1、故障分析及数据分析例1：在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针示数，已知电源电动势为6 V，内阻不计，R1为10，R2为5，则在下列选挡中，符合操作规程的是（A）直流10 V挡，（B）直流0.5 A挡，（C）直流2.5 V挡，（D）欧姆挡。用欧姆挡要断开电路，一般不用。bR1cR2 a接ab间如6V，则ab间断路V一故障分析：例1：在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出
2、断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针示数，已知电源电动势为6 V，内阻不计，R1为10，R2为5，则在下列选挡中，符合操作规程的是（A）直流10 V挡，（B）直流0.5 A挡，（C）直流2.5 V挡，（D）欧姆挡。用欧姆挡要断开电路，一般不用。bR1cR2 a接ab间如6V，则ab间断路接ab间如0V，则ab间不断路V一故障分析：例1：在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的
3、b端和R2的c端，并观察万用表指针示数，已知电源电动势为6 V，内阻不计，R1为10，R2为5，则在下列选挡中，符合操作规程的是（A）直流10 V挡，（B）直流0.5 A挡，（C）直流2.5 V挡，（D）欧姆挡。用欧姆挡要断开电路，一般不用bR1cR2 aI1.2 A接ab间如6V，则ab间断路接ab间如0V，则ab间不断路一故障分析：练习：右图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：（1）用多用电表的直流电压挡进行检查：那么选择开关应置于下列量程的_挡（A）2.5 V，（B）10 V，（C）50 V，（D）250 V。在测试a、b间直流电压时，
4、红表笔应接触_，该同学测试结果如表1所示，根据测试结果，可以判定故障是（假设只有下列中的某一项有故障）（）（A）灯A断路，（B）灯B短路，（C）c、d段断路，（D）d、f段断路。S a b A B c d e f测试点 电压示数a、b有示数c、b有示数c、d无示数d、f有示数a练习：右图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：（2）用欧姆挡检查：测试前，应将开关S_（填“断开”或“闭合”），测试结果如表2所示，由此可以断定故障是（）（A）灯A断路，（B）灯B断路，（C）灯A、B都断路，（D）d、e间导线断路。S a b A B c d e f断开
5、测试点 表针偏转方向c、d右端附近d、e左端附近e、f右端附近例2：如图电路中，若接通电键时出现下列情况，可能是哪些线断了，如何检测？（1）两表均无示数，bc、deA gha I e f b j c dAvjfA gha I e f b j c d例2：如图电路中，若接通电键时出现下列情况，可能是哪些线断了，如何检测？（2）V表无示数A表有示数，ab、Ih、gfA gha I e f b j c d例2：如图电路中，若接通电键时出现下列情况，可能是哪些线断了，如何检测？（3）A表无示数V表有示数。例3：两实验小组使用相同规格的元件，按右图电路进行测量。他们将滑动变阻器的滑臂P分别置于a、b、c
6、、d、e五个间距相同的位置（a、e为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录在表一、表二中。对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。（1）滑动变阻器发生断路的是第_实验组；断路发生在滑动变阻器的_段。eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置abcdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84二R先增大后减小例3：两实验小组使用相同规格的元件，按右图电路进行测量。他们将滑动变阻器的滑臂P分别置于a、b、c、d、e
7、五个间距相同的位置（a、e为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录在表一、表二中。对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。（1）滑动变阻器发生断路的是第_实验组；断路发生在滑动变阻器的_段。eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置abcdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84二R先增大后减小例3：两实验小组使用相同规格的元件，按右图电路进行测量。他们将滑动变阻器的滑臂P分别置于a、b、c、d、e五个间距
8、相同的位置（a、e为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录在表一、表二中。对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。（1）滑动变阻器发生断路的是第_实验组；断路发生在滑动变阻器的_段。eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置abcdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84二deR先增大后减小例3：（2）表二中，对应滑臂P在X（d、e之间的某一点）处的电流表示数的可能值为：（）（A）0.15A，（B）0.25
9、A，（C）0.35A，（D）0.45A。eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置abcdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84设变阻器每小段的电阻为r,其余总电阻为R由表二a点得E0.84R由表二b点得E0.42(Rr)滑臂滑到d处时电流最大，由EImax（R3r）可得：Imax0.21 A，解出rR，研究在下段滑动过程：eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置abcdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位
10、置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84所以电流可能值在0.168 A0.21 A之间；由EImin（R4r）可得：Imin0.168 A，研究在上段滑动过程：例3：（2）表二中，对应滑臂P在X（d、e之间的某一点）处的电流表示数的可能值为：（）（A）0.15A，（B）0.25A，（C）0.35A，（D）0.45A。若断在e处，滑臂将到e处时电流最小，例3：（2）表二中，对应滑臂P在X（d、e之间的某一点）处的电流表示数的可能值为：（）（A）0.15A，（B）0.25A，（C）0.35A，（D）0.45A。eR P dA c b a表一（第一实验组）P 的位置ab
11、cdeA 的示数(A)0.840.480.420.480.84表二（第二实验组）P 的位置abcdXeA 的示数(A)0.840.420.280.210.84滑臂在e处时电流最大，为0.84 A，若断在d处，滑臂接近d处时电流最小，由EImin（Rr）可得：Imin0.42 A，所以电流可能值在0.42 A0.84 A之间。练习1：如图所示是一个电热器电路。指示灯、电键、电热丝构成串联回路，接在电源上发现该电路有一个元件断路、有一个元件短路，但不知道是哪个元件上有故障，今用一个校验电灯分别依次接在各处进行检测，得到如下表所示的结果，请根据表格回答下列问题：（1）由前两次检测可以知道_，（2）由
12、第三次检测可以知道：_，（3）由以上检测可以知道：_断路；_短路。校验次序123456校验接入点afabcdefadcf发光情况正常发光不发光发光不正常不发光发光不正常正常发光 a b电源 c d f 电热丝 e电源正常灯短路或其他断路cd断路cd指示灯其他都不断路电热丝短或其它断电热丝不短也不断灯短路练习2：在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中（1）第一组同学利用如图甲的实验装置测量，电压表应选择量程_（填“3V”或“15V”），实验后得到了如图乙的U-I图像，则电池内阻为_。Px U/V 1.45 V A 1.00 0 0.30 I/A甲乙3Vr（1.451.00）/0.301.5，（
13、2）第二组同学也利用图甲的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图丙所示，则根据图像可知，电池的电动势为_V，内阻为_ Px U/V 1.45 V A 1.00 0 0.30 I/A甲乙 U /V I /A1.50 0.301.40 0.201.30 0.101.20 0 5 10 x/cm 0 5 10 x/cm丙E1.5V1.51.350.15rr1（3）若第二组同学实验时使用的滑动变阻器电阻丝是均匀的，则根据图丙可计算出该滑动变阻器
14、未损坏前可调节的最大阻值为_。Px U/V 1.45 V A 1.00 0 0.30 I/A甲乙 U /V I /A1.50 0.301.40 0.201.30 0.101.20 0 5 10 x/cm 0 5 10 x/cm丙R51.35/0.159R18 h s例1：研究弹簧的弹性势能：弹簧原长为30 cm，放在如图光滑桌面上，一端固定，另一端紧靠着放一小球，推动小球压缩弹簧后释放，小球从高h的桌面上落下，落地点的水平距离为s，如图，实验数据记录如下表：可知，对同一弹簧，势能与_成正比，对不同弹簧，势能与_成正比。123456弹簧长 L(m)0.280.260.240.220.200.18
15、k=500N/m 时 s(m)0.501.001.512.012.502.98k=250N/m 时 s(m)0.350.721.071.421.782.12hgt2/2 sv0tEmv02/2 压缩量的平方劲度系数s224二数据分析：例2：研究直线电流周围的磁场得到如下表所示数据：由上述数据可得出B与I、r的关系式为_。B(T)I(A)r(m)5.010.020.00.0204.9810510.1210519.871050.0402.541055.101059.951050.0601.651053.291056.711050.0801.281052.531055.03105BIB1/rBkI/
16、r由数据代入得k2107B2107I/rI（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00AV分压器接法小灯泡电阻最大4电流表外接AV例3：小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据：（1）画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围010）、电源、小灯泡、电键、导线。I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201
17、.401.601.802.00 U(V)1.6 1.2 0.8 0.4I(A)0 0.10.20.30.4 0.5例3：小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据：（2）画出小灯泡的UI曲线。I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00 U(V)1.6 1.2 0.8 0.4I(A)0 0.10.20.30.4 0.5PIU0.80.35W0.28W例3：（3）如果电池的电动势是1.5 V，内阻是2.0。问：将本题中的小灯泡接到
18、该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程：若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）例4：如图所示的电路中，AB是一段均匀的电阻丝，R是保护电阻，电阻值为2，电源的电动势为6V，电流表内阻不计，其示数为I，滑动片P与电阻丝有良好接触，且AP长度为L，其他连接导线电阻均不计，闭合电键，调节P的位置，记录L和与之相对应的I数据在下表。（1）表中第三行是电流倒数1/I，计算后填入表中，在图中画出1/I L图像，A L P BA R次数12345L(m)0.100.200.300.400.50I(A)1.781.391.140.970.841/I(A-1)0.560.720.881.0
19、31.19IE/(R0LRr)1/IR0L/E(Rr)/E直线的优点：能看出物理量间的关系消除偶然误差利用斜率截距计算一些物理量例4：如图所示的电路中，AB是一段均匀的电阻丝，R是保护电阻，电阻值为2，电源的电动势为6V，电流表内阻不计，其示数为I，滑动片P与电阻丝有良好接触，且AP长度为L，其他连接导线电阻均不计，闭合电键，调节P的位置，记录L和与之相对应的I数据在下表。（2）从图像求出截距b和斜率k，（3）根据截距和斜率，求出电源内电阻r和该电阻丝单位长度的电阻值R0。A L P BA R次数12345L(m)0.100.200.300.400.50I(A)1.781.391.140.97
20、0.841/I(A-1)0.560.720.881.031.191I（A1）1.201.101.000.900.800.700.600.500.400.300.200.10 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L(m)k1.6b0.40（2）从图像求出截距b和斜率k，1I（A1）1.201.101.000.900.800.700.600.500.400.300.200.10 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L(m)1/IR0L/E(Rr)/ER0/Ek1.6R09.6/m(Rr)/Eb0.40r0.40（3）根据截距和斜率，求出电源内电阻r和该电阻丝单位
21、长度的电阻值R0。例5：一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系。实验过程中保持温度不变。最初，U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水。当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差。实验的部分数据记录在右表。（1）根据表中数据，在右图中画出该实验的h1/V关系图线。（2）实验时，大气压强p0_cmHg。水银U 装有水的注射器形管烧瓶h(cm)40 20 00.5 1.0 1.5 2.0 1/V(10-3ml-1)20406080气体体积 V(ml)800674600531500水银面高度差 h(cm)014.025.038.045.0h(cm)40 20 00.5 1.0
22、 1.5 2.0 1/V(10-3ml-1)20406080p0V0（p0h）Vhp0V0/V p0气体体积 V(ml)800674600531500水银面高度差 h(cm)014.025.038.045.0p075 cmHgLgT2/42LT2kg/421：某同学在“验证玻意耳定律”的实验中，根据测量、计算，得到的数据如下表：（1）试将该同学所测数据在坐标纸上描点，作出图像，验证玻意耳定律。（2）分析你所得图像，说明该同学在实验操作中存在的疏忽为：p(105Pa)2.201.81.300.800.550.40V(mL)12.515.620.030.040.050.01/V/103mL1 80
23、6450332520p/105Pa1/V/103mL1疏忽了活塞的重力产生的压强、m减小、m增大坐标的选择：V1/p2：现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为50。已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围为0-999，R0是定值电阻，起保护电路的作用。（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：（A）10，2.5 W（B）100，1.0 W（C）200，1.0 W（D）2000，5.0 W本实验应选哪一种规格？答：_。RE/Ir 130 PI
24、2R0.0522000.5WS R0E r V R甲1/Ur/E（RR0）1/E1/U(V1)0.70.50.30.1(R0R)1(1)0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12乙2：（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱的阻值，取得多组数据。作出了如图乙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E_V，内阻r_。r46EUUr/（RR0）S R0E r V R甲EUUr/（RR0）E/U1r/（RR0）1/U1/Er/E（RR0）E10V3：影响物质材料电阻率的因数很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而
25、增大，半导体材料的电阻率则与之相反随温度的升高而减少。课题组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用图（a）分压电路测得其电压与电流的关系如表所示:（1）根据表中数据，判断用电器件Z可能由_组成；（2）把用电器件Z接入图（b）电路中，电流表的示数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，则电阻R的电功率为_W；（3）根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电压变化的规律是IkUn，则k的数值为_。图13温度升高电阻减小半导体材料PIU 1.81.8W1.25lgInlgUlgk1.2V3V1.8VU（V）0.400.600.801.001.201.401.60I（A）0.200.450
26、.801.251.802.813.20 V IVV0V IIO T1T0T2 T（a）4：一定量的理想气体与两种实际气体I、II在标准大气压下做等压变化时的V-T关系如图（a）所示，图中（VV0）/（V0 V）1/2。用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然后将其中二个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体I、II。在标准大气压下，当环境温度为T0时，三个温度计的示数各不相同，如图（b）所示，温度计（ii）中的测温物质应为实际气体_（图中活塞质量忽略不计）；若此时温度计（ii）和（iii）的示数分别为21C和24C，则此时温度计（i）的示数为_C；理想气体T2T0T1（i）（ii）（iii）（b）（c）tVhII2(24t)(t 21)234：可见用实际气体作为测温物质时，会产生误差。为减小在T1-T2范围内的测量误差，现针对T0进行修正，制成如图（c）所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1时分别装入适量气体I和II，则两种气体体积之比VI:VII应为_。一份气体I比理想气体体积多增加了一个VT2T0T1（i）（ii）（iii）（b）（c）一份气体II比理想气体体积少增加了二个V二份气体I与一份气体II混合后，体积改变与理想气体相同。2:1 V IVV0V IIO T1T0T2 T（a）下 次 再 见