4．2007广东物理1卷第13题

(1)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干。

①在图(a)的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。

②根据电路图，在图(b)的实物图上连线。

③简要写出完成接线后的主要实验步骤

1)、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。

2)、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

3)、重复①，②测出不同温度下的数据。

4)、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

(2)广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E = 9.0 V，内电阻不可忽略；C为内阻不计的灵敏电流表；R0为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R- t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=　　　　　 ；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25 mA，则当电流表的示数I2=3.6 mA时，热敏电阻R的温度是________摄氏度。

答案：13．(1)①如图所示

②连线图略

③　 ①、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。

②、调节R，快速测出多组I，U值。

③、重复①，②测出不同温度下的数据。

④、绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。

(2)R = –1.875×10 -2 t + 4.25 　　120　

解析：(1)因为热敏电阻的阻值(常温下约~5Ω)与直流电流表内阻(1Ω)差不多而比直流电压表内阻(5kΩ)小得多，所以用电流表外接法，为了多次测量以便列表做图象，所以滑动变阻器接成分压器。

(2)因为图象是直线，用斜截式求热敏电阻R与摄氏温度t的关系，设为，则根据时，(此处易误读为，要小心)，得，再根据时，，得，所以得R与t的关系为R=1.875×10 -2 t + 4.25。

　 从图甲，有，从图乙读出，当时，，代入得，可求出，又有，解得，查图乙得。

点评：本题两问中的热敏电阻是不同的，两问考查的知识点也不同，第(1)问考查伏安法测电阻的常规问题：电流表的内接、外接问题及滑动变阻器接成分压器还是限流器问题，电路图及实物图也是常规要求。第(2)问则考查了电路图和图象，考变化的情况，要求用数学方法解决问题。可见，物理实验既不要忘记常规，也要求注意创新。

3．答案：(1)a　 (2) a)P　 b) 如图

(3) 如图

[解析](1)如用a，滑动变阻器的电流约为，如用b，滑动变阻器的电流约为，超过滑动变阻器的额定电流，所以选用a．

(2) a) 因为待测元件的电阻很大(最小为第10组数据求得的)，电压表内阻(10)与之比较不是很大，而电流表内阻(5)与之比较确很小，所以要用电流表内接法，因此可判断电压表是并联在M与P之间的．

　 b) 如图(用描点作图法)

(3)为进一步研究，求出有关数据填表如下

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
UMO(V)=U+I	0．00	3．00	6．00	6．1603	6．281	6．325	6．37	6．395	6．41	6．4275
UMN(V)=U+I	0．00	3．00	6．00	6．22	6．78	7．32	8．36	9．38	10．39	11．90

用电子计算机Excel作图如上图．

[点评]描绘电学元件(非线性元件)的伏安特性曲线，不是教科书中的实验，但用的是教科书中学过的方法(伏安法)，要解决的也是教科书中讲过的问题(电流表的内接、外接问题)．但是，给出的不是待测电阻的已知范围(象以前的考试那样)，而要通过自己观察和计算才能求出，所以，对于实验，不要死记硬背，重在懂得原理，掌握方法，学会仪器，举一反三，更重要的是，要重视探索性实验。

2007江苏省物理卷第13题、(13分)如题13(a)图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间(s-t)图象和速率－时间(v-t)图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了l、高度为h。(取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字)

(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如题13(b)图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a=　　　　 m/s2 ,摩擦力对滑块A运动的影响　　　 　。(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)

(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变　　　 　，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变　　　 　，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

(3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A’，给滑块A’一沿滑板向上的初速度，A’的s-t图线如题13(c)图。图线不对称是由于　　　　造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝　　　　(用反三角函数表示)，滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝　　　　

解：(1)下滑时，加速度为；上滑时，加速度为6　 摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略。

(2)改变斜面高度h, 则改变斜面的倾角，则改变产生加速度的力()，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；改变滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变，因为，使Mh不变，则F不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

图线不对称是由于滑动摩擦力造成的，因为在滑块上滑时，加速度的大小为 ，在滑块下滑时，加速度的大小为，在滑动摩擦力不可忽略的情况下，二者不等，图象不对称。从题13(b)图中得，又，所以=。(都对)。从题13(c)图中上滑阶段读出，，，根据得，代入=，已知，则，解得 (0.2~0.4都对)。

3．2007江苏物理卷第12题、

要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V)的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻R为1KΩ，用于限流；电流表量程为10mA，内阻约为5Ω；电压表(未画出)量程为10V，内阻约为10KΩ；电源电动势E为12V，内阻不计。

(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：

　　a、阻值0到200Ω，额定电流　0.3　A

　　b、阻值0到20Ω，额定电流　0.5A

　　　 本实验应选的滑动变阻器是　　 (填“a”或“b”)

(2)正确接线后，测得数据如下表

a)根据以上数据，电压表是并联在M与____之间的(填“O”或“P”)

b)根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线。

(3)画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图为(无需数值)

2．答案：AB

[解析](A)图，伏安法测电阻，两表量程能满足要求，因电压表的内阻足够大，可用电流表外接法，所以正确；(B)图，测电源的电动势和内电阻，采用电流表外接法(对电源来说是外接)，是适当的，因为如果电流表内接，则所测的电源的内阻为电源与电流表的内阻之和，而电流表内阻较大(与电源内阻比)，所以正确；(C)图，描绘小灯泡的伏安特性曲线，因为滑动变阻器用了限流器接法，不能测多组数据作图，所以错误；(D)半偏法测电流表内阻，要用电阻箱读数，滑动变阻器不能担当此任，所以错误。本题选A、B。

[点评]本题是传统的内容，也是重点，但考法巧妙，用选择题的形式考实验题的内容，一题多考，即一道题考了4个实验，是知识密集型试题。

2．2007江苏物理卷第9题、

某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约6kΩ；G为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是

16．(5分)某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。

(1)若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是__________________。

(2)若R1＝6W，R2＝12W，电源内电阻r＝6W，，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图(b)所示，则R3的阻值应该选择(　 )

(A)2W。　　 (B)4W。　　 (C)6W。　　 (D)8W。

图a　　　　　 图b

解：(1)A示数，欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，须使一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R1≤R2。也可以用公式证明：设R1之左为，则右为，则, 令分子为，则当时，有最大值，也有最大值。

(2)从图b知，当时，电源E的输出功率P最大，所以先排除C、D。如果，则=4，这时滑动片P在b点处，因为此处，所以图象只能有最高点以左的部分，所以A错误，只能选B。

对于B，由于，所以=2时便达到最大值，此时滑动片P由a滑至处，，解出(舍去不合理值15.7), 所以能画出图b, 所以选B。

　 为了进一步研究这个问题，我用电子计算机Excel画出图象如下：

为了进一步研究这个问题，我用电子计算机Excel画出图象如下：

　　　　　　　　 图1

图2

作图过程如下：设，从0逐渐增大到6，， ，，设，

对于图1，=, 所以最小值是，最大值是，，=，当P在b点时有最大值。

对于图2，=, 所以最小值是，最大值是，，=，当P在a、b之间时有最大值。

1．答案：3.75，I，R0，

[解析]解：对(a)图，断开K2，闭合K1时，有，得，

断开K1，闭合K2时，有，得。

对(b)图，断开K1，闭合K2时, 有 ，断开K2，闭合K1时，调节电阻箱的阻值为时，使电流表的示数仍为I，有，得。

点评：本题考查测电阻的原理。前者是伏安法，应用的不是部分电路欧姆定律，而是全电路欧姆定律。后者是比较法，在电源电动势不变且电流相等的条件下，，这就避免了在计算电阻的过程中用到电动势E值，可克服电源电动势的值可能与标称值不一致的问题。

3. 2008年重庆第22、⑴题: 研究滑块的运动

某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置．

①在图2中，从　　　 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致．

②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：　　　 、　　　　 (写出2个即可)．

解析与答案:22、⑴① 因为周期实际是不变的, 纸带走得越快, 相同时间走的距离越大,所以选B. ②摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……

今年物理实验题对今后高中学生物理学习和高三学生复习迎考以及教师的物理教学的启示：

实验一定要“做”。高一、高二上新课时要做，高三物理实验复习时也要再做一遍，这一遍不是简单的重复，而是在原来基础上提高，不一定一节课做一个实验，可以归类做，例如分为测量性实验、验证性实验、探究性实验几类。只有亲手做过实验，才能真正理解原理，记住步骤(不能靠死记硬背)，也才能知道实验细节，也才能举一反三，高考往往考细节，考变化。

实验一定要“想”。通过做实验，懂得了实验原理，知道了实验步骤，学会了仪器使用，进行了误差分析，亲身处理了数据并得出了结论，这是基础，如果没有这个基础，就谈不上提高和扩展。但是光有基础还不够，还要多想、多思，多问几个为什么？还有没有其它方法，例如课本上是伏安法测电源的电动势和内电阻，你想一想如果没有电流表或电压表怎么办？能不能用电压表和电阻箱法或电流表和电阻箱法。

实验题一定要“看”。有时候你想不到，就要多看书、看杂志。例如你如果看过某杂志上的物理情景相似或解题方法相似的文章，当你在考场上遇到时，就不会慌神，就会从容地做出。历年高考题，特别是近年和今年高考题，是明年即将参加高考的高三学生最值得参考的资料，因为从这里，我们可以看到方向和趋势，可以体验高考题的过程和方法。要先自己做，再对照答案和评分标准，仔细研究、细心揣摩，悟出高考实验题到底考什么？怎么考？怎样做高考实验题才能得高分甚至得满分。

实验一定要“重”。这里所谓“重”，是重视，不可轻视。历年高考实践证明，实验题比起计算题来，不是太难，多数是基础内容和常规要求，但得分率不是很高，主要原因是重视不够。实验题占分15%左右，你用在实验的学习和复习时间有15%吗？可以打一个比喻：如果说计算题是大海捞针，那么实验题是河水钓鱼，何乐而不为呢？

2. 2008年山东省理科综合卷第23题: 利用“巨磁电阻”效应测量磁感应强度

2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．

　 　若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB．请按要求完成下列实验．

⑴设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6-1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响)．要求误差较小．

　　 　提供的器材如下：

　　 　A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150 Ω

　　 B．滑动变阻器R，全电阻约20 Ω

C．电流表，量程2.5 mA，内阻约30 Ω

　　 　D．电压表，量程3 V，内阻约3 kΩ

　　 　E．直流电源E，电动势3 V，内阻不计

　　 　F．开关S，导线若干

⑵正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝　　　 Ω，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B＝　　　　 T．

⑶试结合图1简要回答，磁感应强度B在0-0.2T和0.4-1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？

⑷某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻－磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？

解析: [1] 从图象知,当待测磁场磁感应强度大小约为0.6-1.0T时, 比值约为6~11, 所以待测电阻R约为900~1650Ω, 设电阻, 则待测电阻比它大,为大电阻,用电流表内接法,电路图如右.

[2] 根据,代入每组数据求电阻,然后求平均值,得R=1500Ω, 求出从图1查出B=0.90T.

答案：23、⑴如右图所示

⑵1500；　 0.90

⑶在0-0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化)；在0. 4-1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)

⑷磁场反向，磁敏电阻的阻值不变．

以下的三个实验题，强调了实验的过程和方法。强调过程和方法，也是新课标、新教材的新要求。实验过程，不仅是实验步骤，连接电路，还有实验之前的设计过程，和实验之后的数据处理过程和从数据得出结论的过程。对过程与方法的考查，是对考生学习物理潜能的考查。

1. 2008年上海物理卷第19题: 测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系

如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。

(1)将开关合到位置1，待螺线管A中的电流稳定后，再将K从位置1拨到位置2，测得D的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ，

　Dφ＝，式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B＝＿＿＿＿＿＿；若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt，则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε＝＿＿＿＿。

(2)调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。由此可得，螺线管A内部磁感应强度B和电流I的关系为B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。

(3)(多选题)为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有

(A)适当增加试测线圈的匝数N

(B)适当增大试测线圈的横截面积S

(C)适当增大可变电阻R的阻值

(D)适当拨长拨动开关的时间Δt

解析: ,代入Dφ＝,得B=,

ε＝,代入得ε＝　　　　 .

计算,得:B=0.00125I

答案：19．(1)，　　　　　　 (2)0.00125I(或kI) (3)A，B