2013年高考物理二轮复习精品学案专题三十六：创新实验
文档属性
| 名称 | 2013年高考物理二轮复习精品学案专题三十六：创新实验 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 新人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-01-20 00:00:00 | ||
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文档简介
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2013高考二轮复习专题精品学案
高考二轮专题复习精品学案专题三十六
专题三十六、创新实验
【重点知识解读】
创新实验包括力学创新实验和电学实验。创新设计性实验通常采用嫁接、组合、整合等方法将两个实验、或实验与习题等精选有机结合，编制出新颖的电学创新设计性实验题，以达到高考综合考查能力的目的。
所谓力学创新实验就是应用力学实验器材和力学实验知识进行的其它实验，包括“探究受到空气阻力时物体运动速度随时间的变化规律”实验，有关测量角速度、圆周运动周期的实验，探究与弹性势能相关因素实验等。
【高考命题动态】
创新实验是近年高考命题的新亮点。高考对创新实验的考查立足于教材实验，重点考查灵活应用知识的能力。
【最新高考题分析】
典例1.（2012·海南物理）.水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点，如图（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的值是根据t值计算得出的）
（1）根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作—x图线。
（2）回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）
①已知点(0，0)在—x图线上，从—x图线看，与x是什么关系？
②从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系？
③当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的Ek是什么关系？
④综合以上分析，Ep与x是什么关系？
答案：（1）—x图线如图。
（2）①与x成正比。②Ek与()2成正比。③Ep=Ek ④Ep与x2成正比。
解析：（1）根据表中数据，用描点法在图(b)中的方格纸上作出的—x图线如图。
（2）①根据点(0，0)在—x图线上，—x图线是直线，所以与x是成正比关系。
②滑块从O点运动到A点做匀速运动，设OA=s，匀速运动的速度为v，则有s=vt，v与成正比。小滑块动能Ek=mv2，所以Ek与()2成正比。
③由能量守恒定律，当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的Ek相等，即Ep=Ek。
④综合以上分析，Ep与x2成正比。
典例2（2012年新课标理综第23题）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。[来（1）在图中画线连接成实验电路图。
（2）完成下列主要实验步骤中的填空。
①按图接线。
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。
（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
.答案：（1）连接成的实验电路图如图。
（2）③重新处于平衡状态； 电流表的示数I 此时细沙的质量m2.
④D的底边长度L
（3）g。
（4）m2.> m1.
解析：将电源、开关、电流表、电阻箱和U形金属框连接成闭合电路。设U形金属框质量m，开关S断开，有m1g=mg。闭合开关S，有m2g=mg+BIL。联立解得：B=g。若m2.> m1.，U形金属框所受安培力向下，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
【考点定位】此题考查电路实验、安培力及其相关知识。
典例3：(2009年四川理综第22题)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器()、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1；改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________.
解析：将滑动变阻器、电流表、电池、开关串联在一起连在导轨的C、D两端构成闭合电路。
弹簧对杆的作用力与杆受到的安培力平衡，设弹簧原长为L0。对图示的电流方向，由平衡条件，BI1d=k(x1- L0)；,BI2d=k(x2- L0)，
联立解得：k=。
若设计的电路电池正负极相反，由平衡条件，BI1d=k(L0- x1)；,BI2d=k(L0-x2)，
联立解得：k=。
答案：①设计的电路如图。
②或（3分）
点评：轻弹簧被压缩或拉伸，在弹性限度内，其弹力都遵循胡克定律。
【最新模拟题训练】
1、（6分）（2012年4月上海崇明县二模）一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为d=40cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线，如图1所示．在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹（若此过程转台转过不到一圈）．将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图2所示．
（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离S1= cm，速度最小的雾滴到标志线的距离S2= cm；
（2）如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0= （用字母表示）；
（3）如果以纵坐标表示雾滴速度v0、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数，画出v0-图线，如图3所示，则可知转台转动的周期为 s．
1.答案：（1）2.1, 2.9（2）
（3）1.6（2分）
解析：速度最大的雾滴到标志线的距离最小，S1=2.1cm，速度最小的雾滴到标志线的距离最大，S2=2.9cm；由=解得雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0=。v0-图线的斜率k=，可知转台转动的周期为1.6s。
2.（2012年3月青岛市高三一模）物理实验小组利用如图所示的自制实验装置进行探究实验．沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合；在墙上，距离地面高度为 L 的 P 点固定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体 A、B．开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直， 通过刻度尺，记录 A、B 两物体距离地面的高度为 h；然后，同时由静止释放 A、B 物体，较重的 A 物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的 B 物体仍向上运动，观察B 物体所能到达的最大高度为 H，并记录下来．
①根据上述测量的物理量可计算 A、B 两物体质量之比= ；
②用天平测量两物体质量，所得 A、B 两物体质量之比，与上述①所得数据略有差距，试分析造成误差的原因 ；
③若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有哪些
；
④若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的 B 物体不至于碰到定滑轮，那么，丝线所需的长度不应小于 ．
2．(12分)答案：（2）①= =（2分）
② 存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差（回答出任一个均给分）（2分）
③ 多次测量取平均值（其它答案只要合理均给分）（2分）
④4L/3（2分）
解析：（2）静止释放 A、B 物体，做匀加速直线运动，mAg- mBg=( mA+mA)a，A 物体与地面相碰后B物体速度v=，相碰后B物体做竖直上抛运动，2g(H-2h)=v2，联立解得=.。造成误差的原因是：存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差。若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有：多次测量取平均值。若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的 B 物体不至于碰到定滑轮，B竖直上抛的最大初速度为，由2gh=2g(H-2h)可得H=3h，由图可知，L>H，那么，丝线所需的长度不应小于2L-2h，联立解得丝线所需的长度不应小于4L/3。
3.（2012年4月山东枣庄二模）
（I）研究小组通过分析、研究发现，弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn，其中，C为与弹簧本身性质有关的已知常量；为了进一步探究n的数值，通常采用取对数作函数图象的方法来确定。为此他们设计了如图所示的实验装置，L型长直平板一端放在水平桌面上，另一端放在木块P上；实验开始时，移动木块P到某一位置，使小车可以在板面上做匀速直线运动。弹簧一端固定在平板上端，在平板上标出弹簧未形变时另一端位置O，A点处放置一光电门，用光电计时器记录小车的挡光板经过光电门的挡光时间。
（1）某同学建议按以下步骤采集实验数据，
以便作出lgv与lgx的函数图象：
A．用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d
B．用天平称出小车的质量m
C．用刻度尺分别测出OA距离L，O点到桌面的高度h1，A点到桌面的高度h2
D．将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t
E．改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤D
根据实验目的，你认为必须的实验步骤是____；
（2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，则小车过A点的速度v= ；
（3）取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，根据实验数据描点画出，如图所示的图象。已知该直线与纵轴交点的坐标为（0，a），与横轴交点的坐标为（-b，0）；由图可知，n= 。
3.答案：（1）ADE（2）d/t（1）2a/b
解析：（1）由于是探究弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn中n的数值，需要测量出x和EP，根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能EP等于小车动能，由光电门测出小车速度。因此，根据实验目的，必须的实验步骤是：用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d；将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t；改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤D。
（2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，根据速度定义，则小车过A点的速度v=d/t；
（3）由EP=Cxn，EP=mv2，联立解得v2=2xn，两边取对数，2lgv=lg(2)+nlgx，变换成lgv=lg(2)+nlgx，由此可知，取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，lgv—lgx图线斜率等于n，所以n=2a/b。
4.（2012年5月湖北武汉冲刺训练）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流出均匀稳定）；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变s，重复以上操作；
⑤将测得的数据记录在表格中。
（1）该实验用量筒中收集的水量来表示 。
A．水箱中水的体积 B．水从水箱中流出的速度
C．滑块下滑的时间 D．滑块下滑的位移
（2）某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V，若实验正常，你估计V= mL；若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，水量V将 （填“增大”、“不变”或“减小”）；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，水量V将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）下列说法中不属于该实验误差来源的是 。
A．水从水箱中流出不够稳定
B．滑块开始下滑和开始流水不同步
C．选用的斜面不够光滑
D．选用了内径较大的量筒
4.答案：（1）C（2）74 不变 减少 （3）C
解析：（1）实验方案利用流到量筒中水量确定时间的长短，所以该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的时间，选项C正确。
（2）将水量一栏的数据二次方，可以看出，s与水量的二次方成正比，所以V2=8100×2/3=5400，V=74 mL；。若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，滑块下滑的加速度不变，水量V将不变；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，滑块下滑的加速度增大，水量V将减少。
5．（6分）（2012年5月上海浦东三模）汽车正在走进我们的家庭。研究发现，在无风状态下，汽车在高速行驶时受到的空气阻力Ff主要与汽车正面投影面积S和汽车行驶速度v有关。通过汽车在风洞实验室模拟实验得到如下数据：
（1）请根据表中数据在（a）图中作出正面投影面积为3.5m2的汽车的Ff-v图线；为求出此汽车的Ff与v间的具体关系，请你选择合适的坐标轴，在（b）图中作出线性图线。
（2）汽车受到的空气阻力Ff与汽车正面投影面积S、行驶速度v的关系为Ff＝______（式中的比例系数用数值表示）。
（3）影响上式中比例系数大小的可能因素为___________________（至少写出两个）。
5．（6分）答案：（1）如图下所示
（2）Ff=0.25Sv2。（3）空气密度、车的外形等。
解析：根据表中数据，速度增大到原来的2倍，汽车在高速行驶时受到的空气阻力Ff增大到原来的4倍，所以Ff与v2成正比。可以选择v2为横坐标轴，Ff为纵坐标轴作出线性图线。
根据画出的线性图线可得Ff=0.25Sv2。影响上式中比例系数大小的可能因素为空气密度、车的外形等。
6．（4分）（2012年5月西安长安一中质检）如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，
受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定
的板做圆弧形移动：B固定不动，通过光滑铰链连接长
0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架，保持
杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ。
②对两个传感器进行调零。
③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数。
④取下钩码，移动传感器A改变θ角复复上述实验步骤，得到表格，
根据表格，A传感器对应的是表中力____（选填“F1”或“F2”）：钩码质量为 kg（保留一位有效数字）。
6.答案：F1 0.05
解析：根据力的分解，AO细绳中为拉力，A传感器对应的是表中力F1。当θ=30°时，对钩码重力进行分解，根据力分解图中的几何关系可得，钩码重力为0.5N，钩码质量为0.05kg。
7.在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节。下面的表格中的数据分别是两组同学在物体做直线运动过程中测得的位移x和时间t的数据记录。
物体运动的起止点
所测的
物理量
测量次数
1
2
3
4
5
A→B
时间t(s)
0.55
1.09
1.67
2.23
2.74
位移x(m)
0.25
0.51
0.75
1.00
1.26
C→D
时间t(s)
0.89
1.24
1.52
1.76
1.97
位移x(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
请你对表格中的数据进行分析，写出你分析处理数据的方法、过程。并分别得出物体从A→B和C→D的过程中x随t变化的规律。
（1）你选择的处理数据的方法是公式计算法还是描点作图法？
（2）若选择公式计算法，请写出所用公式及计算分析过程；若选择描点作图法，则在下列网格图上作图并叙述你作图分析的过程。
（3）通过上述处理，你认为物体：
从A→B的过程中x随t变化的规律是：
从C→D的过程中x随t变化的规律是：
7. 【答案】（1）作图法
（2）根据表格中提供的数据分别画出A→B过程的s-t图甲和C→D的s-t图乙。由于图甲为倾斜直线，所以物体从A到B的运动为匀速直线运动，由于图乙为曲线，但是该图线接近于二次函数的图像，通过转换变量，作x-t2图像如图丙，x-t2呈线性变化关系，所以从C→D的运动为初速度为零的匀加速直线运动。
（3）x=0.45t，x=0.325 t2。
【解析】由于是探究物体直线运动的规律，不能采用公式计算法处理实验数据，所以选择的处理数据的方法是：作图法。
处理数据的过程：根据表格中提供的数据分别画出A→B过程的x-t图甲和C→D的x-t图乙。
从甲图中可见：A→B过程的x-t图为倾斜直线，在误差允许的范围内，物体从A到B的运动为匀速直线运动，从图线的斜率可求得物体运动速度v==0.45m/s ， 物体从A→B过程x随t变化的规律是： 物体做匀速直线运动，x=0.45t 。
从乙图中无法直接判断x、t之间的关系，但是该图线接近于二次函数的图像。为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作x-t2图像，为此求得表格如下：
C→D
时间t(s)
0.89
1.24
1.52
1.76
1.97
新变量t2(s2)
0.79
1.54
2.31
3.10
3.88
位移s(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
依据上表中的t2、、s数据可作图如丙。从图像中看出x-t2呈线性变化关系，x-t2图像斜率为k=0.325，所以x=0.325 t2。
【点评】此题通过测出各个时刻物体的位移，利用位移图像探究物体的运动规律。若图像不是直线要根据变化趋势，通过转换自变量，化曲为直，以便寻找变化规律。
8．（2012年3月江西省六校联考）某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1Ω。为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有：
直流电源E，电压6V，内阻不计；
小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3kΩ；
电压表V2，量程0～6V，内阻约15kΩ；
电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1Ω；
电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5Ω；
滑动变阻器R，0～10Ω，2A；
电键S一只，导线若干。
（1）首先要比较精确测量电动机的线圈电阻r。根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选 。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r= Ω，这个结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。
（2）在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。（标明所选器材的符号）
（3）当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是 W。
8.答案： ①V1 0.5 小
②研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。
③1.72
解析：使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选量程0～0.6V的电压表V1。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r=0.5Ω，这个结果实质是电动机与电压表并联的等效电阻，比真实值偏小。研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图采用电流表内接的分压电路。当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示为0.40A，此时电动机的输入功率为UI=4.5×0.40W=1.80W，由UI=P+I2r解得输出功率是P=1.72W。
9. （2012年4月上海普陀区二模）如甲图所示，一根水平金属丝置于匀强磁场B中，与竖直放置的导轨有良好的接触，不计金属丝与导轨间的摩擦。可变电源可以提供任一方向的电流。金属丝由质量不计的棉线与弹簧秤连接，可以沿竖直方向上下滑动。弹簧秤在没有任何负载时，读数恰好为零。现测得多组实验数据，并作出如图乙所示的图像。
（1）在甲图中，当弹簧秤的读数为零时，流过水平金属丝的电流为________ A ，方向为
（填顺时针或逆时针）；
（2）在乙图中，作出磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时的图线。
9．答案：（1） -3.5A， 顺时针方向。
（2） 根据F=5I+35，描点可作出图线如图。
解析：延长图线，与横轴交点坐标为弹簧秤的读数为零时流过水平金属丝的电流I=-3.5A。由左手定则可判断出电流方向为顺时针方向。图乙中，图线对应的函数关系F=10I+35，对水平金属丝，F=BIL+mg。磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时，图线函数关系为F=5I+35，描点可作出图线如图所示。
10.（浙江省2012年2月四校联考）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：
（1）某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象，用如图所示电路进行探究，a、b、 c、d是四种不同的金属丝。
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.80
0.80
B
镍铬合金
0.50
0.50
C
镍铬合金
0.30
0.50
D
镍铬合金
0.30
1.00
E
康铜丝
0.30
0.50
F
康铜丝
0.80
0.80
电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝，则d应选上表中的_______（用表中编号A、B、C、D、E、F表示）。
（2）另一小组用一个标称值为15Ω的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下：
A．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
B．电压表V2，量程3V，内阻约3kΩ
C．滑动变阻器Rx，全电阻约15Ω（电阻丝绕
制紧密，匝数清晰可数）
D．滑动变阻器R，全电阻约10Ω
E．直流电源E，电动势9V，内阻不计
F．游标卡尺
G．毫米刻度尺
H．电键S，导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器Rx的全电阻
值，将实物测量电路图中的连接线补充完整。
②探究中需要测量滑动变阻器Rx的电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。
电阻丝的直径表达式为： 。
要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。
电阻丝的长度表达式为： 。
10．答案：（1）E
（2）①如右图
②
方法一：用毫米刻度尺和游标卡尺
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用毫米刻度尺测量
所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n；
用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=nπ(D-)，也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=nπ(D+)。
方法二：只用游标卡尺。
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1 和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为d=
电阻丝总长度l=π（D1+D2）。
解析：只要方法合理，得出的表达式正确即可。
11.（2012年云南二模）一小功率直流用电器T,额定电压为10V，内阻约20Ω,为测量其额定功率，某同学选用了如下器材：
待测用电器（用表示）
电源E (电动势15V)
电压表（量程0?3V,内阻Rv=3kΩ)
电流表（量程0?0.6A,内阻约2Ω)
滑动变阻器(0?50Ω)
定值电阻R0 (阻值9kΩ)
开关和导线若干
(1) 请在图中方框内画出实验电路图；
(2) 实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为____V时，用电器处于额定工作状态；此时电流表示数如图所示，则该用电器的额定功率为____W。（计算结果保留二位有效数字）
11.答案：（1）电路图如图所示。（2）2.50
解析：由于用电器T额定电压为10V，需要将量程0?3V的电压表串联定值电阻改装成量程为12V的电压表。实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，用电器两端电压为4×2.5V=10V,处于额定工作状态；此时电流表示数为0.42A，则该用电器的额定功率为P=10×0.42W=4.2W。
12. (10分）（2012年4月·温州二模）某实验小组想探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，实验步骤如下。
步骤一：准备器材：刚开封的新电池、电压表(量程3V、内阻较大)、电流表（量程0.6A、内阻很小)、滑动变阻器、电键、导线。
步骤二：将电池放在充电器上充电，直到显示充电完毕。
步骤三：:甲同学取下电池，将其与其它器材搭配，设计出了图(1)所示的电路。
问题1:细心的乙同学发现了图⑴电路中导线的连接有不妥当之处，她发现的是____导线（填导线上的名称）
步骤四：导线调整后，改变滑片位置，得到了如下表中的实验数据。
步骤五：丙同学在方格纸上建立了直角坐标系，准备画出“U—I”图线。他已经描出了两个数据点，如图⑵所示。
问题2:请你帮他描出剩余的数据点，并作出“U—I”图线。
步骤六：分析研究
问题3：根据以上研究，可求出通过电池的电流为0.36A时，电池输出功率为 ____ W (保留两位有效数字）。
问题4: 丁同学认为，既然是研究电池的输出功率，就应该画出输出功率P随电流I的变化图线，你认为“P—I”图线是____(填“直线”或“曲线”）。
问题5:乙同学认为调整导线后的实验电路，虽然测出了实验数据，但在搡作过程中存在安全隐患。大家思考后，从实验室又找来了一个定值电阻（阻值约为2Ω)作为保护电阻接入电路，此电路既能测出不同负载下电池的输出功率，又能消除安全隐患，请在图（3）方框内画出他们修改的电路图。
5.答案：问题1：e、f
问题2：作出的“U—I”图线如图所示。
问题3：0.61
问题4：曲线
问题5：他们修改的电路图如图所示。
解析：问题1：探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，其设计的电路电压表应与电源并联，测量电源路端电压，导线f另一端应该接电源负极。为了使开关打开后，电压表断电，导线e另一端应该接电流表正接线柱。
问题2：根据表格中给出的数据描点，作出“U—I”图线如图所示。
问题3：通过电池的电流为0.36A时，电源输出电压为1.7V，电池输出功率为P=UI=0.61W。
问题4：由P=UI=(E-Ir)I=EI-I2r，可知输出功率P随电流I的变化图线是曲线。
问题5：保护电阻与滑动变阻器串联后接入电路，可避免电源短路，他们修改的电路图如图所示。
13.（2012年5月烟台适应性训练三）小明同学为测定某电源内阻r和一段电阻线单位长度的电阻R0，设计如图所示的电路，ab是一段粗细均匀的电阻线，R是阻值为5Ω的保护电阻，电源电动势为10V．电流表示数用I表示，滑片P与电阻丝有良好接触，用L表示aP长度，其它连接导线电阻不计．实验时闭合电键，调节P的位置，记录L和与之对应的I的数据。
①闭合电键后，发现电流表示数为零，小明同学利用多用电表检查故障(电路中只有一处有故障)．先将选择开关旋至直流电压档，再将 (填“红”或“黑”)表笔固定在g接线柱，把另一支表笔依次接f、e、d、c、a、h接线柱．对应的现象如下表所示．由此可以判断电路发生的故障是 。
②排除故障后进行实验，根据得到的数据，小明同学做出了-L图像如图所示，由图像可知电源内阻r为 Ω；该电阻线单位长度的电阻R0为 Ω。
③若电流表内阻不能忽略，则电源内阻r和电阻线单位长度的电阻R0的测量值分别 、 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)
13.答案：①红 保护电阻R断路 ②1.0 12 ③大于 等于
解析：①多用电表无示数说明多用电表与电路没有构成通路，所以电路发生的故障是保护电阻R断路。
②根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+r+LR0)，变换为=L+( R+r).。对照题给的-L图像可知，( R+r).=0.6，=1.2，解得：电源内阻r=1.0Ω；该电阻线单位长度的电阻R0=12Ω。
③若电流表内阻不能忽略，根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+r+rA+LR0)，变换为=L+( R+r+rA).。对照题给的-L图像可知，(R+r+rA).=0.6，=1.2，解得：电源内阻和电流表内阻之和r+rA =1.0Ω；该电阻线单位长度的电阻R0=12Ω。所以电源内阻测量值大于真实值，电阻线单位长度的电阻R0等于真实值。
14.（2012年5月西安长安一中质检）在“用DIS研究电路中感应电动势大小
与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势E与时间△t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：小车上装有磁铁和挡光片，小车的挡光片经过光电门传感器时，DIS实验系统记录挡光时间△t，
电压传感器记录下此时间螺线管中感应电动势的平均值E。通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t。
在一次实验中得到的数据如下表：
（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都 （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制 不变。
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了研究E和△t 的关系，可采用图像处理数据的方法，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，在直角坐标系中作 __的关系图线，可得出的实验结论是____ 。
（3）若要进一步研究感应电动势与线圈匝数（线圈直径不变）的关系，实验时应控制 相同。
14.答案：（1）相同 螺旋管中磁通量的变化量△Φ
（2）E~ 在匝数和磁通量的变化量不变的情况下，E与△t成反比
（3）小车通过光电门的挡光时间△t（或小车出发的速度、或保持△Φ/△t不变）
15.（2012年5月江苏淮安第四次调研）某同学要描绘半导体二极管的电流I与正向电压U的关系图象，利用如图所示电路做实验，得到的U和I的实验数据见下表：
（1）在闭合电键S前，变阻器R1的滑动片应移至R1的 （选填“左端”或“右端”）。
（2）当R1 >>R2时，对电压起粗调作用的是 （选填“R1”或“R2”）。
（3）在坐标纸中画出二极管的电流I与正向电压U的关系图象。
（4）将上述的二极管接入如右图所示电路中，已知电源电动势 E=9V、内阻不计，电阻R1=2kΩ，则二极管D消耗的电功率为 W。
15．（10分）答案：
（1）右端 (2分)
（2）R1 (2分)
（3）如图所示 (3分)
（4）6.9×10-3 (3分)
解析：在闭合电键S前，变阻器R1的滑动片应移至待测电路电压最小值，应移至R1的右端。当R1 >>R2时，对电压起粗调作用的是R1。在画出的二极管的电流I与正向电压U的关系图象作出电源的伏安特性曲线，二图象交点对应的纵横坐标的乘积即为二极管D消耗的电功率。
16．（2012年4月上海闸北区二模）某实验小组设计了如图1的实验装置，初级线圈与一可调节电源相连（图中未画出），通过调节电源可在初级线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录初级线圈中产生的磁场B的变化情况，用电压传感器可记录匝数和面积均不变的次级线圈中产生的感应电动势E的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图2所示。
（1）观察比较这两组图像，可得：在次级线圈中产生恒定感应电动势的条件是____________________；感应电动势的大小与_________________有关。
（2）为了进一步确定定量关系，可利用图2中的信息，做出 （ ）
A．E—B图像
B．E—图像
C．E—图像
D．E—图像
16.答案：
B随时间均匀变化（或B随时间均匀增大，恒定），[只写“B变化”不给分]
B随时间的变化率（或，B—t图像的斜率）
（2）C
解析：观察比较这两组图像，可得：在次级线圈中产生恒定感应电动势的条件是B随时间均匀变化；感应电动势的大小与B随时间的变化率有关。
（2）为了进一步确定定量可利用图2中的信息，做出E—图像，选项C正确。
17（2012浙江金华十校联考）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，器材有：
a．粗细均匀的金属丝（长度x为1.1m，总电阻约5Ω）
b．直流电源（1.5V，内阻不计）
c．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
d．电流表（量程300mA，内阻约为2Ω）
e．电压表（1.5V，内阻约3kΩ）
f．滑动变阻器（10Ω，1.0A）
g．定值电阻（5.0Ω，1.0A）
h．刻度尺、开关、导线若干
为了探究金属丝的电阻与长度的关系，甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图（a）所示电路：
甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电压表示数不变，读出对应的电流表示数，通过计算得到金属丝电阻R甲。得到具体数据如表格一所示。
表格一
金属丝长度/cm
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
金属丝电阻/Ω
2.2
2.6
3.2
4.0
5.0
乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电流表示数不变，读出对应的电压表示数，通过计算得到金属丝电阻R乙。得到具体数据如表格二所示，乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图钱，如图（b）所示。
表格二
金属丝长度/cm
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
金属丝电阻/Ω
1.0
2.1
3.0
3.9
5.0
（1）在乙同学所描图线的R-x图（答题卷的R～x图）中，根据甲同学的实验数据描出R-x图线，
（2）乙同学应选电流表 （填器材序号，如a、b、C等）
（3）结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理，并简要说明原因。
（4）若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，从题中给出的器材中选择所需器材，并设计改进电路？将改进后的电路图画在答题纸的虚线框中，并在各元件旁标上它的器材序号。
17.答案：（1）如图。（2）d （3）乙同学更合理。甲同学在电压不变的情况下，阻值减小，电流增大，温度有明显升高，金属丝电阻率发生变化。而乙同学方案保持电流不变，较好维持金属丝温度不变。
（4）电路如图。
解析：根据题给电源电动势及其它元件规格，乙同学应选量程300mA的电流表d。乙同学保持电流不变，由焦耳定律可知，可保持金属丝温度不变，电阻不变，测量方案更合理。若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，可与金属丝串联一定值电阻，减小金属丝中电流。
2013高考二轮复习专题精品学案
高考二轮专题复习精品学案专题三十六
专题三十六、创新实验
【重点知识解读】
创新实验包括力学创新实验和电学实验。创新设计性实验通常采用嫁接、组合、整合等方法将两个实验、或实验与习题等精选有机结合，编制出新颖的电学创新设计性实验题，以达到高考综合考查能力的目的。
所谓力学创新实验就是应用力学实验器材和力学实验知识进行的其它实验，包括“探究受到空气阻力时物体运动速度随时间的变化规律”实验，有关测量角速度、圆周运动周期的实验，探究与弹性势能相关因素实验等。
【高考命题动态】
创新实验是近年高考命题的新亮点。高考对创新实验的考查立足于教材实验，重点考查灵活应用知识的能力。
【最新高考题分析】
典例1.（2012·海南物理）.水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点，如图（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的值是根据t值计算得出的）
（1）根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作—x图线。
（2）回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）
①已知点(0，0)在—x图线上，从—x图线看，与x是什么关系？
②从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系？
③当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的Ek是什么关系？
④综合以上分析，Ep与x是什么关系？
答案：（1）—x图线如图。
（2）①与x成正比。②Ek与()2成正比。③Ep=Ek ④Ep与x2成正比。
解析：（1）根据表中数据，用描点法在图(b)中的方格纸上作出的—x图线如图。
（2）①根据点(0，0)在—x图线上，—x图线是直线，所以与x是成正比关系。
②滑块从O点运动到A点做匀速运动，设OA=s，匀速运动的速度为v，则有s=vt，v与成正比。小滑块动能Ek=mv2，所以Ek与()2成正比。
③由能量守恒定律，当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的Ek相等，即Ep=Ek。
④综合以上分析，Ep与x2成正比。
典例2（2012年新课标理综第23题）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。[来（1）在图中画线连接成实验电路图。
（2）完成下列主要实验步骤中的填空。
①按图接线。
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。
（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
.答案：（1）连接成的实验电路图如图。
（2）③重新处于平衡状态； 电流表的示数I 此时细沙的质量m2.
④D的底边长度L
（3）g。
（4）m2.> m1.
解析：将电源、开关、电流表、电阻箱和U形金属框连接成闭合电路。设U形金属框质量m，开关S断开，有m1g=mg。闭合开关S，有m2g=mg+BIL。联立解得：B=g。若m2.> m1.，U形金属框所受安培力向下，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
【考点定位】此题考查电路实验、安培力及其相关知识。
典例3：(2009年四川理综第22题)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器()、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1；改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________.
解析：将滑动变阻器、电流表、电池、开关串联在一起连在导轨的C、D两端构成闭合电路。
弹簧对杆的作用力与杆受到的安培力平衡，设弹簧原长为L0。对图示的电流方向，由平衡条件，BI1d=k(x1- L0)；,BI2d=k(x2- L0)，
联立解得：k=。
若设计的电路电池正负极相反，由平衡条件，BI1d=k(L0- x1)；,BI2d=k(L0-x2)，
联立解得：k=。
答案：①设计的电路如图。
②或（3分）
点评：轻弹簧被压缩或拉伸，在弹性限度内，其弹力都遵循胡克定律。
【最新模拟题训练】
1、（6分）（2012年4月上海崇明县二模）一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为d=40cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线，如图1所示．在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹（若此过程转台转过不到一圈）．将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图2所示．
（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离S1= cm，速度最小的雾滴到标志线的距离S2= cm；
（2）如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0= （用字母表示）；
（3）如果以纵坐标表示雾滴速度v0、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数，画出v0-图线，如图3所示，则可知转台转动的周期为 s．
1.答案：（1）2.1, 2.9（2）
（3）1.6（2分）
解析：速度最大的雾滴到标志线的距离最小，S1=2.1cm，速度最小的雾滴到标志线的距离最大，S2=2.9cm；由=解得雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0=。v0-图线的斜率k=，可知转台转动的周期为1.6s。
2.（2012年3月青岛市高三一模）物理实验小组利用如图所示的自制实验装置进行探究实验．沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合；在墙上，距离地面高度为 L 的 P 点固定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体 A、B．开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直， 通过刻度尺，记录 A、B 两物体距离地面的高度为 h；然后，同时由静止释放 A、B 物体，较重的 A 物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的 B 物体仍向上运动，观察B 物体所能到达的最大高度为 H，并记录下来．
①根据上述测量的物理量可计算 A、B 两物体质量之比= ；
②用天平测量两物体质量，所得 A、B 两物体质量之比，与上述①所得数据略有差距，试分析造成误差的原因 ；
③若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有哪些
；
④若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的 B 物体不至于碰到定滑轮，那么，丝线所需的长度不应小于 ．
2．(12分)答案：（2）①= =（2分）
② 存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差（回答出任一个均给分）（2分）
③ 多次测量取平均值（其它答案只要合理均给分）（2分）
④4L/3（2分）
解析：（2）静止释放 A、B 物体，做匀加速直线运动，mAg- mBg=( mA+mA)a，A 物体与地面相碰后B物体速度v=，相碰后B物体做竖直上抛运动，2g(H-2h)=v2，联立解得=.。造成误差的原因是：存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差。若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有：多次测量取平均值。若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的 B 物体不至于碰到定滑轮，B竖直上抛的最大初速度为，由2gh=2g(H-2h)可得H=3h，由图可知，L>H，那么，丝线所需的长度不应小于2L-2h，联立解得丝线所需的长度不应小于4L/3。
3.（2012年4月山东枣庄二模）
（I）研究小组通过分析、研究发现，弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn，其中，C为与弹簧本身性质有关的已知常量；为了进一步探究n的数值，通常采用取对数作函数图象的方法来确定。为此他们设计了如图所示的实验装置，L型长直平板一端放在水平桌面上，另一端放在木块P上；实验开始时，移动木块P到某一位置，使小车可以在板面上做匀速直线运动。弹簧一端固定在平板上端，在平板上标出弹簧未形变时另一端位置O，A点处放置一光电门，用光电计时器记录小车的挡光板经过光电门的挡光时间。
（1）某同学建议按以下步骤采集实验数据，
以便作出lgv与lgx的函数图象：
A．用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d
B．用天平称出小车的质量m
C．用刻度尺分别测出OA距离L，O点到桌面的高度h1，A点到桌面的高度h2
D．将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t
E．改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤D
根据实验目的，你认为必须的实验步骤是____；
（2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，则小车过A点的速度v= ；
（3）取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，根据实验数据描点画出，如图所示的图象。已知该直线与纵轴交点的坐标为（0，a），与横轴交点的坐标为（-b，0）；由图可知，n= 。
3.答案：（1）ADE（2）d/t（1）2a/b
解析：（1）由于是探究弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn中n的数值，需要测量出x和EP，根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能EP等于小车动能，由光电门测出小车速度。因此，根据实验目的，必须的实验步骤是：用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d；将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t；改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤D。
（2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，根据速度定义，则小车过A点的速度v=d/t；
（3）由EP=Cxn，EP=mv2，联立解得v2=2xn，两边取对数，2lgv=lg(2)+nlgx，变换成lgv=lg(2)+nlgx，由此可知，取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，lgv—lgx图线斜率等于n，所以n=2a/b。
4.（2012年5月湖北武汉冲刺训练）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流出均匀稳定）；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变s，重复以上操作；
⑤将测得的数据记录在表格中。
（1）该实验用量筒中收集的水量来表示 。
A．水箱中水的体积 B．水从水箱中流出的速度
C．滑块下滑的时间 D．滑块下滑的位移
（2）某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V，若实验正常，你估计V= mL；若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，水量V将 （填“增大”、“不变”或“减小”）；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，水量V将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）下列说法中不属于该实验误差来源的是 。
A．水从水箱中流出不够稳定
B．滑块开始下滑和开始流水不同步
C．选用的斜面不够光滑
D．选用了内径较大的量筒
4.答案：（1）C（2）74 不变 减少 （3）C
解析：（1）实验方案利用流到量筒中水量确定时间的长短，所以该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的时间，选项C正确。
（2）将水量一栏的数据二次方，可以看出，s与水量的二次方成正比，所以V2=8100×2/3=5400，V=74 mL；。若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，滑块下滑的加速度不变，水量V将不变；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，滑块下滑的加速度增大，水量V将减少。
5．（6分）（2012年5月上海浦东三模）汽车正在走进我们的家庭。研究发现，在无风状态下，汽车在高速行驶时受到的空气阻力Ff主要与汽车正面投影面积S和汽车行驶速度v有关。通过汽车在风洞实验室模拟实验得到如下数据：
（1）请根据表中数据在（a）图中作出正面投影面积为3.5m2的汽车的Ff-v图线；为求出此汽车的Ff与v间的具体关系，请你选择合适的坐标轴，在（b）图中作出线性图线。
（2）汽车受到的空气阻力Ff与汽车正面投影面积S、行驶速度v的关系为Ff＝______（式中的比例系数用数值表示）。
（3）影响上式中比例系数大小的可能因素为___________________（至少写出两个）。
5．（6分）答案：（1）如图下所示
（2）Ff=0.25Sv2。（3）空气密度、车的外形等。
解析：根据表中数据，速度增大到原来的2倍，汽车在高速行驶时受到的空气阻力Ff增大到原来的4倍，所以Ff与v2成正比。可以选择v2为横坐标轴，Ff为纵坐标轴作出线性图线。
根据画出的线性图线可得Ff=0.25Sv2。影响上式中比例系数大小的可能因素为空气密度、车的外形等。
6．（4分）（2012年5月西安长安一中质检）如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，
受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定
的板做圆弧形移动：B固定不动，通过光滑铰链连接长
0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架，保持
杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ。
②对两个传感器进行调零。
③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数。
④取下钩码，移动传感器A改变θ角复复上述实验步骤，得到表格，
根据表格，A传感器对应的是表中力____（选填“F1”或“F2”）：钩码质量为 kg（保留一位有效数字）。
6.答案：F1 0.05
解析：根据力的分解，AO细绳中为拉力，A传感器对应的是表中力F1。当θ=30°时，对钩码重力进行分解，根据力分解图中的几何关系可得，钩码重力为0.5N，钩码质量为0.05kg。
7.在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节。下面的表格中的数据分别是两组同学在物体做直线运动过程中测得的位移x和时间t的数据记录。
物体运动的起止点
所测的
物理量
测量次数
1
2
3
4
5
A→B
时间t(s)
0.55
1.09
1.67
2.23
2.74
位移x(m)
0.25
0.51
0.75
1.00
1.26
C→D
时间t(s)
0.89
1.24
1.52
1.76
1.97
位移x(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
请你对表格中的数据进行分析，写出你分析处理数据的方法、过程。并分别得出物体从A→B和C→D的过程中x随t变化的规律。
（1）你选择的处理数据的方法是公式计算法还是描点作图法？
（2）若选择公式计算法，请写出所用公式及计算分析过程；若选择描点作图法，则在下列网格图上作图并叙述你作图分析的过程。
（3）通过上述处理，你认为物体：
从A→B的过程中x随t变化的规律是：
从C→D的过程中x随t变化的规律是：
7. 【答案】（1）作图法
（2）根据表格中提供的数据分别画出A→B过程的s-t图甲和C→D的s-t图乙。由于图甲为倾斜直线，所以物体从A到B的运动为匀速直线运动，由于图乙为曲线，但是该图线接近于二次函数的图像，通过转换变量，作x-t2图像如图丙，x-t2呈线性变化关系，所以从C→D的运动为初速度为零的匀加速直线运动。
（3）x=0.45t，x=0.325 t2。
【解析】由于是探究物体直线运动的规律，不能采用公式计算法处理实验数据，所以选择的处理数据的方法是：作图法。
处理数据的过程：根据表格中提供的数据分别画出A→B过程的x-t图甲和C→D的x-t图乙。
从甲图中可见：A→B过程的x-t图为倾斜直线，在误差允许的范围内，物体从A到B的运动为匀速直线运动，从图线的斜率可求得物体运动速度v==0.45m/s ， 物体从A→B过程x随t变化的规律是： 物体做匀速直线运动，x=0.45t 。
从乙图中无法直接判断x、t之间的关系，但是该图线接近于二次函数的图像。为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作x-t2图像，为此求得表格如下：
C→D
时间t(s)
0.89
1.24
1.52
1.76
1.97
新变量t2(s2)
0.79
1.54
2.31
3.10
3.88
位移s(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
依据上表中的t2、、s数据可作图如丙。从图像中看出x-t2呈线性变化关系，x-t2图像斜率为k=0.325，所以x=0.325 t2。
【点评】此题通过测出各个时刻物体的位移，利用位移图像探究物体的运动规律。若图像不是直线要根据变化趋势，通过转换自变量，化曲为直，以便寻找变化规律。
8．（2012年3月江西省六校联考）某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1Ω。为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有：
直流电源E，电压6V，内阻不计；
小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3kΩ；
电压表V2，量程0～6V，内阻约15kΩ；
电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1Ω；
电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5Ω；
滑动变阻器R，0～10Ω，2A；
电键S一只，导线若干。
（1）首先要比较精确测量电动机的线圈电阻r。根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选 。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r= Ω，这个结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。
（2）在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。（标明所选器材的符号）
（3）当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是 W。
8.答案： ①V1 0.5 小
②研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。
③1.72
解析：使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选量程0～0.6V的电压表V1。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r=0.5Ω，这个结果实质是电动机与电压表并联的等效电阻，比真实值偏小。研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图采用电流表内接的分压电路。当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示为0.40A，此时电动机的输入功率为UI=4.5×0.40W=1.80W，由UI=P+I2r解得输出功率是P=1.72W。
9. （2012年4月上海普陀区二模）如甲图所示，一根水平金属丝置于匀强磁场B中，与竖直放置的导轨有良好的接触，不计金属丝与导轨间的摩擦。可变电源可以提供任一方向的电流。金属丝由质量不计的棉线与弹簧秤连接，可以沿竖直方向上下滑动。弹簧秤在没有任何负载时，读数恰好为零。现测得多组实验数据，并作出如图乙所示的图像。
（1）在甲图中，当弹簧秤的读数为零时，流过水平金属丝的电流为________ A ，方向为
（填顺时针或逆时针）；
（2）在乙图中，作出磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时的图线。
9．答案：（1） -3.5A， 顺时针方向。
（2） 根据F=5I+35，描点可作出图线如图。
解析：延长图线，与横轴交点坐标为弹簧秤的读数为零时流过水平金属丝的电流I=-3.5A。由左手定则可判断出电流方向为顺时针方向。图乙中，图线对应的函数关系F=10I+35，对水平金属丝，F=BIL+mg。磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时，图线函数关系为F=5I+35，描点可作出图线如图所示。
10.（浙江省2012年2月四校联考）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：
（1）某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象，用如图所示电路进行探究，a、b、 c、d是四种不同的金属丝。
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.80
0.80
B
镍铬合金
0.50
0.50
C
镍铬合金
0.30
0.50
D
镍铬合金
0.30
1.00
E
康铜丝
0.30
0.50
F
康铜丝
0.80
0.80
电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝，则d应选上表中的_______（用表中编号A、B、C、D、E、F表示）。
（2）另一小组用一个标称值为15Ω的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下：
A．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
B．电压表V2，量程3V，内阻约3kΩ
C．滑动变阻器Rx，全电阻约15Ω（电阻丝绕
制紧密，匝数清晰可数）
D．滑动变阻器R，全电阻约10Ω
E．直流电源E，电动势9V，内阻不计
F．游标卡尺
G．毫米刻度尺
H．电键S，导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器Rx的全电阻
值，将实物测量电路图中的连接线补充完整。
②探究中需要测量滑动变阻器Rx的电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。
电阻丝的直径表达式为： 。
要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。
电阻丝的长度表达式为： 。
10．答案：（1）E
（2）①如右图
②
方法一：用毫米刻度尺和游标卡尺
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用毫米刻度尺测量
所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n；
用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=nπ(D-)，也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=nπ(D+)。
方法二：只用游标卡尺。
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1 和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为d=
电阻丝总长度l=π（D1+D2）。
解析：只要方法合理，得出的表达式正确即可。
11.（2012年云南二模）一小功率直流用电器T,额定电压为10V，内阻约20Ω,为测量其额定功率，某同学选用了如下器材：
待测用电器（用表示）
电源E (电动势15V)
电压表（量程0?3V,内阻Rv=3kΩ)
电流表（量程0?0.6A,内阻约2Ω)
滑动变阻器(0?50Ω)
定值电阻R0 (阻值9kΩ)
开关和导线若干
(1) 请在图中方框内画出实验电路图；
(2) 实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为____V时，用电器处于额定工作状态；此时电流表示数如图所示，则该用电器的额定功率为____W。（计算结果保留二位有效数字）
11.答案：（1）电路图如图所示。（2）2.50
解析：由于用电器T额定电压为10V，需要将量程0?3V的电压表串联定值电阻改装成量程为12V的电压表。实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，用电器两端电压为4×2.5V=10V,处于额定工作状态；此时电流表示数为0.42A，则该用电器的额定功率为P=10×0.42W=4.2W。
12. (10分）（2012年4月·温州二模）某实验小组想探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，实验步骤如下。
步骤一：准备器材：刚开封的新电池、电压表(量程3V、内阻较大)、电流表（量程0.6A、内阻很小)、滑动变阻器、电键、导线。
步骤二：将电池放在充电器上充电，直到显示充电完毕。
步骤三：:甲同学取下电池，将其与其它器材搭配，设计出了图(1)所示的电路。
问题1:细心的乙同学发现了图⑴电路中导线的连接有不妥当之处，她发现的是____导线（填导线上的名称）
步骤四：导线调整后，改变滑片位置，得到了如下表中的实验数据。
步骤五：丙同学在方格纸上建立了直角坐标系，准备画出“U—I”图线。他已经描出了两个数据点，如图⑵所示。
问题2:请你帮他描出剩余的数据点，并作出“U—I”图线。
步骤六：分析研究
问题3：根据以上研究，可求出通过电池的电流为0.36A时，电池输出功率为 ____ W (保留两位有效数字）。
问题4: 丁同学认为，既然是研究电池的输出功率，就应该画出输出功率P随电流I的变化图线，你认为“P—I”图线是____(填“直线”或“曲线”）。
问题5:乙同学认为调整导线后的实验电路，虽然测出了实验数据，但在搡作过程中存在安全隐患。大家思考后，从实验室又找来了一个定值电阻（阻值约为2Ω)作为保护电阻接入电路，此电路既能测出不同负载下电池的输出功率，又能消除安全隐患，请在图（3）方框内画出他们修改的电路图。
5.答案：问题1：e、f
问题2：作出的“U—I”图线如图所示。
问题3：0.61
问题4：曲线
问题5：他们修改的电路图如图所示。
解析：问题1：探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，其设计的电路电压表应与电源并联，测量电源路端电压，导线f另一端应该接电源负极。为了使开关打开后，电压表断电，导线e另一端应该接电流表正接线柱。
问题2：根据表格中给出的数据描点，作出“U—I”图线如图所示。
问题3：通过电池的电流为0.36A时，电源输出电压为1.7V，电池输出功率为P=UI=0.61W。
问题4：由P=UI=(E-Ir)I=EI-I2r，可知输出功率P随电流I的变化图线是曲线。
问题5：保护电阻与滑动变阻器串联后接入电路，可避免电源短路，他们修改的电路图如图所示。
13.（2012年5月烟台适应性训练三）小明同学为测定某电源内阻r和一段电阻线单位长度的电阻R0，设计如图所示的电路，ab是一段粗细均匀的电阻线，R是阻值为5Ω的保护电阻，电源电动势为10V．电流表示数用I表示，滑片P与电阻丝有良好接触，用L表示aP长度，其它连接导线电阻不计．实验时闭合电键，调节P的位置，记录L和与之对应的I的数据。
①闭合电键后，发现电流表示数为零，小明同学利用多用电表检查故障(电路中只有一处有故障)．先将选择开关旋至直流电压档，再将 (填“红”或“黑”)表笔固定在g接线柱，把另一支表笔依次接f、e、d、c、a、h接线柱．对应的现象如下表所示．由此可以判断电路发生的故障是 。
②排除故障后进行实验，根据得到的数据，小明同学做出了-L图像如图所示，由图像可知电源内阻r为 Ω；该电阻线单位长度的电阻R0为 Ω。
③若电流表内阻不能忽略，则电源内阻r和电阻线单位长度的电阻R0的测量值分别 、 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)
13.答案：①红 保护电阻R断路 ②1.0 12 ③大于 等于
解析：①多用电表无示数说明多用电表与电路没有构成通路，所以电路发生的故障是保护电阻R断路。
②根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+r+LR0)，变换为=L+( R+r).。对照题给的-L图像可知，( R+r).=0.6，=1.2，解得：电源内阻r=1.0Ω；该电阻线单位长度的电阻R0=12Ω。
③若电流表内阻不能忽略，根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+r+rA+LR0)，变换为=L+( R+r+rA).。对照题给的-L图像可知，(R+r+rA).=0.6，=1.2，解得：电源内阻和电流表内阻之和r+rA =1.0Ω；该电阻线单位长度的电阻R0=12Ω。所以电源内阻测量值大于真实值，电阻线单位长度的电阻R0等于真实值。
14.（2012年5月西安长安一中质检）在“用DIS研究电路中感应电动势大小
与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势E与时间△t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：小车上装有磁铁和挡光片，小车的挡光片经过光电门传感器时，DIS实验系统记录挡光时间△t，
电压传感器记录下此时间螺线管中感应电动势的平均值E。通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t。
在一次实验中得到的数据如下表：
（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都 （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制 不变。
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了研究E和△t 的关系，可采用图像处理数据的方法，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，在直角坐标系中作 __的关系图线，可得出的实验结论是____ 。
（3）若要进一步研究感应电动势与线圈匝数（线圈直径不变）的关系，实验时应控制 相同。
14.答案：（1）相同 螺旋管中磁通量的变化量△Φ
（2）E~ 在匝数和磁通量的变化量不变的情况下，E与△t成反比
（3）小车通过光电门的挡光时间△t（或小车出发的速度、或保持△Φ/△t不变）
15.（2012年5月江苏淮安第四次调研）某同学要描绘半导体二极管的电流I与正向电压U的关系图象，利用如图所示电路做实验，得到的U和I的实验数据见下表：
（1）在闭合电键S前，变阻器R1的滑动片应移至R1的 （选填“左端”或“右端”）。
（2）当R1 >>R2时，对电压起粗调作用的是 （选填“R1”或“R2”）。
（3）在坐标纸中画出二极管的电流I与正向电压U的关系图象。
（4）将上述的二极管接入如右图所示电路中，已知电源电动势 E=9V、内阻不计，电阻R1=2kΩ，则二极管D消耗的电功率为 W。
15．（10分）答案：
（1）右端 (2分)
（2）R1 (2分)
（3）如图所示 (3分)
（4）6.9×10-3 (3分)
解析：在闭合电键S前，变阻器R1的滑动片应移至待测电路电压最小值，应移至R1的右端。当R1 >>R2时，对电压起粗调作用的是R1。在画出的二极管的电流I与正向电压U的关系图象作出电源的伏安特性曲线，二图象交点对应的纵横坐标的乘积即为二极管D消耗的电功率。
16．（2012年4月上海闸北区二模）某实验小组设计了如图1的实验装置，初级线圈与一可调节电源相连（图中未画出），通过调节电源可在初级线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录初级线圈中产生的磁场B的变化情况，用电压传感器可记录匝数和面积均不变的次级线圈中产生的感应电动势E的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图2所示。
（1）观察比较这两组图像，可得：在次级线圈中产生恒定感应电动势的条件是____________________；感应电动势的大小与_________________有关。
（2）为了进一步确定定量关系，可利用图2中的信息，做出 （ ）
A．E—B图像
B．E—图像
C．E—图像
D．E—图像
16.答案：
B随时间均匀变化（或B随时间均匀增大，恒定），[只写“B变化”不给分]
B随时间的变化率（或，B—t图像的斜率）
（2）C
解析：观察比较这两组图像，可得：在次级线圈中产生恒定感应电动势的条件是B随时间均匀变化；感应电动势的大小与B随时间的变化率有关。
（2）为了进一步确定定量可利用图2中的信息，做出E—图像，选项C正确。
17（2012浙江金华十校联考）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，器材有：
a．粗细均匀的金属丝（长度x为1.1m，总电阻约5Ω）
b．直流电源（1.5V，内阻不计）
c．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
d．电流表（量程300mA，内阻约为2Ω）
e．电压表（1.5V，内阻约3kΩ）
f．滑动变阻器（10Ω，1.0A）
g．定值电阻（5.0Ω，1.0A）
h．刻度尺、开关、导线若干
为了探究金属丝的电阻与长度的关系，甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图（a）所示电路：
甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电压表示数不变，读出对应的电流表示数，通过计算得到金属丝电阻R甲。得到具体数据如表格一所示。
表格一
金属丝长度/cm
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
金属丝电阻/Ω
2.2
2.6
3.2
4.0
5.0
乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电流表示数不变，读出对应的电压表示数，通过计算得到金属丝电阻R乙。得到具体数据如表格二所示，乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图钱，如图（b）所示。
表格二
金属丝长度/cm
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
金属丝电阻/Ω
1.0
2.1
3.0
3.9
5.0
（1）在乙同学所描图线的R-x图（答题卷的R～x图）中，根据甲同学的实验数据描出R-x图线，
（2）乙同学应选电流表 （填器材序号，如a、b、C等）
（3）结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理，并简要说明原因。
（4）若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，从题中给出的器材中选择所需器材，并设计改进电路？将改进后的电路图画在答题纸的虚线框中，并在各元件旁标上它的器材序号。
17.答案：（1）如图。（2）d （3）乙同学更合理。甲同学在电压不变的情况下，阻值减小，电流增大，温度有明显升高，金属丝电阻率发生变化。而乙同学方案保持电流不变，较好维持金属丝温度不变。
（4）电路如图。
解析：根据题给电源电动势及其它元件规格，乙同学应选量程300mA的电流表d。乙同学保持电流不变，由焦耳定律可知，可保持金属丝温度不变，电阻不变，测量方案更合理。若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，可与金属丝串联一定值电阻，减小金属丝中电流。
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