2016《名师伴你行》一轮物理微专题7

微专题七处理电学设计性实验的思路与方法1．如图甲所示为某一型号二极管，其两端分别记为A和B．图乙为它的伏安特性曲线，其外表所标示的极性已看不清，为确定该二极管的极性，用多用电表的电阻挡进行测量．(1)首先对多用电表进行机械调零，然后将红、黑表笔正确插入插孔后，选用×100挡进行测量，在测量前要进行的操作步骤为________________________________________．(2)将多用电表的红表笔与二极管的A端、黑表笔与二极管的B端相连时，表的指针偏转角度很大；调换表笔的连接后，表的指针偏转角度很小，由上述测量可知该二极管的正极为________(填“A”或“B”)端．(3)当给该二极管加上反向30V电压时，用伏安法测量其电阻值，提供的器材有：①电动势40V电源；②电流表A1，量程0.6A，内阻约10Ω；③电流表A2量程50μA，内阻约100Ω；④电压表V，量程为50V，内阻约100kΩ；⑤滑动变阻器，总电阻100Ω；⑥开关、导线若干．在提供的两块电流表中应选用________(填“②”或“③”)，在虚线框内画出实验电路图(二极管的符号已画在图中)．答案：(1)将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处(2)B(3)③电路如图所示解析：(1)欧姆调零的具体步骤为：将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处．(2)二极管正向电阻很小，反向电阻极大，多用电表的电流方向是“红进黑出”，可知该二极管的正极为B端．(3)根据图乙，当反向电压为30V时，反向电流不超过50μA，故电流表选③；二极管反向电阻极大，电流表应该采用内接法，为了多测几组数据，滑动变阻器采用分压接法．2．实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管的电阻．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等．(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：①将红表笔插入多用电表的________(填“正”或“负”)插孔、黑表笔插入多用电表的另一个插孔；选择电阻挡“×1”；②________________________________________________________________________；③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相连，多用电表的示数如图所示，读数为________Ω.(2)根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻．(3)他们正确连接电路，连通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．(只需写出简要步骤)①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.答案：(1)正将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零4(2)D(3)①使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线出现断路故障②使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线出现断路故障解析：(1)①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻挡“×1”；②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零；③读数为4Ω.(2)选择D电路，被测螺线管电阻为4Ω，电流表采用外接法误差较小，要获得较大电压变化范围，滑动变阻器采用分压式接法．3．有一量程为0～5V的电压表V，某同学为了知道它的内阻，采用了下列测量方法：(1)该同学利用欧姆表通过图甲的方式进行测量．测量时欧姆表的黑表笔应该与电压表的________(填“正”或“负”)极接线柱相连，红表笔与另一接线柱相连．在欧姆表的挡位位于“×1k”挡时，欧姆表的示数如图乙所示，则电压表的内阻RV约为________kΩ.(2)为了更准确地测出这块电压表V的内阻，该同学在实验室找到了下列器材：电压表V1：量程0～10V定值电阻R0：阻值5000Ω滑动变阻器R1：0～50Ω滑动变阻器R2：0～10kΩ电源E：电动势12V，内阻很小开关S、导线若干该同学设计了图丙所示的电路，其中甲为________，乙为________(填“V”或“V1”)．滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)．该同学通过调节滑动变阻器的阻值，得到电压表V、V1的多组读数U、U1，以U为纵坐标、U1为横坐标建立坐标系并画出相应图象，如图丁所示．若图象的斜率为k，则电压表V的内阻RV＝________(用k和R0表示)．答案：(1)正4.5(或4.50)(2)V1VR1kR01－k解析：由串联电路电压的关系：U1＝U＋URR0，U＝RVRV＋R0U1所以，斜率k＝RVRV＋R0解得RV＝kR01－k4．(2015·吉林市复习检测)待测电阻Rx的阻值为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A．电流表A1(量程150mA，内阻约为10Ω)B．电流表A2(量程20mA，内阻r2＝30Ω)C．电压表V(量程15V，内阻约为3000Ω)D．定值电阻R0＝100ΩE．滑动变阻器R1，最大阻值为5Ω，额定电流为1.0A．F．滑动变阻器R2，最大阻值为50Ω，额定电流为0.5A．G．电源E，电动势E＝4V(内阻不计)H．开关S及导线若干(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的13，请从所给的器材中选择合适的实验器材______________(均用器材前对应的序号字母填空)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R的最佳实验电路图并标明元件符号；(3)待测电阻的表达式为Rx＝________，式中各符号的物理意义为_____________________________________．答案：(1)ABDEGH(2)如图所示(3)I2R0＋r2I1－I2其中I1、I2分别为A1和A2表示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值．解析：本题的基本思路是伏安法测电阻．电源电动势为4V，15V的电压表显然量程太大，电流表A2量程20mA，且内阻已知，可以改装为电压表，题目要求电表调节范围较大，所以变阻器用分压电路，选小电阻．5．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)．(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________(填“1”或“2”).方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点，绘出的1U－R图象是一条直线，若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示)答案：(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R0解析：(1)实验时，应使电路中的电阻阻值最大，所以应先将电阻箱的电阻调到最大．(2)方案1中R的阻值与R0相差较大，则R0两端的电压过小，电压表的示数过小，不能准确测量R0两端的电压，所以方案1不合理；方案2中R的阻值与R0相差较小，R0两端的电压较大，电压表的示数较大，所以方案2比较合理．(3)根据闭合电路欧姆定律有：E＝UR0(R0＋R＋r)则1U＝1ER0R＋R0＋rER0由k＝1ER0得E＝1kR0由b＝R0＋rER0得r＝bk－R0.