物理步步高大一轮复习讲义答案Word文档格式.docx
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对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+Kx精确度)mm.
三、常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通
过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数
即可.
(1)0〜3V的电压表和0〜3A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是01V
和0.1A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.
(2)对于0〜15V量程的电压表,精确度是05V,在读数时只要求读到小数点后面一位,
即读到0.1V.
(3)对于0〜0.6A量程的电流表,精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点后面两位,
这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01A.
基本实验要求
1.实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度也业勺直径d,计算出横截面积S,并用伏安
法测出电阻R,即可计算出金属丝的电阻率.
2.实验器材
被测金属丝,直流电源(4V),电流表(0〜0.6A),电压表(0〜3V),滑动变阻器(50Q),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.
3.实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d.
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值
l.
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.
(5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U
的值,填入记录表格.
lTtd2
⑹将测得的R、l、d值,代入公式R=pg和S=丁中,计算出金属丝的电阻率.
S4
4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较
电流表接法
电流表外接法
电路图
fVl—.
误差原因
电流表分压
5则=U+UA
电压表分流
I测=Ix+IV
电阻测量值
_U则一-一
日测=l=R+R>
R卜则
测量值大于真实值
5RQ
R测=—=■———<
R
I测R+R
测量值小于真实值
适用条件
R?
R
RV?
规律方法总结
1.伏安法测电阻的电路选择
(1)阻值比较法:
先将待测电阻的估计值与电压表、电流表阻进行比较,若R较小,宜采用
电流表外接法;
若R较大,宜采用电流表接法.
(2)临界值计算法
R<
时,用电流表外jf法;
R>
;
'
RRM,用电流表接法.
(3)实验试探法:
按图4接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表处接法;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表接法.
此,£
一—
|i
1>
区
图4
2.注意事项
(1)先测直径,再连电路:
为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量.
(2)电流表外接法:
本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.
⑶电流控制:
电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实
验过程中变大.
3.误差分析
(1)若为接法,电流表分压.
(2)若为外接法,电压表分流.
⑶长度和直径的测量.
考点一测量仪器、仪表的读数
曜考点逐项排查基础是
1.游标卡尺的读数
(1)10分度的游标尺的读数:
主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游
1标的格数x—.
(2)20分度的游标尺的读数:
主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游
1
标的格数乂20.
2.螺旋测微器的读数
方法:
固定刻度数m计可动刻度数(估读一位)>
0.01mm.
3.电流表和电压表的读数
(1)若刻度盘上每一小格为:
1,0.1,0.01,…时,需估读到最小刻度值的下一位.
(2)
若刻度盘上每一小格为:
2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,…时,只需估读到最小刻度值的位数.
题组阶梯突破应用房
1.[直尺和游标卡尺的读数](2014•理综19
(1))某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如
图5甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm和mm.
答案60.104.20
解析刻度尺的分度值为1mm要估读到0.1mm.游标卡尺读数=4mm10>
€.02mm=4.20mm.
2.
[螺旋测微器的读数]完成下列读数(如图6所示)
a.mmb.mm
c.mmd.mm
答案a.0.486(0.484〜0.488)b.0.536(0.534〜0.538)c.4.078(4.077〜4.079)
d.5.663(5.661〜5.665)
3.[电压表、电流表和电阻箱的读数]
(1)①如图7所示的电流表使用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表A,图中表针示数是A;
当使用3A量程时,对应刻度
4.
盘上每一小格代表A,图中表针示数为A.
图8
(2)旋钮式电阻箱如图9所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为
.若用两个这样的电
今欲将接入电路的电阻改为2087Q,最简单的操作方法是
阻箱,则可得到的电阻值围为
图9
答案
(1)①0.020.440.1
2.20②0.11.400.57.0
(2)1987将“X1k”旋钮调到2,再将“X100”旋钮调
到00〜19998Q
解析
(1)①电流表使用0.6A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02A,指针的示数为0.44A;
当换用3A量程时,每一小格为0.1A,指针示数为2.20A.
②电压表使用3V量程时,每小格表示0.1V,指针示数为1.40V;
使用15V量程时,每
小格为0.5V,指针示数为7.0V.
⑵电阻为1987Q.最简单的操作方法是将“X1k”旋钮调到2,再将“X100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Q,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2>
9999Q
=19998Q.故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值围为0〜19998Q.
考点二实验操作及数据处理
5.[实验操作](2014•单科10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率.
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图
10所示的部件(选填"
A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为mm.
图10
(2)图11所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出.合上开关,将滑动
变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变
化.由此可以推断:
电路中(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了(选填“短路”或“断路”).
图11
⑶在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和
38mA由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Q.为了更准确地测出合金
丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?
请写出两条建议.
答案
(1)B0.410
(2)7、8、9断路
(3)电流表改为接;
测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值.(或测量多组电流和电压
值,用图象法求电阻值)
解析
(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,即旋紧B螺旋测微器的示数为(0+41.0>
0.01)mm=0.410mm.
(2)电压表的示数不为0,电流表的示数几乎为0,说明连接两电表的电路是导通的.而滑动
RR
变阻器几乎不起作用,说明线路电阻很大,故可判断7、8、9间断路.(3)由题知日Q0.005<
-
RxR
-0.020,说明电流表的分压作用不显著,故可将电流表改为接,并测出多组UI值,求出
R后,再取平均值作为实验结果.
6.[实验操作及数据处理]用伏安法测定电阻约为5Q的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节
干电池.如图12甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上,
底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才
与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出.实验采用的电路原理图如图乙所示,测量电
阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示.
图12
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转
动夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动使F固定后读数.(填仪器
部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙,用笔画线代替导线,将实物图丁连接成实验电路.
⑶闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次改变P的位置,得到几组LK
,一,--U_,一,,……~
I、L的数据,用R=「计算出相应的电阻值后作出R—L图线如图13所示.取图线上两个点
间数据之差△1和八R,若电阻丝直径为d,则电阻率p=
解析
(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F接近被测
电阻丝,再转动微调旋钮H夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动止动旋钮G使F固定后读数.
一I…_△L_兀d,,、,-兀△Rd
(3)根据牛p&
R△R=pw-,而S=~,代入碍p=~.
SS44ZAL
7.[实验原理及数据处理]为测定一段金属丝的电阻率p,某同学设计了如图14甲所示的电
路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,电路中的保护电阻R=4.0Q,电源的电
动势E=3.0V,电流表阻忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好.
(1)
mm.
实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d=
图14
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值
I,实验数据如下表所示:
x(m)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
I(A)
0.49
0.43
0.38
0.33
0.31
0.28
1(A1)
2.04
2.33
2.63
3.03
3.23
3.57
1....一一一一
①将表中数据描在--x坐标纸中,如图15所示.试作出其关系图线,图象中直线的斜率的
表达式k=(用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率p为Q・m(保
留两位有效数字).
一,一1
②根据「一x关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的阻为Q(保留两位有效数字).
,_40—6
答案
(1)0.400
(2)①图线见解析图—^S1.1刈°
②1.4
解析
(1)由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0m240.0>
0.01mm=0.400mm.
⑵①如图所示.
1
xE7兀d2
根据图象由电阻定律可得R=pg,由欧姆定律可得:
R=§
,贝U图象斜率k=-,S;
=—
SIX4
1
…4。
r
联立解得:
k=^=2
代入数据得:
联立解得电阻率为:
kjtEd
P=4
代入数据得:
pX1.1刈06Q
-,…1.一..
②根据「一x关系图线纵轴截距为1.8,此时待测电阻丝的电阻为0,由闭合电路欧姆定律得:
E=I(r+R>)
*1
即:
3=顽(「+4.0)
1.8
得:
r=1.4Q
■■方法点拨.■
计算电阻率的两种方法
RS
1.根据电阻7E律得p=~p;
2.通过有关图象来求电阻率.图象法处理实验数据是最常用的方法之一,要从物理规律出发,写出图象的函数关系式,弄清斜率、截距等的物理意义,从而求出相关物理量.
考点三电阻的测量
❶考点逐项排查基础房
电阻测量的六种方法
1.伏安法
特点:
大小外(接法测量值偏大,测大电阻时应用接法测量,测小电阻时应采用外接法测量)
2.安安法
若电流表阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用.
⑴如图16甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知但的阻R,则可测
得也的阻R=*1旦
I2
⑵如图乙所示,当两电流表的满偏电压W?
队时,如果已知间的阻R,@串联一定值电
图16
3.伏伏法
若电压表阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用.
⑴如图17甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知©
的阻R,则可测出(©
的阻R=学
U
R.
⑵如图乙所示,两电压表的满偏电流IV1?
IV2时,若已知&
D的阻R,©
并联一定值电阻R
后,同样可得O的阻R=
UiUi
=+—
-CS)—®
尊乙
图17
4.等效法测电阻
如图18所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;
然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,贝U电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.
图18
5.比较法测电阻
如图19所示,读得电阻箱R的阻值及O、四的示数I1、I2,可得R=竺.
如果考虑电流表阻的影响,贝UI1(R+R1)=I2(R+Ra2).
图19
6.半偏法测电流表阻电路图如图20所示
Hl
~吃—
图20
步骤:
⑴断开8,闭合Si,调节R,使。
的示数满偏为Ig;
⑵保持R不变,闭合&
调节电阻箱R使&
的示数为
(3)由上可得R=旦
特别提醒当R?
R时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的阻,且测量值偏
小;
电源电动势应选大些的,这样&
表满偏时8才足够大,闭合手时总电流变化才足够小,误差才小.
应用层
题组阶梯突破
8.[伏安法测电阻](2014•理综22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量
其电阻值.
(1)图21是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图中画出.
图21
图22
(2)小明用电流表接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电
压数据描到U—I图上,如图22所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用(填
“。
”或“X”)表示的.
(3)请你选择一组数据点,在图上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为Q.
答案
(1)见解析图甲
(2)X(3)见解析图乙用“X”表示的数据连线时,1.2(1.1〜1.3
均可),用“。
”表示的数据连线时,1.6(1.5〜1.7均可)
解析
(1)连线如图甲所示.
甲
乙
(2)U—I图象如图乙所示,U—I图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表接法时测得的电
阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“X”表示的.
,一,,—一,“,,,△U,,……,一
(3)在U—I图象上,选用外接法所得的“X”连线,则R=m=1.2Q,选用接法所得的“。
”
、……_△U―
连线,则R=△I=1.6Q.
9.[电表改装和电阻测量]现要测量电流表G的阻,给出下列器材:
电流表G(量程5mA,
阻「1约为150Q)
电流表G(量程10mA,阻「2约为100Q)
定值电阻R=100Q定值电阻R=10Q
滑动变阻器R(0〜200Q)干电池E(1.5V,阻未知)单刀单掷开关S导线若干
(1)定值电阻选
(2)如图23所示,在虚线框中已画出部分实验电路设计图,请补充完整,并标明所用器材的代号;
图23
(3)若选测量数据中的一组计算□,所用的表达式为n=
(4)
号的意义是
(5)
RI2I1
「1=;
11
它正常工作时的电
⑴测电阻的方法有很多种,现在提供一只标有“220V40W的灯泡,
Q.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值
(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值.
(2)用下列器材设计一个实验,测量该灯泡正常工作时的电阻值.
A.220V交流电源
B.单刀双掷开关一个
C.电阻箱一个(0〜999.9Q,额定电流0.5A)
D.定值电阻一个(0.5kQ,额定电流0.3A)
E.交流电流表一个(0〜0.3A)
请在虚线框画出电路原理图.
答案
(1)1210小于
(2)见解析图
U2U2
解析
(1)正常工作时电压为额定电压,故有P=e,所以R=b=1210Q;
灯泡在正常工
RP
作时发热,灯丝电阻率增大,电阻增大,因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值.
⑵应用替代法.因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值,故应串联一定值电阻,电路原理图如图所示.
10.[半偏法测电阻](2015•新课标II23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电
流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的阻(半偏法),实验室提供的器材如下:
待测电压表Q(量程3V,阻约为3000Q),电阻箱R(最大阻值为99999.9Q),滑动变阻器R(最大阻值100Q,额定电流2A),电源E(电动势6V,阻不计),开关2个,导线若干.
(1)虚线框为该同学设计的测量电压表阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(如图24).
h
st:
i—®
~Ij
图24
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:
(3)将这种方法测出的电压表阻记为R/,与电压表阻的真实值R/相比,R/'
R(填
、"
=”或“V”),主要理由是
答案
(1)见解析图
(2)见解析(3)>
理由见解析
解析
(1)实验电路图如图所示.
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;
闭合开关Si、S2,调
节R,使电压表的指针满偏;
保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开孚,调节电阻箱R,使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表阻.
⑶断开&
调节电阻箱R使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R)两端的电压大于电压表的半偏电压,故R>
FV.
考点四实验拓展与创新
11.[实验器材的创新]有一根细长且均匀的空心金属管线,长约30cm,电阻约为5Q,已
知这种金属的电阻率为p,现在要尽可能精确测定它的径d.
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示,从图中读出外径为
mm应用(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L;
图25
⑵测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0〜3V,阻约10kQ
B.电压表0〜15V,阻约50kQ
C.电流表0〜0.6A,阻约0.05Q
D.电流表0〜3A,阻约0.01Q
E.滑动变阻器,0〜10Q
F.滑动变阻器,0〜100Q
要求较准确地测出其阻值,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器
应选;
(填序号)
(3)实验中他的实物接线如图b所示,请指出接线中的两处明显错误.
错误1:
错误2:
(6)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示),推导出计算金属管线径的表
达式d=;
(7)在实验中,下列说确的是.
A.为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些
B.为操作方便,中间过程可保持开关S一直处于闭合状态
C.千分尺的精确度是千分之一毫米
D.用千分尺测量直径时必须估读一位
采用了
答案
(1)5.200毫米刻度尺
(2)ACE(3)导线连接在滑动变阻器的滑片上
(4)®
D—4^(5)D\J丸U
解析
(1)螺旋测微器的读数为:
45m220.0>
0.01mm=5.200mm;
测量30cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量.
(2)由于两节干电池的电动势为3V,所以电压表应选A;
由于通过金属管的最大电流为Im
U3~,,………………
=-=-A=0.6A,所以电流表应选C.为了较准确地测出其阻值,滑动变阻器应选E.
R5
(3)由于待测金属管阻值远小于电压表阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错
误分别是:
导线连接在滑动变阻器的滑片上;
采用了电流表接法.
(4)设金属管线径为d,根据电阻定律应有:
PL
R=1————,
Z兀D2-~kd244
—U
又R=「,
口I24PIL
联立
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- 物理 步步 高大 一轮 复习 讲义 答案