电学实验经典.docx

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电学实验经典

电学实验终极训练

1、某电流表的量程为50mA，内阻为50Ω，其表面的刻度盘已损坏，要重新通过测量来刻画出刻度值，有下列器材：

A．待测电流表；

B．9V直流电源；

C．“0～10Ω，1A”滑动变阻器；

D.“0～100Ω，50mA”滑动变阻器；

E．“0.6A，0.5Ω”标准电流表；

F．“3A，0.01Ω”标准电流表；

G．5Ω标准电阻；

F．20Ω标准电阻；

I.开关及导线若干；

（1）应选用的器材                  （填选用器材序号）。

（2）画出实验电路图

（3）待刻度电流表的电流表刻度值

x =        ．说明式中各物理量的表示意义                       。

答案1：

（1）ABCEGI

（2）电路图如图1。

（3）

，式中I为E表示数，

为E表内阻，

为5Ω标准电阻，R为待刻画表内阻。

答案2：

（1）ABCEGI；

（2）如图2；

（3）

，I，R，r分别表示标准电流表E示数，5Ω标准电阻G的电阻，待测电流表A电阻．

2、

（1）如图1所示，有一个表头G，满偏电流为Ig=1mA，内阻Rg=100Ω，用它改装为有5V和50V两种量程的电压表，则R1=______Ω、R2=______Ω．

（2）如图2所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500mA，内阻Rg=200Ω，用它改装为有1A和10A两种量程的电流表，则R1=______Ω、R2=______Ω．

答案：

（1）4900，49900，

（2）180，20．

3、现有一块灵敏电流计A1，量程为200μA，内阻约为1kΩ，要精确测出其内阻Rg，提供的器材有：

电流表A2（量程为1mA，内阻r＝50Ω）；

滑动变阻器R（阻值范围为0～30Ω）；

定值电阻R1（阻值R1＝100Ω）；

定值电阻R2（阻值R2＝3kΩ）

电源E（电动势约为4.5V，内阻很小）；

单刀单掷开关S一个，导线若干。

（1）请利用上述所有器材，设计出合理的、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的

，将电路图画在题中的虚线框中。

（2）在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算G表的内阻，表达式为Rg＝________，表达式中各符号表示的意义是___________________________________。

答案：

（1）如图所示　

（2）

　其中，I2示A2表示数，I1示A1表示数，r示A2表内阻，R1示定值电阻

4、现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ．为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻．其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器．

（1）试根据图1所示的电路图，完成如图2所示的实物电路的连线．

（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于______端．

（3）根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤．

答案：

（1）如图所示

（2）A（左）

（3）①P移至A端．

②合S1和S2，调P，使V偏转大的角度（或满刻度），并记录此时电压表的示数U1．

③保持P的位置不变，断S2，调R1，使V的U2=

，则V的内电阻等于电阻箱阻值R．

④断开S1，拆除电路，实验器材复原

5、现有一量程为3V的电压表，内阻为5kΩ-6kΩ．为了较淮确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的电阻．

（1）根据图甲所示的电路图，完成如图乙所示的实物电路的连线．

（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于________端．

（3）若电源E、滑动变阻器R2、电阻箱R1各有两组可供选择：

电源E：

a．电动势4.0V，有内阻b．电动势8.0V，有内阻

滑动变阻器R2：

a．最大阻值20Ωb．最大阻值1700Ω

电阻箱R1：

a．0-999.9Ωb．0-9999.9Ω

为了减小实验误差，电源E应选_________（填序号“a”或“b”，下同），滑动变阻器R2应选________，电阻箱R1应选__________．

（4）本实验从原理上分析，电压表内电阻的测量值比真实值________（填“大”或“小”）．

答案：

（1）如图；

（2）A；（3）b、a、b；（4）大。

6、现有一个稳压电源（输出电压恒为U=3V），一个定值电阻R（10Ω左右），一个量程0.3A的电流表1，一个量程0.3A的电流表2，毫米刻度尺；利用如图所示的电路，不断移动夹子（图中用粗箭头表示）改变电阻丝连入电路的长度l，得出长度l与电流的倒数的关系如图所示，则电流表选择____，该电阻丝的电阻率为____________，定值电阻R=________（要求用a、b、U、S等字母表示）

答案：

1；

；

7、要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：

A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）

B．电流表A（量程3A，内阻0.01Ω

C．定值电阻R（阻值2kΩ，额定电流50mA）

D．蓄电池E（电动势略小于3V，内阻不计）

E．多用电表

F．开关S1、S2导线若干

有一同学利用上述器材进行了如下实验操作：

（1）首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率且操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图1所示，则测量结果是________Ω．

（2）为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图2甲、乙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是_______．

（3）当选用其中的乙电路进行实验时，其实验步骤是：

闭合S1，再闭合S2，读得电压表为U1，断开S2，读得电压表示数为U2．用上述所测物理量的符号表示电压表的内阻Rv=______．

答案：

（1）3000；

（2）乙；（3）

。

8、理想电压表的内阻可视为无穷大，但实际使用的电压表内阻并不是无穷大，有一个较大的阻值．为了测定一电压表的内阻，某同学设计了如下图甲电路图．给定以下器材：

A．电压表（0～3V，内阻待测约为几千欧）；B．电流表（0～1mA）；

C．滑动变阻器（0～50Ω）；D．电源（1.5V的干电池2节）；

E．开关；F．导线若干；

回答下列问题：

（1）按照甲电路图在乙图实物连线中完善连接．

（2）在实物连接图中（开关S闭合），当滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中，电流表示数_______；电压表示数________（填“变大”或“变小”）．

（3）下表是此次实验中测得的多组数据，请依据表中数据求出电压表的内阻是_______kΩ．

实验次数 123456

电压/V 1.61.82.02.22.42.6

电流/mA 0.410.450.500.550.610.66

（4）2节干电池用过一段时间后，有人建议将其中一节换用相同的新电池，另一节继续使用，这样可以起到节约用电的作用．你认为这样做对吗？

说明理由．

答案：

（1）实物连线（3分）；

（2）变大、变大；（3）4．

（4）不能，干电池用长了时间后内阻将变大，与新电池串联后将消耗更多的电能．

9、为了测定电流表A1的内阻，采用如图所示的电路．其中

A1是待测电流表，量程为300μA，内组约为100Ω；

A2是标准电流表，量程是200μA；

R1是电阻箱，阻值范围0～999.9Ω；

R2是滑动变阻器；

R3是保护电阻；

E是电池组，电动势为4V，内阻不计；

S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

（1）根据电路图1，请在下面实物图（图2）中画出连线，将器材连接成实验电路．

（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA；然后将开关S2板到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150μA．若此时电阻箱各旋钮的位置如图4所示，电阻箱R1的阻值是_________Ω，则待测电流表A1的内阻Rg=_________Ω．

（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：

______（填写阻值相应的字母）．

A．200kΩB．20kΩC．15kΩD．20Ω

（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用，既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器______（填写阻值相应的字母）是最佳选择．

A．1kΩB．5kΩC．10kΩD．25kΩ

答案：

（1）连线如图所示．

（2）86.3；86.3，（3）B；（4）C。

10、为了测定某一电压表的内阻，给出了以下器材：

A．待测电压表（0～l.5V，内阻在3.5kΩ～4.5kΩ之间）

B．电流表（0～500μA，内阻约为l00Ω）

C．滑动变阻器（0～50Ω）

D．电键

E．电源（1.5V的干电池一节）

F．导线若干

要求设计实验电路，测量多组I，U数据，然后作U-I图线求电压表的内阻．

（1）某同学设计了如图甲所示的电路图，经审查该图不能满足测量要求．请指出该电路存在的问题：

___________________________________________．

（2）请你另外设计一个能满足测量要求的电路图，画在图乙所示的方框内．

（3）某同学用重新设计的电路进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图丙上，如图所示．根据各点表示的数据描出U-I图线，由此求得电压表内阻RV=_________kΩ（保留两位有效数字）．

答案：

（1）因为RV＞＞RQ，调滑动变阻器，两表读数几乎不变，不能测多组I、U值．

（2）如图所示．（3）在3.8kΩ～4.1kΩ之间．

11、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1.5V，

电压表：

量程1V，内阻998.3Ω，电流表：

量程1A，

滑动变阻器：

最大阻值10Ω，

滑动变阻器：

最大阻值99999.9Ω，

单刀单掷开关1个，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．

答案：

（1）见图；

（2）2；998.3

12、在用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验中提供了如下器材：

①待测电阻Rx（约100Ω）；

②直流毫安表（量程0～20mA，内阻约50Ω）；

③直流电压表（量程0～3V，内阻约5kΩ）；

④直流电源（输出电压3V，内阻可不计）；

⑤滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）；

⑥电键一个，导线若干条．

（1）实验要求最大限度的减小误差，则毫安表的连接应选择_______（填“内接”或“外接”）的连接方式；滑动变阻器的连接应选择________（填“限流”或“分压”）的连接方式．

（2）用如图1所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：

A、电压表（量程3V）B、定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）

C、电流表（量程3A）D、电流表（量程0.6A）

E、滑动变阻器R（阻值范围0-20Ω，额定电流1A）

①电流表应选______；（填器材前的字母代号）．

②根据实验数据作出U-I图象（如图2所示），则蓄电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（均保留三位有效数字）

答案：

（1）外接，分压；

（2）①D；②2.10V，4.20Ω．

13、现有一块小量程的电流表G，满偏电流为100μA，内阻大约为1000Ω，使用如图2电路精确测量其内电阻，再把它改装成为一块量程为5V的电压表，并与一块标准的5V电压表进行校对．

可供选择的器材有：

滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；

电阻箱R'，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；

电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势6.0V；

电池E3，电动势9.0V；（所有电池内阻均不计）。

（1）测量中滑动变阻器R选用_______；电源选用________．（填题中所给器材的符号）

（2）如果测量中电阻箱R′的读数为995Ω，则待测电流表的内阻为Rg=________Ω，且测量值________真实值．（填“大于”、“等于”或“小于”）

（3）校准电压表使用下面的实验器材，在图3中把实物连上导线．

答案：

（1）R2，E3；

（2）995，小于；（3）如图

14、某校物理兴趣小组利用水泥和碳粉自制电阻，先用欧姆表粗测得知约为700Ω左右，为了精确测量其阻值，实验室备有以下器材：

电源电动势为4V，内阻可以忽略

伏特表V（0～3V-，15V）：

0-3V量程，内阻约为3kn；0-15V量程，内阻约为15kΩ

安培表A1（量程0-0.6A．内阻约为0.6Ω）；安培表A2（量程0-6mA，内阻约为30Ω）；

滑动变阻器（最大阻值为20Ω）开关一只，导线若干．

（1）为了精确测量，伏特表量程应选______，安培表应选_______．

（2）请你按照你自己设计的电路，将图示器材连成可以实验操作使用的实物图

（3）若将滑动触头置于合适位置，安培表和伏特表示数分别如图甲或乙所示，根据自己对器材的选择，读出一组数据，计算出电阻的测量值为_______Ω．由于存在系统误差，该测量值比真实值偏_________（填“大”或“小”）

答案：

（1）0～3V；A2；

（2）如下图（内接，分压）；（3）750；大．

15、某兴趣小组为了测量一待测电阻RX的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材：

A．多用电表

B．电压表Vl，量程6V，内阻约10kΩ

C．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2Ω

D．电流表A2，量程3A，内阻约0.02Ω

E．电源：

电动势E=12V

F．滑动变阻器Rl，最大阻值10Ω，最大电流为2A

G．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.1A

H．导线、电键若干

（1）在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用_________欧姆挡；

（2）按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则RX的阻值大约是____________Ω；

（3）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出电流表和滑动变阻器分别是____________（填器材前面的字母代号）；

（4）在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图．

答案：

（1）×1；

（2）9；（3）CF；（4）如图；

16、图（a）是测量电阻RX的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A（内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm

（1）根据原理图链接图（b）的实物图

（2）断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0V时，单位长度电阻丝为电压u=_____V/cm．记录此时电流表A1的示数．

（3）保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤

（2）记录的值相同，记录长度L和A2的示数I．测量6组L和I值，测量数据已在图（c）中标出，写出RX与L、I、u的关系式RX=______________；根据图（c）用作图法算出RX=_______Ω

答案：

（1）如图所示（略），

（2）0.1，（3）

，6.0．

17、某待测电阻Rx的阻值在80Ω-100Ω之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材：

A．电流表A1（量程30mA、内阻r1=10Ω）

B．电流表A2（量程150mA、内阻r2约为30Ω）

C．电流表A3（量程0.6A、内阻r3约为0.2Ω）

D．电压表（量程15V、内阻约为20kΩ）

E．定值电阻R0=20Ω

F．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω

G．电源E（电动势4V）

H．开关k、导线若干

（1）某同学根据上述提供的器材设计了如图所示的电路图，请分析该同学不直接用电压表测Rx的电压的原因______．

（2）图中Ax应选______，图中Ay应选______．（选填“A1”，“A2”，“A3”）

（3）用已知量和测量的量表示Rx的表达式Rx=______，说明式中各字母所表示的物理量：

________________________________．

答案：

（1）电压表量程偏大，指针偏转角度偏小，读数误差较大；

（2）A1，A2；

（3）

；I1表示电流表A1的读数，I2表示电流表A2的读数，RA1表示电流表A1的内阻．

18、有一待测的电阻器Rx，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：

电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）；

电流表A1，（量程0～500mA，内电阻约20Ω）；

电流表A2，（量程0～300mA，内电阻约4Ω）；

滑动变阻器R1，（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；

滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；

直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0.5Ω）；

开关及若干导线．

实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I-U图线．

（1）电流表应选用______．

（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）．

（3）请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中器材连成符合要求的电路．

答案：

（1）A2；

（2）R1；（3）电路图如图所示，连成符合要求的电路如图略．

19、要精确测量一个阻值约为5Ω的电阻Rx，实验室提供下列器材：

电流表A1：

量程100mA，内阻r1约为4Ω；

电流表A2：

量程500μA，内阻r2=750Ω；

电压表V：

量程10V，内阻r3约为l0kΩ；

变阻器R0：

阻值约10Ω；

电池E：

电动势E=1.5V，内阻很小；

电键K，导线若干。

（1）选出适当器材并在答题卷中的虚线图方框中画出电路图，标明所用器材的代号；

（2） 需要测量的物理量是____________________；

（3） 根据所测物理量，求出电阻阻值的表达式Rx=_____________。

答案：

（1）实物连接图如上  

（2）需要测量的物理量为电流表A的读数

，电流表G的读数

；

20、某同学利用定值电阻R0、电阻箱R等实验器材测量电池的电动势和内阻，实验电路如图（a）所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，并记录其阻值R和对应的电压表示数U，由测得的数据U，绘出了如图（b）所示

-

关系图线，则由图线可以得到被测电池的电动势E=______V，内阻r______=Ω．

（2）若某元件的伏安特性曲线如图（c）所示，最佳工作电压为1.5V，应给该元件串联一个阻值为______Ω的电阻后，接在

（1）题被测电池两端能使电阻处于最SX作状态．

答案：

（1）2.50.50；

（2）20.3Ω．

21、某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.

（1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝________V，内阻ra＝________Ω.

（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa________Pb（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率ηa________ηb（填“大于”、“等于”或“小于”）．

答案：

（1）2　0.5；　

（2）小于　大于。

22、（18分）“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，已被广泛应用，图甲所示为应变式加速度计的原理图：

支架AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．已知电压表量程为8V，滑块质量m=0．1kg，弹簧劲度系数k=20N／m，电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值R=40Ω，有效总长度l=8cm．当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R的中点，取A→B方向为速度正方向。

（1）确定该加速度计测量加速度的范围。

（2）为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多大?

（3）根据R0的最小值，写出待测系统沿A→B做变速运动时，电压表输出电压UV与加速度a的关系式．

（4）根据R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内。

答案：

（1）-8m／s2≤a≤8m／s2；

（2）10Ω；（3）U=4–0.5a

（4）以加速度向右为正．由电压和加速度的关系U=4–0.5a得

当U=0时，a=8m／s2；当U=2V时，a=4m／s2；当U=4V时，a=0；当U=6V时，a=-4m／s2；当U=8V时a=-8m／s2

23、如图所示，一厚度均匀的、由同一种物质微粒构成的圆板和电流表A、干电池组成闭合回路，ab和cd是圆板上互相垂直的两条直径．现将圆板从图示位置旋转90°后发现电流表A的示数发生了变化，若圆板始终和两侧导线接触良好，则（CD　　）

A．该圆板是非晶体

B．该圆板是多晶体

C．该圆板是单晶体

D．该圆板的导电性是各向异性的

24、某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。

现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：

A．电源E（3V，内阻约为1Ω）

B．电流表Al（0．6A，内阻r1＝5Ω）

C．电流表A2（0．6A，内阻r2约为1Ω）

D．开关S，定值电阻R0

（1）为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，请完成虚线框内电路图的设计。

（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝______________（用字母表示）。

（3）改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值，最后绘成的图像如图所示。

当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝______________。

（各物理量单位均为国际单位）

（4）定值电阻R0的阻值应该选用________________。

A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω

答案：

（见图）；

（2）电阻阻值

；（3）

；（4）B。

26、在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，其中某次测量结果如图1所示，其读数应为__