2020物理二轮教师用书：第2部分 专项2 策略3 设计类实验——设计方案变通拓展 Word版含解析.pdf

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1、设计类实验——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3V，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R＝30Ω、量程为1mA的电流表G，阻值为2g970Ω的定值电阻R，阻值为2.00Ω的定值电阻R。请设计并画出合理的测量该01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

2、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I，图象斜率的绝对值为k，则可求得该0电池的电动势E＝________，内阻r＝________。(用测量量和所给量的符号表示)[解题指导](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3V的电压表，需要串联一个电阻，U＝I(R＋R′)，ggU为改装后电压表的量程，R′为串联电阻，代入数据得3V＝1×10－3A×(30Ω＋R′)，解得R′＝2970Ω。因此用

3、R与电流表串联可以改装成量程为3V的电0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。IR＋RE(2)由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋R)＋g0(R＋r)，得I＝－g0R1R＋Rg0II(R＋r)，因此横坐标表示的物理量应是。1RRE(3)由题意得I＝，R＋r＝k，解得E＝I(R＋R)，r＝k－R。0R＋R10g01g0[答案](1)如解析图所示I(2)(3)I(R＋R)k－RR0g01策略点评：(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

4、流表或电压表的内阻，往往预示着可将电表“反串”使用。[链接高考]3．(2018·全国卷Ⅰ·T)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25～80℃23范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽略)；电压T表(量程150mV)；定值电阻R(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R(最大阻值为1000Ω)；01电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S，单刀双掷开关S。212图(a)实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃。将S与12端接通，闭合S，调节R的滑片位置

5、，使电压表读数为某一值U；保持R的滑1101片位置不变，将R置于最大值，将S与2端接通，调节R，使电压表读数仍为222U；断开S，记下此时R的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R0122的阻值，直至温度降到25.0℃。实验得到的R-t的数据见下表。2t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.02回答下列问题：(1)在闭合S前，图(a)中R的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；11(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R-t曲线；2图(b)图(c)(

6、3)由图(b)可得到R在25～80℃范围内的温度特性。当t＝44.0℃时，可得TR＝________Ω；T(4)将R握于手心，手心温度下R的相应读数如图(c)所示，该读数为________T2Ω，则手心温度为________℃。[解析](1)题图(a)的电路中滑动变阻器采用限流接法，在闭合S前，R应该11调节到接入电路部分的阻值最大，使电路中电流最小，即题图(a)中R的滑片应移1到b端。(2)将t＝60℃和t＝70℃对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R-t曲线。(3)根据题述实验过程可知，测量的R的数据22等于对应的热敏电阻R的阻值。由画出的R-t曲线可

7、知，当t＝44.0℃时，对应T2的R＝450Ω。(4)由画出的R-t曲线可知，当R＝620.0Ω时，手心温度t＝33.0℃。T2T[答案](1)b(2)如图(3)450(4)620.033.0