專題七實驗技能與創(chuàng)新第2講電學(xué)實驗與創(chuàng)新-展示頁
2025-03-10 23:01本頁面
【正文】 A． 電流表 (量程是 3 A， 內(nèi)阻是 Ω) B． 電流表 (量程是 A， 內(nèi)阻是 Ω) C． 電壓表 (量程是 15 V， 內(nèi)阻是 25 kΩ) D． 電壓表 (量程是 3 V， 內(nèi)阻是 5 kΩ) E． 滑動變阻器 (阻值范圍 0～ 5 Ω， 額定電流為 A) F． 滑動變阻器 (阻值范圍 0～ 100 Ω， 額定電流為 A) G． 直流電源 (電動勢 E＝ 3 V， 內(nèi)阻不計 ) H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)為了提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度 ， 電流表應(yīng)選 ________；電壓表應(yīng)選 ________；滑動變阻器應(yīng)選 ________． (以上均填寫器材代號 ) 解析 元件的最大電壓不超過 V ，電壓表應(yīng)選 D ，最大電流不超過 I ＝ A ＝ A ，電流表選 B ，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng) 選小阻值范圍，所以選 E. B D E (2)請將圖 5甲所示實驗電路圖補充完整 ． 解析 由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，元件電阻約為 R ＝U2P＝2 . 521 . 5 Ω ≈ 4 .1 7 Ω ，電壓表內(nèi)阻約為 5 k Ω ，電流表內(nèi)阻為 0 . 5 Ω ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電學(xué)元件電阻，電流表應(yīng)采用外接法． 圖 5 (3)該同學(xué)根據(jù)設(shè)計的實驗電路進(jìn)行實驗 ， 通過實驗得到的數(shù)據(jù)如下表 (I和 U分別表示待測元件的電流和電壓 )， 請在圖乙中描繪出該元件的伏安特性曲線 . I/A 0 U/V 0 解析 根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象． 預(yù)測 3 在用伏安法測量某導(dǎo)體的伏安特性曲線實驗中 ， 描繪的伏安特性曲線如圖 6所示 ， 圖中虛線是曲線上過坐標(biāo)點 ( V, A)的切線 ． 回答下列問題： 圖 6 (1)在導(dǎo)體接入電路前 ， 利用多用電表電阻 “ 1” 擋直接測量導(dǎo)體的電阻 ，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)如圖 7所示 ， 測得此時導(dǎo)體的電阻為 ________ Ω. 圖 7 解析 歐姆表 的讀數(shù)為 R＝ 1 30 Ω＝ 30 Ω. 30 (2)當(dāng)通過該導(dǎo)體的電流為 A時 ， 導(dǎo)體電阻為 ______ Ω. 解析 根據(jù) I － U 圖象可讀出當(dāng) I ＝ A 時對應(yīng)的電壓為 U ＝ V ，則導(dǎo)體的電阻為 R ＝UI ＝ Ω ＝ 12 Ω. 12 (3)若用電動勢為 V、 內(nèi)阻為 8 Ω的電源直接給該小燈泡供電 ，則該小燈泡的實際功率是 ________ W. 解析 在 I－ U圖象中同時作出表示電源的 I－ U圖象 ， 讀出兩圖線的交點坐標(biāo)為 U＝ V， I＝ A， 所以小燈泡的實際功率為 P＝UI＝ W. 高考題型 4 測定金屬 (液體 )的電阻率 1． 實驗儀器選擇的原則：電壓表和電流表一般要根據(jù)實驗電路中電源的電壓和流過金屬絲的電流進(jìn)行選擇 ， 在該實驗中 ， 電壓表一般選擇 3 V的量程 ， 電流表一般選擇 A的量程；如果采用限流式電路 ， 選用的滑動變阻器最大阻值一般要比待測金屬絲的阻值大一些 ， 如果采用分壓式電路 ， 一般應(yīng)選用最大阻值較小 ，而額定電流較大的滑動變阻器 ． 解題 方 略 2． 實物圖連線的基本原則：對限流式電路 ， 一般是從電源的正極開始 ， 把電源 、 開關(guān) 、 滑動變阻器以及測量電路順次連接起來即可 ． 對分壓式電路 ， 應(yīng)先將電源 、 開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來 ， 然后在滑動變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個 ， 依據(jù)電路中電流的流向?qū)y量電路部分連接起來即可 ． 3 ．電阻定律的應(yīng)用：該實驗雖然是測定金屬絲的電阻率，實際 上 是先測出金屬絲的電阻，然后根據(jù) R ＝ ρlS得出金屬絲的電阻率 ρ ＝ RSl. 例 4 在 “ 測定金屬的電阻率 ” 實驗中 (1)為了測量金屬絲的電阻 Rx的阻值 ， 實驗室提供如下實驗器材： A． 待測金屬絲電阻 Rx(約 100 Ω) B． 電動勢 E＝ 6 V， 內(nèi)阻很小的直流電源 C． 量程 50 mA， 內(nèi)阻約為 50 Ω的電流表 D． 量程 A， 內(nèi)阻約為 Ω的電流表 E． 量程 6 V， 內(nèi)阻約為 15 kΩ的電壓表 F． 最大阻值 15 Ω， 最大允許電流 1 A的滑動 變阻器 G．最大阻值 15 kΩ，最大允許電流 A的滑動 變阻器 H． 開關(guān)一個 ， 導(dǎo)線若干 ① 為了操作方便，且能比較精確的測量金屬絲的電阻值，電流表選用 ________，滑動變阻器選用 ________(填寫選用器材前的序號 )． 解析 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過待測金屬絲的最大電流為Im ax＝ERx＝6100 A ＝ 60 m A ，所以電流表應(yīng)選用 C ；當(dāng)滑動變阻器采用限流式接法時，電路中需要的最大電阻為 Rm a x＝E13IA＝613 50 10－ 3 Ω ＝ 360 Ω. 顯然滑動變阻器應(yīng)選用 F 且應(yīng)采用分壓式接法； 答案 C F ② 根據(jù)所選用的實驗器材，設(shè)計出測量電阻的下列甲、乙兩種電路，為盡可能減少實驗誤差，應(yīng)采用 ________圖 (選填 “ 甲 ” 或“ 乙 ” )． 解析 由于待測金屬絲滿足R VR xR xR A，電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是分壓外接電路，所以應(yīng)采用甲圖． 甲 ③ 實驗中測得該金屬絲直徑為 d，長度為 L，接入電路后，電壓表示數(shù)為 U，電流表示數(shù)為 I，則該金屬絲的電阻率的表達(dá)式為 ρ＝ ____________. 解析 根據(jù) R ＝UI 及 R ＝ρL14 π d2可得 ρ ＝π Ud 24 IL . πUd24IL (2)若另有一只待測電阻，無論用電流表內(nèi)接還是外接，測量誤差較為接近，有一位同學(xué)為了消除因電表內(nèi)阻所帶來的系統(tǒng)誤差，他用兩只相同的電壓表，設(shè)計了如圖 8所示的測量電路．實驗操作步驟如下： 圖 8 ① 按電路圖連接好實驗器材 ． ② 閉合 S1， 斷開 S2， 讀出此時電壓表 V1的示數(shù) U， 電流表示數(shù) I. ③ 再閉合 S2， 調(diào)節(jié)變阻器 R， 使電流表的電流仍為步驟 2的電流 I，此時讀出電壓表 V1的示數(shù) U1， 電壓表 V2的示數(shù) U2. 用上述測得的物理量表示待測電阻的阻值 Rx＝ ________. 解析 當(dāng) S 2 斷開時應(yīng)有 U ＝ I ( R A ＋ R x ) ，當(dāng) S 2 閉合 時應(yīng)有 U 1 ＝ IR A＋ U 2 ，聯(lián)立以上兩式可得 R x ＝U ＋ U 2 － U 1I. 答案 U ＋ U 2 － U 1I 預(yù)測 4 某組同學(xué)借用 “ 測定金屬的電阻率 ” 實驗的思想 、 原理及操作 ， 測量某一電阻 ， 所用器材如下： 甲 乙 圖 9 待測電阻 Rx(約 300 Ω) 電流表 A(量程 0～ 10 mA， 內(nèi)阻約 50 Ω)； 電壓表 V(量程 0～ 3 V， 內(nèi)阻約 5 kΩ)； 電池組 E(電動勢 3 V， 內(nèi)阻
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