物理步步高大一轮复习讲义答案.docx
- 文档编号:5681955
- 上传时间:2022-12-31
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:476.68KB
物理步步高大一轮复习讲义答案.docx
《物理步步高大一轮复习讲义答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理步步高大一轮复习讲义答案.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物理步步高大一轮复习讲义答案
选修卜1第txt恒定电流
实验五决定导线电阻的因素
t善堀解读】1掌握螺盎测微铝的康理及读救方法.2.掌握电撕表、电压聂和滑成变阻藤的使用方法及电流盏和电压表的漆数
方法.3•会用伏安洗期和阻,?
r能测定金尾丝韵电pg率,
实验基础知识
、螺旋测微器的使用
1.构造:
如图1所示,B为固定刻度,E为可动刻度.
2.原理:
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm即旋钮D每旋转一周,
F前进或后退0.5mm而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01mm即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器
又叫千分尺.
3.读数:
测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)>0.01(mm).
如图2所示,固定刻度示数为2.0mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为
15.0,最后的读数为:
2.0mm+15.0>0.01mm=2.150mm.
二、游标卡尺
1.构造:
主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度
尺.(如图3所示)
图3
2.用途:
测量厚度、长度、深度、径、外径.
3.原理:
利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度
少1mm常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下
表:
刻度格数(分度)
刻度总长度
每小格与1mm的差值
精确度(可精确到)
10
9mm
0.1mm
0.1mm
20
19mm
0.05mm
0.05mm
50
49mm
0.02mm
0.02mm
4.读数:
若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线
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=—=■——— I测R+R 测量值小于真实值 适用条件 R? R RV? R 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 =+— RR -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 电流表接法 (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: 错误1: 导线连接在滑动变阻器的滑片上; 错误2: 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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理 步步 高大 一轮 复习 讲义 答案