教师备用习题
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的最大阻值为 20 (填“20”或“2000”)Ω. ②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的
左 (填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近. ③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调
电表粗测水样电阻约为2750 Ω.
(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下实验器材:
A.电流表(量程0~5 mA,电阻RA为50 Ω) C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流为1 A)) D.电源(电动势为12 V,内阻约为10 Ω)
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2.某兴趣小组欲通过测定工业污水(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(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·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(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a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm,将水样注满容器后,用多用
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(2)在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超 过20 mA时,报警器可能损坏,可知外电阻的取值范围是20×1180−3Ω=900 Ω≤R≤10×1180−3Ω=1800 Ω. 报警器的电阻是650.0 Ω,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 Ω到1150 Ω之间, 所以滑动变阻器应该选R2. (3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650.0 Ω,滑动变阻器刚开始应 置于b端,若置于另一端,接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能 损坏;实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警.
金属丝接入电路测出其电阻,可以计算出它的电阻率.
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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. 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.
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
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回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到 b (选填“a”或“b”)端;
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;
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(2)将t=60℃和t=70℃对应的两组数据点画在坐标纸上,然后用平滑曲线过 尽可能多的数据点画出R2-t图像. (3)由R2-t曲线可知,当t=44℃时,RT=450 Ω.
(4)图(c)电阻箱读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1) Ω=620.0 Ω;根据R2-t曲
线可知,当电阻为620.0 Ω时,温度为33.0 ℃.
Ω·m.
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6 I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
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[答案] (1)如图所示
(2)如图乙所示
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[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式接法; 又电流表内阻已知,则采用电流表内接法,电路连接如图甲所示. (2)描点、连线,U-I图线如图乙所示. (3)由图乙所作图线斜率可知,总电阻为2727 Ω,又R=R总-RA=2677 Ω,根据电 阻定律R=ρ������������,代入数据得ρ≈134 Ω·m<200 Ω·m,故不达标.
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实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃,将S2与1端接通,闭 合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2 置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的 读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃. 实验得到的R2-t数据见下表.
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3.压敏电阻由在压力作用下发生形变进而导致电阻率发生变化的材料组成,为了 探究某压敏材料的特性,有人设计了如图所示的电路,其中电源电动势为3 V、内 阻约为1 Ω,两个电流表量程相同,均为0~0.6 A,一个电流表内阻r已知,另外一个电 流表内阻较小但阻值未知.
(1)电路图中内阻r已知的电流表是 A1 (填“A1”或“A2”).
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2.[2016·全国卷Ⅰ] 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(内阻很小,流 过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为 U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000 Ω),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U约为18 V,Ic约为10 mA;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的升高而减小,在60 ℃时阻 值为650.0 Ω.
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(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
(2)电路中应选用滑动变阻器 R2 (填“R1”或“R2”).
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(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①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 650.0 Ω;
滑动变阻器的滑片应置于 b (填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因
[解析] (1)没有电压表,但内阻已知的电流表不仅可以测出通过自身的电流, 还可当作电压表使用,根据电路图判断,A1可作为电压表测量压敏电阻两端 电压,所以A1的内阻已知. (2)压敏电阻的电压为I1r,电流为I2-I1,所以压敏电阻的阻值Rx=������2������−1������������1. (3)图像为一次函数图像,根据数学知识可得 Rx=16-2F.
节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接
通前B与D所在位置的电势 相等 (填“相等”或“不相等”).
教师备用习题
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于
2601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻
为 2550 Ω(结果保留到个位).
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■ 备用真题
1.[2017·全国卷Ⅱ] 某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,
内阻大约为2500 Ω)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个 最大阻值为20 Ω,另一个最大阻值为2000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω); 电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
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(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: A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是 AC (填入正确选
项前的标号).
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[解析] (1)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.故选项A、C正确,选项B错误.
1.[2018·全国卷Ⅰ] 某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25~80 ℃范围内
某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电 阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量 程150 mV):定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω);电阻 箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2.
物理实验
三、电学创新实验
高考题型突破 教师备用习题
高考题型突破
知识梳理
高考题型1 实验原理的拓展与创新
实验原理的创新方法通常有:
1.转换法:将无法(或不易)测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行
测量,然后再求待测物理量,这种方法叫转换测量法(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,但通过测金属丝的长度和直径,并将
是 接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏 .
②将开关向 c (填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直
至 报警器开始报警 .
(4)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.
高考题型突破
[答案] (1)如图所示
[解析] (1)电路如图所示.
(2)在某一个压力测试下,两个电流表A1和A2的读数分别为
������1������ I1和I2,则压敏电阻的阻值Rx= ������2−������1 .
高考题型突破
(3)经过测试获得压敏电阻的阻值和压力的关系图如图所示,以竖直向下为正方向,
则阻值和压力的关系式是 Rx=16-2F .
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的电压最小,从而保护了微安表.
③接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前后在BD中无电流流过,
可知B与D所在位置的电势相等.