新高考物理二轮复习 创新类实验 学案

微专题48创新类实验

丁研透真题•因遢祛

典例（2021.山东等级考）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习

小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材

有：

待测热敏电阻心（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；

电源E（电动势1.5V,内阻r约0.5Q）；

电阻箱R阻值范围0~9999.99Q）；

滑动变阻器R（最大阻值20Q）；

滑动变阻器&（最大阻值2000Q）；

微安表（量程100|iA,内阻等于2500Q）；

开关两个，温控装置一套，导线若干。

同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：

①按图示连接电路；

②闭合Si、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2,调节电阻箱，使微

安表指针半偏；

④记录此时的温度和电阻箱的阻值。

回答下列问题：

⑴为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用

（选填“凡”或

（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路。

热整电阻

甲

⑶某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00Q,该温度下热

敏电阻的测量值为Q（结果保留到个位），该测量值

（选填“大于”或“小于”）真实值。

⑷多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知，

该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐.（选填“增大”或“减

小”）。

ln/?r

8.5

7.5-

6.5/

02,8303,2y/(xlO'3K')

乙

工【题眼破译】

①看到“准确地测量热敏电阻的阻值”联想到“该电路的电压在S2闭合

前、后保持不变”；

②看到“微安表半偏”联想到“支路的电阻增加，电压略有升高，总电

阻比原来2倍略大”；

③看到“In信图像联想到“温度7升高时，|减小,从图中可以看

出InRT减小二

4,【情境转化】

【解析】(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压

在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联,

滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变化越小，电压值

变化就越小，故滑动变阻器应选用。

(2)电路连接图如图所示

(3)微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍，即RT+RRA=6000

Q,可得RT=3500Q,当断开S2,微安表半偏时，由于该支路的电

阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来的2倍略大，

也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻

箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比

真实值偏大。

⑷由于是InRT聃/图像，当温度7升高时，|减小，从图乙中可以

看出InRT减小，则RT减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐

减小。

(3)3500大于(4)减小

归

1•创新类实验常见模型

0

1

0

12

2

33

4

54

6

73

8

96

0

测量弹簧劲度系数用高电阻放电法测电容

h

研究重力势能与电能之间的相互转化

2.创新类实验的创新方法

将不易测量的物理量，转化为

厂作顺目可以测量的物理量__________

创新类诋而j用一个标准的已知量，替代被测量

实验

让其中一个物理量或几个物理量不变,

研究这个量与其他量之间的关系

q控制变量法

7考场练兵•褐剧整

1.(测量弹簧劲度系数)如图(a)所示为某电流天平的示意图，质量

为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘

轻弹簧相连，弹簧劲度系数为ko在矩形区域abed内有匀强磁场，磁

感应强度大小为3,方向垂直纸面向外。与的右端N连接的一绝

缘轻指针可指示标尺上的读数。当MN中没有电流通过且处于平衡状

态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指在0刻度线的位置,

此时标尺读数为0。当MN中有电流通过且平衡时，移动游标，再次

使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示。此时标尺读数为

cm。

利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数，已知3:0.547T,

A/N中通有电流/=1.00A,MN的长度/=0.250m,必边的长度d二

0.200mo则轻弹簧的劲度系数k-N/mo

【解析】由图示游标卡尺可知此时游标卡尺读数为：10mm+47x0.02

mm=10.94mm=1.094cm；线框所受安培力：F-BId,线框静止，

处于平衡状态，由平衡条件得：丘=3〃，其中：％=1.094cm，代入

数据解得：k=10N/mo

答案：1.09410

2.（测电阻率）某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）

的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（达标的污水中重金属

离子浓度低，电阻率大，一般电阻率於200Qm的工业废水即达到排

放标准）。图甲所示为该组同学所用圆柱形盛水容器，其左、右两侧

面为金属薄板（电阻极小），其余侧面由绝缘材料制成，左、右两侧带

有接线柱。

15cm1617

（1）先用刻度尺和游标卡尺分别测量盛水容器的长度L和内径。，某

次测量示数如图乙所示，它们的读数分别为：L=40.0cm；D=

将水样注满容器后，进行以下操作：

⑵分别用多用电表欧姆挡的“xlk”“x100，，两挡粗测水样的电阻值时,

表盘上指针如图丙、丁所示，则所测水样的电阻约为Q。

⑶为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实

验器材：

A.电流表（量程5mA,电阻RA=800Q）

B.电压表（量程15V,电阻Rv约为10kQ）

C.滑动变阻器（0~20Q,额定电流1A）

D.电源（12V,内阻约10Q）

E.开关一只，导线若干

请在图戊中完成电路连接。

⑷正确连接电路后，闭合开关，测得一组。、/数据；再调节滑动变

阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示。

UN

//mA

由以上测量数据得到彳的平均值为2773Q,则待测水样的电阻为

Qo据此可知，所测水样________排放标准（选填“达到”或“没

达到”）。

【解析】(1)主尺读数15.1cm,副尺第11条线与主尺刻度对齐且副尺

有20个格,每个格为0.05mm,11x0.05mm=0.55mm，故读数为

15.1cm+0.55mm=15.155cmo

⑵丁图指针太靠近0刻度，而丙图指针在表盘中央附近，两图读数

结果应该是一样的，所以丙图对应的是x100挡，读数时选择指针在

表盘中央附