哈尔滨市第三中学电学实验专题复习

文档属性

名称 哈尔滨市第三中学电学实验专题复习
格式 rar
文件大小 547.3KB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2008-03-02 21:24:00

图片预览

文档简介

电学实验专题复习
哈尔滨第三中学
一、实验的原理是实验的核心和灵魂
1.创新实验的本质就是欧姆定律和串、并联关系应用
2.打破实验及其设计的神秘感,把实验问题转化为简单的计算和估算
例1.有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图。此金属材料重约为1~2N,长约30cm,电阻约为10Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,密度为ρ0.因管内中空部分截面形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺 B. 螺旋测微器
C.电流表(600mA 1.0Ω) D. 电流表(3A 0.1Ω)
E.电压表(3V 6KΩ) F. 滑动变阻器(2KΩ,0.5A)
G. 滑动变阻器(10Ω 2A) H. 蓄电池(6V 0.05Ω)
I. 开关一个,带夹子的导线若干
为减小测量误差,要求多测几组数据。
1.待测金属管线外,还应选用的器材有_________________(只填代号字母)。
2.画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路。
3.实验中要测量的物理量有:_____________________,计算金属管线内部中空截面积S0的表达式S0=_________________。
例2.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(约100Ω):
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;
①要求测量中尽量减小误差,并测多组数据.试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
②根据你所画的电路原理图,将图9所示的实物连成实验电路.
③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________.
答案:(2)①如答图——1所示………………………………3分
②如答图——2所示………………………………3分
………………………………4分
例3.(18分)用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关K,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_________________。
答案:(1)
(2)
(3)或
例4.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量一个刻度盘总共有10个小格且刻度均匀、但量程未准确确定的电压表V1的量程U1m。要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据。
器材(代号) 规 格
待测电压表V1 量程在25V左右,内阻r1=250kΩ
标准电压表V2 量程2V,内阻r2=20 kΩ
电流表A 量程3A,内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器R 总阻值1 kΩ
稳压电源E 30V,内阻很小
开关S
导线若干
注:上述各电表的内阻都是已知量。
(a)画出电路,标明所用器材的代号,并填入答卷中的指定位置。
(b)若选用测量数据中的一组合理数据来计算V1的量程U1m,则表达式为U1m= ,式中各字母代表的是 。
答案:(a)两伏特表串联,滑动变阻器接成分压器电路,3分
(b) 其中r1=250kΩ,r2=20kΩ 3分; U2:某次测量时V2的读数,n:某次测量V1的指针偏转格数。 2分
二、深刻认识电表是特殊电阻
例1.(本题18分).某同学准备测定一只量程已知的电压表的内阻.器材如下:
A.待测电压表 (量程3V,内阻未知)
B.电流表 (量程3A,内阻约为0.01Ω)
C.定值电阻R0(阻值2KΩ,额定电流50mA)
D.多用电表
E.直流电源E(电动势小于3V,内阻不计)
F.单刀双掷开关S
G.导线若干
该同学利用上述所给的器材,进行如下操作:
(1)用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有三种倍率,分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω.该同学选择×100Ω倍率,用正确的操作方法测量,刻度盘上的指针如图所示,那么测量结果是 Ω.
(2)为了更准确地测量这只电压表的阻值,请你在方框中帮该同学设计一个实验电路.
(3)假设你已经连接好实验电路,请你简要写出你的测量步骤:
① ;
② .
(4)利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻,其表达式为 .
(1)3000 (6分)
(2)电路图如图所示 (4分)
(3)①将开关S置于1,读出电压表的示数U1
②将开关S置于1,读出电压表的示数U2
(4)
例2.(18分)为了测定电流表A1的内阻,采用如图1所示的电路。
其中:A1是待测电流表,量程为300μA内阻约为100Ω;
A2是标准电流表,量程是200μA;
R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;
R2是滑动变阻器;R3是保护电阻
E是电池组,电动势为4V,内阻不计;
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关。
(1)根据电路图1,请在图2中画出连线,将器材连接成实验电路.
(2)连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置哪图3所示,电阻箱R1的阻值是 Ω,则待测电流表A1的内阻R3= Ω。
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用: (填写阻值相应的字母)。
A.200KΩ B.20KΩ C.15KΩ D.20Ω
(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器 (填写阻值相应的字母)。
A.1kΩ B.5kΩ C.10kΩ D.25kΩ
(1)如下图
(2)86.3 86.3 (3)B (4)C
例3..某电压表的内阻在20千欧~50千欧之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V(量程3V) 电流表A1(量程200μA )
电流表A2(量程5mA) 电流表A3(量程0.6A)
滑动变阻器R(最大阻值1KΩ) 电源ε(电动势4V) 电键K.
(1) 所提供的电流表中,应选用_______________________(填写字母代号).
(2) 为了尽量减小误差,要求测多组数据.试在方框中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出).
三、关于器材选择和电路设计
例1.某同学用伏安法测电阻.两测量电路图电流表分别为内接和外接,其他条件都相同.若用甲图电路,两表读数分别为2.00 V和0.30 A;若用乙图电路,两表读数为1.51 V和0.31 A.为了使测出的电阻值误差较小,实验应选用图________所示电路.选用此电路的测量值比真实值________(偏大或偏小).
乙,偏小.
例2. (10分)设计电学实验方案和选择电学元件一般要遵从以下几个基本原则:(a)能达到实验目的(b)实验误差比较小(c)适用、简便和安全(d)所需器材较少.
某同学要用伏安法测量一根电阻丝的电阻,他连接如图10的实物图 (电池每节电动势为1.5V;滑动变阻器最大阻值为20Ω;被测电阻丝阻值约为3kΩ;电压表15V量程时内阻约7kΩ,3V量程时内阻约1.5kΩ;毫安表3mA量程时内阻约10Ω左右,15mA量程时内阻约2Ω左右) ,并准备测量多组数据后将各组数据描在U-I坐标图上,绘成U-I图线,然后根据图线求出电阻丝的电阻.
(1)请你按上述原则检查该实物图在仪器、量程选择、电路设计等方面是否有错(简要说明理由).
(2)在答卷的虚方框图内画出正确的电路图.若认为实物图没错则在方框中画出其对应的电路图.
(1)①由于滑动变阻器阻值远小于被测电阻的阻值,若做限流用,则电压的调节范围很小,所以应接成分压式.
②被测电阻阻值与电压表内阻差不多,应用内接电路,不应用外接电路.
③被测电阻流过的最大电流大约1mA,电流表应换用3毫安的量程.
④电压表的量程应选3V档.
(2)电路如图所示 (电流表用表示同样给分) .
本题10分,指出每一错处得2分,电路图2分
例3.(12分)在把电流表改装成电压表的实验中,测定电流表的内阻时,备有如下器材:
①电流表(量程2mA,内阻约几十欧)
②滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A)
③电阻箱(阻值范围0~999Ω)
④电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
⑤电源(电动势2伏,有内阻)
⑥电源(电动势6势,有内阻)
另外有开关和导线若干.
(1)如果采用右上图所示的电路测电流表的内阻,并且要得到较高的精确定,那么从以上备用器材上,R1应选用 ,R2应选用 ,电源应选用 (用所给器材的代号填写).
(2)实验时要进行的步骤有:
A.合上S1
B.合上S2
C.将R1的阻值调至最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半
F.记下R2的阻值
G.按右上图所示的电路连接好电路
以上步骤的合理顺序是 .
(3)若步骤F中记录的R2阻值为100Ω,则被测电流表的内阻rg的测量值为 Ω.
(4)电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是:R测 R真(填“>”、“<”或“=”)
答案:(1)④;③;⑥ (每空1分,共3分) (2)G、C、A、D、B、E、F (3分)
(3)100 (3分) (4)< (3分)
四、关于数据处理
例1.(15分)用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ。
给定电压表(内阻约为50kΩ)、电流表(内阻约为40Ω)、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻(约为250Ω)及导线若干。
(1)画出测量R的电路图。
(2)图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤: 求出的电阻值R= 。(保留3位有效数字)
(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径,结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为 ,直径为 。
(4)由以上数据可求出ρ= 。(保留3位有效数字)
答案:.(15分)(1)如图
(2)①作U—I直线,舍去左起第2点,其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。
②求该直线的斜K,则R=K。
R=均为正确)。
(3)由图可知其长度为0.800cm,直径为0.194cm.
(4)由以上数据可求出均为正确)
例2. 下面是测量一节干电池的电动势E和内电阻r的实验。
1. 用一个多用表先粗测该电池的电动势,选择开关和表针指示如图1,则该电池电动势的值为_______。
2. 再提供电流表A、电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。某同学正确选择器材和电路。用伏安法按正确的操作步骤测得6组电流I、电压U的值,如图2中6个点所示。写出根据该图求E、r的步骤:
_____________________________________________________________________________。 从图中求得电动势E=__________,内电阻r=___________。(答案保留3位有效数字)
答案: (1)1.50V (2)E=1.48V r=0.833Ω
步骤:1.做U—I直线,去掉右起第二个点,其它点尽量靠近直线并均分在直线两侧。.
2. 求纵轴截距为电源电动势E 3. 求斜率绝对值为电源内阻
例3.额定电压为220V的白炽灯L1、L2其灯丝的电阻会随温度的升高而变大。如图13所示为灯L1的U—I特性曲线。某同学为研究灯泡L2的伏安特性,用实验得到如下数据(I和U分别表示灯泡上的电流和电压):
I (A) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
U (V) 10 25 40 50 70 90 110 140 210
①在图13中画出灯泡L2的U—I特性曲线。
②若现将两灯串连接在220V的电源上,此时灯泡L2的
实际功率为__________W。(17.5)
5000
100
0
5
50
R0
S
A
V

1K
Ω
20
10
a
a
V
A
E
V
2
1
图1
V
mA
图1
I/A
U/A
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
1.60
图2
同课章节目录