(完整)高中物理电学实验图象问题归纳,推荐文档

1、1 图b 电学实验图象问题归纳 物理图象是物理知识重要的组成部分， 利用图象提取物理信息解决物理问题是近几年 高高考考查的热点问题。对于图象获取信息主要有这样几方面： 一看轴二看点三看斜率四 看线五看截距六看面（积）。在电学实验中对图象的考查尤为突出。 一. U I图象 此类图象主要看斜率和图线交点的物理意义 例 1.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系可用的器材如下：电源（电动势 3V，内阻 1Q）、电键、滑动变阻器（最大阻值 20 Q）、电压表、电流表、小灯泡、导线若 干. （1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的 U-I图象如图 a 所示，则可知小灯 泡的电阻随电压增大而 _

2、 （填“增大”、“减小”或“不变”） （2） 根据图 a，在图 b 中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压 表分别测量小灯泡的电流和电压）。 （3） 若某次连接时，把 AB 间的导线误接在 AC 之间，合上电键，任意移动滑片发现 都不能使小灯泡完全熄灭， 则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是 _W。（电 压表和电流表均为理想电表） 答案：（1）增大2 分 （2）如图3 分（3） 0.32W （ 0.300.34 都对） A B C 2 室中提供有下列器材: A. 电流表 G （滿偏电流 10mA 内阻 10Q） B. 电流表 A （00.6 A3A,内阻未知） C. 滑动

3、变阻器R）（0100Q, 1A） D. 定值电阻 R （阻值 990 Q） E. 开关与导线若干 现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线. （2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的 I I1-I I2图线 （丨丨1为电 流表 G 的示数，I I 2为电流表 A 的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势 E E= _ V , 内阻 r = _ Qo 答案：图略，10.02 , 1.02 1 1 三. 图象 U R 根据闭合电路欧姆定律导出斜率和截距的含义 .I I图象 此类图象多为U I图象的变式，需认清斜率和截距的含义 例 2.某同学对

4、实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现, 里面除了一节 1.5V 的 干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池） 。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验 内 （1）该同学根据 3 例 3.某同学利用 DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池 a 的电动势和内阻，实验装置如图 1 所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值 R 用电压传感器测得端电压 U,并在计算机上显示出如图 2 所示的1/U 1/ R关系图线 a, 重复上述实验方法测量电池 b 的电动势和内阻，得到图 2 中的图线 b. 4 R 先后与电池 a 及电池 b 链接，则两电池的输出功率 Pa _ Pb

5、（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率 a _ b （填“大于”、 I JI R 的效率 一 ，得a大于b。 EI R r 本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻，图像法，以及电源的 输出功率及效率。 1 1 四. R或R 图象 I I 例 4.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的 电动势 E 和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、 一个电阻箱 （最大阻值为 9.999 科当标准电阻用）一只电流表（量程IR=0.6A,内阻rg 0.1 ）和若干导线。 请根据测定电动势 E 内电阻r的要求，设计图 4 中器件的连接方式，画线把它们连 接

6、起来。 接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R,读处与R对应的 电流表的示数 I,并作记录当电阻箱的阻值 R 2.6时， 其对应的电流表的示数如图 5 所示。处理实验数据时 （1）由图线 a 可知电池 a 的电动势Ea = V,内阻a = （2 ） 若用同一个电阻 解析：（1）根据E U k=0.25（G），所以电动势 E （2）从图象可知：截距 U 1 1 r 1 1 r，得 ？一，图象 a,截距 b=0.5()，斜率 R U E E R V 1 2V，内阻 r=E k=0.5 b 1 bb 0.2()，斜率 kb 0.13()，电动势 Eb 5V，内阻 b 0.7 ， Ea V Eb， ra

7、V rb，电池的输出功率 p 2 眾R，得 Pa小于Pb ；电池 ） 。 Ftje 人 I 5 1 1 首先计算出每个电流值 I的倒数丄;再制作 R-1坐标图， I I 1 如图 6 所示，图中已标注出了( R,1)的几个与测量对应的坐标点，请你将与图 5 实验数 据对应的坐标点也标注在图 6 中上。 在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线。 根据图 6 描绘出的图线可得出这个 电池的电动势 E= _ V，内电阻 r _ 解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电 压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压 表，测量电源的路端电

8、压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表 和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图 4 所示。由闭合电路欧姆定律有： (r rg)，根据 R-1/I图线可知：电源的电动势等 于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。 答案： 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1.5( 1.461.54)； 0.3( 0.250.35) 五、R-L 图象 例 5.在探究金属丝的电阻与金属丝长度的关系的实验中，某实验 小组得到了如图所示的 R-L 实验图线，则图线的斜率与导线的横截 面积的乘积表示的物理量是 _ . 一、 a F 图象 例 1.某同学在平衡好摩擦力后，保持小

9、车质量不变 的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速 度 a 与砝码重力 F 的图象如右图所示，若牛顿第二定 律成立，重力加速度 g=10m/s2,则小车的质量为 _ kg,小盘的质量为 _ kg。(二个结果都保 留两位有效数字) 二、 am 或 a 1/m 图象 某同学把实验得到的几组数据画成图丙的 a-m 图象，为了更直观描述物体的加速度跟其质 E =1（ R+r+rg）,解得: 7 量的关系，请你根据他的图象在图丁中画出 a-丄图象。 m m 8 1、（1）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下 的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热

10、敏电阻的阻值约 45Q。 热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中， 杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有： 盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约 1Q）、 根据电路图，在图 12 （ b）的实物图上连线。（4 分） 简要写出完成接线后的主要实验步骤 1） 、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。 2） _ 、 _ .（2 分） 3） 、重复，测出不同温度下的数据。 4） _ 、 _ 启 分） 2 2、某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性现在器材：直流恒流电源（在正常工作 状态下输出的电流恒定.）、电压表，待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等. （

11、1 1）若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性，请你在图的实物图上连线. 在图 12 （ a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。 （4 分） 9 (2) 实验的主要步骤： _ 正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出 的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开 关， ， ，断开开关； 重复第步操作若干次，测得多组数据. (3) 实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图 1010 的 R R- -t t 关 系图线，请根据图线写出该热敏电阻的 R R- -t t 关系式：R= + + _ t( t( Q ) )(保 留

12、3 3 位有效数字) 3、某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率 ，所用器材包括：输出为 3V3V 的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺) 、米尺、电阻箱、 开关和导线等。 他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金 属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物 图 1414 10 实验的主要步骤如下： 正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关； 读出电流表的示数，记录金属夹的位置； 断开开关， _ ，合上开关，重复的操作. 该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图的关系图线，

13、其斜 率为 _ A 1 m1 (保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表 了 _的电阻之和. (4) 他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径 ，示数如图 1616 所示. .金属丝的直径 是 . . 图 1515 中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量 是 ，其数值和单位为 _ (保留三位有效数字) 4 4、某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻， 使用的器材还包括定值电 阻(Ro =5 =5 ) 一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图 14(a).14(a). 在图 14 14 (b b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。 请完

14、成下列主要实验步骤； A A、检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图 14 14 （c c）所示，读得电阻值是 B B、 将开关$闭合，开关断开，电压表的示数是 1.49V 1.49V ； C C、 将开关s2_ , ,电压表的示数是 1.16V 1.16V ;断开开关S。 使用测得的数据，计算出干电池的内阻是 _ （计算结果保留二位有效数字）。 由于所有电压表不是理想电压表， 所以测得的电动势比实际值偏 _ （填“大” 或“小”）。 5 5、在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（ 2.5 2.5 V, V, 0.6 0.6 W， 滑动变阻器，多用电表，电流表，学生

15、电源，开关，导线若干。 13 粗测小电珠的电阻，应选择多用电表 _ 倍率的电阻档（请填写 “X、“X 1 或 “X 100 ”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 16,结果为 _ 实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图 1717 完成实物图 1818 中的连线。 开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片 P置于 端。为使小电珠亮度增加， R应由 14 数据点 a b c d e F 1/V1/V 0.000.00 0.500.50 1.001.00 1.501.50 2.002.00 2.502.50 I/ /A 0.0000.000 0.1220.122 0.1560.156

16、0.1850.185 0.2160.216 0.2440.244 中点向 _ 滑动。 下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点 _ 间多测几组数据（请填写 ab” bc” cd” de”或 ef” 6、按图 1 所示电路在图 2 所给出的实物图中画 7 7、根据电路图， 请在图中画出连线, 将器材连接成实验电路。 图图1 S 15 某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置 研究物体的加速度与外力关系 ”，他的操作 步骤如下：将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，将光电门固定在气垫轨道 上离定滑轮较近一端的某点 B 处，将带有遮光条的质量为 M 的滑块放置在

17、气垫导轨上的 A 处，用重力为 F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置 A 由静止释放，测 出遮光条通过光电门的时间 t，改变钩码个数，使滑块每次从同一位置 A 由静止释放，重 复上述实验。记录的数据及相关计算如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 t/ (ms) 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5 a 2 2s 2 d t d2 1 2s 2s t2 (2 分) 1 2 F t （填 1/t2与 F 同样得(2 分) 16 t2/ (ms) 2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25 t

18、-2/ W-4(ms)-2 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7 （1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度 d 如图乙所示，则遮光条的宽度 d= _ cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为 _ m/s（保留两位有效数字） 实验中遮光条到光电门的距离为 s,遮光条的宽 度为 d,遮光条通过光电门的时间为 t,可推导出滑 块的加速度 a 与 t 关系式为 _ _ 。 （3） 本实验为了研究加速度 a 与外力 F 的关系，只 要作出 的关系图象，请作出该图线。 （4） 根据作出的图像，判断该同学可能疏漏的重 要实验步骤是 _ 。 答案11.（共 12 分） 1.050 cm （2 分

19、） 0.37m/s （ 2 分） 如图所示（2 分） （4）没有将气垫导轨调节水平 （217 某同学利用蓄电池、电压表、电阻箱、单刀开关 S1、单刀双掷开关 S2和若干导线来 测量一个阻值未知的电阻 R RX，实验原理如图甲。 根据原理图，在图乙的实物图中完成余下的电路连线。 完成下列相关内容 a 闭合开关 _ ，把开关 Sa 拔向 1,调节电阻箱至示数如图丙所示，其电 阻值是 _ ，此时电压表的示数是 1.5V ; b 把开关 S 拔向 2，此时电压表的示数是 0.8V，断开开关 S。 用以上测得的数据，计算出电阻 R RX= _ Qo 如果蓄电池内阻不计，测得的阻值与真实值之比 _ （填“”、“”或“=”） 1212、某同学利用如图甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由 端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量，测得 6 6 组砝码的质量叫和对应的弹簧长度，画出 2 叫一图线，对应点已在图上标岀，如图乙所示。（重力加速度 lrl ） 采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为 _ o （保留 3 3 位有效数字） 请你判