1、返回目录2012高三物理复习课件（导与练福建）第7章章末指导返回目录创新实验的设计1电路设计原则(1)正确性；(2)安全性；(3)方便性；(4)精确性2电学创新实验设计的几种类型(1)物理背景或测量对象不同或测量其他物理量关于金属丝电阻率测定实验变化：可以是其他材料电阻率，如自来水或污水电阻率测量来判断水污染情况，也可以根据此原理变化为测量金属丝长度或横截面积或厚度测量等关于电阻测量实验对象变化：阻值大小不同选择不同电路；特殊电阻阻值测量，如电压表、电流表内阻或表头内阻，本身也是电表之一，兼有双重身份；待测元件特定条件下阻值，如要求测量小灯泡在额定功率下电阻等小灯泡伏安特性曲线描绘实验对象变化
2、：可以是其他电阻元件，如二极管、未知电阻等电源电动势和内阻测量变化：可以是蓄电池、水果电池，也可以是某电路中某一等效电动势或内阻返回目录(2)特殊思维这种设计表现为几种：反常规设计：已知内阻的电流表兼有电压表或电压表兼有电流表的功能因为平时要求电流表要串联在待测电路中或电压表要并联在待测电阻两端，这种反常规的思维往往构成难题改装法：有时用到量程不够时，需要根据定值电阻或电阻箱进行改装情况等效法或半偏法：当有电阻箱时，往往用到等效法测量阻值，或电流半偏法或电压半偏法进行电阻测量返回目录3常用一些电表内阻的测量方法(互测法)(1)电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻：原理：RA1U1I1，RV
3、2U2I2(2)两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻：(RA1 已知)(RV1 已知)原理：RA2I1RA1I2，RV2U2RV1U1返回目录(3)两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻：原理：RA1I2I1RI1，RV1 U1RU2U14设计思路题干的条件和要求及器材 确定实验原理 确定需测量的物理量 制定实验方案返回目录【例1】从下表中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测量多组数据.器材(代号)规格电流表A1量程10 mA，内阻r1待定(约40)电流表A2量程500 A，内阻r2750 电压
4、表V量程10 V，内阻r310 k电阻R1阻值约100，起保护作用滑动变阻器R2总阻值约50 电池E电动势1.5 V，内阻很小开关S导线若干返回目录(1)画出电路图，标明所用器材的代号(2)若选测量数据中的一组来计算r1，则表达式为_；说明式中各符号的意义_思路点拨：应用组合或组合解析：(1)若应用组合，A1 满偏电压为 U1gI1gr10.4 V，取 10 V 电压表不适合；若应用组合，A2 满偏电压为 U2gI2gr20.375 V，与 A1 满偏电压相近，故使A2 当电压表使用；由于 A1、A2 并联后允许最大电压为 0.375 V，需加 R1 起分压作用，保护电流表；电流表 A1、A2
5、 并联后再与 R1 串联后的总电阻 RxR2，并要求测量多组数据，故滑动变阻器应采用分压式接法(2)据电路的欧姆定律知：r1I2r2I1.意义略返回目录答案：(1)电路图如图所示：(2)r1I2r2I1 I2，r2 分别为电流表 A2 的电流与内阻，I1 为电流表 A1 的电流返回目录【例2】(2010年福建省永定一中二模)某同学从废旧箱中找到一块家人用过的手机旧电池，欲利用学过的知识试测其电动势和内阻，可供选择的器材见表一所列，该同学的前期工作如下：表一电流表G1(2 mA，100)电流表G2(1 mA，内阻未知)电阻箱R1(0999.9)电阻箱R2(09999)滑动变阻器R3(010，1
6、A)滑动变阻器R4(01 000，10 mA)定值电阻R0(800，0.1 A)待测电池探针、开关、导线若干返回目录(1)采用如图(甲)所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如表二所示，根据测量数据，求得电流表G2的内阻等于_.表二I1(mA)0.400.811.201.592.00I2(mA)0.200.400.600.801.00返回目录(2)在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图(乙)所示的电路，图中滑动变阻器a应该选用给定的器材中_，电阻箱b选_(均填写器材代号)(3)根据图(乙)所示电路，请在图(丙)中用笔画线代替导线，完成实物
7、电路的连接返回目录解析：(1)R2I1R1I2 21031001103200.(2)G1 上并联小电阻，改为大量程电流表，需要更精确的定值电阻，故电阻箱用 R1.G2 上串联 b，改为电压表，需大电阻，可选用电阻箱 R2，a 串联限流，用 R3 方便控制，可用 R3.(3)按电路连接，如图答案：(1)200(2)R3 R2(3)见解析返回目录拓展训练：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3 V)；电流表A1(量程200 A)；电流表A2(量程5 mA)；电流表A3(量程0.6 A)；滑动变阻器R(最大阻值1 k)；电源E(电动势4
8、 V)；开关S，导线若干(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(其中电源和开关及其连线已画出)如图返回目录解析：(1)题干中有一电压表，再需一个量程合适的电流表与之串联即可，经计算，流经待测电压表的最大电流为 Imax3 V20 000 150 A，考虑安全性及准确性，电流表选 A1.(2)由于待测电阻 RV20RP，且要求多测几组数据，故滑动变阻器采用分压式接法答案：(1)A1(2)电路如图所示：返回目录第七章 检测试题(对应学生用书第317318页)(时间：60分钟 满分：100分)返回目录【测控导航】考点题
9、号1.电功、电功率、电热2、6、122.串、并联电路特点、电阻定律1、3、133.部分电路、闭合电路欧姆定律4、94.测定金属的电阻率115.描绘小电珠的伏安特性曲线56.测定电源的电动势和内阻7、87.练习使用多用电表10返回目录一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)1在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压U为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为(电动势内阻不计)(A)解析：由 UIRxERRLxELx，其中，E、L 均为定值，故 U 与 x 成正比，A 正确返回目录2一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36
10、 V若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率(B)A等于36 W B小于36 W，大于9 WC等于9 W D小于9 W解析：当灯泡两端加 36 V 的电压时，灯泡能够正常工作，消耗的电功率为 36 W，此时灯泡的电阻为 36.当灯泡两端加上 18 V 的电压时，灯泡不能正常工作，消耗的电功率必然小于 36 W，而此时灯丝的温度要比加 36 V 时的低，则工作时的电阻必然小于 36，则由公式 PU2R 可以得出此时消耗的电功率要大于 9 W，故 B 选项正确返回目录3两电阻 R1、R2 的电流 I 随电压 U 变化的关系图线如图所示，其中 R1的图线与纵轴的夹角和 R2 的
11、图线与横轴的夹角都是 30.若将 R1、R2 串联起来接入电路中，则通电后R1、R2 消耗的电功率之比 P1P2 等于(C)A1 3B3 3C13D31解析：R1、R2串联，P1P2(I2R1)(I2R2)R1R2，由题图得R1tan 30，R2tan60，即R1R213.返回目录4如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头，闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将(C)A由小变大 B由大变小C先变小后变大 D先变大后变小解析：在图示位置时并联电阻最大，从m点到图示位置过程中圆环总电阻
12、增大，从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小，则电阻R两端的电势差先减小后增大，即电容器上的电压先减小后增大，由QCU可知，电容器C所带的电荷量先减小后增大，C对返回目录5如图所示，直线a为某电源的UI图线，直线b为电阻R的UI图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的内阻分别为(A)A4 W，0.5 B6 W，1 C4 W，1 D2 W，0.5 解析：在电源 UI 图象中，斜率的绝对值为内阻，即 r|k|36 0.5，B、C 错误当 R 接上电源时，a、b 交点为路端电压和电路电流，P0UI22 W4 W，所以 A选项正确返回目录6(2010 年福州模拟)小灯泡通电后其电流
13、 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中不正确的是(C)A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2C对应 P 点，小灯泡的电阻为 R U1I2I1D对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积解析：由于灯泡的电阻是图线斜率的倒数，结合图象知：随着所加电压的增大，图线斜率减小，灯泡电阻增大，A 对；对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2，故 B 对，C 错；对应 P点，小灯泡的功率为 PU1I2，对应图中矩形 PQOM 所围面积，D 对
14、返回目录7电动自行车因轻便、价格便宜、无污染和噪音小而受到市民喜爱某国产品牌电动自行车的铭牌如下，则此车所配电机的内阻为(B)规格后轮驱动直流永磁电机车型：20电动自行车电机输出功率：175 W电源输出电压：36 V额定工作电压/电流：36 V/5 A整车质量：40 kg额定转速：240 r/minA.7.2 B0.2 C7.0 D7.4 解析：根据“额定工作电压/电流：36 V/5 A”可以求出电机消耗的总功率，然后，减掉“电机输出功率：175 W”即为产生的热功率，再利用焦耳定律，就可以求出电机内阻返回目录8如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下述说法正确的是(C)A电动势E
15、1E2，发生短路时的电流I1I2B电动势E1E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1I2，E1E2，rEI短，r1r2，AB 错误，C 正确又P 出EII2r，电源 1 的输出功率大，D 错误返回目录9如图所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后各电灯恰能正常发光如果某一时刻电灯L1的灯丝烧断，则(B)AL3变亮，L2、L4变暗BL2、L3变亮，L4变暗CL4变亮，L2、L3变暗DL3、L4变亮，L2变暗解析：L1烧断，即L3上电压增大，变亮，C选项错误I4II3，I减小，I3增大，I4减小，L4变暗，D选项错UL2UUL4，U，UL4，UL2，L2变亮，所以B选项正确返回目录二、填空
16、和实验题(共23分)10(10分)如图是多用电表的刻度盘(1)选 用 量 程 为 50 mA 的 电 流 挡 测 量 电 流 时，表 针 指 于 图 示 位 置，则 所 测 电 流 为_mA；若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图中同一位置，所测电阻的阻值为_.(2)如果要用此多用电表测量一个约2.5102 的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是_(选填“10”、“100”或“1 k”)；换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是_；测量电阻时，要将被测电阻从电路中_；测量结束后，多用电表的选择开关要置于_答案：(1)30.9 1 500(2)10 欧姆调零 断开“OFF”挡
17、或“交流电压的最高挡”返回目录11(2010年黑龙江模拟)(13分)有一根细长而均匀的金属材料样品，横截面为边长等于a的正方形，如图所示此金属材料重约1 N2 N，长约30 cm，电阻约10.已知这种金属的电阻率为，密度为0.因管线内部空间截面积形状不规则，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(600 mA，1.0)；D电流表(3 A，0.1)；E电压表(3 V，6 k)；F滑动变阻器(2 k，0.5 A)；G滑动变阻器(10，2 A)；H蓄电池(6 V，0.05)；I开关一个，带夹子的导线若干返回目录(1)除待测金
18、属材料外，应选用的实验器材有_(只填代号字母)(2)请画出你的设计方案的实验电路图(3)实验中要测量的物理量有：_.(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0_.解析：AEHI 为必选关于电流表量程的选择：因为电压表的量程为 3 V，所以通过电阻的最大电流约为 0.3 A300 mA，所以电流表选用 C.滑动变阻器 F 总阻值太大，不方便调节，故滑动变阻器应选 G.因为RVRx 600，RxRA10，所以应选用电流表外接法若选择滑动变阻器限流式接法，则当滑动变阻器调到最大时电压表约为满量程，而调节过程中就会超过电压表的量程，所以必须选择分压式接法，电阻 RUI La2S0得 S0a2IL
19、U.返回目录答案：(1)ACEGHI(2)如图所示(3)管线长度 L、电压表示数 U、电流表示数 I(4)a2ILU返回目录三、计算题(每小题16分，共32分)12(2010年泉州模拟)如图所示，电源电动势E10 V，内阻r1，R13，R26，C30 F，(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量(3)如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在010 范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率返回目录解析：(1)稳定时，电容器看做断开状态，电路中的电流：IErR1R210136 A1 A(2 分)(2)S 闭合，电路
20、处于稳定状态时，电容器两端的电压：UIR216 V6 V(3 分)断开后，电容器两端的电压为 10 V(2 分)所以 U4 V(3 分)流过 R1 的总电荷量为：QUC430106C1.2104C.(3 分)(3)当 R2R1r4 时，R2 消耗的电功率最大，P2E24R1r6.25 W(3 分)答案：(1)1 A(2)4 V 1.2104C(3)6.25 W返回目录13如图所示电路，已知R34，闭合开关，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2.0 V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.80 A，电压表读数变为3.2 V，问：(1)哪个电阻发生断路故障？(2)R1的阻值是多少？(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由返回目录解析：(1)电压表和电流表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是 R2 被烧坏，而断路了(3 分)(2)R1U1I1 3.20.80 4.(3 分)(3)UR3I1R1UR20.754 V2.0 V1 V(2 分)I3UR3R3 14 A0.25 A，(1 分)E3.2 V0.80 A(R4r)(1 分)E3 V(0.25 A0.75 A)(R4r)(2 分)R4r1，(1 分)E4 V(1 分)故只能求出电源电动势 E 而不能求出内阻 r.(2 分)答案：见解析