内容正文:
典例剖析
小试牛刀
《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ]
方法解读
专题突破(三)——电学实验设计、仪器使用与数据处理
核心素养方法
专题
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【例1】
【例2】
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实验的设计、操作与数据处理是科学探究的主要环节。设计过程要注意设计方案具有科学的依据及正确的方法(科学性原则)、设计方案实验时应安全可靠,不损坏器材(安全性原则)、在误差允许范围内应尽可能选择误差较小的方案(精确性原则);操作与数据处理过程中要注意更多细节。上述环节是电学实验的重点与难点。
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【例1】 一个标有“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡,其灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一探究性学习小组在实验室研究这一问题,现实验室备有以下实验器材:
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器材名称 代号 参数
电池组 E 电动势9 V,内阻0.5 Ω
电压表 V1 量程0~5 V,内阻约2.0 kΩ
电压表 V2 量程0~15 V,内阻约3.0 kΩ
电流表 A1 量程0~0.3 A,内阻约2.0 Ω
电流表 A2 量程0~6 A,内阻约0.4 Ω
滑动变阻器 R1 0~10 Ω,额定电流2 A
滑动变阻器 R2 0~100 Ω,额定电流0.5 A
固定电阻 R0 5 Ω,额定电流5 A
开关 S 一个
导线 M 若干
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实验时要求测量范围尽可能大,且要求灯泡上的电压从0开始调节,测量结果尽可能准确。
(1)现有如图所示A、B、C、D四个电路,其中可选用的电路是( )
D
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(2)在实验中,应当选用的实验器材有电压表_______,电流表______,
滑动变阻器___________。(填器材名称代号)
(3)若选择下列仪器进行实验,请用线条代表导线连接好实物图。
V1
A1
R1
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【答案】如答图所示
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(4)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I-U图像,如图所示,试根据
图线中给出的数据,求出小灯泡在A点和B点的电阻值分别为_______、___________(结果保留两位有效数字)。
5 Ω
10 Ω
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【解析】 (1)要求电压从0调起,因此滑动变阻器要用分压接法,又由于灯泡电阻较小,为了减小系统误差,测量电路采用外接法,D正确。(2)因为灯泡的额定电压3.8 V,额定电流0.3 A,为了提高测量精度,电压表选用V1,电流表选用A1,为了操作可控性高,滑动变阻器采用R1。(3)如答图所示。(4)根据欧姆定律可得A、B两点电阻分别为5 Ω、10 Ω。
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【例2】 某兴趣小组为了测量铜导线的电阻率,进行下列实验研究。
(1)如图所示,用游标卡尺采用绕线法测得10匝铜导线(已去除绝缘层)总
直径,则单匝铜导线直径为___________mm。
【解析】 先读出10圈导线的总长度,即10d=12 mm+7×0.05 mm=12.35 mm,所以d=1.235 mm。
1.235
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(2)现取长度为L=100 m的上述一捆铜导线,欲测其电阻率。
①在实验前,事先了解到铜的电阻率很小,在用伏安法测量其电阻时,
设计如图所示的电路,则电压表的另一端应接________(选填“a”“b”)。
a
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②测量得电压表示数为4.80 V,电流表的示数为2.50 A,由此可得铜的
电阻率为___________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。
③该兴趣小组从课本上查阅到