新高考物理二輪復習 創(chuàng)新類實驗 學案

微專題48創(chuàng)新類實驗

丁研透真題?因遢祛

典例（2021.山東等級考）熱敏電阻是傳感器中經常使用的元件，某學習

小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律?？晒┻x擇的器材

有：

待測熱敏電阻心（實驗溫度范圍內，阻值約幾百歐到幾千歐）；

電源E（電動勢1.5V,內阻r約0.5Q）；

電阻箱R阻值范圍0~9999.99Q）；

滑動變阻器R（最大阻值20Q）；

滑動變阻器&（最大阻值2000Q）；

微安表（量程100|iA,內阻等于2500Q）；

開關兩個，溫控裝置一套，導線若干。

同學們設計了如圖甲所示的測量電路，主要實驗步驟如下：

①按圖示連接電路；

②閉合Si、S2,調節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿偏；

③保持滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開S2,調節(jié)電阻箱，使微

安表指針半偏；

④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值。

回答下列問題：

⑴為了更準確地測量熱敏電阻的阻值，滑動變阻器應選用

（選填“凡”或

（2）請用筆畫線代替導線，將實物圖（不含溫控裝置）連接成完整電路。

熱整電阻

甲

⑶某溫度下微安表半偏時，電阻箱的讀數為6000.00Q,該溫度下熱

敏電阻的測量值為Q（結果保留到個位），該測量值

（選填“大于”或“小于”）真實值。

⑷多次實驗后，學習小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知，

該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸.（選填“增大”或“減

小”）。

ln/?r

8.5

7.5-

6.5/

02,8303,2y/(xlO'3K')

乙

工【題眼破譯】

①看到“準確地測量熱敏電阻的阻值”聯(lián)想到“該電路的電壓在S2閉合

前、后保持不變”；

②看到“微安表半偏”聯(lián)想到“支路的電阻增加，電壓略有升高，總電

阻比原來2倍略大”；

③看到“In信圖像聯(lián)想到“溫度7升高時，|減小,從圖中可以看

出InRT減小二

4,【情境轉化】

【解析】(1)用半偏法測量熱敏電阻的阻值，盡可能讓該電路的電壓

在S2閉合前、后保持不變，由于該支路與滑動變阻器前半部分并聯(lián),

滑動變阻器的阻值越小，S2閉合前、后該部分電阻變化越小，電壓值

變化就越小，故滑動變阻器應選用。

(2)電路連接圖如圖所示

(3)微安表半偏時,該支路的總電阻為原來的2倍，即RT+RRA=6000

Q,可得RT=3500Q,當斷開S2,微安表半偏時，由于該支路的電

阻增加，電壓略有升高，根據歐姆定律，總電阻比原來的2倍略大，

也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻，而認為電阻

箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻，因此熱敏電阻的測量值比

真實值偏大。

⑷由于是InRT聃/圖像，當溫度7升高時，|減小，從圖乙中可以

看出InRT減小，則RT減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸

減小。

(3)3500大于(4)減小

歸

1?創(chuàng)新類實驗常見模型

0

1

0

12

2

33

4

54

6

73

8

96

0

測量彈簧勁度系數用高電阻放電法測電容

h

研究重力勢能與電能之間的相互轉化

2.創(chuàng)新類實驗的創(chuàng)新方法

將不易測量的物理量，轉化為

廠作順目可以測量的物理量__________

創(chuàng)新類詆而j用一個標準的已知量，替代被測量

實驗

讓其中一個物理量或幾個物理量不變,

研究這個量與其他量之間的關系

q控制變量法

7考場練兵?褐劇整

1.(測量彈簧勁度系數)如圖(a)所示為某電流天平的示意圖，質量

為m的均質細金屬棒MN的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣

輕彈簧相連，彈簧勁度系數為ko在矩形區(qū)域abed內有勻強磁場，磁

感應強度大小為3,方向垂直紙面向外。與的右端N連接的一絕

緣輕指針可指示標尺上的讀數。當MN中沒有電流通過且處于平衡狀

態(tài)時，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，且指針指在0刻度線的位置,

此時標尺讀數為0。當MN中有電流通過且平衡時，移動游標，再次

使其零刻度線對準指針，標尺示數如圖(b)所示。此時標尺讀數為

cm。

利用上述裝置可以測量懸掛的輕彈簧的勁度系數，已知3:0.547T,

A/N中通有電流/=1.00A,MN的長度/=0.250m,必邊的長度d二

0.200mo則輕彈簧的勁度系數k-N/mo

【解析】由圖示游標卡尺可知此時游標卡尺讀數為：10mm+47x0.02

mm=10.94mm=1.094cm；線框所受安培力：F-BId,線框靜止，

處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：丘=3〃，其中：％=1.094cm，代入

數據解得：k=10N/mo

答案：1.09410

2.（測電阻率）某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水（含多種重金屬離子）

的電阻率來判斷某工廠廢水是否達到排放標準（達標的污水中重金屬

離子濃度低，電阻率大，一般電阻率於200Qm的工業(yè)廢水即達到排

放標準）。圖甲所示為該組同學所用圓柱形盛水容器，其左、右兩側

面為金屬薄板（電阻極?。?，其余側面由絕緣材料制成，左、右兩側帶

有接線柱。

15cm1617

（1）先用刻度尺和游標卡尺分別測量盛水容器的長度L和內徑。，某

次測量示數如圖乙所示，它們的讀數分別為：L=40.0cm；D=

將水樣注滿容器后，進行以下操作：

⑵分別用多用電表歐姆擋的“xlk”“x100，，兩擋粗測水樣的電阻值時,

表盤上指針如圖丙、丁所示，則所測水樣的電阻約為Q。

⑶為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組從實驗室中找到如下實

驗器材：

A.電流表（量程5mA,電阻RA=800Q）

B.電壓表（量程15V,電阻Rv約為10kQ）

C.滑動變阻器（0~20Q,額定電流1A）

D.電源（12V,內阻約10Q）

E.開關一只，導線若干

請在圖戊中完成電路連接。

⑷正確連接電路后，閉合開關，測得一組。、/數據；再調節(jié)滑動變

阻器，重復上述測量步驟，得出一系列數據如表所示。

UN

//mA

由以上測量數據得到彳的平均值為2773Q,則待測水樣的電阻為

Qo據此可知，所測水樣________排放標準（選填“達到”或“沒

達到”）。

【解析】(1)主尺讀數15.1cm,副尺第11條線與主尺刻度對齊且副尺

有20個格,每個格為0.05mm,11x0.05mm=0.55mm，故讀數為

15.1cm+0.55mm=15.155cmo

⑵丁圖指針太靠近0刻度，而丙圖指針在表盤中央附近，兩圖讀數

結果應該是一樣的，所以丙圖對應的是x100擋，讀數時選擇指針在

表盤中央附