高考物理二轮复习 第2部分 专项2 四大技巧破解实验题 技巧3 设计型实验——设计方案变通拓展学案

设计型实验设计方案，变通拓展设计型实验题从仪器的使用、装置的改造、电路的设计、数据的灵活处理等方面进行变通和拓展应对这类实验题的方法是深刻理解实验的原理、方法，进行合理迁移例3某电池的电动势约为3 V，某实验小组要测量该电池的电动势和内阻(1)实验中要测量的电池内阻较小，实验器材除了被测电池以外，还有一电阻箱R，一开关S，若干导线，内阻Rg30 、量程为1 mA的电流表G，阻值为2 970 的定值电阻R0，阻值为2.00 的定值电阻R1.请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路图，图中标明相关器材的字母符号(2)为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用线性图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电流表的示数I，横坐标表示的物理量是_(3)若作出的图象在纵轴上的截距为I0，图象斜率的绝对值为k，则可求得该电池的电动势E_，内阻r_.(用测量量和所给量的符号表示)【解析】(1)题目中给出了电阻箱和电流表，由于电流表的量程太小，若要改装成大量程的电流表，需要并联的电阻很小，题中所给条件不能满足实验要求，若要改装成一个量程为3 V的电压表，需要串联一个电阻，UIg(RgR)，U为改装后电压表的量程，R为串联电阻，代入数据得3 V1103A(30 R)，解得R2 970 .因此用R0与电流表串联可以改装成量程为3 V的电压表，这样就可以用“伏阻法”测电池的电动势和内阻由于电池内阻较小，电路中应串联一个保护电阻，增大等效电源的内阻电路图如图(2)由闭合电路欧姆定律得EI(RgR0)(R1r)，得I(R1r)，因此横坐标表示的物理量应是.(3)由题意得I0，R1rk，解得EI0(RgR0)，rkR1.【答案】(1)如图所示(2)(3)I0(RgR0)kR1【名师点评】(1)若给定的电表量程太大或太小，并且给出了定值电阻的阻值，往往要对电表进行改装(2)若题中给出了某一电流表或电压表的内阻，往往预示着可将电表“反串”使用尝试应用某实验小组按图8所示组装器材：将长木板固定在水平实验台上，把木块放在粗糙的水平长木板上，木块的右侧拴有一细线，跨过固定在长木板边缘的滑轮与重物连接，木块的左侧与穿过打点计时器的纸带相连实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图9给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，小黑点代表计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，各计数点间的距离如图所示(单位为厘米)打点计时器所用交变电流频率为50 Hz，g取10 m/s2，不计纸带与木块间的拉力图8图9(1)根据纸带提供的数据计算木块与长木板之间的动摩擦因数_(结果保留小数点后两位)(2)打点计时器在打下A点和B点时，木块的速度vA_m/s，vB_m/s(结果保留小数点后两位)(3)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还需要的实验器材是_，还应测量的物理量是_(填入所选实验器材和物理量前的字母)A木块的质量m1B长木板的质量m2C重物的质量m3D木板的长度LEAB段的距离LABF重物落地后，木块运动的时间tG天平H停表【解析】(1)由于每相邻两计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2为了更加准确地求解加速度，我们对三个加速度取平均值得a(a1a2a3)即小车运动的加速度计算表达式为am/s20.64 m/s2即水平面上的木块以0.64 m/s2的加速度做匀减速直线运动对木块受力分析：根据牛顿第二定律得Ffmgma解得0.06.(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有vA m/s0.72 m/svB m/s0.97 m/s.(3)物体运动的过程中只有摩擦力做功，要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，可以应用动能定理：WABmvmv，由公式可知：需要测量木块的质量，所以需要天平故需仪器G，要测的物理量为A.【答案】(1)0.06(2)0.