电学实验专题复习.docx

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电学实验专题复习

电学实验专题复习

实验、测定金属的电阻率

[实验目的]

用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。

[实验原理]

根据电阻定律公式R=

，只要测量出金属导线的长度

和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。

[实验器材]

被测金属导线，直流电源（4V），电流表（0-0.6A），电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。

[实验步骤]

1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。

2．按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值

。

4．把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。

改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。

5．将测得的R、

、d值，代入电阻率计算公式

中，计算出金属导线的电阻率。

6．拆去实验线路，整理好实验器材。

[注意事项]

1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。

2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。

3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。

4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。

5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。

[例题]

1．在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是

A．用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值

C．用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值

D．实验中应保持金属丝的温度不变

2．欲用伏安法测定一段阻值约为5

左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻1

）；

B．电流表（0~3A，内阻0.0125

）

C．电流表（0~0.6A，内阻0.125

）

D．电压表（0~3V，内阻3k

）

E．电压表（0~15V，内阻15k

）

F．滑动变阻器（0~20

，额定电流1A）

G．滑动变阻器（0~2000

，额定电流0.3A）

H．电键、导线。

（1）上述器材中应选用的是________。

（填写各器材的字母代号）

（2）实验电路应采用电流表________接法。

（填“内”或“外”）

（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V。

（4）将图中给定的器材连成实验电路。

3.用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。

⑴根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为RX=______Ω（保留2位有效数字）。

⑵在方框中画出实验电路图。

⑶将实物连接成实验电路。

4．某实验小组为测量一只微安表G1的内阻，采用了以下的方法：

实验器材：

一只待测的微安表G1；一只标准微安表G2；一节干电池；0~9999Ω的电阻箱一只；单刀双掷开关一只；导线若干．

实验步骤一：

将开关S断开，按图所示连接电路．

实验步骤二：

使开关掷向b端，此时电路中通过微安表G1的电流较小，①,使微安表G1的示数接近满偏，②

实验步骤三：

③，并调节电阻箱R使④维持电流I不变，记下此时电阻箱R的阻值R2．

⑤由以上步骤可以测得微安表G1的内阻为Rg＝___________．　

⑥请指出该同学在实验中的疏漏：

___________________________________________

8答案：

①调节电阻箱R

②记下此时电阻箱R的阻值R1和标准微安表G2的读数I．

③将开关掷向a端

④标准微安表G2示数

⑤R2－R1　　

⑥实验步骤一中应补充：

将电阻箱R阻值调到最大（或将电阻箱R阻值调到较大位置）

5．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金

属直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长L,金属丝的电阻大约为5

先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

（1）从图中读出金属丝的直径为　　　　mm

（2）为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：

A．电压表0-3V,内阻IOk

B．电压表0-15V,内阻50k

C．电流表0-0.6A,内阻0.05

D．电流表0-3A,内阻0.01

E．滑动变阻器，0-10

F．滑动变阻器，0-100

①要求较准确地侧出其阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选．（填序号）

②实验中他的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误。

错误1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

错误2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3答案

（1）0.835mm

（2）①A、C、E

②错误1：

导线连接在滑动变阴器的滑片上；错误2：

采用了电流表内接法。

6.现提供以下器材：

①电压表V1（量程6V，内阻约为30kΩ）②电压表V2（量程3V，内阻约为3kΩ）

③电池E（电动势6V，内阻不计）④定值电阻R1=3kΩ

⑤滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω）

⑥电键S一个，导线若干

（1）在所给的两只电压表中，能较准确地测出电压表的内阻（选填“V1”或“V2”）；

（2）根据你的选择，请在方框中画出实验电路原理图（标注所用器材符号）；

（3）实验中，要读出的物理量有（写出物理量名称并用相应字母表示）；

（4）请用已知量和测量量对应字母表示被测电压表内阻的表达式RV=。

9答案：

（1）V2（2分）

（2）如图（3分）

（3）电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2（2分）

（4）

（3分）

实验十：

描绘小电珠的伏安特性曲线

1．下图为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验所使用的仪器，实验电路如下图所示。

请根据电路图把实物连接图补充完整，并把电路图的两表对应补充完整。

2．如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线的实验电路图．

⑴根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整．

⑵开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于端（选填“A”、“B”或“AB中间”）

⑶实验中测得有关数据如下表：

U/V

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/A

0.10

0.16

0.20

0.23

0.25

0.26

0.27

根据表中的实验数据，在图丙中画出小灯泡的I—U特性曲线.

（4）由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为1.00V时，其灯丝电阻值约为_______Ω．（保留两位有效数字）

（5）若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为℃。

（提示：

T=273+t）

2答案:

⑴.（4分）⑶.（4分）

⑵.A（4）5.6Ω（5）.1580℃～1650℃（3分）

3.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用的仪器有：

电源E（电动势6V，内阻

不计）；额定电压4.0V的小灯泡L；电流表

（量程0.6A，内阻约2Ω）；电压表表

（量

程5V，内阻约15kΩ）；滑动变阻器R（最大阻值15Ω）；开关S，导线若干。

实验中要求加

在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调。

（1）在做实验时，连成的实物电路图如下：

请你指出上述实验电路图中的错误之处：

①

②

（2）请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。

（3）如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I—U图象。

图象是一条曲线而不是直线的原因是①；从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是②Ω。

3答案：

（1）①电流表没有接成外接电路

②滑动变阻器没有接成分压电路。

（2）见右图

（3）①灯丝电阻随温度而改变（灯丝电阻随I或随U改变亦可）

②10Ω（9.5Ω到10.5Ω之间都给分）

实验十一：

用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻

[实验目的]

测定电池的电动势和内电阻。

[实验原理]

如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组

、r值，最后分别算出它们的平均值。

此外，还可以用作图法来处理数据。

即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

[实验器材]

待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。

[实验步骤]

1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。

2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。

4．打开电键，整理好器材。

5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

[注意事项]

1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。

2．干电池在大电流放电时，电动势

会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。

因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出

、r值再平均。

4．在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。

个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。

5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。

但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。

不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。

练习

1．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为

和

，如图为所需的器材。

（1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。

（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势

________V，内阻

________

。

I/A

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U/V

1.37

1.32

1.24

1.18

1.19

1.05

变式：

测量电源B的动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。

器材：

量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R/，电键K，导线若干。

（1）画出实验电路原理图。

图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

（2）实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。

则可以求出E=_______，r=_______。

（用I1，I2，U1，U2及R表示）

⑴实验电路原理如图9-4-11

⑵由全电路的欧姆定律得

由以上

（2）式可得

点评：

将固定电阻R视为电源的等效内电阻是处理好本题的关键

3.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，则：

（l）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”）.

3答案：

（1）闭合S1，S2接1时A的读数I1、闭合S1，S2接2时A的读数I2

（2）E=I1I2（R1-R2）/（I2-I1）r=I1R1-I2R2）/（I2-I1）

（3）等于，大于

4．为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图甲所示的实验电路。

其中：

E是待测电池组，内阻不能忽略；Vl、V2是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知；Sl、S2是单刀单掷开关；导线若干。

（1）请根据电路图甲，在图乙的实物中连线，将器材连成实验电路。

（2）简要写出实验步骤和实验中需要测量的物理量

。

（3）用测出的物理量作为已知量，写出计算串联电池组电动势的表达式。

4答案:

（1）连线图如下图示（2分）

（2）闭合Sl，分别读出Vl和V2的读数U1和U2；（2分）

再闭合S2，读出Vl的读数Vl’，（2分）

（3）

（3分）

实验十二、练习用多用电表（万用表）测电阻

[实验目的]

练习使用多用电表测电阻。

[实验原理]

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百

A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。

测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有

Ig=

=

（1）

当电笔间接入待测电阻Rx时，有

Ix=

（2）

联立

（1）、

（2）式解得

=

（3）

由（3）式知当Rx=R中时，Ix=

Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由

（2）式或（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。

[实验步骤]

1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。

2．选挡：

选择开关置于欧姆表“×1”挡。

3．短接调零：

在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。

4．测量读数：

将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。

5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。

6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。

[注意事项]

1．多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。

2．测量时手不要接触表笔的金属部分。

3．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在

~5R中的范围）。

若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。

每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。

4．测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。

[例题]

1．多用电表中“+”孔插______（红、黑）表笔，电流是从该表笔流______（填“进”或“出”），欧姆表内部电池的正极是接______（填“红”或“黑”）表笔的。

2．一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处。

他的主要实验步骤如下：

A．把选择开关置于“×1”欧姆挡；

B．把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；

C．把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；

D．换用“×100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；

E．把表笔从插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。

这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其它元件或电源断开，不用手碰表笔的金属杆。

这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则？

3．图a为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻值，测量的某些操作步骤如下：

（1）调节可调部件，使电表指针停在位置；

（2）调节可调部件K，使它的尖端指向位置；

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件，使电表指针指向位置。

（4）测量时，用×100Ω档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用____________档（填×10Ω档或×1000Ω档），换档后，在测量前要先_________________。

（5）测量完毕后，应将选择开关转到或

档，决不能置于档。

4．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。

完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点。

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。

（3）将红、黑表笔___①_______，进行②调零。

（4）测反向电阻时，将____③____表笔接二极管正极，将____④____表笔接二极管负极，读出电表示数。

（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____⑤____（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。

（6）测量完成后，将选择开关拔向_____

____位置。

5、把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池电动势ε=1.5V.经改装后,若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置,将0mA刻度处的刻度值定为”∞”位置,则2mA刻度处应标欧,1mA刻度处应标欧.

6．多用电表是一种重要的电路检测工具，其用途很广。

以下是某研究性学习小组利用一个量程合适的电压表测量一个多用电表欧姆档的内部电源的电动势的实验，假设你是组员,请你按要求完成以下任务：

（1）用多用电表测量电压表的阻值。

为此，应先对多用电表进行机械调零，具体操作是；然后把多用电表的选择开关旋到欧姆档，选择合适的倍率档后进行欧姆调零；最后进行电压表的电阻测量。

以下是实验用的电压表和待测多用电表，请你把实验电路连接好．

（2）小组其他成员从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间数值为30，电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，此时欧姆档的选择开关拨至倍率“×1K”档，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你写出欧姆表电池的电动势表达式：

．（不要求写出推导过程）

（3）（6分）为了测量一个欧姆表内部电源的电动势，某同学仅利用提供给他的一个量程满足要求,内阻约2千欧的电压表完成了测量．已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为‘20’．

①请在图中用实线把两表连接成测量电路．

②实验中应把欧姆表选择开关调至挡．

③若实验中电压表示数为U，欧姆表指针所指的刻度为N，设一切操作均正确，则欧姆表电源电动势E的计算式为．

（4）用如图16中的电阻箱、电流表、开关和若干条导线测量一个表盘刻度和数字都模糊不清的多用表内电池的电动势.

①用笔画线代替导线将图16中的器材连接成符合实验要求的电路.

②在下面的空格中，补充完整实验步骤中的相关内容.

第一步：

连接好电路，，闭合开关.

第二步：

调节电阻箱的阻值并读出其值（如R1、R2）和相应的电流表的读数（如I1、I2）.

第三步：

求得电源电动势：

E=（用R1、R2、I1、I2表示）.

高三电学实验专题复习

一、仪器读数：

1．游标卡尺

⑴⑵

读数为_____________cm.读数为_____________mm.

⑶

读数为____________cm.

⑷

读数为_____________mm.

2．用螺旋测微器测量长度时,可以精确到______m,读数应该读到______mm.读出下列四种情况下的测量结果。

⑴读数为______mm⑵　读数为_____cm（3）读数为______mm

3．按照有效数字规则读出下列电表的测量值.

⑴⑵

接0~3V量程时读数为________V.接0~3A量程时读数为_______A.

接0~15V量程时读数为_______V.接0~0.6A量程时读数为______A.

4.多用电表

图中A、B、C是多用表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置，D是多用表指针在测量时的偏转位置，由此可知：

（1）A是用作__________表，若用此档测量，指针位置如D，则读数是_____________；

（2）B是用作__________表，若用此档测量，指针位置如D，则读数是_____________；

（3）C是用作__________表，若用此档测量，指针位置如D，则读数是_____________。

5.电阻箱

右图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。

图中最左边的两个黑点是接线柱。

若指针所示如图，则阻值为：

甲：

Ω；乙：

Ω

实验十三：

传感器的简单使用

1．

热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。

现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。

已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω。

热敏电阻和温度计插入带塞的试管中，管内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：

盛有热水的热水杯、电源（3V，内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω）、电键、导线若干。

（1）在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。

（2）