高三物理高考专题讲座：故障分析及数据分析 课件.ppt

故障分析及数据分析 例1 在图示电路的三根导线中 有一根是断的 电源 电阻器r1 r2及另外两根导线都是好的 为了查出断导线 某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a 再将黑表笔分别连接在电阻器r1的b端和r2的c端 并观察万用表指针示数 已知电源电动势为6v 内阻不计 r1为10 r2为5 则在下列选挡中 符合操作规程的是 a 直流10v挡 b 直流0 5a挡 c 直流2 5v挡 d 欧姆挡 用欧姆挡要断开电路 一般不用 接ab间如6v 则ab间断路 一 故障分析 例1 在图示电路的三根导线中 有一根是断的 电源 电阻器r1 r2及另外两根导线都是好的 为了查出断导线 某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a 再将黑表笔分别连接在电阻器r1的b端和r2的c端 并观察万用表指针示数 已知电源电动势为6v 内阻不计 r1为10 r2为5 则在下列选挡中 符合操作规程的是 a 直流10v挡 b 直流0 5a挡 c 直流2 5v挡 d 欧姆挡 用欧姆挡要断开电路 一般不用 接ab间如6v 则ab间断路 接ab间如0v 则ab间不断路 一 故障分析 例1 在图示电路的三根导线中 有一根是断的 电源 电阻器r1 r2及另外两根导线都是好的 为了查出断导线 某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a 再将黑表笔分别连接在电阻器r1的b端和r2的c端 并观察万用表指针示数 已知电源电动势为6v 内阻不计 r1为10 r2为5 则在下列选挡中 符合操作规程的是 a 直流10v挡 b 直流0 5a挡 c 直流2 5v挡 d 欧姆挡 用欧姆挡要断开电路 一般不用 i 1 2a 接ab间如6v 则ab间断路 接ab间如0v 则ab间不断路 一 故障分析 练习 右图是某同学连接的实验实物图 合上开关s后 发现a b灯都不亮 他采用下列两种方法检查故障 1 用多用电表的直流电压挡进行检查 那么选择开关应置于下列量程的 挡 a 2 5v b 10v c 50v d 250v 在测试a b间直流电压时 红表笔应接触 该同学测试结果如表1所示 根据测试结果 可以判定故障是 假设只有下列中的某一项有故障 a 灯a断路 b 灯b短路 c c d段断路 d d f段断路 a 练习 右图是某同学连接的实验实物图 合上开关s后 发现a b灯都不亮 他采用下列两种方法检查故障 2 用欧姆挡检查 测试前 应将开关s 填 断开 或 闭合 测试结果如表2所示 由此可以断定故障是 a 灯a断路 b 灯b断路 c 灯a b都断路 d d e间导线断路 断开 例2 如图电路中 若接通电键时出现下列情况 可能是哪些线断了 如何检测 1 两表均无示数 bc de jf 例2 如图电路中 若接通电键时出现下列情况 可能是哪些线断了 如何检测 2 v表无示数a表有示数 ab ih gf 例2 如图电路中 若接通电键时出现下列情况 可能是哪些线断了 如何检测 3 a表无示数v表有示数 例3 两实验小组使用相同规格的元件 按右图电路进行测量 他们将滑动变阻器的滑臂p分别置于a b c d e五个间距相同的位置 a e为滑动变阻器的两个端点 把相应的电流表示数记录在表一 表二中 对比两组数据 发现电流表示数的变化趋势不同 经检查 发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路 1 滑动变阻器发生断路的是第 实验组 断路发生在滑动变阻器的 段 二 r先增大后减小 例3 两实验小组使用相同规格的元件 按右图电路进行测量 他们将滑动变阻器的滑臂p分别置于a b c d e五个间距相同的位置 a e为滑动变阻器的两个端点 把相应的电流表示数记录在表一 表二中 对比两组数据 发现电流表示数的变化趋势不同 经检查 发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路 1 滑动变阻器发生断路的是第 实验组 断路发生在滑动变阻器的 段 二 r先增大后减小 例3 两实验小组使用相同规格的元件 按右图电路进行测量 他们将滑动变阻器的滑臂p分别置于a b c d e五个间距相同的位置 a e为滑动变阻器的两个端点 把相应的电流表示数记录在表一 表二中 对比两组数据 发现电流表示数的变化趋势不同 经检查 发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路 1 滑动变阻器发生断路的是第 实验组 断路发生在滑动变阻器的 段 二 de r先增大后减小 例3 2 表二中 对应滑臂p在x d e之间的某一点 处的电流表示数的可能值为 a 0 15a b 0 25a c 0 35a d 0 45a 设变阻器每小段的电阻为r 其余总电阻为r 由表二a点得e 0 84r 由表二b点得e 0 42 r r 滑臂滑到d处时电流最大 由e imax r 3r 可得 imax 0 21a 解出r r 研究在下段滑动过程 所以电流可能值在0 168a 0 21a之间 由e imin r 4r 可得 imin 0 168a 研究在上段滑动过程 例3 2 表二中 对应滑臂p在x d e之间的某一点 处的电流表示数的可能值为 a 0 15a b 0 25a c 0 35a d 0 45a 若断在e处 滑臂将到e处时电流最小 例3 2 表二中 对应滑臂p在x d e之间的某一点 处的电流表示数的可能值为 a 0 15a b 0 25a c 0 35a d 0 45a 滑臂在e处时电流最大 为0 84a 若断在d处 滑臂接近d处时电流最小 由e imin r r 可得 imin 0 42a 所以电流可能值在0 42a 0 84a之间 练习1 如图所示是一个电热器电路 指示灯 电键 电热丝构成串联回路 接在电源上发现该电路有一个元件断路 有一个元件短路 但不知道是哪个元件上有故障 今用一个校验电灯分别依次接在各处进行检测 得到如下表所示的结果 请根据表格回答下列问题 1 由前两次检测可以知道 2 由第三次检测可以知道 3 由以上检测可以知道 断路 短路 电源正常 灯短路或其他断路 cd断路 cd 指示灯 其他都不断路 电热丝短或其它断 电热丝不短也不断 灯短路 练习2 在 测定一节干电池电动势和内阻 的实验中 1 第一组同学利用如图甲的实验装置测量 电压表应选择量程 填 3v 或 15v 实验后得到了如图乙的u i图像 则电池内阻为 3v r 1 45 1 00 0 30 1 5 2 第二组同学也利用图甲的连接测量另一节干电池 初始时滑片p在最右端 但由于滑动变阻器某处发生断路 合上电键后发现滑片p向左滑过一段距离x后电流表有读数 于是该组同学分别作出了电压表读数u与x 电流表读数i与x的关系图 如图丙所示 则根据图像可知 电池的电动势为 v 内阻为 e 1 5v 1 5 1 35 0 15r r 1 3 若第二组同学实验时使用的滑动变阻器电阻丝是均匀的 则根据图丙可计算出该滑动变阻器未损坏前可调节的最大阻值为 r5 1 35 0 15 9 r 18 例1 研究弹簧的弹性势能 弹簧原长为30cm 放在如图光滑桌面上 一端固定 另一端紧靠着放一小球 推动小球压缩弹簧后释放 小球从高h的桌面上落下 落地点的水平距离为s 如图 实验数据记录如下表 可知 对同一弹簧 势能与 成正比 对不同弹簧 势能与 成正比 h gt2 2 s v0t e mv02 2 压缩量的平方 劲度系数 s2 2 4 二 数据分析 例2 研究直线电流周围的磁场得到如下表所示数据 由上述数据可得出b与i r的关系式为 b i b 1 r b ki r 由数据代入得k 2 10 7 b 2 10 7i r 分压器接法 小灯泡电阻最大4 电流表外接 例3 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下数据 1 画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑线变阻器 变化范围0 10 电源 小灯泡 电键 导线 例3 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下数据 2 画出小灯泡的u i曲线 p iu 0 8 0 35w 0 28w 例3 3 如果电池的电动势是1 5v 内阻是2 0 问 将本题中的小灯泡接到该电池两端 小灯泡的实际功率是多少 简要写出求解过程 若需作图 可直接画在第 2 小题的方格图中 例4 如图所示的电路中 ab是一段均匀的电阻丝 r是保护电阻 电阻值为2 电源的电动势为6v 电流表内阻不计 其示数为i 滑动片p与电阻丝有良好接触 且ap长度为l 其他连接导线电阻均不计 闭合电键 调节p的位置 记录l和与之相对应的i数据在下表 1 表中第三行是电流倒数1 i 计算后填入表中 在图中画出1 i l图像 i e r0l r r 1 i r0l e r r e 直线的优点 能看出物理量间的关系 消除偶然误差 利用斜率截距计算一些物理量 例4 如图所示的电路中 ab是一段均匀的电阻丝 r是保护电阻 电阻值为2 电源的电动势为6v 电流表内阻不计 其示数为i 滑动片p与电阻丝有良好接触 且ap长度为l 其他连接导线电阻均不计 闭合电键 调节p的位置 记录l和与之相对应的i数据在下表 2 从图像求出截距b和斜率k 3 根据截距和斜率 求出电源内电阻r和该电阻丝单位长度的电阻值r0 k 1 6 b 0 40 2 从图像求出截距b和斜率k 1 i r0l e r r e r0 e k 1 6 r0 9 6 m r r e b 0 40 r 0 40 3 根据截距和斜率 求出电源内电阻r和该电阻丝单位长度的电阻值r0 例5 一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系 实验过程中保持温度不变 最初 u形管两臂中的水银面齐平 烧瓶中无水 当用注射器往烧瓶中注入水时 u形管两臂中的水银面出现高度差 实验的部分数据记录在右表 1 根据表中数据 在右图中画出该实验的h 1 v关系图线 2 实验时 大气压强p0 cmhg p0v0 p0 h v h p0v0 v p0 p0 75cmhg l gt2 4 2 k g 4 2 1 某同学在 验证玻意耳定律 的实验中 根据测量 计算 得到的数据如下表 1 试将该同学所测数据在坐标纸上描点 作出图像 验证玻意耳定律 2 分析你所得图像 说明该同学在实验操作中存在的疏忽为 1 v 10 3ml 1 80 64 50 33 25 20 疏忽了活塞的重力产生的压强 m减小 m增大 坐标的选择 2 现有一种特殊的电池 它的电动势e约为9v 内阻r约为50 已知该电池允许输出的最大电流为50ma 为了测定这个电池的电动势和内电阻 某同学利用如图甲所示的电路进行实验 图中电压表的内阻很大 对电路的影响可不考虑 r为电阻箱 阻值范围为0 999 r0是定值电阻 起保护电路的作用 1 实验室备有的定值电阻r0有以下几种规格 a 10 2 5w b 100 1 0w c 200 1 0w d 2000 5 0w本实验应选哪一种规格 答 r e i r 130 p i2r 0 052 200 0 5w 1 u r e r r0 1 e 2 2 该同学接入符合要求的r0后 闭合开关s 调整电阻箱的阻值 读取电压表的示数 改变电阻箱的阻值 取得多组数据 作出了如图乙所示的图线 则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势e v 内阻r r 46 e u ur r r0 e u ur r r0 e u 1 r r r0 1 u 1 e r e r r0 e 10v 3 影响物质材料电阻率的因数很多 一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大 半导体材料的电阻率则与之相反随温度的升高而减少 课题组在研究某种导电材料的用电器件z的导电规律时 利用图 a 分压电路测得其电压与电流的关系如表所示 1 根据表中数据 判断用电器件z可能由 组成 2 把用电器件z接入图 b 电路中 电流表的示数为1 8a 电池的电动势为3v 内阻不计 则电阻r的电功率为 w 3 根据表中的数据找出该用电器z的电流随电压变化的规律是i kun 则k的数值为 图13 温度升高电阻减小 半导体材料 p iu 1 8 1 8w 1 25 lgi nlgu lgk 1 2v 3v 1 8v 4 一定量的理想气体与两种实际气体i ii在标准大气压下做等压变化时的v t关系如图 a 所示 图中 v v0 v0 v 1 2 用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计 然后将其中二个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体i ii 在标准大气压下 当环境温度为t0时 三个温度计的示数各不相同 如图 b 所示 温度计 ii 中的测温物质应为实际气体 图中活塞质量忽略不计 若此时