【正文】 額定電壓、額定電流的值約為 U= 51??PR V≈ V,I= 5/1/ ?RP A= A. 則電流表應(yīng)選 A1，電壓表應(yīng)選 V1. 又因 ??? VA RR = Ω＞ Rx，則電流表必須外接 . 圖 103 第 4 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 105 因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測(cè)電阻 Rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測(cè)電阻 Rx上的最小電流為 Imin=505 6??? RE Ex= A＜ I 額 ，因該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有對(duì)電流、電壓的調(diào)節(jié)范圍未作特殊要求，故用限流電路 .電路如圖 104 所示 . 【總結(jié)】 滑動(dòng)變阻器全阻值相對(duì)待測(cè)電阻較大，用分壓接 法不便于調(diào)節(jié)，故限流接法是首選，只要能保證安全且有一定的調(diào)節(jié)范圍即可。直流電源（輸出電壓 4 V、內(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器（ 0~15 Ω、允許最大電流 1 A）；開關(guān) 1 個(gè)，導(dǎo)線若干 .根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 . 【審題】 本題只需要判斷測(cè)量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出，只需計(jì)算兩種接法哪種合適。 測(cè)試判斷法（試觸法） 若 Rx、 RA、 RV的大小關(guān)系事先沒(méi)有給定，可借助試觸法確定內(nèi)、外接法 .具體做法是 : 如圖 106 所示組成電路，其中電流表事先已經(jīng)接好，拿電壓表的一個(gè)接線柱去分別試觸 M、 N 兩點(diǎn)，觀察先后兩次試觸時(shí)兩電表的示數(shù)變化情況 。 ③ 選擇器材的一般思路是：首先確定實(shí)驗(yàn)條件，然后按電源 — 電壓表 — 電流表 — 變阻器順序依次選擇。 滑動(dòng)變阻器的選擇 :要由電路中所要求或可能出現(xiàn)的電流、電壓的范圍來(lái) 選定變阻器，實(shí)際流過(guò)變阻器的電流不得超過(guò)其額定值；如要通過(guò)變阻器的電阻改變來(lái)讀取 不同的電流、電壓值時(shí)，要注意避免變阻器滑片稍有移動(dòng)電流或電壓就會(huì)有很大變化的出現(xiàn)，也要避免出現(xiàn)滑片從一頭滑到另一頭，電流或電壓幾乎沒(méi)有變化的情況 . 若控制電路確定為限流接法 ,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用與實(shí)驗(yàn)電路中其它電阻的總阻值相差不大的 。 【審題】 本題不要求選擇儀器，只是對(duì)已有的儀器進(jìn)行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測(cè)電阻與電壓表阻值相差較多，滑動(dòng)變阻器阻值相對(duì)較小。 （ 2）連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)該先干路，再支路。 【解析】 電壓表的示數(shù)等于通過(guò)電壓表的電流與本身內(nèi)阻的乘積，估算電路中的最大電流為 AARUI Vm ?1501020 3 3 ???? 所以應(yīng)選電流表 A1，與電壓表串聯(lián)在電路中 . 滑動(dòng)變阻器的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻 .如果用滑動(dòng)變阻器連成限流電路，一則它對(duì)電路的調(diào)控作用很不明顯，二則是待測(cè)電壓表分得的最小電壓約為 VVURR RU VV 102039。（用字母代號(hào)填寫） 【審題】 本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實(shí)驗(yàn)要求電流范圍在~ 之間，即電路中僅有限流電阻時(shí)的電流要略大于 ，同時(shí)要配合滑動(dòng)變阻器，保證電路中的最小電流不超過(guò) 。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表達(dá)到滿偏時(shí)的阻值。 【解析】 確定電流表、電壓表的量程。 RX的電壓變化范圍為 ～ ，安全可行。 電阻測(cè)量的方法歸類 在高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，涉及最多的問(wèn)題就是電阻的測(cè)量，電阻的測(cè)量方法也比較多，最常用的有： （ 1）歐姆表測(cè)量： 最直接測(cè)電阻的儀表。替代法測(cè)量電阻精度高，不需要計(jì)算，方法簡(jiǎn)單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。再把開關(guān) S2扳到 2，調(diào)整電阻箱 R0，使得電流表指針仍指到示數(shù) I。 （ 3）伏安法： 伏安法的測(cè)量依據(jù)是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律），需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表時(shí)，可以用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻箱或給一個(gè)定值電阻）代替；當(dāng)電表的內(nèi)阻已知時(shí)，根據(jù)歐姆定律 I=U/RV，電壓表同時(shí)可以當(dāng)電流 圖 1013 第 10 頁(yè) 共 25 頁(yè) 表使用，同樣根據(jù) U=IRA，電流表也可以當(dāng)電壓表用。例如，使用天平稱量物體的質(zhì)量，就是把被測(cè)物體與砝碼進(jìn)行比較，砝碼就是質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)物體。采用比例法測(cè)電阻的依據(jù)是：串 聯(lián)電路電壓與電阻成正比，并聯(lián)電路電流與電阻成反比。 以上例子 中 ，甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路，這是由于電流表內(nèi)阻都較小，若采用分壓電路，則滑動(dòng)變阻器的阻值必須更小，這時(shí)電路近似于短路，是不允許的；而電壓表內(nèi)阻都很大，若采用限流電路，則滑動(dòng)變阻器的電阻必須更大，這在實(shí)際上行不通。（測(cè)量結(jié)果偏小） 乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合開關(guān) S’ 及 S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器 R02（分壓法連接），使電壓表 V 滿度；再斷開 S’ ，調(diào)整電阻箱 R2，使電壓表 V 的指針恰好指到半滿度處，讀出此時(shí)電阻箱的阻值 R，則電壓表 V 的電阻 rV=R。 【解析】 由于現(xiàn)有器材中有電流表和電壓表，故初步確定用伏安法測(cè)定此電阻的阻值 .又因待測(cè)電阻為一大電阻，其估計(jì)阻值比現(xiàn)有電壓表的內(nèi)阻大或相近，故應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法 .由于現(xiàn)有滑動(dòng)變阻器最大阻值比待測(cè)電阻小得多，因此，若用滑 動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)待測(cè)電阻的電流和電壓，只能采用分壓接法，如圖 1019（否則變阻器不能實(shí)現(xiàn)靈敏調(diào)節(jié)） .為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格，首先對(duì)待測(cè) 電 阻 的 額定 電 壓和 電 流 作出 估 算： 最 大 電流 為 Im ＝?RPA＝ 5 10－ 4 A＝ 500μ A；最大電壓 Um＝ 20 實(shí)驗(yàn)中的電流和電壓可以小于而不能超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流和額定電壓，現(xiàn)有兩個(gè)電流表內(nèi)阻相近，由內(nèi)阻所引起的系統(tǒng)誤差相近，而量程 0~1000 μ A 接入電路時(shí)，只能在指針半偏轉(zhuǎn)以下讀數(shù)，引起的偶然誤差較大，故選用量程為 0~300 μ Α的電流表 .這樣選用電流表后，待測(cè)電阻上的最大實(shí)際電壓約為 3 10－ 4 40 103 V＝ 12 V，故應(yīng)選用量程為 15 V 的電壓表，由于在如圖所示的電路中，要實(shí)現(xiàn)變阻器在較大范圍內(nèi)靈敏調(diào)節(jié)，電源電壓應(yīng)比待測(cè)電阻的最大實(shí)際電壓高，故電源應(yīng)選輸出電壓為 24 V 一種（其額定電流也遠(yuǎn)大于電路中的最大實(shí)際電流，故可用） . 關(guān)于變阻器的選擇，由于采用分壓接法，全部電源電壓加在變阻器上 .若是把 0~50 Ω的變阻器接入電路，通過(guò)它的最小電流（對(duì)應(yīng)于待測(cè)電路斷開）約為 24／ 50 A＝ A，最小功率約為 50 W＝ W，遠(yuǎn)大于其額定功率；而 0~2 kΩ的變阻器接入電路，其最大電流（對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)鍵靠近圖 134 中變阻器 A 端）約為并聯(lián)電路總電流 A，小于其額定電流 0~2 kΩ的變阻器 . 【總結(jié)】 本題處理過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，但只要按照“儀器選擇 測(cè)量電路選擇 控制電路選擇”這圖 1019 第 14 頁(yè) 共 25 頁(yè) 樣的順序逐個(gè)突破，將復(fù)雜的過(guò)程逐一分解，遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說(shuō)，基礎(chǔ)知識(shí)是關(guān)鍵，復(fù)雜題目只是基礎(chǔ)知識(shí)的合成。誤差分析方法如下： ①根據(jù)測(cè)量電路分析誤差原因 ：本測(cè)量電路產(chǎn)生誤差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的讀數(shù) I 小于干路總電流所致。 . ④比較兩條圖線的縱截距和斜率 ：因圖線的縱截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值等于電源 內(nèi)阻。 ③在圖線上任選一點(diǎn) Q 進(jìn)行修正 ：如圖 2— 2， Q 點(diǎn)的橫坐標(biāo) IQ不變，（ UQ+IQRA）做為修正后 Q/點(diǎn)的縱坐標(biāo)，連接 P和 Q/得修正后的 U— I 圖線為 b 線。 注意檢查安培表的內(nèi)外接法是否正確 導(dǎo)線不能接在滑動(dòng)變阻器的支架或滑動(dòng)頭上，不能穿越用電器，不能有交叉線 . 難點(diǎn)之五 功與能 圖 1022 圖 1023 圖 1021 圖 23第 17 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 52 一、難點(diǎn)形成原因： 對(duì)功的概念及計(jì)算方法掌握不到位 高中學(xué)生剛接觸矢量 與標(biāo)量，對(duì)功有正負(fù)但又是標(biāo)量不能理解，而在計(jì)算的時(shí)候，又不能準(zhǔn)確應(yīng)用公式 cosW Fl ?? ，誤以為計(jì)算功套上該公式就萬(wàn)事大吉，豈不知該公式一般僅僅適用于恒力做功。 對(duì)功和能混淆不清 在整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，很多同學(xué)一直錯(cuò)誤的認(rèn)為功與能是一回事，甚至可以互相代換，其實(shí)功是功，能是能，功和能是兩個(gè)不同的概念，對(duì)二者的關(guān)系應(yīng)把握為： 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 （ 3）由動(dòng)能定理 KWE?? 求恒力做功，也可以求變力做功。 【解析】 因?yàn)榻佑|面光滑，所以小物體只受重力和斜面的支持力，又小物體隨 楔形物體 一起向左移動(dòng)，故二力合力方向水平向左，即重力和支 持力的豎直分力平衡，小物體所受的合外力就是 楔形物體 對(duì)小物體支持力的水平分力，該力大小為 mgtanθ，又物體向左移動(dòng)了距離 s，所以做功為 mgstanθ，答案應(yīng)選 D。 t 【審題】 審題中要注意到，此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)始終以額定功率工作，這樣牽引力大小是變化的，求牽引力的功就不能用公式 cosW Fl ?? ，而要另想他法。 由于兩次做功相等，故有： S1=S2（面積），即： 21 kx12=21k（ x2+x1）（ x2x1） , 所以Δ x=x2x1= cm 【總結(jié)】 利用平均力求力做的功，或者利 用 Fx 圖象求面積得到力做的功，這兩種方法應(yīng)用不多，但在探究問(wèn)題時(shí)應(yīng)用較大，比如探究彈簧彈力做功的特點(diǎn)就可以用這兩種方法。 （ 3）．有的力不是存在于物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，導(dǎo)致物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況都發(fā)生了變化，物體的運(yùn)動(dòng)被分成了幾個(gè)不同的過(guò)程，因此在考慮外力做功時(shí)，必須看清該力在哪個(gè)過(guò)程做功，不能一概認(rèn)為是全過(guò)程做功。求：這段時(shí)間內(nèi)列車通過(guò)的路程。 V 可知 v 變化， F 就會(huì)發(fā)生變化，牽引力 F 變化 ， a 變 化。 【解析】 風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，討論時(shí)間 t 內(nèi)的這種轉(zhuǎn)化，這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣是一個(gè)以 S 為底、 v0t 為高的橫放的空氣柱，其質(zhì)量為 m=? Sv0t，它通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所減少的動(dòng)能用以發(fā)電，設(shè)電功率為 P，則 )(21)2121( 220xx20 vvtSvmvmvPt ???? ??? 代入數(shù)據(jù)解得 P=53kW 【總結(jié)】 解決該類問(wèn)題，要注意研究對(duì)象的選取，可以選擇 t 時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣為研究對(duì)象，也可以選擇單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣為研究對(duì)象，還可以選擇單位長(zhǎng) 度的空氣為研究對(duì)象。這就是物理學(xué)中最常用到的一種思維方法 —— 守恒法。這句話本身很籠統(tǒng)，事實(shí)上可以這樣理解，要分析一個(gè)物體機(jī)械能是否守恒，可先對(duì)該物體進(jìn)行受力分析，若該物體只受重力或彈力作用，則該物體機(jī)械能一定守恒，若受到其他的力， 則看其他力是否做功，若其他力不做功，則機(jī)械能也守恒，若其他力也做功，再看這些力做功的代數(shù)和是否為零，若做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能同樣守恒。 （ 3） ABEE? ??? 即由兩部分 A、 B 組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)， A 部分增加（或減少）的機(jī)械能等于 B 部分減少（或增加）的機(jī)械能。 例 7： 如圖 57 所示，一根長(zhǎng)為 l 的輕繩，一端固定在 O 點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球．用外力把小球提到圖示位置，使繩伸直，并在過(guò)O 點(diǎn)的水平面上方，與水平面成 30176。 O 圖 57 圖 58 第 22 頁(yè) 共 25 頁(yè) (3)小球由 B 點(diǎn)到 C 點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒 則有：21mvB/2+mgl(1cos60176。 【解析】 兩小球組成的系統(tǒng)與外界沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化，該系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的，故對(duì)該系統(tǒng)從水平到豎直的過(guò)程中可由機(jī)械能守恒定律得： 22112 22ABm g a m g a m v m v? ? ? 又： 2ABvv? 所以可解得：22525ABgavgav?? 【總結(jié)】 該題的關(guān)鍵之處在于，對(duì)每個(gè)小球來(lái)講 機(jī)械能并不守恒，但對(duì)兩小球組成的系統(tǒng)來(lái)講機(jī)械能是守恒的。 理解功能關(guān)系，牢記“功是能量轉(zhuǎn)化的量度” 能是物體做功的本領(lǐng)，功是能量轉(zhuǎn)化的量度； 能屬于物體，功屬于系統(tǒng)；功是過(guò)程量，能是狀態(tài)量。 （ 3）．除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧彈力外，其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量：WE??其 他 力 —— 功能原理 。 例 11： 如圖 512 所示，質(zhì)量為 m 的小鐵塊 A 以水平速度 v0 沖上質(zhì)量為 M、長(zhǎng)為 l 、置于光滑水平面 C 上的木板 B，正好不從木板上掉下，已知 A、 B 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，此時(shí)木板對(duì)地位移為 s，求這一過(guò)程中： （ 1） 木板增加的動(dòng)能； （ 2） 小鐵塊減少的動(dòng)能； （ 3） 系統(tǒng)機(jī)械能的減少量； （ 4） 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。 圖 512 第 25 頁(yè) 共 25 頁(yè) 例 12： 如圖 513 所示，兩個(gè)相同質(zhì)量 m= 的小球用長(zhǎng) L= 的細(xì)繩連接，放在傾角為 30176。 【審題】 本題過(guò)程比較麻煩，審題時(shí)要看到小球沿 F 方向運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則兩小球發(fā)生最后一次碰撞時(shí)，其速度和位移都就不難求解了。 圖 513