1、内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,同时出现,同时消失,分别作用在两个不同的物体上。
3、说明:
(l)牛顿第一定律也叫惯性定律。
(2)牛顿第一定律不是实验定律。它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的。
(3)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是阐述物体不受任何外力的理想化情况。
议一议:如图所示,有人想做如下环球旅行:乘坐一个大气球将自己浮在空中,由于地球在自转,一昼夜就能周游世界,这个设想能实现吗?为什么?
2、意义:
(1)揭示了力和运动的关系。力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
(2)揭示了任何物体都有保持原来运动状态的性质---惯性。
1、内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使其改变运动状态为止。
3.为了初步研究某太阳能电池的伏安特性,给出下列器材:光源,直流电压表V,量程3V,直流电流表A量程0.6A,最大电阻为30Ω的滑动变阻器R,电键S及导线若干.①在虚线框中画出研究太阳能电池伏安特性的原理图.②某次测量结果如下表所示,试在给定的坐标中描绘出该太阳能电池的伏安特性曲线.
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
I(mA) |
135 |
135 |
135 |
132 |
132 |
132 |
132 |
|
V(V) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
132 |
130 |
130 |
130 |
128 |
120 |
100 |
55 |
|
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.48 |
③请对该太阳能电池的内阻、输出功率的特点给出定性描述.
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:
A.待测千电池
B.电流表G(满偏电流1 mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(O-0.6A,内阻未知)
D.滑动变阻器R1(0-20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0-200Ω.1A)
F.定值电阻R0(阻值1990Ω)
G.开关与导线若干
(1)根据题目提供的实验器材,请你设计出测量干电池电动势和内电阻的电路原理图,画在答题卷 相应的方框内.
(2)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑动变阻器应选用 .
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(3)下图为某同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的,I1一I2图线(I1电流表G的示数I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测干电池的电动势E= V,内阻r= Ω.(结果保留两位有效数字)
实验步骤:①机械调零:两表笔断开,观察指针是否指电流零刻度,若不指电流零刻度,应进行机械调零,使指针指电流零刻度,应调整调零螺丝,使指针指电流零刻度.②根据所测电阻的大约阻值,选取合适的挡位.两表笔短接,观察指针是否指 ,若不指电流满刻度,调节表盘右下方的调零电位器,使指针指在电流满刻度(0Ω处).③将待测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数.④读出指针在刻度盘上所指示的数值,观察选择开关所对应的电阻挡的倍率,用读数乘以倍率,即得测量结果.
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知识点一伏安法测电源电动势和内阻原理
该实验中一般使用的电源是旧干电池,它的电动势小于1.5V,内电阻较小,所以选用电压表和电流表时,要注意量程不要太大,电流表采用外接法.
[应用1](07宁夏卷)利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:
干电池:电动势约为1.5 V,符号![]()
电压表:量程1 V,内阻998.3 Ω,符号V
电流表:量程1 A,符号A
滑动变阻器:最大阻值10Ω,符号![]()
电阻箱:最大阻值99999.9 Ω,符号![]()
单刀单掷开关1个,符号![]()
导线若干
(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
(2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的 倍,电阻箱的阻值应为 Ω。
导示:(1)根据实验条件,本实验是用伏安法测电源电动势和内电阻,由于电源内阻较小,所以采用电流表的外接法,同时设计电路时要注意各表的正负接线柱,从正接线柱流入,从负接线柱流出,电路如图所示。(2)题中所提供的电压表的量程只有1V,而电源电动势为1.5V,所以要将电压表的量程扩大到原来的2倍;,即与电压表串联一只与电压表内电阻相等的定值电阻998.3Ω。
本题除要熟知伏安法测电源电动势和内电阻的实验原理外,还要了解电表的改装原理。
知识点二电压表、电阻箱测电动势、内阻
用电压表和电阻箱配合测电源电动势和内电阻,其原理是闭合电路欧姆定律,表达式为U=ER/(R+r),调节R,可得对应的U,测两组以上的数据即可求解。
[应用2](07汕尾市调研)利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。根据上面实验器材:
(1) 简略写出实验方案;
(2)画出实验电路图,并用笔画线作导线,将所给器材连接成实验电路。
(3)用记录的实验数据(用符号代替数据),写出电动势和内阻的表达式。
导示:(1)用电阻箱代替了电流表。由于电压可测,由电压、电阻就可以算出电流。实验方法:改变电阻箱阻值,读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2,根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程,
,解这个方程组可得E和r。
(2)电路图见右图所示; ![]()
(3)![]()
连接实物图的思路是:从正到负,连线到柱,先干后支。
知识点三电流表、电阻箱测电动势、内阻
用电流表和电阻箱配合测电源电动势和内电阻,其原理是闭合电路欧姆定律,表达式为I=E/(R+r),调节R,可得对应的I,测两组以上的数据即可求解。
[应用3](07潍坊期末)利用如图a所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出1/I~R图线如图b所示,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,不计电流表内阻,由此可以得到E=
V,r=
Ω.
导示:根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r),变形后为1/I=(R+r)/E可知1/I~R图线的斜率的倒数为电源电动势E=2V,横轴截距的绝对值为电源内电阻r= 1Ω。
本题中将非直线关系的两个物理量I,R转化为两个直线关系的物理量1/I,R来处理。这样做使得思路更加直观简单。
知识点四多用电表读数
由多用电表欧姆档工作原理I=E/(r+rg+R)可知,欧姆档刻度不均匀,所以读数时要注意。
[应用4](07潍坊市)用多用电表×100档测量某电阻时,表盘的示数如图,则电阻值是
3200~3400 Ω.
导示: 由于表中指针指在30 到35之间,没有对准某一刻度线,再考虑到用多用电表×100档测量,所以读到3200~3400Ω都算正确。
知识点五多用电表档位选择
使用多用电表测电阻时,应将倍率档位选在适当位置,否则读数误差较大。若偏角过大,应选用再小些的倍率,若偏角过小,应选用再大些的倍率。
[应用4](07南京综合检测)在欧姆表测电阻的实验中,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度较小,正确的判断和做法是下列选项中的( )
A.这个电阻阻值较小。 B.这个电阻阻值较大。
C.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×1”挡,重新测量。
D.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×100”挡,重新测量。
导示: 由发现表针偏转角度较小,说明这个电阻阻值较大,所以应换用“×100”挡,重新测量,才能把电阻测得更准确一些,故应选BD。
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1.
如图甲所示,数字万用电表是近年来发展起来的高科技数码产品,是传统机械式表的更新换代产品。如图甲所示。数字万用表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。以型号“DF930”普通数字万用表为例,其电压挡所有量程内阻高达10M
,而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,内电阻高出2-3个数量级。
(直流电压挡和直流电流挡的精度为
0.05%,欧姆挡精度为
0.08%,而用指针式电压表、电流表的精度只有
2.5%,欧姆表的精度更低,数字万用表内电阻非常理想,数字万用表“DF930”的电压挡所有量程内阻高达10M
,而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,内电阻高出2-3个数量级。)
现有一块型号为“DF930”的数字万用电表,用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的测量器材还有:一只滑动变阻器R(0-30
),两只开关,导线若干。
实验要求:利用这些器材,尽量采用最简单的测量方法,分两步进行。首先测量电动势,待电动势测定之后再测量其内电阻。现按乙图电路连接好电路。
操作步骤:
①将数字万用表选择开关置于 档,选择合适的量程,断开开关 ,闭合开关 ,记录表的示数,然后反复测量多次,取平均值并记为a。
②将数字万用表选择开关置于 档,选择合适的量程,断开开关 ,闭合开关 ,记录表的示数,记为b,紧接着进行以下的操作:将选择开关置于 档,选择合适的量程,然后同时闭合开关S1和S2,记录表的示数并记作c,把b和对应的c作为一组数据记录下来,然后反复测量多次,得到多组数据。
③ 即为干电池的电动势。(填“a”、“b”或“c”)
④干电池的内电阻的表达式r =
(用a、b、c表示),将步骤②测得的数据代入公式,求出r的平均值,即为干电池的内电阻。
4.实验步骤:①电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按图连接好电路.②把滑动变阻器的滑动片滑动到一端使阻值 ,闭合S,调节滑动变阻器,使电表有明显示数,记录一组数据I、U值
3.实验器材:被测电源(干电池) 、电压表、 ,开关和导线若干.
2.![]()
数据处理的方法有:①公式法:如图所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出两组I、U值,代入得方程组:E=U1+I1r,E=U2十I2r,联立就可解得电动势E和内电阻r.为了减小误差,可以多测几组I、U值,求出E、r值,最后分别算出它们的
.②图象法:在坐标纸上以I轴为横坐标,U为纵坐标,用测出几组的I、U值画出U-I图象。如图所示.所得直线跟纵轴的交点即为
的值,图线的
的绝对值即为内阻r的值.
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