2013届高考物理二轮复习专题课件：专题九 第2课时 电学实验

热点实验例析
第2课时
(1)由于没有电压表,需要把灵敏电流计 G 改装成量程为 2 V 的电 压表,需串联一个阻值为 R＝________ Ω 的电阻. (2)改装后采用如图 1 甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物 连线.
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图1 (3)在闭合开关 S 前,将滑动变阻器的滑片移动至________(填“a 端”、“中央”或“b 端”).
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四、描绘小电珠(或其他电器元件)的伏安特性曲线 【例4】
第2课时
某同学想描绘一只标称为“2.5 V 1.5 W”的小电珠
的伏安特性曲线,实验室提供下列器材： A.电流表A1(量程3.0 A,内阻约0.2 Ω) B.电流表A2(量程0.6 A,内阻约1 Ω) C.电压表V1(量程3.0 V,内阻约3 kΩ) D.电压表V2(量程15.0 V,内阻约10 kΩ) E.滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω,最大允许电流为2 A) F.滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω,最大允许电流为0.5 A) G.电源E(电动势3 V,内阻为0.25 Ω) H.电键、导线若干
图4 (2)为了比较准确的测量电压表 Vx 的内阻,那么,定值电阻应选 ________(选填器材编号).
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(3)根据要求,在图 5 的虚线框内画出实验电路图(部分已画出).
本 课 图5 时 栏 目 ①根据所画出的电路图,用铅笔画线代替导线,将实验图 6 连接起 开 关 来,使之成为完整的实验图(没有选用的器材不要连接).
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图10
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(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组 U、 I 数据； 再调节滑动变阻器,重复上述测量步 骤,测出一系列数据如表所示,请在如图 11 所示的坐标纸中作出 U－I 关系图线.
U/V 2.0 3.8 1.36 6.8 2.20 8.0 2.89 10.2 3.66 11.6 4.15
课 时 代入数据得 ρ＝137.2 Ω·m,小于 200 Ω·m,故 栏 目 不达标. 开 关 答案 (1)2 750
(2)见解析图
(3)见解析图
(4)137.2(120～145) 不达标
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某同学设计了一个监测河水电阻率的 实验.他在一根内径 d＝8.00 mm 的均匀玻璃管两 端装上橡胶塞和电极,如图 12,两电极相距 L＝ 0.314 m,其间充满待测的河水.他先用多用电表 “×1K” 欧 姆 挡 粗 测 管 内 水 柱 的 内 阻 R, 如 图 13,R＝___ Ω.
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I/mA 0.73
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图11
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(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为____ Ω·m.据 此可知,所得水样在电阻率这一指标上________(选填“达标” 或“不达标”).
本 课 解析 (2)因为要精确测量电阻值,需要电路 时 栏 中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻 目 开 值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻 关
实验次数 电压 U/V 电流 I/A 1 0 0 2 3 4 5 6 7 8 0.20 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 0.11 0.21 0.33 0.40 0.45 0.48 0.52
图 16
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(4)该同学完成实验后,又将本实验所用器 材按图 17 所示连接,闭合开关后将滑动变 阻器滑片从左向右滑动,发现小电珠先变 暗后变亮,则小电珠最暗时的功率约为 图 17
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图12
图 13
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为提高精度,他又用以下仪器：电压表 (3 V、15 V、300 kΩ)、电流表(300 μA、 50 Ω)、滑动变阻器(1 kΩ)、电源(12 V、 6 Ω)及开关等,导线若干和实验电路如图 14,通过多次实验测量,测出每次实验水柱 电阻对应的 U、I 值；并在图 15 U－I 图 (U,I)值. 图 14
甲 图7
乙
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(2)该同学想用“伏安法”更精确地测量该导体的电阻 Rx,现有的 器材及其代号和规格如下： A.待测电阻 Rx B.电流表 A1(量程 0～50 mA,内阻约为 50 Ω) C.电流表 A2(量程 0～5 mA,内阻约为 30 Ω) D.电压表 V1(量程 0～3 V,内阻约为 10 kΩ) E.电压表 V2(量程 0～15 V,内阻约为 50 kΩ) F.直流电源 E(电动势 6 V,内阻不计) G.滑动变阻器 R1(阻值范围为 0～20 Ω,允许通过的最大电流为 2.0 A) H.定值电阻 R2＝50 Ω I.开关 S 一个,导线若干.则
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(1)他先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向电 阻挡“×100”挡位的多用电表测量,其表盘及指针所指位置如 图 7 甲所示,要能比较准确地测量该电阻的阻值,应将多用电表的 选择开关旋转到电阻挡的________挡位,调到正确挡位后重新调
本 课 零,再次测量此电阻,其表盘及指针所指位置如图乙所示,则该电 时 栏 阻约为________ Ω. 目 开 关
________(用k、b和R2表示).
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图3
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答案 ①如图所示
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1 ②E＝b
k r＝b
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二、电阻的测量 【例2】
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要测量一只量程为2 V的电压表的内阻.现能提供的实
验器材如下： A.待测电压表Vx(量程为0～2 V,内阻未知) B.电流表A(量程为0～0.6 A,内阻约为0.2 Ω) C.电压表V(量程0～5 V,内阻约为5 kΩ) D.定值电阻R1,阻值为20 Ω； E.定值电阻R2,阻值为2 kΩ； F.滑动变阻器R0,最大阻值为50 Ω,额定电流为1 A； G.电源(电动势为6 V,内阻不计)； H.多用电表； I.开关S,导线若干.则：
器要用分压式接法； 又因为电流表内阻已知, 则采用电流表内接法,电路连接如图所示.
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(3)让绝大多数的点在直线上,其余各点均匀 地分布在直线两侧,如图所示.
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(4)由图线斜率可知,总电阻为 2 794 Ω,又 R＝ l R 总－RA＝2 744 Ω,根据电阻定律 R＝ ρS,R 本
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答案
(1)×10
220
(2)①B D ②如图所示
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U ③ U I－R 2
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三、金属或液体电阻率的测定 【例 3】
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某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)
的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废 水电阻率的达标值 ρ≥200 Ω·m).如图 8 所示为该同学所用盛 水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝 缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长 a＝40 cm,宽 b＝20 cm,高 c＝10 cm.将水样注满容器后,进行以下操作：
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(4) 图 2 为该实验绘出的 I1－I2 图线(I1 为灵敏电流计 G 的示数,I2 为电流表 A 的示数),由图线可求得被测电池的电动 势 E＝________ V(保留三位有效数字), 内电阻 r＝________ Ω(保留两位有效 数字). 图2
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第 2 课时
电学实验
一、测定电源的电动势和内阻 【例 1】 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,备有如下 器材： A.电源为干电池(电动势为 E,内阻为 r) B.电流表(0～0.6 A、内电阻约 0.1 Ω) C.灵敏电流计 G(满偏电流 Ig＝200 μA、内阻 rg＝500 Ω) D.滑动变阻器(0～20 Ω、2.0 A) E.电阻箱 R(0～9 999.9 Ω) F.开关、导线若干
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图8
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(1)分别用多用电表欧姆挡的“×100”、 “×1 k”两挡粗测水样 的电阻值时,表盘上指针如图 9 所示,则所测水样的电阻约为 ________ Ω.
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图9
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(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下 实验器材： A.电流表(量程 5 mA,电阻 RA 为 50 Ω) B.电压表(量程 15 V,电阻 RV 约为 10 kΩ) C.滑动变阻器(0～20 Ω,额定电流 1 A) D.电源(12 V,内阻约 10 Ω) E.开关一只、导线若干 请在实物图 10 中完成电路连接.
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象中描出如图所示的包括(0,0)点在内的 9 个点表示他测得的 9 组
图15
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通过对 U－I 图线分析求出水柱的电阻 R＝________ Ω.(保留两 位有效数字)
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答案 1.1×104
1.0×104(0.96×104～1.5×104 均正确)
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第2课时
①为了使实验误差较小,要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以 上,并要求测得多组数据进行分析,则电流表应选择______,电压 表应选择______(选填器材前的字母代号). ②将你设计的实验电路画在虚线框内.
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③使用设计的电路图进行测量,若电压表的读数为 U,电流表的读 数为 I,那么,待测电阻的阻值 Rx＝________(用已知物理量和测 量的物理量的字母符号表示).
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第2课时
①为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,图3甲所示为其对 应的实物图,请将图中的实物连线补充完整.图中的电流表A应选 ________(填“A1”或“A2”).
本 ②为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电 课 1 1 时 栏 路图.根据测量数据作出U－R2图象,如图丙所示.若该图线的斜率 目 开 为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E＝________,内阻r＝ 关
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本 课 ________ W.(结果保留两位有效数字) 时 栏 答案 (1)B C E 目 开 (2)如图所示 关
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第2课时
(1)用多用电表粗测电压表 Vx 的内阻： 当用“×1 k”挡来测量时, 操作方法和步骤均正确,发现表头指针在刻度盘的右边附近,为 了比较准确地进行测量,应换用________挡.如果此时刻度盘上
本 指针的位置如图 4 所示,那么,该电压表 Vx 的内阻为________ Ω. 课 时 栏 目 开 关
答案 (1)9 500
(2)连线如图
(3)a 端
(4)1.46～1.49 V 均可
0.75～0.95 Ω 均可
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第2课时
某研究小组收集了两个电学元件：电阻 R0(约为
2 kΩ)和手机中的锂电池(电动势 E 标称值为 3.7 V,允许最大 放电电流为 100 mA).实验室备有如下器材： A.电压表 V(量程 5 V,内阻 RV 约为 4.0 kΩ) B.电流表 A1(量程 100 mA,内阻 RA1 约为 5 Ω) C.电流表 A2(量程 2 mA,内阻 RA2 约为 50 Ω) D.滑动变阻器 R1(0～40 Ω,额定电流 1 A) E.电阻箱 R2(0～999.9 Ω) F.开关 S 一个、导线若干
图6
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第2课时
②如果电压表 Vx 的读数为 Ux,电压表 V 的读数 U,那么,电压表 Vx 的内阻 Rx 为________.
答案 (1)×100 3.2×103
本 课 (2)E 时 栏 (3)如图 目 开 关
Ux ①如图 ② R U－Ux 2
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某同学要测量一导体的电阻 Rx.
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第2课时
(1)为了更好地完成实验,应选择的器材为： 电流表______,电压表 ______,滑动变阻器______；(选择器材前面的字母) (2)请你在下面的虚线框中作出实验原理图；
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(3)正确连接电路后,该同学测出如下表所示 的实验数据,请你在图 16 的坐标纸上描出该 电珠的伏安特性曲线；