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高三物理教案：第二轮专题备课复习教案
[10-15 23:19:38] 来源：http://www.xiaozhibei.com 高三物理教案 阅读：9519次将②代入①得
显然，实验中需要测量的物理量是：斜面高度H、桌面高度h，小铁块平抛的水平距离S、小铁块质量m.如图5—9所示，其中S需用重锤线和白纸、复写纸来确定.
【答案】 (1)重锤线、铺在地面上的白纸和复写纸 (2)斜面高度H、桌面高度h，小铁块平抛的水平距离S，小铁块质量m (3)
【点评】 题给实验器材对实验原理的设计有一定的限制作用.本题没有给足实验器材，首先要根据题给实验条件和要求，构思相关的物理情景，从而确定实验原理，然后根据原理式确定需要测量的物理量和还需选用的实验器材.
【例5】 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下 ：
待测电阻Rx (阻值约为25kΩ)
电流表A¬1：(量程100 A，内阻2kΩ)
电流表A2：(量程500 A，内阻300Ω)
电压表V1：(量程10V，内阻100kΩ)
电流表V¬¬2：(量程50V，内阻500kΩ)
电源E：(电动势15V，允许最大电流1A)
滑动变阻器R：(最大阻值1kΩ)
电键S，导线若干
为了尽量减小实验误差，要求测多组数据.
(1)电流表应选________________，电压表应选__________________.
(2)画出实验电路图.
【例5】 解析：(1)器材选择(测量电路)
从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理.注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的 ，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当; 而此时通过电流表的最大电流 ，因此，电流表A2与V1配置较好.
(2)电路选择(控制电路)
电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑.若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为20kΩ，远大于滑动变阻器的总电阻(1kΩ)，要保证电表安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10kΩ，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制，实验电路如图5—10所示.
【点评】 伏安法是测量电阻的一种最基本方法，其原理是部分电路欧姆定律，原理式为 .分析这类问题的关键是从电表配置要合理选择器材，从对电路的控制和调节选择控制电路.并联分流和串联分压原理是伏安法测电阻原理的迁移和延伸，下例是这类问题的变式.
【变式】 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900～1000Ω)：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V;
电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω;
电压表V¬¬2，量程为5V，内阻r¬2=2500Ω;
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关S，导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注).
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图5—11上画出连线.
(3)若电压表V1的读数用U1表示，电压表v2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=____________________.
变式：【点拨】 (1)本题中测量电阻的原理是并联分流或串联分压.由于滑动变阻器的最大阻值远小于测量部分的阻值，且电源电动势大于两电压表的量程，在调节滑动变阻器的过程中，为保证电压表的安全，且其读数有明显的改变，滑动变阻器应采用分压式控制电路，电路原理图如图5—12甲或乙所示.
图5—12
(2)实物连线如图5—13甲或乙所示
图5—13
(3)若采用甲电路，根据并联电路的电流分配关系，
解得 .
若采用乙电路，根据串联电路的电压分配关系，
解得 .
【点评】 本题主要考查电阻测量的原理、电路设计、实物连线等知识，测试设计简单实验方案的能力.①对于内阻已知的电压表，可作电流表使用.使用电表时，必须考虑电表间的量程配置，本题要求电压表读数不小于量程的 ，因此，电压表V2与V1的位置不能互换.②进行实物连线时，应注意以下几个问题：a.直流电表的正、负接线柱(正接线柱应连接在电路电势高端，负接线柱应连接在电路电势低端);b.电表的内外接法;c.滑动变阻器的接法(限流或分压，接通电路后，应使电表读数最小);d.开关的连接(应在干路上，闭合前电表读数为零).
【例6】 为了测定电流表A1的内阻，采用如图5—14所示的电路.其中：A1是待测电流表，量程为300 A，内阻约为100Ω;A2是标准电流表，量程为200 A;R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组，电动势为4V，内阻不计;S1是单刀掷开关.S2是单刀双掷开关.
图5—14 图5—15
(1)根据电路图，请在图5—15中画出连线，将器材连接成实验电路.
(2)连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A¬2的读数是150 A;然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150 A.若此时电阻箱各旋钮的位置如图5—16所示，电阻箱的阻值是_______Ω，则待测电流表A1的内阻R1=______Ω.
(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_____________________(填写阻值相应的字母).
A.200kΩ B.20kΩ C.15k D.20Ω
(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________________(填写阻值相应的字母)是最佳选择.
A.1kΩ B.5kΩ C.10kΩ D.25kΩ
【例6】 解析： (1)实物连线如图5—17所示.
(2)电阻箱的阻值R1=0×100Ω+8×10Ω+6×1Ω+3×0.1Ω=86.3Ω.
本题测量电流表的内阻的方法是“替代法”.即用电阻箱的阻值替代电流表A1的内阻值，其条件是：开关S2分别扳到a处和b处时，保持滑动变阻器R2不变，且使电流表A2读数相同.所以，待测电流表A1的内阻 Ω.
图5—17
(3)当R2调为零时，要使电路中的电流I不超过电流表A¬2的量程，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻R总至少为： Ω=20kΩ.由于电流表A¬1、A2的内阻(约为100Ω)远小于R总,故保护电阻R3应选用20kΩ的电阻，但若选用200kΩ的电阻，则电路中电流太小，电流表A1、A2指针偏转量太小，读数不明显，实验误差太大.所以,正确的选项为B.
(4)由于R3=20kΩ，调整滑动变阻器R2时，要使电流表A2的读数为150 ，则 -R3= Ω-2×104Ω≈7kΩ.若选用1kΩ或5kΩ滑动变阻器，则不能满足实验要求(A2读数为150 );若选用25kΩ的滑动变阻器，则调节范围太小(不方便调节)，所以，选用10kΩ的滑动变阻器较合适，正确的选项为C.
【点评】 实验条件的控制是高考考查的重点之一.保护电阻和滑动变阻器在电路中起着控制和调节的作用，选用时应根据实验条件和要求进行优选，既要保证电表安全(不能太小)，又要方便调节(不能太大).
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