《2022屆高考物理一輪復習 實驗方法之安阻法學案 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2022屆高考物理一輪復習 實驗方法之安阻法學案 新人教版(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022屆高考物理一輪復習 實驗方法之安阻法學案 新人教版
所謂“安阻法”,就是用安培表和電阻箱(或已知電阻)兩個測量工具測量某一物理量,主要是測電源電動勢和內阻。
安阻法測電源電動勢和內阻
例1.一同學測量某干電池的電動勢和內阻.
(1)題10-1圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處.
(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關系圖象.由圖象可計算出該干電池的電動勢為 V;內阻為 Ω.
R/Ω
8.0
7
2、.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A–1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
(3)為了得到更準確的測量結果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如題10-2 圖所示,則該干電池的電動勢應為 V;內阻應為 Ω.
【解析】(2)推導:根據(jù)閉合電路歐姆定律,,變形為,所以電動勢為圖象的斜率,內阻為圖象在軸上的的截距,根據(jù)圖象可求出斜率和截距,從而求出E和,見答案。
(3)電壓表讀數(shù)
3、為66,根據(jù)已知條件,電流表內阻
因為安阻法測電源電動勢和內阻實驗中,電動勢E,內阻,所以,第(3)問中,電動勢同第(2)問,內阻比第(2)問少.
【答案】10.(1)①開關未斷開 ②電阻箱阻值為零
(2)(見下圖) 1.4(1.30 1.44都算對) 1.2(1.0 1.4都算對)
(3)1.4(結果與(2)問第一個空格一致) 1.0(結果比(2)問第二個空格小0.2)
【點評】本題隱含考查一個知識:在安阻法測量電源電動勢和內阻實驗中,電動勢的測量值等于真實值,而內阻的測量值大于真實值,實驗在第(3)問中,內阻的結果比(2)問第二個空格小0.2(電流表內阻)。推導如下:
4、
不考慮電流表內阻的影響時,所得結果為測量值,根據(jù),,解得,.
考慮電流表內阻的影響時,所得結果為真實值,根據(jù),,解得,.
例2.某同學利用圖(a)中的電路測量電流表的內阻RA(約為5Ω)和直流電源的電動勢E (約為10V)。 圖中R1和R2為電阻箱,S1和S2為開關。已知電流表的量程為100mA,直流電源的內阻為r。
(1)斷開S2,閉合S1,調節(jié)R1的阻值,使?jié)M偏;保持R1的阻值不變,閉合S2,調節(jié)R2,當R2的阻值為4.8時的示數(shù)為48.0mA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化,經(jīng)計算得RA= Ω;(保留2位有效數(shù)字)
(2)保持S1閉合,斷開S2,多次改變R
5、1的阻值,并記錄電流表的相應示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示,則此次R1的阻值為 Ω;
(3)利用記錄的R1的阻值和相應的電流表示數(shù),作出圖線,如圖(c)所示。用電池的電動勢E、內阻r和電流表內阻RA表示隨變化的關系式為= 。 利用圖(c)可求得E= V。 (保留2位有效數(shù)字)
【解析】(1)并聯(lián)電路電流與電阻成反比,解得
(2)
(3)根據(jù)全電路歐姆定律有,變形得。
從圖(c)可求圖線的斜率,則電源電動勢.
【答案】(1)5.2 (2)148.2 (3),9.1(8.9-9.4)
【點評】本題在測電源電動勢和內阻的實驗中
6、嵌入了另一個實驗:用半偏法測電流表內阻。
例3.利用如圖(a)所示電路,可以測量電源電動勢和內阻,所利用的實驗器材有:
待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),電阻R0(阻值為3.0Ω),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表A(量程為200mA,內阻為RA=6.0Ω),開關S。
實驗步驟如下:
①將電阻箱阻值調到最大,閉合開關S;
②多次調節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應的阻值R;
③以為縱坐標,R為橫坐標,作圖線(用直線擬合)
④求出直線的斜率k,和在縱坐標的截距b。
7、
回答下列問題:
(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻,則1/I與R的關系式為 。
(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:① ,② 。
(3)在答題卡圖(c)的坐標紙上所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k= ,截距b= 。
(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E= V,內阻r= Ω。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8、
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
【解析】(1)電流表和電阻并聯(lián)以擴大量程,因為,,所以,此即為擴大量程后的電流表內阻。電流表讀數(shù)為時,干路電流為,則,所以.
根據(jù)全電路歐姆定律,,即化成關系式為,即,將和代入得。
(2)從圖(b)可得,電流表讀數(shù)
,所以
(3) 描點作圖,見下圖,
從圖得斜率,截距
(4)因為,所以電動勢,
根據(jù),解得
【答案】 (1)=R+(5.0+r)或
(2)①0.11
9、0 ②9.09
(3)見圖(c)答
(4)3.0(或在2.7 3.3之間)
1.0(或在0.6 1.4之間)
【點評】本題繼承傳統(tǒng)的是根據(jù),得出,然后描點作圖,從圖象求斜率和截距,從而求電動勢和內阻.
本題創(chuàng)新在于把電流表擴大量程與測電源電動勢和內阻整合在一起,而把上式中的改為,從而把改為即,因而電動勢為,內阻為。
本題表面上看是安阻法,因為是圖象,實際上是伏阻法,因為電流表測的實際上是兩端的電壓。所以可以說是伏阻法和安阻法的綜合法。
安阻法測電流表內阻
例5.利用圖1所示的電路測量電流表mA的內阻RA。圖中R1、R2為電阻,K1、K2為電鍵,B是電源(內阻可忽略)。
① 根據(jù)圖1所給出的電路原理圖,在圖2的實物圖上連線。
②已知R1=140Ω,R2=60Ω。當電鍵K1閉合、K2斷開時,電流表讀數(shù)為6.4mA;當K1、K2均閉合時,電流表讀數(shù)為8.5mA。由此可以求出RA= Ω。(保留2位有效數(shù)字)
【解析】(1)圖略
(2)根據(jù)電路歐姆定律和電路分析,有,解得RA=43.
點評:本題考查用安阻法(用電流表和兩個電阻)測電流表的內阻。也具體考查了實物圖的連線和實驗數(shù)據(jù)的處理方法(考實際數(shù)字的計算),還考查了電路的分析。