gz学生版：《直流电路、电学实验》【高中物理导学】.doc

高中物理导学案学生版 让学生感悟物理，学好物理物理导学： 直流电路、电学实验 1.电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律（一）【要点导航】一、电源电动势1电源：从能的转化角度来看，电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置。2电源的电动势：各种电源把其它形式的能转化为电势能的本领是不同的，这种本领可用电源电动势来描述，电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。3电动势的定义式： 如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为EW/q。式中W、q的单位是焦耳（J）、库仑（C）；电动势E的单位是伏特（V）。对某个电源来说W/q是个定值，对不同的电源来说，流过相同的电量时，电源提供的电势能越多（即W/q越大），则电源转化能的本领大，也就是电源电动势大。一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义是电路中流过电量为1C时，干电池将化学能转化为电势能的量是1.5J。4测量：电源电动势的大小等于没有接入电路（外电路处于开路）时两极间的电压（路端电压）。（）电动势的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测出。5电动势的符号是E，国际单位是伏特()；是一个标量，但有方向，在电源内部由负极指向正极。6电源内阻：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源内阻。二、闭合电路的欧姆定律1理论和实验结论：电源电动势等于闭合电路总的电势降落之和。 (一切电路)2.在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。这个规律称为闭合电路欧姆定律。公式： ； 或 (纯电阻电路)【同步导学】1. 路端电压U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：有 （1）外电路的电阻增大时，路端电压升高，反之也成立，：增函数；（2）外电路断开时，R ，路端电压U =E ,当时，内阻；（3）外电路短路时，R=0，U=0， (短路电流)，短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流通常很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾。2.路端电压与电流的关系（1）路端电压与电流的函数关系式: ：一次减函数路端电压U与电流I的关系图线，如图所示。依据公式或图线可知：路端电压随总电流的增大而减小。（2）纵截距：电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E。（3）横截距：路端电压为零时，即外电路短路时的电流；内阻等于图线斜率的绝对值：。（4）电源的UI图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r)。【范例导学】（课中合作学习）1、如图为某一电源的外特性曲线，由图可知，该电源的电动势为_V，内阻为_，外电路短路时通过电源的电流强度为_A。 2、如图所示的电路中，已知R34，电流表的读数为0.75A，电压表的读数为2V。由于某一只电阻的断路，使电流表的示数变为0.8A，电压表的示数变为3.2V。(1)是哪一只电阻发生了断路？ (2)电源的电动势和内阻各是多少？ 3、一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图（甲）所示，图中U=12V的直线为图线的渐近线现将该电源和一个变阻器R0接成如图（乙）所示电路，已知电源允许通过的最大电流为2A，变阻器的最大阻值为R0=22求：（1）电源电动势E和内电阻r；（2）空载时A、B两端输出的电压范围；（3）A、B两端所能接负载的电阻的最小值。 【能力提升】（课后评价练习）1.2006年第五届中国国际电源产业展览会于2006年6月28日30日在北京展览馆隆重举行，会议主题之一是倡导“国际节能、环保、绿色电源”.下列关于电源的说法正确的是（ ）A.电源是把其他形式的能转化为电能的装置B.电源转化的电能越多，表示其电动势越大C.电源的电动势跟外电路无关D.电源的电动势等于开路时电源两极之间的电压2.用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列说法中正确的是（ ）A.电源短路时，路端电压为零，电路中电流达到最大值B.外电路断路时，路端电压为零C.外电路的电阻增大时，干路中电流减小D.外电路的电阻增大时，路端电压增大 3.有一电源，测得它的开路电压为2 V，它与一个阻值为10 的电阻组成闭合电路时，测得电流为0.18 A，则此电源的内阻为（ ）A.0.8 B.1.2 C.2 D.1.1 4一个电源的内阻为1 ，某用电器上标有“10 V，20 W”的字样，接到该电源上恰能正常工作，则电源的电动势是多少，电源内阻上的热功率？5.如图(甲)所示，一网络式电路，每个电阻均为R=100，问C、D间应联人多大电阻才能使A、B间的总电阻与“格子”数目无关?若该电路接上380V恒定电源，则电源输出功率为多少? 6. （2006年全国高考（天津卷） 21. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电量为、质量为，则在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内的电子个数是（ ）A. B. C. D. 2.闭合电路的欧姆定律（二） 电路中的能量转化【要点导航】一、闭合电路的功率 1、电源的总功率：P总EI 纯电阻电路：2、电源内电路消耗的功率： r一定，有：3、电源的输出功率： 若外电路电阻为纯电阻，则:当R=r时，电源有最大输出功率： 当电源的输出功率为P0，且P0I2 B.电动势E1=E2.内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大 4.一个电源分别接上8和2的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为( )A.1B.2C.4D.85.在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为()A.电炉从电灯上分出了一部分电流B.输电线上电压增大，电灯上电压下降C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉6.一电源(电动势为E，内阻为r)，当它和一标有“6V，3W”的小灯泡构成闭合回路时，小灯泡恰好正常发光.如果该电源与一标有“6V，6W”的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡( )A.正常发光 B.比正常发光暗C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小，故无法确定7.如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与其中电流I的关系图象，用该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出功率为_W，电源的效率为_。8.如图所示的电路中，电池的电动势E=.0 V，内电阻r=2.0 ，固定电阻R1=1.0 ，R2为可变电阻，其阻值在010 范围内调节，问：取R2= 时，R1消耗的电功率最大；取R2= 时，R2消耗的电功率最大。 9.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器R并使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2 V。重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2 A和24 V，则这台电动机正常运转时的输出功率为（ ）A32 W B44 W C47 W D48 W10如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R3=5 ，电源的内电阻r=1 ，当开关S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W.此时电灯R1正常发光，求：(1)电灯阻值R1是多少?(设R1值恒不变)(2)当开关S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少? 3.闭合电路的欧姆定律（三）【知识拓展】一、闭合电路的动态分析 1、程序分析法： 部分全电路部分电路局部（R的变化）全局（I总、U端的变化）（）局部（U分、I分的变化）的逻辑思维进行分析推理。 2、结论法：“串反并同” 3、滑动变阻器的电路 限流式电路 分压式电路 故：为减函数 ，有： 并联式电路 令并联两支路的阻值分别是、，且： 等效电阻： 故，当：（），有：（最大值）二、含电容器的直流电路问题电容器是一个储能元件，在直流电路中，电容器在充、放电时会形成瞬时充、放电电流（、） 。求解含电容器的直流电路问题的基本方法是：（1）当电路稳定后，电容器相当于一个电阻无穷大的元件，与电容器串联的电路处于断路状态。（2）确定电容器和哪个电阻（支路）关联，该电阻（支路）两端电压即为电容器两端电压；当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压（） 。（3）对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压（比较电势）。【互动探究】1. 在图1所示电路中，电源的电功势为E、内阻为为定值电阻，R是一滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均视为理想的。试讨论：当R的滑键向上滑动时，电源总功率及各电表示数如何变化？图12.在图2所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的最大阻值，当滑动触头P由变阻器a端滑动到b端的过程中，求通过电源的电流的变化范围。图23. 如图3所示电路中，E=10V，电池内阻不计，。先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求断开S后通过电阻的电量。图3【应用】：1、（09年高考江苏物理）5在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为，电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定（ ） A电源的电动势一定小于击穿电压 B电容器所带的最大电荷量一定为 C闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大 D在一个闪光周期内，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等2、（2010年全国高考（四川卷）24（19分）如图所示，电源电动势内阻，电阻，。间距的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为，忽略空气对小球的作用，取。 （1） 当时，电阻消耗的电功率是多大？（2） 若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为，则是多少？【能力提升】1在如图4所示的电路中，电源的内电阻不可忽视。开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P。问断开哪一个开关后P会向下运动？图4 2. 如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（ ）A电压表的示数变大 B电池内部消耗的功率变大C电阻R2两端的电压变大 D电池的效率变大3.如图所示电路中.A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，P为滑动片，若将滑动片向下滑动，则( ) A.A灯变亮 B.B灯变亮 C.R1上消耗功率变大 D.总电流变小4如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（ ）A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电压表示数变小，电流表示数变大C.电压表示数变大，电流表示数变大 D.电压表示数变小，电流表示数变小5如图所示，定值电阻R0=5.0，当电阻箱阻值为R=7.0时，电流表的示数为0.50A。那么当电阻箱阻值为R=15时，电流表的示数可能是( ) 0.30A；0.38A；0.52A；0.58A。A只可能是 B只可能是 C只可能是 D只可能是6.如图所示的电路中，R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W求: (1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S时，电源的输出功率；(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?4.电学实验（一）：“电阻测量”纵观这些年高考中各地的物理实验考题，不难发现电学实验成为高考的热点。其中“电阻的测量”成了电学实验试题的核心考点，它集测量性与设计性于一身，用以考查学生的综合实验能力。一、“伏安法”测量电阻伏安法是最基本和最常用的电阻测量方法，在课本中“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，“测电阻丝的电阻率”等都运用了伏安法，同时也是高考试题中出现频率最高的一种方法。1、原理：欧姆定律 2、测量电路：电流表的内、外接法 （1）外接法： （并联） （2）内接法： （串联）3、选择方法：（1）直接比较法：RXRV ：外接法； RXRA ：内接法（2）临界电阻值法：，有：RXRO：内接法； RX=RO：两种方法均可“内大外小”：选择标准 测量误差分析4、实验器材的选择和控制电路器材的选择是电学实验成败的关键，应本着实验原理和实验设计的要求作出全面分析和选择。（1）器材选择原则：“安全、可行；方便、精确；匹配、节能”，应做到：a.电流、电压值应在安全范围内；b.减小读数误差，各仪表应相互匹配，电表读数一般宜在满偏的之间（中值附近）；c.在备选实验方案中，应尽量提高测量的精确程度，提高应用效率。（2）控制电路a. 分压式分压式是高考的热点，要求负载上电压或电流变化范围大，要求多测几组数据，且从0开始连续可调，须用分压式。一般有滑动变阻器的总阻值R相比于负载电阻值小或相接近“小控大” 。负载上的电压范围为0U，显然比限流时调节范围大。 b.限流式采用限流式电路通常有滑动变阻器的总电阻R大于负载电阻RX或与之相当，能起到调节电路中电流的作用“大控小” 。电路中总电压为U，此时负载Rx的电压调节范围值为：。 限流式相比较节能。 5、电学实验实物器材图连线的原则 先干路后支路； 先串联后并联；注意极性（电源的正负极和电表的“+”、“-”接线柱，连线从电源的正极出发，回到负极）和电表的量程。例1、（2000年全国高考题）从表中选出适当的实验器材，设计一电路测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽量高的测量精度，并能测量多组数据。器材（代号）规格电流表（A1）量程10mA，内阻r1（待测约为40）电流表（A2）量程500A，内阻r2=750电压表（V）量程10V，内阻约为10k电阻（R1）阻值约为100，作保护电阻用滑动变阻器（R2）电阻值约为50电池（E）、电键（S）、导线若干电池的电动势约为1.5V，内阻很小（1）在题中空白处画出电路图，标明能用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为：r1= ，式中各符号的意义是 。例2、（2006年全国卷I）现要测量某一电压表的内阻，给定器材有：待测电压表表（量程2v，内阻约为4k）；电流表表（量程为2mA，内阻约为300）；固定电阻3个，R1=4000，R2=10000，R3=15000；直流电源E（电动势约为2.4V，内阻不计）；开关S及导线若干。要求测量时两电表的指针偏转均超过其量程的一半。（1）试从3个固定电阻中选用1个，与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中所给的符合标明）（2）电路接通后，若电压表的读数为u，电流表读数为I，则电压表的内阻RV = 。例3、（2010年绵阳市三诊试题）测一阻值约为1的电阻丝Rx阻值。为较准确地测量，要求多测几组数据。实验室供选择的器材料有：电源E：电动势约为1.5V，内阻可忽略电流表A1：量程00.2A，内阻约为0.5电流表A2：量程00.01A，内阻约为0.05 电压表V1：量程3.0V，内阻非常大电压表V2：量程15.0V，内阻非常大滑动变阻器R：010； 电阻箱Ro：099.99； 电键S与导线若干（1） 某实验小组的同学设计了如图所示的电路测RX，该电路有不妥或不符合要求之处，请指出其中两处： ； 。（2）请将你设计的测量电路画在空白处，并标明所选器材的符号。用测得的物理量计算RX的公式是：RX = ；式中各物理量的物理意义是 。二、“半偏法”测电表的内阻 “半偏法”是测定电表内阻的一种常用方法，具体分为“电压半偏法”和“电流半偏法”两种情况。1、电压半偏法（1）电路原理图：滑动变阻器为分压式，所测电表的内阻相对而言是高电阻。 （2）实验步骤：（i）闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表示数达到满偏；（ii）保持R1的滑片不动，断开开关S2，调节R2，使电压表示数半偏，读动此时电阻箱的示数R2，则电压表的测量值：RV=R2。（3）原理：当断开S2，调节R2使表半偏时，认为R1分出电压U不变，则要求R1R2(或RV)（4） 误差：当表半偏时，滑动变阻器左边分出电压U增大，有RV测量值偏大（） 。且电动势E越大，分压并联部分电路R1的左方阻值越小，因此在电压表半偏时对分压影响才越小，系统误差越小。2、电流半偏法（1）电路原理图：滑动变阻器为限流式，所测电表内阻相对而言是低电阻。 （2）实验步骤：（i）闭合开关S1，开关S2断开，调节R1，使表满偏；（ii）保持R1连入电路的阻值不变，再闭合 S2，调节R2，使表半偏，读出电阻箱的示数为R2，则表的测量值：Rg=R2 。 （3）原理：当S2闭合，调节R2使表半偏时，认为干路电流I不变，则要求R1R2（或Rg）（4） 误差：当表半偏时，干路的总电流I增大，有：Rg测量值偏小（） 。且电动势E越大，连入电路R1的阻值越大，因此在电流表半偏时对干路的电流影响才越小，系统误差越小。 “压大限小”： 选择标准 测量误差分析例4、（德阳市二诊试题）某同学由如图所示的电路用“半偏法”测定一毫安电流表的内阻。 （1）关于本实验下列说法正确的是（ ） A、实验电路中元件R2必须选用电阻箱；B、从系统误差分析，内阻测量值一定大于真实值；C、为了减小系统误差，则在其选用电源E时应尽可能选电动势大一些的为好； D、电动势的大小对实验系统误差不产生影响，倒是应该把元件R1的总阻值选大一些的有利于减小系统误差。 （2）已知该毫安表的量程为0.5mA，该同学用“半偏法”测定该表的内阻为100，则欲将该表改装成5.0V量程的电压表，应给它 联一个 的电阻，此时改装成的这个“新电压表”实际量程一定比5.0V （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。（3）为了完全消除对毫安表内阻测定的系统误差，该同学又找来一只完全一样的毫安表，则只需在原“半偏法”的电路上稍作改进即可，请在方框内画出改进后的原理电路图。延伸：一般性的偏转法原理：在电表偏转时有两种情况（1）分压式电路：认为分出电压U不变（2）限流式电路：认为干路电流I不变例5、为了较精确地测量一只微安表的内阻，要求按如下图所示的电路进行测量，实验中可供选择的器材如下：A、待测微安表A（量程500A，内阻约为1k）B、电阻箱R0（阻值0999.9） C、滑动变阻器R1（阻值010）D、滑动变阻器R2（阻值01k） E、电源（电动势2V，内电阻不计）（1）实验中动变阻器R应选用 。 （2）在实验中步骤如下：先将滑动变阻器R的滑片P移到最右端，调整电阻箱R0的阻值为0，合上开关S，再将滑片缓慢左移，使微安表满偏，固定滑片不动，调整R0的阻值，使微安表的示数正好是满刻度的，记下R0的阻值为568.6，那么微安表的内阻测量值为 ，测量值比实值 。【变式】：将满偏电流Ig=200A，内阻Rg约为90左右的电流表A改装成量程为3V的电压表并进行校对，实验室有下列器材供选用：电流表A； 标准电压表V0（量程03V）电阻箱（阻值为020k）； 电阻箱(01k)；滑动变阻器R1（阻值0-30k）； 滑动变阻器R2(0100)；电源E（电动势为4V，内阻约几欧）； 导线若干，开关S1 、S2 （1）用如下图所示的电路测量A表的内阻Rg，电阻箱应选用 ，滑动变阻器应选用 。 （2）实验过程是：先闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器，使表满偏，然后闭合S2，保持滑片不动，调节电阻箱的阻值，使电流表指针偏到满偏的，读出此时电阻箱的内阻为150，则电流表的内阻Rg= 。（3）将该电流表改装成3V的电压表，需串联阻值为 的电阻。（4）将改装好的电压表进行校对，画出实验电路图，只能用上述提供的器材，并在电路图上标明。三、“替换法”测量电阻：替换法是一种较为简单，也是考查较少的方法，但同时也是最容易忽视的测量电阻的一种方法。其原理是用电阻箱替换待测电阻Rx，使其电路中的电流I，电压U不变，有：Rx=R 例6、（2004年北京高考理综卷）为了测定电流表A1的内阻，如图（1）所示的电路。其中:A1是待测电流表，量程300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程是200A；R1是电阻箱，阻值范围0-999.9； R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势4v，内阻不计； S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。 （1）连接实物图（略）。 （2）按如图所示的电路将开关S2扳到按点a处，按通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150A，然后将开关扳到按点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2表的读数仍为150A，若此时电阻箱的示数为86.3，则待测电流表A1的内阻Rg= 。（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用 。A、200kB、20k C、15D、20（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求，又调整方便，滑动变阻器 是最佳选择。A、1kB、5kC、10k D、25k四、全电路的“待定系数法”测电阻 这种方法的原理是根据全电路的欧姆定律：E=I（R+r）列方程，由待定系数求解所测电阻。例7、现测量阻值约为20k的电阻Rx，所给的器材如下：直流电压表：量程5V，内阻RV=25k；直流电流表：量程为500mA，内阻RA=10；直流电源电动势：E=4V，内阻约为4；开关，导线若干（1）选择上述适当的器材，并画出测量Rx阻值的电路图。（2）用所测量的数据表示所测电阻Rx的值。例8、用以下仪器，尽可能精确地测量待测电阻Rx的阻值：A、电动势E=3v，内阻r1的电源一个；B、刻度盘如右图所示的电压表一个，所用量程的内阻Rv=30k；C、开关一个；D、电阻值在10k-20k范围的侍测电阻Rx一个；E、导线若干。求：（1）电压表的满偏电流； （2） 画出测量待测电阻Rx阻值的实验电路图。（3） 待测电阻Rx的表达式。【能力提升】：1用以下器材测量待测电阻Rx的阻值待测电阻Rx,阻值约为100电源E，电动势约为6.0V,内阻可忽略不计；电流表A1，量程为050mA，内电阻r1=20；电流表A2，量程为0300mA，内电阻r2约为4；定值电阻R0，阻值R0=20；滑动变阻器R，最大阻值为10；单刀单掷开关S，导线若干；（1）测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一各实验电路原理图（原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注） 。（2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2则由已知量和测量量计算Rx的表达式为RX= 。2. 实验室内有一毫伏电压表（符号，量程为150mV，内阻约145），现要测量其内阻，实验室提供如下器材：电动势为1.5V的干电池；电阻箱R（099.9）；滑动变阻器R1（050）；标准电流表（符号，量程15mA，内阻约500）；开关K以及导线若干（1）请设计一个尽可能精确地测出毫伏表内阻RmV的测量电路，并画在虚线框中。（2）直接读出的物理量是 （用文字和字母表示）；（3）用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式RmV= （用英文字母表示）；（4）若测出毫伏表的内阻为150，要把它改装成量程为15mA的电流表，应在所提供的仪器中选用 ，并将其调至 后，与毫伏电压表 联。3. （2008年全国高考（四川卷） 22 . ( 17 分）.（9分）一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。 挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3 所示。阅盘直径用游标卡尺测得，结果如图4 所示。由图可知， (1)挡光片的宽度为 mm； (2)圈盘的直径为 cm；(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为 弧度/秒（保留3 位有效数字）。.（8分）图为用伏安法测量电阻的原理图。图中，为电压表，内阻为4000；为电流表,内阻为50；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电限,S为开关。(1)当开关闭合后电压表读数U =1.6V,电流表读数I =2.0mA。若将作为测量值，所得结果的百分误差是 。（2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是 。（）4. （2010年全国高考（四川卷）22.（17分）（1）用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（表电表内部电源的负极相连）接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。 在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。 电压表1量程3V内阻约为900电压表2量程10V内阻约为3K电压表量程60mA内阻约为5电源E1电动势1.5V内阻约为0.2电源E2电动势4.5V内阻约为0.4滑动变阻器（最大阻值为10）。粗细均匀的同种电阻丝，开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下：A.选取图中器材，按示意图连接电路B.用伏安法测定电阻丝的阻值RC.用刻度尺没出电阻丝的长度L D.依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、CE.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系L(m)0.99560.80490.59810.40210.1958R()104.885.365.246.627.1为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。（I） ；（II） 。 （2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）A.61.0mm 65.8mm 70.7mmB. 41.2mm 45.1mm 53.0mmC.496mm 53.5mm 57.3mmD. 60.5mm 61.0mm 60.6mm5. 电学实验（二）：“电表的改装” 表头（灵敏电流计）的参数: 满偏电压Ug 、满偏电流Ig 、 电流表内阻Rg 一、电流计改装成电压表 1.实验原理：串联分压电阻 2.量程： 或 3.分压电阻： 或 注明：分压电阻计算值偏大； 量程扩大的倍数为n，分压电阻 【应用】：利用改装而成的电压表测电路中的电压，测量值通常偏小。（在半偏法测表头的电阻实验中测量值偏小） 解析：要测定电路中的电压一定，则： 通过G表的电流: (测量值偏小)4.双量程电压表： 量程1： （小）； 量程2： （大）5.改装电压表的校对： V为标准电压表，R为滑动变阻器(分压式),虚线框中为改装的电压表（并联）。计算改装的电压表满刻度时的百分误差。 例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，百分误差：二、电流计改装成大量程的电流表 1.实验原理：并联分流电阻 2.量程： 电流表的等效电阻 3.分流电阻： 注明：分流电阻计算值偏小； 量程扩大的倍数为n，分流电阻 【应用】：利用改装而成的电流表测电路中的电流，测量值通常偏小。（在半偏法测表头的电阻实验中测量值偏小） 解析：要测定电路中的电流一定，则： 通过G表的电流: (测量值偏小)。或电路定性分析。4.双量程电流表： 量程1： （大）； 量程2： （小） 5.改装电流表的校对： (1)限流式电路 (2)分压式电路【电表改装的串并联情况分析】：典例:四只完全相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表，已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，把它们接入如图的电路： 试分析两电路电表指针偏转角度和电表示数的大小关系。【高考】：（2011年海南）12图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig=600A内阻为Rg，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。（1）图1中分流电阻Rp的阻值应为 （用Ig、Rg和I表示）。 （2）在电表改装完成后的某次校准测量中， 表的示数如图2所示，由此读出流过电流表的电流为_mA。此时流过分流电阻RP的电流为_mA（保留1位小数）。【能力提升】：1. 某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：A电流表Gl(量程1.0mA，内电阻约100)B电流表G2(量程500A，内电阻约200)C电池组E(电动势为3.0V，内电阻未知) D滑线变阻器R(025)E 四旋钮电阻箱R1(总阻值9999) F 保护电阻R2(阻值约100)G开关S1，单刀双掷开关S2 （1）实验中该同学先合上开关Sl，再将开关S2与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数为I；然后将开关S2与b相连，保持 不变，调节 ，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数为r。（2）由上述测量过程可知，电流表G2内电阻的测量值rg= 。（3）若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190，他必须将一个 k的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表。（4）画出用标准电压表V0对改装后的电压表V所有刻度进行校对的电路图。6. 电学实验（三）：“测量电源的电动势和内阻”【实验原理】1.电路原理图： 2.闭合电路的欧姆定律：测路端电压； 测干路电流，即过电源的电流【实验方法】1.由闭合电路欧姆定律联解方程：； 电动势 内阻 多测几组I、U数据，求出E、r值，再计算平均值。2.UI图象法 以I为横坐标，以U为纵坐标，建立直角坐标系，通过描点作图法找出实验数据对应的坐标点。并将坐标点拟合为一条直线。根据闭合电路欧姆定律，UI的函数关系图象为一条倾斜直线，如图所示。a、电动势E：图线的纵截距；b、电源的内阻：图线斜率的绝对值： 【实验误差分析】：实验系统误差来源于电压表V的分流，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理） 结论：；（系统误差）滑动变阻器的选择标准：阻值不能太大（减小V表的分流），也不能太小（便于调节电流）,最大阻值通常为020。【实验器材的选择】器材选择原则：“安全、可行；方便、精确；匹配、节能”，应做到：a.电流、电压值应在安全范围内；b.减小读数误差，各仪表应相互匹配，电原读数一般宜在满偏的之间；c.在备选实验方案中，应尽量提高测量的精确程度，提高应用效率。电源电动势和内阻测定的其他几种方法：1、一只量程合适的电流表A，一只电阻箱R，一个开关K。由欧姆定律解方程。 结论：；2、用一只电压表和一只电阻箱测量。 根据，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，然后解方程。 结论：；【互动探究】1. 两只量程合适的电压表、及的内阻，一只单刀双掷开关S。（1）画出测量电源电动势和内阻的实验电路图；（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注明式中量的含义。2. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0）；电流表G（满偏电流3.0mA，内阻）；电流表A（量程00.6A，内阻约为0.5）；滑动变阻器R（020，10A）；滑动变阻器；定值电阻；开关和导线若干。（1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_。（填写数字代号）（2）请画出实验原理图。3.（2013年成都“二诊”）（2） （9分）某课外活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻（电动势约2V，内阻一千多欧姆）。实验室现有如下器材：多用电表：欧姆档（1，10，100，1k）直流电流档（00.5mA，01mA，010mA，0100mA）直流电压档（00.5V，02.5V，010V，050V，0250V，0500V）电压表：（03V，015V）电流表：（00.6A，03A）滑动变阻器：R1=10，R2=2000开关及导线。该小组同学现用多用电表直流电压“02.5V”档（表盘上的标识“mAV”）粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为 V（保留两位有效数字）为了更精确地测量西红柿电池组的电动势和内阻，应选 测电压，选 测电流（填电表名称和所选量程）；滑动变阻器应选 （填电阻符号）。请设计方案，在图乙对应的答题卡上进行实物连线。4.（2013年成都“三诊”）(2)电源的输出功率跟外电路的电阻有关，图甲是研究它们关系的实验电路图。为了便 于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池