老高考统考物理二轮复习课件：核心素养微专题8 实验创新与设计.ppt

[创新点评]　本实验考查运用闭合电路欧姆定律计算电压，并且分析了硅二极管两端的电压与温度的关系，考查学生的实验能力，体现了科学探究核心素养，又体现了创新思维和创新意识的价值观念。 [应用提升练] 5.某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度 表，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改 装)、学生电源(电动势为E，内阻不计)、滑 动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、导热 性能良好的防水材料、标准温度计、PTC热 敏电阻RT(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT＝a＋kt，a＞0，k＞0)。设计电路如图所示，并按如下步骤进行操作： (1)按电路图连接好实验器材； (2)将滑动变阻器滑片P滑到a端，单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路； (3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降 5 ℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关，请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式I＝________(用题目中给定的符号表示)； (4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表，根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧，刻度线分布________(选填“均匀”或“不均匀”)。 6．(2020·辽宁葫芦岛高三第一次模拟)实验室有以下实验器材： A．电源E：电动势大小约5 V B．电流表A：量程为30 mA C．电阻箱R：可调范围0到999 Ω D．未知电阻Rx：数量级102Ω E．开关、导线若干 (1)为测量未知电阻阻值Rx和电源电动势E，若电源内阻和电流表内阻可忽略，利用上述实验器材设计电路进行测量，记下电流表读数I及电阻箱的读数R，实验得到以下图像，则使用的电路是图________(选填“甲”或“乙”)，根据图像可求得电源的电动势等于________V，被测电阻Rx等于________Ω。(结果保留两位有效数字) 实验室提供的器材有：两个相同的待测电源(内阻r≈1 Ω)，电阻箱R1(最大阻值为999.9 Ω)，电阻箱R2(最大阻值为999.9 Ω)，电压表V(内阻约为2 kΩ)，电流表A(内阻约为2 Ω)，灵敏电流计G，两个开关S1、S2。主要实验步骤如下： ①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为I1、U1、r1、r2； ②反复调节电阻箱R1和R2(与①中的电阻值不同)，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为I2、U2。 回答下列问题： (1)电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势φA和φB的关系为________； (2)电压表的内阻为________，电流表的内阻为________； (3)电源的电动势E为________，内阻r为________。 解析：由本电路的连接特点可知左、右两个电源间的路端电压相等，干路电流相同。根据部分电路欧姆定律可分别求解电压表与电流表的内阻；在不同状态下采集数据，根据闭合电路欧姆定律列式求解电源的电动势E和内阻r。 (1)电流计G的示数为0时，由欧姆定律知，G的电压为零，说明A、B两点的电势相等。 实验创新与设计 一、力学创新实验 1．力学创新实验的三种类型 (1)实验器材的等效与替换 ①用电子秤或已知质量的钩码替代弹簧测力计； ②气垫导轨替代长木板； ③用光电门、闪光照相机替代打点计时器。 (2)实验结论的拓展与延伸：主要通过一些实验装置得出物体的加速度，再利用牛顿第二定律求出物体所受阻力或小车与木板间的动摩擦因数。 (3)情境的设计与变换：近几年在试题情境的设计上进行了较多的创新，不过考查的实验原理和实验处理方法仍然不变，因此只要把最根本的方法从新情境中分离出来，找出与常规实验相同之处就可以。 2．创新实验题的解法 (1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验； (2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图像法、逐差法，融入实验的综合分析之中； (3)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案； (4)进行实验，记录数据，应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析。 [示例1]　(2019·高考全国卷Ⅱ)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题： (1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝__________(