高三物理电学实验分类.docx

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高三物理电学实验分类

电学实验分类

一、电阻测量

1、测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：

A．待测电压表（量程3V，内阻约3KΩ）一块B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只C．定值电阻（R=3KΩ，额定电流0.5A）一个D．电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E．开关两只F．导线若干

有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

（1）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。

你认为其中相对比较合理的是（填“甲”或“乙”）电路。

其理由是：

。

（2）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为Rv＝。

答案：

（1）乙；因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比较大

（2）K2闭合前后电压表的读数U1、U2；

2、某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）

C．定值电阻R0=100Ω

D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω

E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）

F．电键S及导线若干

（1）根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的

，请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。

（2）实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。

（用字母表示）

答案：

（1）如右图所示

（2）

3、请从下列器材中选择适当仪器设计一个电路，要求用此电路既能测量待测电阻Rx的电阻（约500Ω），又能测量电源E的电动势。

a.待测定值电阻Rx：

阻值约500Ωb.滑动变阻器R1：

总阻值1000Ω

c.电阻箱R2：

最大阻值999.9Ωd.电阻箱R3：

最大阻值99.99Ω

e.电流表G：

量程3mA，内阻约50Ω

f.电源E：

电动势约为3V，内阻很小但不可忽略

g.单刀双掷开关及导线若干

①实验中应选取的器材有：

▲

（填写器材前面的字母序号）

②请在虚线框中画出实验电路图

③在测出电阻Rx的值后（记为Rx），再利用此电路测量电源E的电动势。

还需要测量的物理量有：

▲

用所测的物理量表示电源E的电动势为▲

答案：

①abcefg

②如右图所示

③解法一:

开关接b，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2和电流表读数I；再次调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2′，和电流表读数I′

解法二:

开关接a时，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，记录电流表读数I1；开关接b时，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数为R2和电流表读数I2；

4、利用如图所示的电路测量量程为800mV的电压表内阻RV，RＶ约为900Ω，某同学的实验步骤如下：

a.按电路图正确连接好电路，将变阻器R1的滑片移到最右端，电阻箱的阻值调到最大；

b．合上开关S1和S2并调节R1，使电压表的指针指到满刻度；

c．合上开关S1并打开S2，调整电阻箱R的阻值及变阻器R1的大小，使电压表的指针指到满偏的一半；

d．读出电阻箱的阻值R，即为电压表内阻．

在该实验中，除滑线变阻器R1外，其他器材均符合实验要求，现有两个变阻器可供选择

变阻器A：

最大阻值200Ω，额定电流1A

变阻器B：

最大阻值10Ω，额定电流2A

根据以上设计的实验方法，回答下列问题．

（1）选用的变阻器为▲．

（2）上述实验步骤中，有错误的步骤是▲，应改正为▲．

（3）该实验中存在着系统误差，设Rv的测量值为R测，真实值为R真，则R测▲R真

（填“＞”“＝”或“＜”）．

答案：

（1）变阻器B；

（2）C，合上开关S1，并打开S2，保持R1不变，调整R的阻值，使电压表的指针指到满偏的一半；（3）＞

5、从下列实验器材中选出适当的器材，设计实验电路来测量两个电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。

A．待测电压表V1，量程0~3V，内电阻约20kΩ—40kΩ

B．待测电压表V2，量程0~3V，内电阻约20kΩ—40kΩ

C．电阻箱R1，阻值范围0—99999.9Ω

D．电阻箱R2，阻值范围0—99.99Ω

E．滑动变阻器R3，阻值范围0—250Ω，额定电流2.5A

F．滑动变阻器R4，阻值0—20Ω，额定电流2A

G．电池组，电动势为6V，内电阻为0.5Ω

H．单刀开关若干和导线若干

（1）请设计一个测量电路，并在下面的方框中画出电路图。

（2）实验器材选择除A、B、G、H外，电阻箱应选用：

，滑动变阻器应选用：

（用器材前的字母表示）。

（3）需要测量哪些物理量，写出R

和R

的表达式，并写出推导过程。

答案：

（1）实验电路如右图所示

（2）C（或R1）、F（或R4）

（3））断开开关S2，读出两只电压表的

示数

、

，由欧姆定律得：

断开开关S2后，测出两只电压表的示数为

、

，电阻箱的示数为R，由欧姆定律

得：

由上述两式解得：

说明：

若R1与电压表V1并联,电路图正确,推导出

和

的另一正确表达式同样得分

、

6、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Ｋ1、Ｋ2，导线若干

有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

①首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率，操作方法正确。

若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是Ω．

②为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是　　　　　。

其理由是。

③在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好。

④用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

　用上述所测量的符号表示电压表的内阻ＲV＝　.

答案：

⑴3000；

⑵丙；乙图中电流表的示数太小，误差太大。

丙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小。

　⑶实物图连接如右图所示：

⑷实验步骤：

①闭合K1．再闭合K２，读得电压表示数Ｕ１；再断开K２，读得电压表示数Ｕ２.　②ＲV＝

。

二、电源电动势和内阻测量

1、在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中

（1）第一组同学利用如图a的实验装置测量，电压表应选择量程（填“3V”或“15V”），实验后得到了如图b的U-I图象，则电池内阻为。

（电压表、电流表均为理想电表）

（2）第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图c所示，则根据图象可知，电池的电动势为V，内阻为

答案：

（1）3V，1.5；

（2）1.5，1

2、在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时：

（1）某同学连接的实物图如右图所示。

但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，实验前仪器都检查过是好的，也就是说只可能是某根连接导线断了。

那么，请你分析一下，可能发生断路故障的导线是__________________（写出所有可能断的导线的编号）。

（2）某同学在实验时使用的电流表量程为

0—0.6A，电压表量程为0—3V，并加接了

一个已知阻值的定值电阻R0，如图甲所示，

试说明他加接此电阻的作用是

_______。

（3）如果某同学把R0接到图乙所示的位置，改变滑动变阻器的阻值，测出了两组对应

的电流表和电压表示数U1、I1和U2、I2后，则测出的电源内阻的阻值为r=

（用R0、U1、I1和U2、I2表示）。

答案：

（1）2、5、6

（2）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏。

（或限制电流，防止电源短路）

（3）

3、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．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）

B．电流表A1（量程0—3mA，内阻Rg1＝10Ω）

C．电流表A2（量程0—0.6A，内阻Rg2＝0.1Ω）

D．滑动变阻器R1（0—20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0—200Ω，lA）

F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据

（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。

（3）若将图线的纵坐标改为______，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

答案：

（1）b，D

（2）1.48（士0.04）V，0.84Ω（士0.03）

（3）I1（R0＋Rg1）

4、用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，则：

（1）需要读取的数据是、．

（2）电动势表达式E=，

内电阻表达式r=．

（3）如果考虑电流表的内阻，电动势的测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），电源内电阻的测量值

真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．

答案：

（1）开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2．

（2）

（2分）

（3）等于（1分）大于（1分）

5、测电源的电动势和内阻：

（1）测定电源的电动势和内阻的方法有多种。

下面四组器材中，能测定一未知电源的电动势和内阻的是（）

A．一只电压表

，一只电流表

，一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干

B．一只电压表

，一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干

C．一只电流表

，一只滑动变阻器R0和开关K、导线若干

D．一只电流表

，一只电阻箱R和开关K、导线若干

（2）请你在虚线框内，利用

（1）中的一组器材，画出能测量一节干电池的电动势和内阻的电路原理图（标明器材符号），并简要说明测量原理和计算方程式。

答案：

（1）AD

（2）选择A：

则实验电路如右图1。

根据闭合电路欧姆定律：

E=U+Ir，改变滑动变阻器R0的阻值，可以测得两组I、U值。

列出方程：

E=U1+I1rE=U2+I2r解得E、r

选择D：

则实验电路如右图2。

在电阻箱中选定R1,可读出I1，选定R2可读出I2根据闭合定律欧姆定律

6、某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r．由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0．闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）：

R/Ω

40.00

20.00

12.00

8.00

6.00

5.00

U/V

1.89

1.78

1.66

1.57

1.43

1.35

为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是____________．计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到E=_______V，r=_______Ω．

答案：

电压U与电阻R的比值

（或电流I）；表格中各电流值分别为0.047、0.089、0.138、0.196、0.238、0.270；图象略；2.00（1.98~2.02），0.45（0.40~0.50）．

7、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．电流表

（量程3mA，内阻Rg＝10Ω）

B．电流表

（量程0～0．6A，内阻约为0．1Ω）

C．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）

D．滑动变阻器R2（0～1750Ω，lA）

E．定值电阻R3＝990Ω

F．被测干电池E（电动势约为1．5V，内电阻小于1Ω）

G．开关、导线若干

①请在下面方框内画出实验电路图（用所给器材符号表示）．

②现已将测得的数据描绘在如图所示的坐标系中，则被测电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________（小数点后保留两位数字）．

答案：

①如图所示（6分）

②1.45（

0.02）;（2分）

0.82（

0.02）（2分）

添加图线1分

三、电表改装

1、现有一满偏电流为50μA、内阻约为800～850

的59C2型小量程电流表G（表头），另外可供选择的器材有：

A．电压表V（量程3V，内阻约为20K）　B．电流表A1（量程200A，内阻约为500）

C．电流表A2（量程0.6A，内阻约为3）　D．定值电阻R0（阻值10K）

E．电阻箱R′（最大阻值

）　F．滑动变阻器R（最大阻值100）

G．电源E（电动势3V）　H．开关S

（1）测量小量程电流表G的内阻．为了尽量减小误差，要求测量多组数据，所提供的电流表中，应选用_▲___（填写字母代号），请在图1的虚线框中画出符合要求的实验电路图（其中电源、开关及连线已画出）．

（2）将G改装成两种倍率（如“×1”、“×10”）的欧姆表．现有两种备选电路，如图2和图3所示，则图▲（选填“2”或“3”）为合理电路；另一电路不合理的原因是　　　▲▲▲▲　．

在合理的电路中，当开关S合向▲端，这时的欧姆表是较大倍率挡．

答案：

（1）B

实验电路如右图所示

（2）2

图3不能改变电流表的量程，即实际上图3不可能实现

多倍率欧姆表b

2、）在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器材：

A．待测电流表（量程lmA，内阻约几十欧）

B．滑动变阻器（阻值范围0——100

）

C．滑动变阻器（阻值范围0——20k

）

D．电阻箱（0——999.9

）

E．电阻箱（0——9999

）

F．电源（电动势2V，有内阻）

G．电源（电动势9V，有内阻）

H．开关．导线

①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，

应选用,

应选用，电源应选用（用器材前的英文字母表示）。

②实验要进行的步骤有：

A．合上开关S1

B．合上开关S2

C．将R1的阻值调到最大

D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏

E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F．记下R2的阻值并.断开S1

G．按如图所示连接好实验电路

以上步骤，合理的顺序是（用步骤前的英文字母表示）。

③若在步骤F中读得

的阻值是50

，则电流表内阻

=

，若要将该电流表改装成量程是3V的电压表，则应联一个阻值是

的电阻。

表的刻度盘上原0.6mA处应改写成V。

答案：

（1）①变大②变小

（2）①19.40②9.86

（3）①C、D、G②G、C、A、D、B、E、F③50、串、2950、1.8

3、某同学想测量一段电阻丝的电阻率，其中使用了自己利用电流表改装的电压表。

整个实验过程如下：

A．测量电流表的内阻。

按图1连接电路，将电位器R调到接入电路的阻值最大。

闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R的阻值不变，合上开关S2，调整电阻箱R′的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R′的阻值；

B．计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。

将电阻R0与电流表串联，则R0与电流表共同构成一个新的电压表；

C．将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路，对改装的电压表进行校准；

D．利用校准后的电压表和另一块电流表，采用伏安法测量电阻丝的电阻；

E．测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度；

F．计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题：

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。

其中一次测量结果如图3所示，图中读数为　　　mm；

（2）根据图1电路，请在图4中画出连线，将器材连接成测量电流表内阻的实验电路；

（3）已知电流表的满偏电流为200µA，若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。

要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表串联一个阻值为R0=Ω的电阻；

（4）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些，造成这个现象的原因是　　　（　　　　）

A．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R0的阻值偏小

B．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏小

C．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R0的阻值偏大

D．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏大

（5）在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。

测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。

该同学根据这一系列a、b数据做出的a－b图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为Ω。

答案：

（1）0.414～0.419

（2）如右图（电位器右边接在C点，接A、B同样给分。

接错两处或以上均不给分）

（3）9.50×103（写成9500、9.50kΩ同样给分；写成9.5kΩ不给分）

（4）C

（5）10.0（写成10同样给分）

3、在把电流表改装成电压表的实验中，把量程为Ig、内阻未知的电流表G改装成电压表。

①采用如图1所示的电路测电流表G的内阻Rg，根据电路图连接实物图；

②测得电流表G内阻为Rg，把它改装成量程为UV的电压表，需要联（填“串”或“并”）一个电阻Rx，Rx=。

③把改装好的电压表与标准电压表进行逐格校对，试在方框内画出实验电路图。

改装及校准所用器材的实物如右图所示，试在所给的实物图中画出连接导线。

答案：

略

串，

4、将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行校对。

①利用如图所示的电路测量电流表G的内阻Rg，已知电源电动势E＝4V，且R>>Rg，先闭合S1，调节R，使电流表指针偏到最大刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏到满偏刻度的

，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg=________Ω，由电路分析可知Rg________电流表内阻的真实值（填“大于”、“小于”或“等于”。

）

②将该电流表改装成量程为3V的电压表，需_________（填“串联”或“并联”）阻值为___________Ω的电阻。

③把改装好的电压表与标准电压表进行校对，请在虚线框内画出校对电路图，并将实物连接成校对测量电路。

答案：

①100，小于　　②串联，9900　

　　　③