《2019版高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第三板块 第2讲 “追踪溯源”智取创新实验——学会迁移 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第三板块 第2讲 “追踪溯源”智取创新实验——学会迁移 Word版含解析.pdf（17页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第第 2 讲讲 Error!Error! 考法考法 学法学法 在历年高考实验题中， 第在历年高考实验题中， 第 2 个实验题一般为电学实验个实验题一般为电学实验(偶尔也会考查力学实验偶尔也会考查力学实验)， 难 度较大，且多数情况下不直接考查电学基本实验，而是考查实验的创新设计，因 为设计型实验既考查学生的基本实验能力，又考查学生对物理规律的灵活应用能 力。复习本讲内容时，要注意以下几点：熟悉各种实验器材的原理和使用方法； 熟知基础实验，能在基础实验的基础上创新实验过程；熟悉物理规律，能根 据现有的器材设计实验，达到实验目的。 ， 难 度较大，且多数情况下不直接考查电学基本实验，而是考查实验的
2、创新设计，因 为设计型实验既考查学生的基本实验能力，又考查学生对物理规律的灵活应用能 力。复习本讲内容时，要注意以下几点：熟悉各种实验器材的原理和使用方法； 熟知基础实验，能在基础实验的基础上创新实验过程；熟悉物理规律，能根 据现有的器材设计实验，达到实验目的。 创新点创新点(一一) 创新实验原理，消除实验误差 创新实验原理，消除实验误差 高考试题中出现的电学创新实验，大多数是在教科书中常规实验的基础上，进行重组、 包装、拓展、创新，它们源于教科书，但高于教科书，解决这类创新实验时，应注意以下 三点： 高考试题中出现的电学创新实验，大多数是在教科书中常规实验的基础上，进行重组、 包装、拓展、创
3、新，它们源于教科书，但高于教科书，解决这类创新实验时，应注意以下 三点： 1无论哪个电学实验，也不管怎么创新都离不开电路，离不开实验仪器的选取，电流 表内、外接法的判断，滑动变阻器的分压电路与限流电路的分析。 无论哪个电学实验，也不管怎么创新都离不开电路，离不开实验仪器的选取，电流 表内、外接法的判断，滑动变阻器的分压电路与限流电路的分析。 2在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电 流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展 伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。 在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻
4、值的电压表和电 流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展 伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。 3对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即 首先要注意到其自身量程对电路的影响， 其次要充分利用其 “自报电流或自报电压” 的功能。 因此，在测电压表内阻时，无须另并联电压表；测电流表内阻时，无须再串联电流表。 对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即 首先要注意到其自身量程对电路的影响， 其次要充分利用其 “自报电流或自报电压” 的功能。 因此，在测电压表内阻时，无须另并联电压表；测电流表内阻
5、时，无须再串联电流表。 命题角度命题角度 1 巧设电路，消除并联分压造成的系统误差 巧设电路，消除并联分压造成的系统误差 例例 1 利用如图所示电路可以较为准确地测量电源的电动势。 图中 利用如图所示电路可以较为准确地测量电源的电动势。 图中 a 为标准电源，其电动势为为标准电源，其电动势为 Es，b 为待测电源 ；为待测电源 ； E 为恒压电源，为恒压电源，R 为滑动变阻器，为滑动变阻器，G 为零刻度在中央的灵敏电流计，为零刻度在中央的灵敏电流计，AB 为一根粗细均 匀的金属丝，滑动片 为一根粗细均 匀的金属丝，滑动片 C 可在金属丝上移动，可在金属丝上移动，AC 之间的长度之间的长度 L
6、可用刻 度尺量出。 可用刻 度尺量出。 实验步骤如下：实验步骤如下： (1)按图连接好电路。按图连接好电路。 (2)调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关 S1。 (3)将将 S2接接 1，调节滑动片，调节滑动片 C 使电流计示数为零，记下使电流计示数为零，记下_。 (4)将将 S2接接 2， 重 新 调 整 滑 动 片， 重 新 调 整 滑 动 片 C 的 位 置 ， 使的 位 置 ， 使 _， 并 记 下， 并 记 下 _。 (5)断开断开 S1、S2，计算待测电源的电动势的表达式为，计算待测电源的电动势的表达式为 Ex_(用实验记录及已知物 理量
7、字母表示 用实验记录及已知物 理量字母表示)。 解析解析 (3)由由(1)、(2)可知金属丝可知金属丝 AB 中的电流保持不变，使电流计指向零刻度，则加 在 中的电流保持不变，使电流计指向零刻度，则加 在 AC 两端的电压等于金属丝上的分压， 即电源电动势等于金属丝上的分压， 根据分压关系 可知，分压之比等于金属丝长度之比，故记录金属丝 两端的电压等于金属丝上的分压， 即电源电动势等于金属丝上的分压， 根据分压关系 可知，分压之比等于金属丝长度之比，故记录金属丝 AC 段的长度即可求得电压之比，故要 记下 段的长度即可求得电压之比，故要 记下 AC 间的长度间的长度 L1。 (4)测量待测电源
8、的电动势，电流方向不变，使电流计指针指向零，再记下测量待测电源的电动势，电流方向不变，使电流计指针指向零，再记下 AC 间的长 度 间的长 度 L2。 (5)电流计电流计 G 中电流为零，则中电流为零，则 AC 段的电压恰好等于接入电源的电动势，设段的电压恰好等于接入电源的电动势，设 AB 上单位 长度的电阻为 上单位 长度的电阻为 r，则有：，则有：I0L1rEs；I0L2rEx，解得：，解得：ExEs。 L2 L1 答案答案 (3)AC 间的长度间的长度 L1 (4)电流计示数为零 电流计示数为零 AC 间的长度间的长度 L2 (5)Es L2 L1 命题角度命题角度 2 消元法消除电表内
9、阻造成的系统误差 消元法消除电表内阻造成的系统误差 例例 2 采用伏安法测量电源电动势 采用伏安法测量电源电动势 E 和内阻和内阻 r 时， 由于电表因素 造成实验的系统误差， 某研究性学习小组对此进行探究实验，设计出 如图所示的测量电源电动势 时， 由于电表因素 造成实验的系统误差， 某研究性学习小组对此进行探究实验，设计出 如图所示的测量电源电动势 E 和内阻和内阻 r 的电路，的电路，E是辅助电源，是辅助电源，A、 B 两点间有一灵敏电流计两点间有一灵敏电流计 G。 (1)请你补充完整实验步骤：请你补充完整实验步骤： 闭合开关闭合开关 S1、S2，调节，调节 R 和和 R使得灵敏电流计的
10、示数为零，这时，使得灵敏电流计的示数为零，这时，A、B 两点的电 势 两点的电 势 A、B的关系是的关系是 A_B(选填“大于”“小于”或“等于”选填“大于”“小于”或“等于”)，读出电流表和电压 表的示数 ，读出电流表和电压 表的示数 I1和和 U1，其中，其中 I1_(选填“大于”“小于”或“等于”选填“大于”“小于”或“等于”)通过电源通过电源 E 的电流 ；的电流 ； 改变滑动变阻器改变滑动变阻器 R、 R的阻值， 重新使得的阻值， 重新使得_， 读出， 读出_ _。 (2)由上述步骤中测出的物理量， 可以得出电动势由上述步骤中测出的物理量， 可以得出电动势 E 的表达式为的表达式为_
11、 _、内阻、内阻 r 的表达式为的表达式为_。 (3)该实验中该实验中 E测 测_E真真， ，r测 测_r真真(均选填“大于”“小于”或“等于” 均选填“大于”“小于”或“等于”)。 解析解析 (1)闭合开关闭合开关 S1、 S2， 调节， 调节 R 和和 R使得灵敏电流计的示数为零， 这时，使得灵敏电流计的示数为零， 这时， A、 B 两点的电势两点的电势 A、B的关系是的关系是 A等于等于 B，读出电流表和电压表的示数，读出电流表和电压表的示数 I1和和 U1，电流表测量 的是干路上的电流，即 ，电流表测量 的是干路上的电流，即 I1等于通过电源等于通过电源 E 的电流。改变滑动变阻器的电
12、流。改变滑动变阻器 R、R的阻值，重新 使得灵敏电流计示数为零，读出电流表和电压表的示数 的阻值，重新 使得灵敏电流计示数为零，读出电流表和电压表的示数 I2和和 U2。 (2)根据闭合电路欧姆定律得：根据闭合电路欧姆定律得：EI1rU1，EI2rU2，解得：，解得：EU1， I1 U 2 U1 I1I2 r。 U2U1 I1I2 (3)两次测量， 调节两次测量， 调节 R 和和 R使得灵敏电流计的示数为零， 使得使得灵敏电流计的示数为零， 使得 AB 之间的等效电阻为零， 利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差，所以 之间的等效电阻为零， 利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差，所以 E测
13、测等于 等于 E真 真， ，r测 测等于 等于 r真 真。 。 答案答案 (1)等于 等于 灵敏电流计示数为零电流表和电压表的示数等于 等于 灵敏电流计示数为零电流表和电压表的示数 I2和和 U2 (2)EU1 r (3)等于 等于等于 等于 I1 U 2 U1 I1I2 U2U1 I1I2 创新点创新点(二二) 实验器材的等效与替换 实验器材的等效与替换 命题角度命题角度 1 测量导电液体的电阻率 测量导电液体的电阻率 例例1 某兴趣小组欲通过测量工业污水 某兴趣小组欲通过测量工业污水(含多种重金属离子含多种重金属离子)的电阻 率来判断某工厂废水是否达到排放标准 的电阻 率来判断某工厂废水是
14、否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值一般工业废水电阻率的达标值 200 m)。如图甲所示为该同学所 用盛水容器，其左、右两侧面为金 属薄板 。如图甲所示为该同学所 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 ， 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 a40 cm，宽，宽 b20 cm，高，高 c10 cm，将水样注满容器后， 用多用电表粗测 水样电阻约为 ，将水样注满容器后， 用多用电表粗测 水样电阻约为 2 750 。 (1)为精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如
15、下实验器材：为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电流表电流表(量程量程 5 mA，电阻，电阻 RA为为 50 ) B电压表电压表(量程量程 15 V，电阻，电阻 RV约为约为 10 k) C滑动变阻器滑动变阻器(020 ，额定电流，额定电流 1 A) D电源电源(12 V，内阻约，内阻约 10 ) E开关一只、导线若干开关一只、导线若干 请在图乙实物图中完成电路连接。请在图乙实物图中完成电路连接。 (2)正确连接电路后，闭合开关，测得一组正确连接电路后，闭合开关，测得一组 U、I 数据；再调节滑动变阻器，测出一系列 数据如表所示，请在如图丙所示的坐标纸中作出 数据
16、；再调节滑动变阻器，测出一系列 数据如表所示，请在如图丙所示的坐标纸中作出 UI 关系图线。关系图线。 U/V2.03.86.88.010.211.6 I/mA0.731.362.202.893.664.15 (3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率约为由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率约为_m(计算结果保留到个 位 计算结果保留到个 位)。据此可知，所得水样。据此可知，所得水样_(填“达标”或“不达标”填“达标”或“不达标”)。 解析解析 (1)因为要精确测量电阻值， 需要电路中电压有较大的变化范围， 而滑动变阻器 阻值比待测电阻小得多，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又电流表内阻
17、已知，则采 因为要精确测量电阻值， 需要电路中电压有较大的变化范围， 而滑动变阻器 阻值比待测电阻小得多，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又电流表内阻已知，则采 用电流表内接法，电路连接如图用电流表内接法，电路连接如图 1 所示。所示。 (2)UI 图线如图图线如图 2 所示。所示。 (3)由图由图 2 所作图线斜率可知，总电阻为所作图线斜率可知，总电阻为 2 727 ，又，又 RR总 总 RA2 677 ，根据电阻 定律 ，根据电阻 定律 R ，代入数据得，代入数据得 134 m0)。设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作。设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作。 (1)按电路图连接好
18、实验器材。按电路图连接好实验器材。 (2)将 滑 动 变 阻 器 滑 片将 滑 动 变 阻 器 滑 片 P 滑 到滑 到 _(填填 “a”或或 “b”)端 ， 单 刀 双 掷 开 关端 ， 单 刀 双 掷 开 关 S 掷 于掷 于 _(填填“c”或或“d”)端，调节滑片端，调节滑片 P 使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片 P 位置不 动，设此时电路总电阻为 位置不 动，设此时电路总电阻为 R，断开电路。，断开电路。 (3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降 5 ，就将开关
19、，就将开关 S 置于置于 d 端，并记录此时的温度端，并记录此时的温度 t 和对应的电流计的示数和对应的电流计的示数 I，然后断开开关。请根据温度计的 设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式 ，然后断开开关。请根据温度计的 设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号用题目中给定的符号)I_。 (4)根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计。根据改 装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在 根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计。根据改 装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_(填“左”或“右”填“左”或“右”)
20、侧，刻度 线分布是否均匀？ 侧，刻度 线分布是否均匀？_(填“是”或“否”填“是”或“否”)。 解析解析 (2)根据实验的原理可知， 滑动变阻器起到保护电路的作用， 首先需要选取合适 的滑动变阻器的电阻值，结合使用滑动变阻器的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器 滑片 根据实验的原理可知， 滑动变阻器起到保护电路的作用， 首先需要选取合适 的滑动变阻器的电阻值，结合使用滑动变阻器的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器 滑片 P 滑到滑到 a 端，以保证电路安全；然后将单刀双掷开关端，以保证电路安全；然后将单刀双掷开关 S 掷于掷于 c 端，调节滑片端，调节滑片 P 使电流 计满偏，设此时电路总
21、电阻为 使电流 计满偏，设此时电路总电阻为 R，断开电路。，断开电路。 (3)当温度为当温度为 t 时，热敏电阻的阻值与摄氏温度时，热敏电阻的阻值与摄氏温度 t 的关系为 ：的关系为 ： Rtakt，根据闭合电路的 欧姆定律可得， ，根据闭合电路的 欧姆定律可得，I。 E R Rt E Ra kt (4)由电流与温度的关系式可知，温度越高，电流计中的电流值越小，所以低温刻度在 表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的。 由电流与温度的关系式可知，温度越高，电流计中的电流值越小，所以低温刻度在 表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的。
22、 答案答案 (2)a c (3) (4)右 否右 否 E Ra kt 命题角度命题角度 2 自动控制电路设计与调整 自动控制电路设计与调整 例例 2 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过内阻很小，流过的电流超过 Ic时就 会报警 时就 会报警)，电阻箱，电阻箱(最大阻值为最大阻值为 999.9 )，直流电源，直流电源(输出电压为输出电压为 U，内阻不计，内阻不计)，滑动变阻
23、器，滑动变阻器 R1(最大阻值为最大阻值为 1 000 )，滑动变阻器，滑动变阻器 R2(最大阻值为最大阻值为 2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若 干。 ，单刀双掷开关一个，导线若 干。 在室温下对系统进行调节。已知在室温下对系统进行调节。已知 U 约为约为 18 V，Ic约为约为 10 mA；流过报警器的电流超过；流过报警器的电流超过 20 mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在 60 时阻值为时阻值为 650.0 。 (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。完成待调节的报警系统原理电路图的连线。 (2
24、)电路中应选用滑动变阻器电路中应选用滑动变阻器_(填填“R1”或或“R2”)。 (3)按照下列步骤调节此报警系统：按照下列步骤调节此报警系统： 电路接通前， 需将电阻箱调到一固定的阻值， 根据实验要求， 这一阻值为电路接通前， 需将电阻箱调到一固定的阻值， 根据实验要求， 这一阻值为_ ； 滑动变阻器的滑片应置于 ； 滑动变阻器的滑片应置于_(填填“a”或或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是端附近，不能置于另一端的原因是 _； 将开关向将开关向_(填填“c”或或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_ _。 (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，
25、将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 解析解析 (1)电路图连接如图所示。电路图连接如图所示。 (2)报警器开始报警时，对整个回路有报警器开始报警时，对整个回路有 UIc(R滑 滑 R热 热)，代入数据可得 ，代入数据可得 R滑 滑 1 150.0 ，因此滑动变阻器应选择，因此滑动变阻器应选择 R2。 (3)在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器 报警时热敏电阻的阻值，即为 在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器 报警时热敏电阻的阻值，即为 650.0
26、。滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于。滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于 b 端附近，若置于另一端端附近，若置于另一端 a，闭合开关时，电路中的电流，闭合开关时，电路中的电流 I A27.7 mA，超过报警器，超过报警器 18 650.0 最大电流最大电流 20 mA，报警器可能损坏。开关应先向，报警器可能损坏。开关应先向 c 端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直 至报警器开始报警为止。 端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直 至报警器开始报警为止。 答案答案 (1)连线见解析图 连线见解析图 (2)R2 (3)650.0 b 接通电源后， 流过报警器的电流会超 过 接通电源后， 流过报警器
27、的电流会超 过 20 mA，报警器可能损坏 ，报警器可能损坏 c 报警器开始报警 报警器开始报警 电学设计型实验常用的方法电学设计型实验常用的方法 1转换法：将不易测量的物理量转换成可以转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于或易于)测量的物理量进行测量，然后再 反求待测物理量的值， 这种方法叫转换测量法 测量的物理量进行测量，然后再 反求待测物理量的值， 这种方法叫转换测量法(简称转换法简称转换法)。 如在测量金属电阻率的实验中， 虽然无法直接测量电阻率，但可以通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出 其电阻，最后计算出它的电阻率。 。 如在测量金属电阻率的实验中， 虽然无法直接
28、测量电阻率，但可以通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出 其电阻，最后计算出它的电阻率。 2替代法：用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复 到替代前的状态，则被测量等于标准量。 替代法：用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复 到替代前的状态，则被测量等于标准量。 3控制变量法：研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中一个或几个物 理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结。如探究电阻的 决定因素实验。 控制变量法：研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中一个或几个物 理量不变，分别研究这个物理量
29、与其他各物理量的关系，然后再归纳总结。如探究电阻的 决定因素实验。 专题强训提能专题强训提能 1(2018新疆模拟新疆模拟)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势 E 和内阻和内阻 r，可供选 择的实验器材有：待测电源 ，可供选 择的实验器材有：待测电源(电动势约电动势约 6 V，内阻约，内阻约 1 )，定值电阻，定值电阻 RA(阻值阻值 10 )和和 RB(阻 值 阻 值 1 )，滑动变阻器，滑动变阻器 R(最大阻值最大阻值 10 )，电流表，电流表 A(量程量程 0.6 A，内阻约，内阻约 1 )，电压表，电压表 V(量程量程 5 V，内阻约，内阻
30、约 10 k)，开关，开关 S，导线若干。请回答下列问题：，导线若干。请回答下列问题： 系系统 统通通法法 (1)图甲为该同学设计的电路图的一部分，将电路补充完整。图甲为该同学设计的电路图的一部分，将电路补充完整。 (2)图甲中的图甲中的 R1应选应选_(填填“RA”或或“RB”)。 (3)改变滑动变阻器接入电路的阻值，分别记下几组电压表的示数改变滑动变阻器接入电路的阻值，分别记下几组电压表的示数 U 和相应电流表的示 数 和相应电流表的示 数 I；以；以 U 为纵坐标，为纵坐标，I 为横坐标，作为横坐标，作 UI 图线如图乙所示，并求出图线如图乙所示，并求出 UI 图线在横轴上的截 距 图线
31、在横轴上的截 距 a 和在纵轴上的截距和在纵轴上的截距 b， 请选用待测电源电动势， 请选用待测电源电动势 E、 内阻、 内阻 r、 定值电阻、 定值电阻 R1和和 R2， 写出， 写出 a、 b 的表达式，的表达式，a_，b_，代入相应数值即可得，代入相应数值即可得 E 和和 r 的测量值。的测量值。 解析：解析：(1)由于滑动变阻器的最大阻值过小，使电压表测量范围 较小，所以 由于滑动变阻器的最大阻值过小，使电压表测量范围 较小，所以 R1应采用与滑动变阻器总阻值接近的应采用与滑动变阻器总阻值接近的 RA； R2起保护电路 的作用，故可以采用阻值较小的 起保护电路 的作用，故可以采用阻值较
32、小的 RB； 由于电流表内阻与等效内阻接 近， 为了减小误差， 应采用相对电源的电流表外接法， 电路图如图所示。 ； 由于电流表内阻与等效内阻接 近， 为了减小误差， 应采用相对电源的电流表外接法， 电路图如图所示。 (2)由以上分析可知，题图甲中的由以上分析可知，题图甲中的 R1应选择应选择 RA。 (3)根据闭合电路欧姆定律可知 ：根据闭合电路欧姆定律可知 ： UEI(R2r)，由此可知，图像与纵轴的截距，由此可知，图像与纵轴的截距 bE， 图像与横轴的截距为短路电流，故 ， 图像与横轴的截距为短路电流，故 a。 E R2r 答案：答案：(1)见解析图 见解析图 (2)RA (3) E E
33、 R2r 2.(2018宜宾检测宜宾检测)某同学利用如图甲所示电路测量自来水的 电阻率， 其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上 加有阀门 某同学利用如图甲所示电路测量自来水的 电阻率， 其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上 加有阀门 K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞 (活塞电阻可忽略活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。 实验器 材还有 ： 电源 ，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。 实验器 材还有 ： 电源(电动势约为电动势约为 3 V，内阻不可忽略，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表，两个
34、完全相同的电流表 A1 、A2(量程为量程为 3 mA，内阻不计，内阻不计)，电阻箱，电阻箱 R(最大阻值为最大阻值为 9 999 )，定值电阻，定值电阻 R0(可供选择的阻值有可供选择的阻值有 100 、 1 k、10 k)，开关，开关 S，导线若干，刻度尺。，导线若干，刻度尺。 实验步骤如下：实验步骤如下： A测得圆柱形玻璃管内径测得圆柱形玻璃管内径 d20 mm； B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L； C连接好电路，闭合开关连接好电路，闭合开关 S，调整电阻箱阻值，读出电流表，调整电阻箱阻值，读出电流表 A1 、A2示数，分别记
35、为示数，分别记为 I1、I2，记录电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值 R； D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤 B、C； E断开断开 S，整理好器材。，整理好器材。 (1)为了较好的完成该实验，定值电阻为了较好的完成该实验，定值电阻 R0应选应选_。 (2)玻璃管内水柱的电阻玻璃管内水柱的电阻 Rx的表达式的表达式 Rx_(用用 R0、R、I1、I2表示表示)。 (3)若在上述步骤若在上述步骤 C 中每次调整电阻箱阻值，使电流表中每次调整电阻箱阻值，使电流表 A1 、 A2 示数均相等，利用记录的多组水柱长度示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电
36、阻箱阻值和对应的电阻箱阻值R的 数据，绘制出如图乙所示的 的 数据，绘制出如图乙所示的 RL 关系图像，则自来水的电阻率关系图像，则自来水的电阻率 _m(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)。 在用本实验方法测电阻率实验 中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相 比将 。 在用本实验方法测电阻率实验 中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相 比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 解析：解析：(1)电源电动势为电源电动势为 3 V，电流表的量程为，电流表的量程为 3 mA，则最小电阻，则最小电阻 R E I 3 3
37、 10 3 1 k，故定值电阻，故定值电阻 R0选选 1 k 的即可。的即可。 (2)玻璃管内水柱的电阻玻璃管内水柱的电阻 Rx满足满足 I1RxI2(R0R)，即，即 Rx。 I2 R 0 R I1 (3)当当 I1I2时，时，RxR0R，即，即 R0R，则，则 R LR0，由题图乙可知： ，由题图乙可知： L S S S /m5104 /m，S 2 d2，则，则 5104 3.14(2010 3)2 4.0 1.0 103 0.1 ( ( d 2) ) 1 4 1 4 m16 m；若电流表内阻不能忽略，则：；若电流表内阻不能忽略，则：RxrAR0RrA，即，即 RxR0R，则表达 式不变，
38、自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。 ，则表达 式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。 答案：答案：(1)1 k (2) (3)16 不变 不变 I2 R 0 R I1 3某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和和 a1b1固定在 同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁 固定在 同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出未画出)的的 N 极位于两导轨的正上方，极位于两导轨的正上方，S 极位于 两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 极位于 两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两
39、导轨垂直。 (1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关 闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。 在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关 闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。 (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A适当增加两导轨间的距离适当增加两导轨间的距离 B换一根更长的金属棒换一根更长的金属棒 C适当增大金属棒中的电流适当增大金属棒中的电流 其中正确的是其中正确的是_(填入正确选项前的标号填入正确选项前的标号)。 解析：解析：(1)实验电路连
40、线如图所示。实验电路连线如图所示。 (2)为使金属棒获得更大的速度，则金属棒运动时需要更大的加速度，根据牛顿第二定 律有 为使金属棒获得更大的速度，则金属棒运动时需要更大的加速度，根据牛顿第二定 律有 a，所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距离都可以使加速度增大。，所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距离都可以使加速度增大。 BIL m 故选项故选项 A、C 正确，正确，B 错误。错误。 答案：答案：(1)见解析图 见解析图 (2)AC 4 (2018全国卷全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值， 图中的阻
41、值， 图中 R0为标准定值电阻为标准定值电阻(R020.0 )；可视为理想电压表 ；可视为理想电压表 ； S1为单刀开关，为单刀开关，S2为单刀双掷开关 ；为单刀双掷开关 ； E 为电源；为电源；R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： (1)按照实验原理线路图按照实验原理线路图(a)，将图，将图(b)中实物连线。中实物连线。 (2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1。 (3)将开关将开关 S2掷于掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数的示数
42、 U1； 然后将 ； 然后将 S2掷于掷于 2 端，记下此时电压表端，记下此时电压表的示数的示数 U2。 (4)待测电阻阻值的表达式待测电阻阻值的表达式 Rx_(用用 R0、U1、U2表示表示)。 (5)重复步骤重复步骤(3)，得到如下数据。，得到如下数据。 12345 U1/V0.250.300.360.400.44 U2/V0.861.031.221.361.49 U2 U1 3.443.433.393.403.39 (6)利用上述利用上述 5 次测量所得的平均值，求得次测量所得的平均值，求得 Rx_。(保留一位小数保留一位小数) U2 U1 解析：解析：(1)实物连线如图所示。实物连线如
43、图所示。 (4)由于由于为理想电压表，故为理想电压表，故 S2接接 1 或接或接 2 时流过时流过 R0、Rx的电流相等。根据欧姆定律和 串联电路的特点得，解得 的电流相等。根据欧姆定律和 串联电路的特点得，解得 RxR0。 U1 R0 U2 R0Rx ( ( U2 U1 1 ) ) (6)求出求出 5 次的平均值为次的平均值为 3.41，代入，代入 RxR0，得，得 Rx48.2 。 U2 U1 ( ( U2 U1 1 ) ) 答案：答案：(1)见解析图 见解析图 (4)R0 (6)48.2 ( ( U2 U1 1 ) ) 5(2019 届高三届高三枣庄模拟枣庄模拟)某探究小组测量直流恒流源
44、的输出电流某探究小组测量直流恒流源的输出电流 I0和定值电阻和定值电阻 Rx的 阻值，电路如图甲所示。 的 阻值，电路如图甲所示。 实验器材如下：实验器材如下： 直流恒流源直流恒流源(电源输出的直流电流电源输出的直流电流 I0保持不变，保持不变，I0约为约为 0.8 A)； 待测电阻待测电阻 Rx(阻值约为阻值约为 20 )； 滑动变阻器滑动变阻器 R(最大阻值约为最大阻值约为 70 )； 电压表电压表 V(量程量程 15 V，内阻约为，内阻约为 15 k)； 电流表电流表 A(量程量程 0.6 A，内阻约为，内阻约为 0.2 )； 开关一个，导线若干。开关一个，导线若干。 请回答下列问题：请
45、回答下列问题： (1)实验所用器材如图乙所示，图中部分实物电路已经连接好，请完成剩余实验电路的 连接。 实验所用器材如图乙所示，图中部分实物电路已经连接好，请完成剩余实验电路的 连接。 (2)开关开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应滑动到应滑动到_(选填选填“a”或或“b”)处。处。 (3)所得实验数据如表所示；请在图丙所示的直角坐标系上画出所得实验数据如表所示；请在图丙所示的直角坐标系上画出 UI 图像。图像。 12345 电流表的示数电流表的示数 I/A0.200.300.400.500.60 电压表的示数电压表的示数 U/V13.912.110.27.66.1 (4)根据所画根据所画 UI 图像，可求得直流恒流源输出电流图像，可求得直流恒流源输出电流 I0_A，待测电阻的阻值，待测电阻的阻值 Rx_(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)。 解析：解析：(1)实验电路连接如图实验电路连接如图 1 所示。所示。 (2)为了让电流表的示数由最小值开始变化，并保证开关为了让电流表的示数由最小值开始变化，并保证开关 S 闭合时，流过电流表的电流 不会超过电流表量程， 故开关 闭合时，流过电流表的电流 不会超过电流表量程， 故开关 S 闭合前， 滑动变阻器滑片闭合前， 滑动变