3.实物图连线方法
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(1)无论是分压接法还是限流接法,都应该先把测量电路(伏安法部分)接好;
(2)对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱并选择正确的量程,滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处)。
(3)对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的分布,将伏安法部分接入该两点间。
2.
滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种,分别用下面a、b两图表示:a叫限流接法,b叫分压接法。采用分压接法时,被测电阻RX上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大,或要求电压调节范围尽量大时,应该用分压接法。采用分压接法时,应该选用总阻值较小的滑动变阻器;采用限流接法时,应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
1.伏安法测电阻
伏安法测电阻有a、b两种接法,a叫(安培计)外接法,b叫(安培计)内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的,测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的,测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法。
如果被测电阻阻值为Rx,伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA,若
,则采用外接法。若
,则采用内接法。
如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:如图将电压表的左端接a点,而将右端第一次接b点,第二次接c点,观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大,说明被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;若电压表读数变化大,说明被测电阻是小电阻,应该用外接法测量。(这里所说的变化大,是指相对变化,即ΔI/I和ΔU/U)。
高考要求会正确使用的电学仪器有:电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外,其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是:凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读。
例1. 右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程,那么电压表读数为多少?若当时使用的是该表的0-15V量程,那么电压表度数又为多少?
解:0-3V量程最小刻度是0.1V,是10分度的,因此要向下估读一位,读1.15V(由于最后一位是估读的,有偶然误差,读成1.14V-1.17V之间都算正确)。0-15V量程最小刻度为0.5V,不是10分度的,因此只要求读到0.1V这一位,所以读5.7V(5.6V-5.8V之间都算正确)。
例2. 右图是
电阻箱示意图,试读出当时电阻箱的阻值。
解:电阻箱面板上有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率。将每个旋钮的指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率,从最高位到低位依次读出来,就得到这时电阻箱的实际阻值。注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱。若指针位置如图所示,则阻值为84580.2Ω。
例1.已知大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体,管内水银柱高度为h cm,(或两边水银柱面高度差为h cm),玻璃管静止,求下列图中封闭理想气体的压强各是多少?
解析:将图中的水银柱隔离出来做受力分析;⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做受力分析.
本题的所有试管的加速度都为零.所以在⑴中:G=N,p0S=PS;在⑵图中:p0S+G=pS,p0S+ρghS=pS,取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有:p= p0+h;同理,图⑶中试管内气体的压强为:p= p0-h;采用正交分解法解得:图⑷中:p= p0+hsinθ;图⑸中:p=p0-hsinθ;图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象,可得到:p= p0-h;图⑺中取与管内气体接触的水银面(无质量)为研究对象:p0S+ρghS=pS,p= p0+h
点评:
(1) 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱(或其他起隔绝作用的物体)的接触面,利用平衡的条件计算封闭气体的压强.
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(2) 封闭气体达到平衡状态时,其内部各处、各个方向上压强值处处相等.
(3) 液体压强产生的原因是重力
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(4)液体可将其表面所受压强向各个方向传递.
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(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素?
(2)若两容器同时做自由落体运动,容器侧壁所受压强将怎样变化?
解析:
(1)对于甲容器,上壁压强为零,底面压强最大,侧壁压强自上而下由小变大其大小决定于深度,对于乙容器各处器壁上的压强均相等,其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。
(2)甲容器做自由落体运动时,处于完全失重状态,器壁各处的压强均为零;乙容器做自由落体运动时,气体分子的温度和气体分子的密度不变,所以器壁各处的压强不发生变化。
点评:要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。
例3.钢瓶内装有高压气体,打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出,当内外气压相等时立即关闭阀门。过一段时间后再打开阀门,问会不会再有气体喷出?
解析:第一次打开阀门气体高速喷出,气体迅速膨胀对外做功,但来不及吸热。由热力学第一定律可知,气体内能减少,导致温度突然下降。关闭阀门时,瓶内气体温度低于外界温度,但瓶内压强等于外界气体压强。过一段时间后,通过与外界热交换,瓶内温度升高到和外界温度相同,而瓶的体积没变,故而瓶内气体压强增大。因此,再次打开阀门,会有气体喷出。
点评:此题有两个过程,第一次相当于绝热膨胀过程,第二次是等容升温。
例4.一房间内,上午10时的温度为150C,下午2时的温度为250C,假定大气压无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的 ( )
A.空气密度增大 B.空气分子的平均动增大
C.空气分子速率都增大 D.空气质量增大
解析:由于房间与外界相通,外界大气压无变化,因而房间内气体压强不变。但温度升高后,体积膨胀,导致分子数密度减小。所以,房间内空气质量减少,空气分子的平均动增大。但并非每个分子速率都增大,因为单个分子的运动是无规则的。答案B是正确。
点评:本题要求学生正确理解题意,弄清温度变化对分子运动的影响。
例5.如图所示,一气缸竖直放置,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态.现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点,在达到平衡后,与原来相比,则( )
A.气体的压强变大 B.气体的压强变小
C.气体的体积变大 D.气体的体积变小
解析:由活塞的受力分析可知,开始封闭气体的压强
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P1=P0-mg/s,而气缸稍微倾斜一点后, P1S P2S
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由于P1<P2,而温度不变,由气态方程,mg θ mg
则V2<V1,故AD正确. P0S P0S
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5.理想气体分子间没有相互作用力。注意:一定质量的某种理想气体内能由温度 决定。
4.一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是: PV/T=常数 ,克拉珀珑方程是: PV/T=RM/μ 。
2.气体的状态参量有:(p、V、T)
①压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁 撞击 的宏观表现,其决定因素有:1) 温度 ;2) 单位体积内分子数 。
②体积(V):1m3= 103 l= 106ml 。
③热力学温度T= t+273.15 。
1.1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg,相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。
3.气体分子运动的特点。气体压强的微观意义。
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