2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)方法之安阻法學(xué)案 新人教版 所謂“安阻法”，就是用安培表和電阻箱（或已知電阻）兩個(gè)測(cè)量工具測(cè)量某一物理量，主要是測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 例1．一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻． （1）題10-1圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路．請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處． （2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖象．由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為 V；內(nèi)阻為 Ω． R/Ω 8.0 7

2、.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如題10-2 圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為 V；內(nèi)阻應(yīng)為 Ω． 【解析】（2）推導(dǎo)：根據(jù)閉合電路歐姆定律，，變形為，所以電動(dòng)勢(shì)為圖象的斜率，內(nèi)阻為圖象在軸上的的截距，根據(jù)圖象可求出斜率和截距，從而求出E和，見(jiàn)答案。 （3）電壓表讀數(shù)

3、為66,根據(jù)已知條件，電流表內(nèi)阻 因?yàn)榘沧璺y(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻，所以，第（3）問(wèn)中，電動(dòng)勢(shì)同第（2）問(wèn)，內(nèi)阻比第（2）問(wèn)少. 【答案】10．（1）①開(kāi)關(guān)未斷開(kāi) ②電阻箱阻值為零 （2）（見(jiàn)下圖） 1.4（1.30 1.44都算對(duì)） 1.2（1.0 1.4都算對(duì)） （3）1.4（結(jié)果與（2）問(wèn)第一個(gè)空格一致） 1.0（結(jié)果比（2）問(wèn)第二個(gè)空格小0.2） 【點(diǎn)評(píng)】本題隱含考查一個(gè)知識(shí)：在安阻法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，而內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，實(shí)驗(yàn)在第(3)問(wèn)中，內(nèi)阻的結(jié)果比（2）問(wèn)第二個(gè)空格小0.2（電流表內(nèi)阻）。推導(dǎo)如下：

4、 不考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí)，所得結(jié)果為測(cè)量值，根據(jù)，，解得，. 考慮電流表內(nèi)阻的影響時(shí)，所得結(jié)果為真實(shí)值，根據(jù)，，解得，. 例2.某同學(xué)利用圖（a）中的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻RA（約為5Ω）和直流電源的電動(dòng)勢(shì)E （約為10V）。 圖中R1和R2為電阻箱，S1和S2為開(kāi)關(guān)。已知電流表的量程為100mA，直流電源的內(nèi)阻為r。 （1）斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值，使?jié)M偏；保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2，當(dāng)R2的阻值為4.8時(shí)的示數(shù)為48.0mA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計(jì)算得RA= Ω；（保留2位有效數(shù)字） （2）保持S1閉合，斷開(kāi)S2，多次改變R

5、1的阻值，并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖（b）所示，則此次R1的阻值為 Ω； （3）利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)，作出圖線，如圖（c）所示。用電池的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示隨變化的關(guān)系式為= 。 利用圖（c）可求得E= V。 （保留2位有效數(shù)字） 【解析】（1）并聯(lián)電路電流與電阻成反比，解得 (2) （3）根據(jù)全電路歐姆定律有，變形得。 從圖（c）可求圖線的斜率，則電源電動(dòng)勢(shì). 【答案】（1）5.2 （2）148.2 （3），9.1（8.9-9.4） 【點(diǎn)評(píng)】本題在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中

6、嵌入了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻。 例3.利用如圖(a)所示電路，可以測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所利用的實(shí)驗(yàn)器材有： 待測(cè)電源，電阻箱R(最大阻值999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表A(量程為200mA，內(nèi)阻為RA=6.0Ω)，開(kāi)關(guān)S。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R; ③以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作圖線（用直線擬合） ④求出直線的斜率k，和在縱坐標(biāo)的截距b。

7、 回答下列問(wèn)題： (1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則1/I與R的關(guān)系式為 。 (2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：① ，② 。 (3)在答題卡圖(c)的坐標(biāo)紙上所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k= ，截距b= 。 (4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r= Ω。 R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

8、 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 I-1/A-1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 【解析】（1）電流表和電阻并聯(lián)以擴(kuò)大量程，因?yàn)椋?，此即為擴(kuò)大量程后的電流表內(nèi)阻。電流表讀數(shù)為時(shí)，干路電流為，則，所以. 根據(jù)全電路歐姆定律，，即化成關(guān)系式為，即，將和代入得。 （2）從圖（b）可得，電流表讀數(shù) ，所以 (3) 描點(diǎn)作圖，見(jiàn)下圖， 從圖得斜率，截距 （4）因?yàn)?，所以電?dòng)勢(shì)， 根據(jù)，解得 【答案】 (1)=R+(5.0+r)或 (2)①0.11

9、0 ②9.09 (3)見(jiàn)圖(c)答 (4)3.0(或在2.7 3.3之間) 1.0(或在0.6 1.4之間) 【點(diǎn)評(píng)】本題繼承傳統(tǒng)的是根據(jù)，得出，然后描點(diǎn)作圖，從圖象求斜率和截距，從而求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 本題創(chuàng)新在于把電流表擴(kuò)大量程與測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻整合在一起，而把上式中的改為，從而把改為即，因而電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為。 本題表面上看是安阻法，因?yàn)槭菆D象，實(shí)際上是伏阻法，因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)的實(shí)際上是兩端的電壓。所以可以說(shuō)是伏阻法和安阻法的綜合法。 安阻法測(cè)電流表內(nèi)阻 例5．利用圖1所示的電路測(cè)量電流表mA的內(nèi)阻RA。圖中R1、R2為電阻，K1、K2為電鍵，B是電源（內(nèi)阻可忽略）。 ① 根據(jù)圖1所給出的電路原理圖，在圖2的實(shí)物圖上連線。 ②已知R1=140Ω，R2=60Ω。當(dāng)電鍵K1閉合、K2斷開(kāi)時(shí)，電流表讀數(shù)為6.4mA；當(dāng)K1、K2均閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為8.5mA。由此可以求出RA= Ω。（保留2位有效數(shù)字） 【解析】(1)圖略 (2)根據(jù)電路歐姆定律和電路分析，有，解得RA=43. 點(diǎn)評(píng)：本題考查用安阻法（用電流表和兩個(gè)電阻）測(cè)電流表的內(nèi)阻。也具體考查了實(shí)物圖的連線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法（考實(shí)際數(shù)字的計(jì)算），還考查了電路的分析。