的动量为:p 1=m 1v 1=0.310×0.20.1kg ·m/s =0.620 kg ·m/s ,滑块2的动量为零,所以碰撞前的总动量为0.620 kg ·m/s ;碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为:(m 1+m 2)v 2=(0.310+0.205)×0.1680.14kg ·m/s =0.618 kg ·m/s .(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用. 答案:(1)⑥启动打点计时器(或接通打点计时器电源) 释放滑块1 (2)0.620 0.618(3)纸带和限位孔之间的摩擦力使滑块的速度减小[学生用书P123]1.气垫导轨上有A 、B 两个滑块,开始时两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻质弹簧,滑块间用绳子连接(如图甲所示),绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,图乙为它们运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz ,由图可知:(1)A 、B 离开弹簧后,应该做____________运动,已知滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ,根据照片记录的信息,从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是________________________________________________________________________.(2)若不计此失误,分开后,A 的动量大小为________kg ·m/s ,B 的动量的大小为________kg ·m/s .本实验中得出“在实验误差允许范围内,两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是________________________________________________________________.解析:(1)A 、B 离开弹簧后因水平方向不再受外力作用,所以均做匀速直线运动,在离开弹簧前A 、B 均做加速运动,A 、B 两滑块的第一个间隔都应该比后面匀速时相邻间隔的长度小.(2)周期T =1f =0.1 s ,v =xt ,由题图知A 、B 匀速时速度大小分别为v A =0.09 m/s ,v B =0.06 m/s ,分开后A 、B 的动量大小均为p =0.018 kg ·m/s ,方向相反,满足动量守恒,系统的总动量为0.答案:(1)匀速直线 A 、B 两滑块的第一个间隔(2)0.018 0.018 A 、B 两滑块作用前后总动量不变,均为02.(2018·湖南益阳模拟)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验.(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选下图中的________(选填“甲”或“乙”),若要求碰撞动能损失最小则应选图中的________(选填“甲”或“乙”).(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)(2)某次实验时碰撞前B 滑块静止,A 滑块匀速向B 滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示.已知相邻两次闪光的时间间隔为T ,在这4次闪光的过程中,A 、B 两滑块均在0~80 cm 范围内,且第1次闪光时,滑块A 恰好位于x =10 cm 处.若A 、B 两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的________时刻,A 、B 两滑块质量比m A ∶m B =________.解析:(1)若要求碰撞时动能损失最大,则需两滑块碰撞后结合在一起,故应选图中的乙;若要求碰撞时动能损失最小,则应使两滑块发生弹性碰撞,即选图中的甲.(2)由图可知,第1次闪光时,滑块A 恰好位于x =10 cm 处,第二次A 在x =30 cm 处,第三次A 在x =50 cm 处,碰撞在x =60 cm 处.从第三次闪光到碰撞的时间为T2,则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T 时刻.设碰前A 的速度为v ,则碰后A 的速度为v 2,B 的速度为v ,根据动量守恒定律可得m A v =-m A ·v2+m B ·v ,解得m A m B =23.答案:(1)乙 甲 (2)2.5T 2∶3 3.某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,如图所示.解除弹簧锁定,则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射.现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,并探究弹射过程所遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,并按下述步骤进行实验:①用天平测出两球质量分别为m 1、m 2; ②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h ;③解除弹簧锁定弹出两球,记录下两球在水平地面上的落点M 、N . 根据该小组同学的实验,回答下列问题:(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需要测量的物理量有________. A .弹簧的压缩量ΔxB .两球落地点M 、N 到对应管口P 、Q 的水平距离x 1、x 2C .小球直径D .两球从弹出到落地的时间t 1、t 2(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为________________________________________. (3)用测得的物理量来表示,如果满足关系式________________________________________________________________________,则说明弹射过程中系统动量守恒.解析:(1)弹簧弹出两球过程中,系统机械能守恒,要测定压缩弹簧的弹性势能,可转换为测定两球被弹出时的动能,实验中显然可以利用平抛运动测定平抛初速度以计算初动能,因此在测出平抛运动下落高度的情况下,只需测定两球落地点M 、N 到对应管口P 、Q 的水平距离x 1、x 2,所以选B .(2)平抛运动的时间t =2h g ,初速度v 0=x t ,因此初动能E k =12m v 20=mgx 24h,由机械能守恒定律可知,压缩弹簧的弹性势能等于两球平抛运动的初动能之和,即E p =m 1gx 214h +m 2gx 224h. (3)若弹射过程中系统动量守恒,则m 1v 01=m 2v 02,代入时间得m 1x 1=m 2x 2.答案:(1)B (2)E p =m 1gx 214h +m 2gx 224h(3)m 1x 1=m 2x 2 4.用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量__________(填选项前的序号),间接地解决这个问题.A .小球开始释放高度hB .小球抛出点距地面的高度HC .小球做平抛运动的水平射程(2)图甲中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m 1多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B ,测量平抛射程OB .然后把被碰小球m 2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m 1从斜轨上相同位置静止释放,与小球m 2相撞,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是__________(填选项的符号).A .用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B .测量小球m 1开始释放高度hC .测量抛出点距地面的高度HD .分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置A 、CE .测量平抛射程OA 、OC(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________________[用(2)中测量的量表示];若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为____________________[用(2)中测量的量表示].(4)经测定,m 1=45.0 g ,m 2=7.5 g ,小球落地点的平均位置到O 点的距离如图乙所示.碰撞前、后m 1的动量分别为p 1与p ′1,则p 1∶p ′1=__________∶11;若碰撞结束时m 2的动量为p ′2,则p ′1∶p ′2=11∶__________;所以,碰撞前、后总动量的比值p 1p ′1+p ′2=__________;实验结果说明____________________. 解析:(1)设小球a 没有和b 球碰撞,抛出时速度为v 1,球a 和球b 碰撞后抛出的速度分别为v 2、v 3,则我们要验证动量守恒即:m 1v 1=m 1v 2+m 2v 3,测速度是关键,平抛运动的初速度v =x t ,即m 1OB t 1=m 1OA t 2+m 2OC t 3,因为平抛运动的高度一定,所以t 1=t 2=t 3,即m 1OB =m 1OA +m 2OC ,只要测得小球做平抛运动的水平射程,即可替代速度.(2)碰撞完毕后,就要测数据验证了,所以我们由(1)知道可以通过测量它们的水平射程就可以替代不容易测量的速度.再用天平称出两小球的质量m 1、m 2.(3)两球相碰前后的动量守恒的表达式见(1),弹性碰撞没有机械能损失,所以还应满足机械能守恒,m 1OB 2=m 1OA 2+m 2OC 2.(4)将数据代入(3),因为存在实验误差,所以最后等式两边不会严格相等,所以在误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变.答案:(1)C (2)ADE (3)m 1OB =m 1OA +m 2OC m 1OB 2=m 1OA 2+m 2OC 2 (4)14 2.9 1413.9 误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变。
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第10章实验11 测量电源的电动势和内阻
结论:E测<E真,r测<r真. 方法b 等效电源法 如图甲所示,E 测=RVR+V rE 真<E 真,r 测=RRV+Vr r<r 真.
②若采用丙图电路 方法a 电流表的分压作用造成误差,电流越大,电流表分压越多,对 应U真与U测的差越大,UA=I·RA.其中U-I图像如图丁所示. 结论:E测=E真,r测>r真. 方法b 等效电源法 如图丙所示,E测=E真,r测=r+RA>r真. (3)电路选择: ①电源内阻一般较小,选图甲电路误差较小. ②当 内阻已知时选图丙电路,此时r=k-RA,没有系统误差.
4.误差分析 (1)误差来源:电流表有电阻,导致内阻测量不准确; (2)结论:E测=E真,r测>r真(r测=r真+rA).
例3 某物理兴趣小组要测量一电池组的电 动势和内阻,实验室提供下列仪器: A.电池组(电动势约为3 V,内阻约为10 Ω) B.电压表V(量程0~15.0 V,内阻约为3 000 Ω) C.电流表A(量程为0~2 mA,内阻RA=12 Ω) D.定值电阻R0=6 Ω E.电阻箱R1(0~999 Ω,0~1.0 A) F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,0~1.0 A) G.导线及开关
(1)同学们根据提供的器材,设计了如图 甲所示的(a)、(b)两种测量电路,经讨论 后认为(a)测量电路不合理,应选(b)测量 电路.请说明(a)测量电路不合理的原因: _________________. 答案 见解析
由于电流表量程较小,若直接测量干路中电流,则测量数据范围太 小,测量误差较大,故(a)测量电路不合理;
伏阻法测电动势和内阻
梳理 必备知识 1.实验原理 闭合电路欧姆定律E=U+URr ,电路图如图所示.
2.实验器材 电池、 电压表 、 电阻箱 、开关、导线、坐标纸和刻度尺.
!!2019年高三物理第一轮复习教学案(全)
题一各种性质的力和物体的平衡【重点知识梳理】一.各种性质的力:1.重力:重力与万有引力、重力的方向、重力的大小G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化)、重心(悬吊法,支持法);2.弹力:产生条件(假设法、反推法)、方向(切向力,杆、绳、弹簧等弹力方向)、大小F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为倔强系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关) ;3.摩擦力:产生条件(假设法、反推法)、方向(法向力,总是与相对运动或相对运动趋势方向相反)、大小(滑动摩擦力:f= μN ;静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解)4.万有引力:F=G(注意适用条件);5.库仑力:F=K(注意适用条件) ;6.电场力:F=qE (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反);7.安培力:磁场对电流的作用力。
公式:F= BIL (B⊥I)方向一左手定则;8.洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力。
公式:f=BqV (B⊥V) 方向一左手定则;9.核力:短程强引力。
二.平衡状态:1.平衡思想:力学中的平衡、电磁学中的平衡(电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁流体发电机等)、热平衡问题等;静态平衡、动态平衡;2.力的平衡:共点力作用下平衡状态:静止(V=0,a=0)或匀速直线运动(V≠0,a=0);物体的平衡条件,所受合外力为零。
∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0;推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。
[2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向三、力学中物体平衡的分析方法:1.力的合成与分解法(正交分解法); 2.图解法;3.相似三角形法; 4.整体与隔离法;【分类典型例题】一.重力场中的物体平衡:题型一:常规力平衡问题解决这类问题需要注意:此类题型常用分解法也可以用合成法,关键是找清力及每个力的方向和大小表示!多为双方向各自平衡,建立各方向上的平衡方程后再联立求解。
2019届高考物理一轮复习实验方法之半偏法学案新人教版
半偏法用半偏法测电流表的内阻例1..现有一块59C2型的小量程电流表G (表头),满偏电流为A μ50,内阻约为800 850Ω,把它改装成mA 1、mA 10的两量程电流表之前要测量表头的内阻。
可供选择的器材有:滑动变阻器R 1,最大阻值20Ω;滑动变阻器2R ,最大阻值Ωk 100; 电阻箱R ',最大阻值Ω9999; 定值电阻0R ,阻值Ωk 1; 电池E 1,电动势1.5V ; 电池2E ,电动势V 0.3;电池3E ,电动势V 5.4;(所有电池内阻均不计) 标准电流表A ,满偏电流mA 5.1;单刀单掷开关1S 和2S ,单刀双掷开关3S ,电阻丝及导线若干。
(1)采用如图所示电路,写出用半偏法测电流表的内阻的主要实验步骤,及如何求得实验结果。
(2)为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为 ;选用的电池为 。
【解析】(1)在这个实验中,第一步,断开S 2,闭合S 1,调节R ,使电流表满偏,第二步,闭合S 2,闭合S 1,不调节R ,仅调节R ’’,使电流表半偏,则电流表的内阻约等于电阻箱R ’的阻值(即读数)。
(2)答案是① 2R (或最大阻值Ωk 100) ② 3E (或电动势4.5V )有同学不理解,待测电流表G (表头)的满偏电流仅为A μ50,为什么要用大电动势的电池和大阻值的滑动变阻器呢?这要从半偏法测电流表的内阻的误差分析谈起。
我们用两种方法说明。
方法1. 分析法因为第二步中认为电阻箱R’分流一半,也就是认为第二步与第一步中干路电流相等。
怎么会相等呢?明明是总电阻发生了变化(并联了电阻箱R’),这就要求并联了电阻箱R’后对总电阻的影响可以忽略不计。
怎样才能忽略不计?要求RRA<<,在R A已确定的条件下,只能使滑动变阻器的阻值尽可能大,而要使滑动变阻器的阻值尽可能大,因为R A的满偏电流是确定的,所以也要使电池的电动势尽可能大。
方法2. 公式法这个分析也可以用公式推导:在第一步中,电流表的电流为RREIA+=,在第二步中,根据并联分流公式,电流表的电流为''''2RRRRRRRREIAAA+⨯++=;从这两式可解得:''RRRRRA-=,只有当RR<<'时,才有'RRA=,也就是电阻箱的读数为电流表的内阻。
高考物理实验方法安阻法含解析
高考物理实验方法:安阻法所谓“安阻法”,就是用安培表和电阻箱(或已知电阻)两个测量工具测量某一物理量,主要是测电源电动势和内阻。
安阻法测电源电动势和内阻1.实验原理与方法:在闭合电路中,根据全电路欧姆定律,有E U Ir =+ ①,其中E 表示电源的电动势,U 表示电源的路端电压,I 表示闭合电路中的电流,r 表示电源的内阻。
根据课程标准教科书,实验:测电源的电动势和内电阻可用三种方法:伏安法,安阻法,伏阻法,本讲谈安阻法。
安阻法 ①式可变为E IR Ir =+,或ER r I=+,改变电路的外电阻R ,测出一系列的I 和R 值,作出R-1/I 图象。
图象在R 轴上的截距即为电源的内阻,直线的斜率即电源的电动势E 。
此方法叫安阻法,用安培表和电阻箱。
基础实验是伏安法。
安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的变化与提高。
2.误差分析 安阻法图7借用一高考题的图象,如图7,图象的截距b=0.9, 斜率k=0.35。
不考虑电流表的内阻,根据)(r R I E +=, 得E r R E I +⋅=11, 所以,截距Erb =,斜率E k 1=,所以电动势为V kE 857.21==,内阻Ω=⋅=57.2b E r ,这就是测量值。
考虑电流表的内阻,根据)(r R R I E A ++=,得ER r R E I A ++⋅=11,所以,截距E R r b A +=,斜率E k 1= ,所以电动势为V kE 857.21==,内阻Ω=-⋅=37.2A R b E r (已知电流表内阻为R A 0=0.2Ω),这就是真实值。
可见,用安阻法测电池的电动势和内阻,对电动势,测量值等于真实值,对内阻,测量值等于真实值与电流表内阻之和,即测量值大于真实值。
例1.一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)题10-1图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处.(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ,以及计算的1I数据见下表: 根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出1R I-关系图象.由图象可计算出该干电池的电动势为 V ;内阻为 Ω.R /Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A –16.76.05.34.53.8(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A 时,电压表的指针位置如题10-2 图所示,则该干电池的电动势应为 V ;内阻应为 Ω.【解析】(2)推导:根据闭合电路欧姆定律,)(r R I E +=,变形为r IE R -⋅=1,所以电动势为I R 1-图象的斜率,内阻r 为IR 1-图象在R 轴上的的截距,根据图象可求出斜率和截距,从而求出E 和r ,见答案。
2019届一轮复习人教版 力学实验 学案
【考向解读】高考对物理实验的考查,是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器,去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比较简单的实验等.所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别,是以教材中实验为背景或素材,通过改变实验条件或增加条件限制,加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查.【命题热点突破一】验证力的平行四边形定则实验的条件是“力的作用效果相同”,因此,在两个分力和一个力分别作用下,同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件.例1、【2017²新课标Ⅲ卷】(6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。
将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_______N。
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。
此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
(i)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F合;(ii)F合的大小为_______N,F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】(1)4.0 (2)(i)如图(ii)4.0 0.05【解析】(1)由图可知,F的大小为4.0 N。
2019届一轮复习人教版物理实验学案
2018-2019学年高考专题复习物理实验一、单选题1.如图所示,甲、乙两电路都是用来测定电阻R x的,下列说法中正确的是()A.采用甲电路测得的电阻偏大B.采用乙电路的系统误差是由电流表内阻R A引起的C.采用甲电路的条件是R A《R xD.若先后采用甲、乙两电路测量,发现电流表读数有显著变化,而电压表读数变化较小,则应选用甲电路测量较为准确2.用电流表和电压表测量电阻R的阻值.分别将图示两种接法连到电路中进行测量.按照图甲的某次测量情况是:电流表的示数为4.00mA,电压表的示数为3.00V;按照图乙的某次测量情况是:电流表的示数为5.00mA,电压表的示数为2.20V.比较这两次的测量结果,正确的是()A.电阻的真实值更接近440Ω,且小于440ΩB.电阻的真实值更接近440Ω,且大于440ΩC.电阻的真实值更接近750Ω,且小于750ΩD.电阻的真实值更接近750Ω,且大于750Ω3.在如图所示电路中,电源内阻不可忽略。
开始时电键K1、K2均闭合,现先断开电键K1,则电压表与电流表的示数均发生变化,设它们的示数变化量之比为M1=DU1/DI1,再断开电键K2,两表新的示数变化量之比为M2=DU2/DI2,若已知R2<R3,则比较M1与M2的绝对值的大小应有()A.M1>M2;B.M1=M2;C.M1<M2;D.无法确定二、多选题(共2题;共6分)4.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重锤带动纸带由静止释放,利用此装置可以()A.测定当地的重力加速度gB.验证力的平行四边形定则C.探究功与速度的关系D.验证机械能守恒定律5.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列操作正确的是()A.电火花计时器应使用6V以下交流电源B.电火花计时器应固定在长木板有滑轮的一端C.释放小车前,小车要靠近电火花计时器D.应先接通电源,后释放小车三、填空题6.如图1所示,在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,需要从标尺上读出某条亮纹的位置.图中所示的读数是mm.若缝与缝间相距d,双缝到屏间的距离为L,相邻两个亮条纹中心的距离为△x,则光的波长表示为λ=(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为:d=0.20mm,L=700mm,测量△x的情况如图2所示.由此可计算出该光的波长为:λ=m.7.实验桌上放着晶体二极管、电容器、电阻各一只,性能均正常,外表十分相似.现用多用电表的某个档,分别测它们的正反电阻(以R1和R2表示)加以鉴别.测甲元件时,R1=R2;测乙元件时,R1<<R2;测丙元件,正测时,开始指针有向右偏转,接着指针向左返回,最后停在电阻无穷大处,反测时依然开始指针有向右偏转,接着指针向左返回,最后停在电阻无穷大处.则甲、乙、丙三个元件分别为:甲乙丙.8.如图甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图所示,单位是cm,小车的加速度是多少m/s2?在验证质量一定时,加速度a和合外力F的关系时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a﹣F图象,该图线不过原点,其原因是.四、实验探究题9.在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:.(选填“变”或“不变”)10.根据所学知识完成填空:(1)如图1所示为某同学所安装的“探究加速度a与合力F、质量m的关系”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学所用装置和操作中的主要错误(只写两处)是:①;②.(2)改正实验装置后,应先平衡小车所受的阻力,具体操作为:取下,把木板不带滑轮的一端垫高;接通打点计时器电源,轻推小车,若发现小车拖着纸带做加速运动,则应(填“增大”或“减小”)木板的倾角.反复调节,直到纸带上打出的点迹为止.(3)在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图2所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.11.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得90滴这样的溶液为1mL.把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓,如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm.(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少m3;(2)油酸膜的面积是多少m2;(3)按以上数据,估算油酸分子直径的大小为多少m.12.某小组利用气垫导轨装置探究“做功与物体动能改变量之间的关系”.图1中,遮光条宽度为d,光电门可测出其挡光时间:滑块与力传感器的总质量为M,砝码盘的质量为m0,不计滑轮和导轨摩擦.实验步骤如下:①调节气垫导轨使其水平.并取5个质量均为m的砝码放在滑块上:②用细绳连接砝码盘与力传感器和滑块,让滑块静止放在导轨右侧的某一位置,测出遮光条到光电门的距离为S;③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,释放滑块后,记录此时力传感器的值为F,测出遮光条经过光电门的挡光时间△t;④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,重复步骤③,并保证滑块从同一个位置静止释放;⑤重复步骤④,直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中.请完成下面问题:(1)若用十分度的游标卡尺测得遮光条宽度d如图3,则d=mm.(2)滑块经过光电门时的速度可用v=(用题中所给的字母表示,下同)计算.(3)在处理步骤③所记录的实验数据时,甲同学理解的合外力做功为W1=FS,则其对应动能变化量应当是△E k1=(4)乙同学按照甲同学的思路,根据实验数据得到F﹣的图线如图4所示,则其斜率k=.答案解析部分一、单选题1.【答案】B【解析】【解答】解:A、由图甲所示电路可知,图甲采用电流表外接法,由于电压表的分流,所测电流偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值,故A错误;B、由图乙所示电路可知,该实验采用电流表内接法,由于电流表分压作用,所测电压偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值大于真实值,系统误差是由电流表内阻R A引起的,故B正确;C、采用甲电路的条件是R x《R V,故C错误;D、若先后采用甲、乙两电路测量,发现电流表读数有显著变化,而电压表读数变化较小,说明电压表分流较大,为减小实验误差,应采用电流表内接法,即应选用乙电路测量,故D错误;故选:B.【分析】伏安法测电阻,有两种电路:电流表内接法与电流表外接法,根据实验电路应用欧姆定律分析实验误差.2.【答案】C【解析】【分析】因为两次情况中电流表的变化比较明显,所以电压表的分流较大,故应采用电流表的内接法,该接法中因为测得的电压要比实际电压大,而电流时准确电流,所以测量值大于真实值,所以电阻的真实值更接近与,但小于,C正确。
高三物理安阻法知识点
高三物理安阻法知识点高三物理学习中的一个重要内容是安阻法,它是指通过测量电流与电压的关系,研究某一电器元件或电路中的电阻大小及其内部结构的一种实验方法。
下面我们将详细介绍安阻法的原理、实验步骤以及注意事项。
一、安阻法原理安阻法实际上就是测量电阻的方法。
电阻是电流通过时产生电压降的物理量,通常用欧姆(Ω)作为单位。
根据欧姆定律,当电流经过一段电阻时,产生的电压与流过的电流成正比。
具体而言,电压(V)等于电流(I)乘以电阻(R),即V=IR。
在实际实验中,我们先通过连接电源、电流表和被测量的电阻元件,将电路连接起来。
然后通过改变电流的大小,并同时测量电压的数值,可以得到电流和电压的多组值。
最后利用这些数值,我们可以绘制出电流和电压之间的线性关系图,并通过斜率求得电阻的数值。
二、安阻法实验步骤1. 准备实验材料和器件:电源、电流表、电压表、被测电阻元件等。
确保实验装置正常工作。
2. 连接电路:将电源的正极与电流表的正极相连,电流表的负极与被测电阻元件相连,再把被测电阻元件的另一端与电源的负极相连,形成一个闭合电路。
3. 开始实验:慢慢调节电源的电流大小,并记录下每一次调节后电流表和电压表的读数。
至少测量5组数据。
4. 处理数据:根据记录的电流和电压数值,绘制出电流-电压图像。
根据图像的线性程度,我们可以得到电阻的数值。
5. 分析结果:利用图像的斜率计算出电阻的数值,并进行误差分析。
三、安阻法实验注意事项1. 实验前检查:确保电源、电流表和电压表等器件正常工作,充分保证实验结果的准确性。
2. 注意电流方向:连接电路时,要注意电流流动的方向,确保电流从正极到负极。
3. 测量准确性:保持电流和电压的精确度,避免因误差导致结果不准确。
4. 多组测量:为了提高实验结果的可靠性,至少进行5组以上的测量。
5. 注意安全:进行实验时,要注意安全用电,避免电流过大引发危险。
总结起来,安阻法是高三物理实验中一种常用的电阻测量方法。
人教版高三物理第一轮复习教学案(全部)
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究第1单元 直线运动的基本概念1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周)参考系:假定为不动的物体(1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系(2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者说用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。
(1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观上不存在。
(2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。
(3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。
(4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。
3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。
例如几秒初,几秒末。
时间:前后两时刻之差。
时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段)4、位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。
路程:物体运动轨迹之长,是标量。
路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度)5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。
平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,υ=s/t (方向为位移的方向)平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同(粗略描述运动的快慢)即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。
(tsv t ∆∆=→∆0lim)即时速率:即时速度的大小即为速率;【例1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全直线运动直线运动的条件:a 、v 0共线参考系、质点、时间和时刻、位移和路程速度、速率、平均速度加速度运动的描述典型的直线运动匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0)匀变速直线运动特例自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g )v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s +=as v v t 2202=-,t v v s t20+=程的平均速度是:( D )A .(v 1+v 2)/2B .21v v ⋅C .212221v v v v ++ D .21212v v v v +【例2】某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1小时追上小木块时,发现小木块距离桥有5400米远,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。
2019届高考物理一轮复习实验方法之伏阻法学案新人教版
亲爱的同学:这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获,我们一直投给你信任的目光……伏阻法所谓“伏阻法”,就是用伏特表和电阻箱两个测量工具测量某一物理量,主要是测电源电动势和内阻。
伏阻法测电源电动势和内阻例1.在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。
(1)试验时,应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值R 0=10Ω的定值电阻两端的电压U ,下列两组R 的(3)根据实验数据描点,绘出的R U -图像是一条直线。
若直线的斜率为k ,在U坐标轴上的截距为b ,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k 、b 和R 0表示)10. 【解析】(1)为了安全。
(2)若Ω=300R ,电流约A 3.003009=,若Ω=60R ,电流约A 15.010609=+,后者电流读数大,误差小,所以填2。
(3) 电流0R U I =,r)R I(R E 0++=,得00111ER rE R ER U ++=,R U-1图象的斜率01ER k =,截距=b 01ER r E +,所以电动势=E 01kR ,内阻=r b k -R 0 【答案】(1)最大值 (2)2 (3)01kR ;bk-R 0 【点评】本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义,根据图象求物理量,这是传承。
难度:较难。
创新点在于在两组R 的阻值方案中选择一个。
此问隐含着误差分析,电流表读数较大时误差小,因为相对误差的分母大。
一般要求电流表指针偏转角在一半以上。
例2.某同学利用DIS 、定值电阻R 0、电阻箱R 1等实验器材测量电池a 的电动势和内阻,实验装置如图1所示。
实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R ,用电压传感器测得端电压U ,并在计算机上显示出如图2所示的1/U -1/R 关系图线a 。
【物理】2019届一轮复习人教版整体法和隔离法学案
一.选择题1.(2019湖南质检)两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为,三根轻弹簧刚好构成一个等边三角形.则下列判断正确的是A.水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mgmgB.连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为33mgC.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为k33mgD.套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为k6【参考答案】CD2.(2018衡水六调)如图所示,质量为m0、倾角为θ的斜面体静止在水平地面上,有一质量为m的小物块放在斜面上,轻推一下小物块后,它沿斜面向下匀速运动。
若给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F,斜面体始终静止。
施加恒力F后,下列说法正确的是( )A.小物块沿斜面向下运动的加速度为mFB.斜面体对地面的压力大小等于(m+m0)g+F sinθC.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D.斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化【参考答案】A【命题意图】本题考查叠加体、平衡条件牛顿运动定律及其相关的知识点。
3.如图所示,有5000个质量均为m的小球,将它们用长度相等的轻绳依次连接,再将其左端用细绳固定在天花板上,右端施加一水平力使全部小球静止.若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°.则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于()A.29895000B.20115000C.20112089D.20892011【参考答案】A【名师解析】以5000个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图1所示,根据平衡条件得F=500 0mg再以2012个到5000个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图2所示,则有tanα=2989mgF=29895000mgmg=29895000,选项A正确。
二.计算题1.(2018广东湛江调研)如图所示,粗糙的水平面上放置一块足够长的长木板C,在C的左端点放置一个物块A,在距离A为s=4.5m处放置一个物块B,物块A和B均可视为质点,已知物块A的质量为2m,物块B和长木板C的质量均为m=1 g,物块A和B与长木板C之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板C与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2.现在对A施加一个水平向右的推力F=14N,使物块A向右运动,A与B碰撞前B 相对于C保持静止,物块A和B碰撞后水平推力大小变为F1=8N。
高考物理第一轮 电场专题复习教案 新人教版
第九章电场电场是高中物理的重点知识之一.本章着重从力和能两个角度研究电场的基本性质.本章既是重点,又是难点,也是高考的热点.它是电磁学的基础,特别是在“3+X”理科综合考试中,它将成为联系力学和电磁学的一个重要钮带.本章及相关内容知识网络:专题一电场的力的性质【考点透析】一、本专题考点:本单元除电荷及电荷守恒定律为Ⅰ类要求外,其余均为Ⅱ类要求.即能够确切理解其含义及与其它知识的联系,能够用它解决生活中的实际问题.在高考中主要考查方向是:①运用库仑定律定性或定量分析点电荷间的相互作用问题,并常用力学中处理物体平衡的方法分析带电小球的平衡问题;②运用电场强度的概念和电场线的性质对各种电场进行定性和定量的分析.二、理解和掌握的内容1.对电场和电场线的理解只要有电荷存在,其周围空间就存在电场,它是电荷间相互作用的媒介,电场具有力和能的性质.电场强度是矢量,满足矢量叠加原理.电场线是用来描述空间各点场强连续变化规律的一组假想的曲线.电场线的特点是:其方向代表场强方向、其疏密代表场强大小;电场线起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远);电场线不能相交.2.几点说明(1)库仑定律的适应条件:真空中,点电荷(带电体的线度远小于电荷间的距离r 时,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计,可看作是点电荷).(2)元电荷、点电荷和检验电荷的区别:电子和质子带最小的电量e =1.6⨯10-19C ,任何带电体所带的电量均为e 的整数倍,故称1.6⨯10-19C 为元电荷,它不是电子也不是质子,而是带电物质的最小电量值;如果带电体的线度远小于电荷间的距离,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可看作是点电荷,它是一种科学的抽象,是一种理想模型;检验电荷是电量足够小的点电荷,只有当点电荷放入电场中后不足以原电场的性质或对原电场的影响忽略不计时,该点电荷才能作为检验电荷.3.难点释疑(1)电场线是直线的电场不一定是匀强电场,如孤立点电荷产生的电场是非匀强电场,它的电场线就是直线.(2)电场线不是带电粒子的运动轨迹,只的在满足一定条件时带电粒子运动的轨迹才有可能与电场线重合.带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力和初速度来决定的,必须从运动和力的观点来分析确定.【例题精析】例1 如图所示,半径相同的两个金属小球A 、B 带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小为F 。
高考物理一轮复习实验方法之伏阻法学案新人教版
—————————— 教育资源共享 步入知识海洋 ————————伏阻法所谓“伏阻法”,就是用伏特表和电阻箱两个测量工具测量某一物理量,主要是测电源电动势和内阻。
伏阻法测电源电动势和内阻例1.在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。
(1)试验时,应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值R 0=10Ω的定值电阻两端的电压U ,下列两组R 的(3)根据实验数据描点,绘出的R U -图像是一条直线。
若直线的斜率为k ,在U坐标轴上的截距为b ,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k 、b 和R 0表示)10. 【解析】(1)为了安全。
(2)若Ω=300R ,电流约A 3.003009=,若Ω=60R ,电流约A 15.010609=+,后者电流读数大,误差小,所以填2。
(3) 电流0R U I =,r)R I(R E 0++=,得00111ER rE R ER U ++=,R U-1图象的斜率01ER k =,截距=b 01ER r E +,所以电动势=E 01kR ,内阻=r b k -R 0 【答案】(1)最大值 (2)2 (3)01kR ;bk-R 0 【点评】本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义,根据图象求物理量,这是传承。
难度:较难。
创新点在于在两组R 的阻值方案中选择一个。
此问隐含着误差分析,电流表读数较大时误差小,因为相对误差的分母大。
一般要求电流表指针偏转角在一半以上。
例2.某同学利用DIS 、定值电阻R 0、电阻箱R 1等实验器材测量电池a 的电动势和内阻,实验装置如图1所示。
实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R ,用电压传感器测得端电压U ,并在计算机上显示出如图2所示的1/U -1/R 关系图线a 。
重复上述实验方法测量电池b 的电动势和内阻,得到图2中的图线b 。
【新部编版】2019-2020届高考物理一轮复习实验方法之安阻法学案
安阻法所谓“安阻法”,就是用安培表和电阻箱(或已知电阻)两个测量工具测量某一物理量,主要是测电源电动势和内阻。
安阻法测电源电动势和内阻例1.一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)题10-1图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处.(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ,以及计算的1I数据见下表: 根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出1R I -关系图象.由图象可计算出该干电池的电动势为 V ;内阻为 Ω.(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A 时,电压表的指针位置如题10-2 图所示,则该干电池的电动势应为 V ;内阻应为 Ω.【解析】(2)推导:根据闭合电路欧姆定律,)(r R I E +=,变形为r I E R -⋅=1,所以电动势为IR 1-图象的斜率,内阻r 为IR 1-图象在R 轴上的的截距,根据图象可求出斜率和截距,从而求出E 和r ,见答案。
(3)电压表读数为66mV ,根据已知条件,电流表内阻Ω=⨯=-2.033.010663AVr A因为安阻法测电源电动势和内阻实验中,电动势E 测真E E =,内阻A r r r +=真测,所以,第(3)问中,电动势同第(2)问,内阻比第(2)问少Ω=2.0A r . 【答案】10.(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零(2)(见下图) 1.4(1.30 1.44都算对) 1.2(1.0 1.4都算对)(3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2)【点评】本题隐含考查一个知识:在安阻法测量电源电动势和内阻实验中,电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值A r r r +=真测,实验在第(3)问中,内阻的结果比(2)问第二个空格小0.2Ω(电流表内阻)。
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安阻法所谓“安阻法”,就是用安培表和电阻箱(或已知电阻)两个测量工具测量某一物理量,主要是测电源电动势和内阻。
安阻法测电源电动势和内阻例1.一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)题10-1图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处.(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ,以及计算的1I数据见下表: 根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出1R I 关系图象.由图象可计算出该干电池的电动势为 V ;内阻为 Ω.R /Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A –1 6.76.05.34.53.8(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A 时,电压表的指针位置如题10-2 图所示,则该干电池的电动势应为 V ;内阻应为 Ω.【解析】(2)推导:根据闭合电路欧姆定律,)(r R I E +=,变形为r IE R -⋅=1,所以电动势为I R 1-图象的斜率,内阻r 为IR 1-图象在R 轴上的的截距,根据图象可求出斜率和截距,从而求出E 和r ,见答案。
(3)电压表读数为66mV ,根据已知条件,电流表内阻Ω=⨯=-2.033.010663AVr A因为安阻法测电源电动势和内阻实验中,电动势E 测真E E =,内阻A r r r +=真测,所以,第(3)问中,电动势同第(2)问,内阻比第(2)问少Ω=2.0A r . 【答案】10.(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零(2)(见下图) 1.4(1.30 1.44都算对) 1.2(1.0 1.4都算对)(3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2) 【点评】本题隐含考查一个知识:在安阻法测量电源电动势和内阻实验中,电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值A r r r +=真测,实验在第(3)问中,内阻的结果比(2)问第二个空格小0.2Ω(电流表内阻)。
推导如下:不考虑电流表内阻的影响时,所得结果为测量值,根据)(11r R I E +=,)(22r R I E +=,解得122211I I R I R I r --=测,122121)(I I R R I I E --=测.考虑电流表内阻的影响时,所得结果为真实值,根据)(11r R R I E A ++=,)(22r R R I E A ++=,解得A R I I R I R I r -122211--=真,122121)(I I R R I I E --=真.例2.某同学利用图(a )中的电路测量电流表的内阻R A (约为5Ω)和直流电源的电动势E (约为10V )。
图中R 1和R 2为电阻箱,S 1和S 2为开关。
已知电流表的量程为100mA ,直流电源的内阻为r 。
(1)断开S 2,闭合S 1,调节R 1的阻值,使满偏;保持R 1的阻值不变,闭合S 2,调节R 2,当R 2的阻值为4.8Ω时的示数为48.0mA 。
忽略S 2闭合后电路中总电阻的变化,经计算得R A = Ω;(保留2位有效数字)(2)保持S 1闭合,断开S 2,多次改变R 1的阻值,并记录电流表的相应示数。
若某次R 1的示数如图(b )所示,则此次R 1的阻值为 Ω;(3)利用记录的R 1的阻值和相应的电流表示数I ,作出11I R --图线,如图(c )所示。
用电池的电动势E 、内阻r 和电流表内阻R A 表示1I-随1R 变化的关系式为1I-= 。
利用图(c )可求得E = V 。
(保留2位有效数字) 【解析】(1)并联电路电流与电阻成反比.481000.482-=R R A ,解得Ω=2.5A R (2)Ω=2.1481R(3)根据全电路欧姆定律有)(1r R R I E A ++=,变形得Er R R E I A++⋅=-111。
从图(c )可求图线的斜率80067100180127.20=--=k ,则电源电动势V k E 2.9678001===.【答案】(1)5.2 (2)148.2 (3)ER r E R 11++,9.1(8.9-9.4)【点评】本题在测电源电动势和内阻的实验中嵌入了另一个实验:用半偏法测电流表内阻。
例3.利用如图(a)所示电路,可以测量电源电动势和内阻,所利用的实验器材有:待测电源,电阻箱R (最大阻值999.9Ω),电阻R 0(阻值为3.0Ω),电阻R 1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA ,内阻为R A =6.0Ω),开关S 。
实验步骤如下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S ;②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R; ③以I 1为纵坐标,R 为横坐标,作R I-1图线(用直线拟合) ④求出直线的斜率k ,和在纵坐标的截距b 。
回答下列问题:(1)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻,则1/I 与R 的关系式为 。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。
答:① ,② 。
(3)在答题卡图(c)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k= ,截距b= 。
(4)根据图线求得电源电动势E= V ,内阻r= Ω。
R /Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I /A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077I -1/A -1 6.99 8.00②10.011.011.913.0【解析】(1)电流表和电阻1R 并联以扩大量程,因为Ω=6A R ,Ω=31R ,所以Ω=2并R ,此即为扩大量程后的电流表内阻。
电流表读数为I 时,干路电流为干I ,则并干R I IR A =,所以I I 3=干.根据全电路欧姆定律,)(并干r R R R I E +++=0,即)(并r R R R I E +++=03化成R I -1关系式为)(3310r R R E R E I +++=并,即)(331011r R R R R R E R E I A A ++++=,将Ω=+0.211R R R R A A 和Ω=0.30R 代入得)0.5331r E R E I ++=(。
(2)从图(b )可得,电流表读数A mA I 110.0110==,所以109.91-=A I(3) 描点作图,见下图,从图得斜率166-12==k ,截距0.6=b (4)因为Ek 3=,所以电动势V E 0.3=,根据b r E =+)53(,解得Ω=-=0.10.5kbr【答案】 (1)I 1=E 0.3R +E 0.3(5.0+r)或)(331011r R R R R R E R E I A A ++++= (2)①0.110 ②9.09(3)见图(c)答(4)3.0(或在2.7 3.3之间) 1.0(或在0.6 1.4之间)【点评】本题继承传统的是根据)(10r R R R I E +++=,得出)(11101r R R ER E I +++=,然后描点作图,从图象求斜率k 和截距b ,从而求电动势k E 1=和内阻01R R kbr --=.本题创新在于把电流表扩大量程与测电源电动势和内阻整合在一起,而把上式中的1R 改为11R R R R R A A +=并,从而把)(11101r R R ER E I +++=改为)(331011r R R R R R E R E I A A ++++=即)5331r E R E I ++=(,因而电动势为k E 3=,内阻为5-=kbr 。
本题表面上看是安阻法,因为是R I-1图象,实际上是伏阻法,因为电流表测的实际上是1R 两端的电压。
所以可以说是伏阻法和安阻法的综合法。
安阻法测电流表内阻例5.利用图1所示的电路测量电流表mA 的内阻R A 。
图中R 1、R 2为电阻,K 1、K 2为电键,B是电源(内阻可忽略)。
① 根据图1所给出的电路原理图,在图2的实物图上连线。
②已知R 1=140Ω,R 2=60Ω。
当电键K 1闭合、K 2断开时,电流表读数为6.4mA ;当K 1、K 2均闭合时,电流表读数为8.5mA 。
由此可以求出R A = Ω。
(保留2位有效数字)【解析】(1)图略 (2)根据电路欧姆定律和电路分析,有⎩⎨⎧+⨯⨯=+=++⨯⨯=++=--)140(105.8)()60140(104.6)(3123211A A A A R R R I E R R R R I E ,解得R A =43Ω. 点评:本题考查用安阻法(用电流表和两个电阻)测电流表的内阻。
也具体考查了实物图的连线和实验数据的处理方法(考实际数字的计算),还考查了电路的分析。