等效替代法_电学和密度测量(吴梦瑶组).doc

学物理，要悟理11001000101、（08丰台2）用图23甲所示的电路测量RX的阻值，图中R为电阻箱，R0为滑动变阻器，电源两端的电压不变。（1）请你完成该实验的主要步骤有：A根据电路图连接电路，电阻箱阻值调到最大； B断开开关S2，闭合开关S1，读出电流表的示数为I；C_断开开关S1，闭合开关S2，保持Ro阻值不变，调节电阻箱R，使电流表示数为I_ _； D读出电阻箱的示数R，就是未知电阻的阻值。（2） 该同学操作正确，电阻箱调节好后的示数如图23乙所示，可知待测电阻的阻值RX_36_W。入手点：使两次电阻阻碍电流能力的大小相同思路：使电流表示数不变，从而确定两次电阻的阻碍作用相同，使电阻箱与电阻有同样的阻碍电流通过的效果易错点：滑动变阻器的影响抓住题目中Rx与Ro的关系，在电源电压一样的情况下，如果电流相等，电阻也相等，所以当电流表示数相同时，电阻也相同。抓住题目中的不变量电源电压，改变自变量Ro使I相等。R=U/I，U相等，I相等R相等2、（2010西城2.33）同学们各自利用输出电压恒定的电源、电阻箱和调好的电流表等器材测量定值电阻RX的电阻值。小华连接的实验电路如图20所示。跟小华一起完成对电阻RX的测量。断开开关S2，闭合开关S1后，电流表的示数如图21甲所示，记录到电流表的示数I1_0.28_A；将电阻箱的电阻值调到_最大_；开关S1、S2都闭合后，_调节电阻箱Ro_，同时观察电流表的示数，当电流表的示数如图21乙所示，I20.56_A时，电阻箱接入电路的电阻值如图22所示；待测电阻RX_65_W。电路图在实验后的交流过程中，小刚发现小华测量的电流跟自己的数据相同，区别是两个开关都闭合时，小刚观察到电流表的示数如图21乙所示；只闭合开关S1，调节电阻箱接入电路电阻值如图22时，电流表的示数如图21甲所示。请你画出小刚测量定值电阻RX电阻值的实验电路图。入手点：观察各种表的示数 基本实验操作 使两次电阻阻碍电流能力的大小相同思路：看图 使电流表示数不变，从而确定两次电阻的阻碍作用相同，使电阻箱与电阻有同样的阻碍电流通过的效果易错点：图中的电流表的接线开关断开时，电流表测Rx支路的电流开关闭合时，电流表测干路电流当干路电流为支路电流2倍时，两个支路电流相同。并联分得电压相同 又电流相同 电阻相同即Rx=Ro 图18VS2LPRPaS3RS1b3、（2006年江苏中考题）【探究的目的】粗略测量待测电阻Rx的值【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱（元件符号）、若干开关，一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表是量程足够大）【设计实验和进行实验】（1）在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图；（2）将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量：第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路二：将电阻箱阻值调至最大三：只闭合S1，测得电流表示数为I四：只闭合S2，调节R，使电流表偏转角度和之前相同，并记录此时R阻值。（3） 写出Rx的表达式：Rx=R （用测量量表示）【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型，这种类型的题目，由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等？这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表，我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值，但能比较电流的大小。因此，电流这个物理量，我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式可知，需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压，这时就要找等量，这个电压与谁的电压相等呢？并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路，让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数（其实指电流表指针偏转的角度），再将电流表接入电阻箱的支路中，使两次电流表指针偏转的角度相同，这样就能测出未知电阻的阻值。4、（08石景山2.32）图23P S1S3RXS2R0VabR用如图23所示的电路测量未知电阻的实验中，其中RX是待测电阻，R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大阻值大于RX），请根据实验电路图完成下面实验步骤：（1）按图连电路，并将电阻箱和滑动变阻器的阻值调至最大；（2）闭合开关S1和S3，调节滑片P，使电压表指针指在适当位置，记录此时电压表的示数U；（3）闭合开关S1和 S2 ，保持 滑动变阻器R 的电阻不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数为 U ，则此时电阻箱的阻值 等于 待测电阻的阻值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 入手点：电源电压不变，使两次电阻分压的能力相同思路：使电压表示数不变，从而确定两次电阻的分压作用相同，使电阻箱和电阻有同样的分压作用易错点：滑动变阻器的影响 5、（2011海淀一模）33小明用电源、电压表、电阻箱和滑动变阻器等实验器材，测量标有“2.5V” 字样的小灯泡的额定电功率。请将他的实验方案补充完整。（1）将各开关均断开，按图18连接好电路，将滑动变阻器滑片P调到阻值最大位置；图18VS2LPRPaS3RS1b（2）闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器滑片P的位置， 使电压表示数为2.5V ，将数据记录在表格中；（3）断开开关S2，闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P的位置不变， 调节电阻箱R，使电压表示数仍为2.5V ，并将相应数据记录在表格中； （4）根据所测数据，写出小灯泡额定电功率的表达式： PL额=6.25V/R 。入手点：题目求物理量额定电功率，所以小灯泡的实际电压额定电压 电源电压不变，使两次电阻分压的能力相同思路：使电压表示数不变，从而确定两次电阻的分压作用相同，使电阻箱和电阻有同样的分压作用易错点：滑动变阻器的影响难点：用等效替代法测电阻，设计实验。利用I相等（前两题）或U相等（后三道题）测Rx。与实际的联系：设计实验。第二部分：等效替代法测密度说明：在测不规则固体体积时，采用排液法测量，这里采用了一种科学方法等效替代法。1、薛悟理同学在实验宝里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度采取了如下的实验操作：A将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积B把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡C把天平放在水平桌面上D将矿石放在左盘中。将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡E，在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积(1)正确的实验操作顺序是 CBDEA (只填标号)(2)在调节天平时，发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧，此时应将平衡螺母向 左 调(3)用天平称矿石的质量，把矿石放在天平的左盘。天平平衡时放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示；量筒量出矿石的体积如图9丙所示，由此可知，矿石的密度= 3.110 kg/m3入手点：基本实验 密度计算思路：实验题基本思路易错点：计算与实验过程难点：用天平，量筒测量物体密度时的实验步骤。与实际的联系：利用排液法测量物体密度的实验。2、下面是小丽在测量一块矿石密度时的主要步骤。（1）下面的操作有哪些是必要的，请你把必要的操作按正确的顺序将序号排列出来：A用调节好的天平测出量筒的质量为200gB向量筒中倒进一些水，测出这些水的体积15 cm3C用调节好的天平测出矿石的质量28gD将矿石浸没在量筒中，测出矿石和水的总体积25 cm3E . 将必要的数据填入下表中，利用相应公式，求出矿石的密度。正确的操作顺序为 CBDE 。（2）请你把必要的物理量和数据填入下表中，并求出矿石的密度：物理量矿石的质量 g水的体积Cm矿石+水总体积cm矿石体积Cm矿石密度kg/m3数据281525102.810入手点：挑出不必要步骤思路：基本实验思路易错点：不读题难点：用天平，量筒测量物体密度时的实验步骤及制表整理数据。与实际的联系：利用排液法测量物体密度的实验。3、(2009雅安市)小明利用一个烧杯、天平、水，测出了一小块不规则小石块的密度。请将他的步骤补充完整。（1）把托盘天平放在水平台上，将标尺上的游码移到 零刻度线 处，调节天平右端的平衡螺母，使天平平衡。（2）用天平测量小石块的质量，天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上的游码如图14所示，则小石块的质量为 52 g。（3）如图15所示，A、往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置做上标记；B、取出小石块，测得烧杯和水的总质量为122g；C、往烧杯中加水，直到 水面到达所做的标记 ，再测出此时烧杯和水的总质量为142g。图15A加水到标记 B.取出小石块 C. 将水加倒入杯中图14（4）计算出小石块的体积为 20 cm3。（5）用密度公式计算出小石块的密度为 2.610 kg/m3；（6）小石块的密度比实际值 偏小 （填偏大、偏小或不变）入手点：基本实验思路 P水的已知 实验的缺陷思路：基本实验思路，取出石头后，石头上留有部分水渍，则测出的水的质量变小，从而影响了最后的石块体积，pm/v，p与v成反比，p变小易错点：（6）的分析与计算难点：利用水测物体体积的步骤。4、(09辽宁省朝阳市)某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度，测量的部分方法和结果如图16所示。(1)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时，右盘中的砝码和游码位置如图甲所示，则称量的颗粒的质量是_168_g。(2)因颗粒易溶于水，小组同学采用图乙所示方法测量体积，所称量的颗粒的体积是_70_cm3。(3)该物质的密度是_2.410_kgm3。(4)在C步操作中，若摇动不够充分，铁砂未充满颗粒的空隙，则测出的值比实际密度偏_小_（填“大”或“小”）(5)在C步操作中，若因铁砂较少，全部倒进并反复摇动后，没有完全覆盖颗粒， 则测出的值比实际密度偏_大_（填“大”或“小”）。入手点：看图 思考体积的变化思路：不能直接看沙粒的体积，沙粒之间有缝隙，故而会影响到最后的体积测量； （4）中，因为铁砂未完全填充沙粒间的缝隙，所以测量到的体积偏大，pm/v，p与v成反比，p偏小； （5）中，因为沙粒未完全覆盖铁砂，所以测得的体积偏小，pm/v，p与v成反比，p偏大易错点：两次p变化的思考难点：测量颗粒密度，及一些失误对实验的影响。5、（2009年福建省安溪县）小刚同学想测酱油的密度，但家里只有天平、小空瓶，而没有量筒他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量，测量内容及结果如图22所示。（1）他第三次测得物体的质量如图22b中砝码和游码所示，其结果m3 47.4 g。（2）请按照图22a的顺序写出对应的实验步骤：第一步：用天平测得空瓶质量m1=14g，在瓶内装满水，测得m2=44g 。第二步：计算出水的质量则可得出瓶子的体积，在瓶内重新装满酱油，m3=47.4g 。第三步： 计算出酱油的质量后可计算它的密度 。图22（3） 请你根据小刚测量的数据帮他计算出酱油的密度1.1g/cm 。入手点：基本实验思路 看图计算思路：基本实验思路易错点：m3测量的是瓶子和酱油的总质量难点：只用天平测量液体密度及实验步骤。6、小亮的实验是“探究同种物质的质量与体积的关系”，他选择了三个体积不同，质量分别为89 g、178 g、356 g的实心铜块做实验。实验中，他用每次都盛有30 cm3水的量筒分别测出了三个铜块的体积，并将数据记录在了自己设计的表格中。小亮在计算质量与体积的比值( m/V)时，发现其中的一个数据测量有错误，这个数据应该是_ 70cm _（填该数据的数字和它的单位）。小亮的困惑是：不清楚这个错误是怎样产生的。请你帮小亮指出该错误产生的原因：_ 测出体积后未减去水的体积 _入手点：p的计算 实验测量方法思路：实验中的测量方法易错点：测量方法的思考难点：只用量筒测物体密度。分析错因。7、(09本溪市) (9分)测量物质的密度:(1)小林在实验室测盐水的密度时,最初测得烧杯和盐水的总质量是80g.图甲中显示的是他将烧杯中部分盐水倒入量筒后,烧杯和剩余盐水的质量及从烧杯中倒入量筒内盐水的体积,则量筒中盐水的质量为_63.6_g,体积为_60_cm3,盐水的密度为_1.0610_kg/m3. (2)小林很想知道西瓜的密度有多大?就和妈妈去市场买回几个小西瓜,并用图乙中的物品以及足量的水和细绳进行了测量,他设计的实验方案如下,请你补充完整,并在下面的空白处设计实验表格.用体重秤测出一个西瓜的质量m1;将水桶中注入适量的水,用体重秤测出其质量m2;将西瓜用细绳捆好后慢慢浸没在水中(没有水溢出),在水面处做标记,然后将西瓜取出并往水桶中加水，直到水面到达标记_,用体重秤测出此时它的质量m3实验表格:则西瓜密度的表达式西瓜_m1p水/m3-m2_.(用符号表示)入手点：看图并联想