电学实验训练含详解Word下载.docx
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电压表V，量程有3V和15V两种；
电源电压为4.5V.该同学先按如图接好电路，闭合S1后，把开关S2拨至a时发现，两电表的指针偏转都在满偏的
处，再把S2拨至b时发现，其中电压表的指针偏角几乎不变，电流表的指针偏转到满偏的
处.则该同学在实验中：
（1）所选电压表的量程为________________；
（2）所选电流表的量程为________________；
（3）被测电阻Rx=__________.
（1）3V
（2）10mA（3）320Ω
伏安法测电阻时，电流表采用内、外接法都会带来系统误差.
（1）S2拨至a，采用外接法，则两表指针均为满偏的
处，电源ε=4.5V,易知电压表的量程一定为3V，且电压表示数U=
Um=
×
3V=2.4V，电流表示数I=
Im.
（2）S2拨至b，采用内接法时，两表示数U′=UI′=
Im,电流表示数改变较多，说明电压表的内阻对电路的影响较大，故Rx值与电压表内阻RV相差倍数较小，Rx为大电阻（RA值与Rx相比可忽略）.因而电流表量程应为10mA.
（3）由电路选取方法“大（电阻）内（接法）、小（电阻）外（接法）”应选用内接法，且Rx=U/I′=2.4/（
10×
10-3）Ω=320Ω.
6.（12分）（2006山东青岛重点高中质量检测）某同学按如图所示的电路进行实验，实验时该同学将滑动变阻器R0的滑片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：
序号
A1示数/A
A2示数/A
V1示数/V
V2示数/V
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无穷大，电流表内阻看作零.
（1）电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻.在这五个物理量中，可以根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）__________________________.
（2）由于电路发生故障，发现电压表的示数相同但不为零.若这种情况的发生是由用电器件引起的，则可能的故障原因_____________________________________________________.
（1）电阻R2、R3和电源电动势E
（2）R0短路或R2断路
（1）由于电表为理想电表，将R1等效为电源内阻，由闭合电路欧姆定律可求出电阻R2、R3和电源电动势E.
（2）R0短路或R2断路.
7.（18分）（2006山东威海荣成高三质检）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差.下图为测量金属丝电阻的控制电路，若另有符合实验要求的电压表、电流表、滑动变阻器R1、单刀双掷开关S2各一个，及待测金属丝电阻Rx和导线若干.
（1）请设计出可以消除电表内阻造成的系统误差的测量电路，画在虚线框内.
（2）简要写出利用该电路进行实验的主要操作过程：
第一步：
_______________________________________________________________________.
第二步：
（3）写出被测金属丝电阻的表达式________________________________________________.
（1）测量电路如图.
（2）主要操作步骤：
先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.
保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.
（3）Rx=
-
8.（20分）有一根细长且均匀的空心金属管线重约1—2N，长约30cm，电阻约为30—40Ω，现在要尽可能精确地测定它的内径d.已知这种金属的密度为ρ0，电阻率为ρ.现有以下实验器材：
A.厘米刻度尺；
B.毫米刻度尺；
C.螺旋测微器；
D.电流表（50mA,10Ω）;
E.电流表（3A，0.1Ω）;
F.电压表（3V，6kΩ）;
G.滑动变阻器（200Ω,0.5A）;
H.滑动变阻器（5Ω,2A）;
I.蓄电池（6V,0.05Ω）;
J.开关一个，带夹的导线若干.
请设计一个实验方案，回答以下问题：
（1）实验中应测物理量的名称及符号是____________.
（2）应选用的实验器材有____________.（只填代号）
（3）将图中所示仪器连成实验测量电路.
（4）用已知的物理常数和测得的物理量，推导出计算金属管线内径的表达式.
（5）除上述器材外，你可以任选其他实验仪器，请再设计一个测定金属管线内径d的实验方案，并导出d的计算表达式.
（1）金属管线的长度L，外径D，加在管线两端的电压U，通过管线的电流I.
（2）B、C、D、F、H、I、J（3）略
（4）d=
（5）见解析
（2）B、C、D、F、H、I、J.
（3）如图所示.
（4）R=
①
R=ρ
②
因为S=
（D2-d2）③
联立①②③解得d=
.
（5）方法一：
用天平称得管线的质量m，用螺旋测微器测得管线的外径D，用毫米刻度尺测得管线的长度L，
ρ0=
V=
（D2-d2）L
得d=
方法二：
用精密的弹簧测力计称得管线的重力G，再用螺旋测微器、毫米刻度尺分别测D、L.
由G=mg,ρ0=
电学实验
（二）
1.（8分）2006山东潍坊重点高中质量检测如图所示，在研究电源的内、外电压的实验装置中，玻璃容器盛有稀硫酸，稀硫酸中插入石墨M、锌棒N作为电源的两极.A、B是位于两极内侧的探针，电压表V1、V2分别接在电源的两极和探针上.下列说法正确的是（）
A.M极为电源正极，电压表V2的正接线柱应与探针B相连
B.当滑动变阻器滑动触头向左移动时，电压表V1、V2示数均减小
C.当滑动变阻器滑动触头向左移动时，电源提供的总电功率不变，滑动变阻器电功率一定减小
D.无论滑动变阻器触头向右或向左移，滑动变阻器上通过相同的电荷量时，电源消耗的化学能相等
AD
电压表V2是测量内电压，故其电流从电源负极流向正极，A对.滑动变阻器触头左移时，外电阻变小，总电流增大，则外电压U1减小，内电压U2增大，B错.I增大时，电源总功率P=Iε一定增大，但滑动变阻器消耗的功率（输出功率）可能增大，可能减小（当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大），故C错.电源消耗的化学能W=εIt=εq，故D对.正确选项为AD.
2.（8分）两个电压表V1和V2是由完全相同的两个小量程电流表改装成的，V1的量程是5V，V2的量程是15V.为了测量15—20V的电压，我们把V1和V2串联起来使用，以下叙述正确的是（）
A.V1和V2的示数相等
B.V1和V2的指针偏转角度相同
C.V1和V2的示数不相等，指针偏转角度也不相同
D.V1和V2示数之比等于两电压表的内阻之比
BD
改装后的电压表实质上由电流表表头串联一分压电阻组成，串联使用则流经表头的电流相等，其示数（整个电表分得的电压）与其内阻成正比，故B、D正确.
3.（12分）（2006山东青岛重点高中高三月考）实验室有一个破损的多量程动圈式直流电流表，有1mA、10mA两挡，由一个单刀双掷开关S转换，其内部电路如图所示.若电流表的表头
已烧坏，但两个精密分流电阻完好，且测得R1=144Ω.假如烧坏前表头
的内阻rg=160Ω，则表头
的实际满偏电流Ig=___________，精密分流电阻R2=__________.
现有以下备选器材用于修复：
A.灵敏电流表
，内阻为660Ω，满偏电流为0.2mA
B.灵敏电流表
，内阻为120Ω,满偏电流为0.5mA
C.定值电阻r1,阻值为40Ω
D.定值电阻r2,阻值为100Ω
现保留两个精密电阻不动，根据表头参数，用于修复的器材有___________和___________.（只填器材序号）
在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图.
0.5mA16ΩBC图略
由串并联电路的分压、分流特点易得Ig=0.5mA,R2=16Ω.修复的器材选B和C.电路原理图如下.
4.（15分）在“把电流表改装为电压表的实验”中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下：
①接通S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；
②再接通S2，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半；
③读出R′的阻值，即认为rg=R′.
已知电流表满偏电流为500μA，其内阻约在100Ω左右.
实验室配有的可变电阻有：
A.电阻箱（0—10Ω）
B.电阻箱（0—9999Ω）
C.滑动变阻器（0—200Ω）
D.滑动变阻器（0—20kΩ）
（1）电路图中R应选___________，R′应选___________.
（2）若上述实验中，读得R′的阻值为100Ω，则电流表内阻的测量值和真实值相比___________（填“偏大”或“偏小”）.
（3）若将此电流表改装成量程为2V的电压表，应___________联一个阻值为___________Ω的电阻.
（1）DB
（2）偏小（3）串3900
本题测量电流表内阻采用的为半偏法，应理解其原理、R和R′选取的原则以及操作步骤中应注意的事项.
5.（12分）要测量一只电压表的内阻RV，提供的器材有：
待测电压表V（量程0—3V，内阻约为3kΩ）；
电阻箱R（阻值0—9999.9Ω）；
滑动变阻器R′（阻值0—20Ω，额定电流1A）；
滑动变阻器R″（0—1700Ω，额定电流0.5A）；
电源E（电动势约6V，内阻约0.5Ω）；
开关S及导线若干.
（1）要求较准确地测量待测电压表的内电阻RV，请从上述器材中选择适当的器材设计测量电路，并在方框中画出电路图，图中电阻要标明符号.
（2）写出完成接线后的简要测量步骤，并说明实验中应测量的物理量.
（3）给出RV的表达式（用测得的物理量表示），RV=_____________.
见解析
（1）如右图所示.
（2）①使滑动触头P处于最左端，R的阻值调到最大；
②闭合开关S，调节电阻箱和滑动变阻器使电压表接近满偏（或满偏），记下电阻箱阻值R1和电压表读数U1；
③保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱阻值到R2，使电压表的读数减小为U2（或半偏），记下电阻箱阻值R2和电压表读数U2.
（3）RV=
（或R2-2R1）.
6.（15分）某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻时，先连接好电路如图所示，然后闭合开关，发现电压表有读数，而电流表示数为零.改变变阻器滑片的位置，电流表也没有反应.于是他用多用电表电压挡检查电路，把红表笔接到电池的正极（a点），黑表笔分别接电流表的0.6A接线柱（b点）和负接线柱（c点），多用电表电压挡的示数均为零；
用黑表笔分别接触变阻器的d点和e点，多用电表电压挡的示数均和电压表示数相等.检查各接线柱连接均正确且接触良好，则电路中发生故障的原因是_________________________.故障排除后，测出一些数据在坐标纸上画出了电池的UI图线如图所示.从UI图线中可以得出电池的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω.
dc间断路1.450.5
用多用电表电压挡检测电路，由题意可知，电路中发生故障的原因是dc间断路；
电源电动势E=1.45V,内电阻r=
Ω=0.5Ω（注意纵轴U的起点）.
7.（15分）（2006山东淄博重点高中高三质检）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：
电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干.
I（A）
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（V）
0.20
0.40
0.80
1.00
1.40
1.60
1.80
2.00
（2）在右下图中画出小灯泡的UI曲线.
（3）如果实验中测得电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω,问：
将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？
（简要写出求解过程；
若需作图，可直接画在上面的方格图中）
（1）见下图
（2）见下图
（3）作出U=E-Ir图线，可得小灯泡正常工作电流为0.35A，工作电压为0.8V，因此小灯泡的实际功率为0.28W.
8.（15分）在用图（a）所示的原理测量电池的电动势E和内阻r的实验中，由于电压表的内阻不是无穷大、电流表的内阻不为零，测量电池的电动势E和内阻r会存在系统误差.
为了消除这个原因引起的系统误差，可设计如图（b）所示的测量电路，其中R是一个限流定值电阻（阻值约为1kΩ）；
电压表的量程为3V，内阻RV约为1kΩ；
毫安表的量程为3mA;
S1、S2是单刀单掷开关，S3是单刀双掷开关，它们都处于断开状态.下面是用图（b）的电路测量该电池电动势和内阻的实验步骤.
A.闭合S1，S3拨向1，读出电压表的示数为U0，电流表的示数为I0
B.S3拨向2，读出电压表的示数为U1
C.闭合S2，S3仍拨向2，读出电压表的示数为U2，电流表示数为I2
D.整理器材，计算电池的电动势E和内阻r
请你完成下列问题：
（1）按照电路图（b），在图（c）中用笔画线代替导线完成电路的连接.
（2）用所测得的物理量的符号表示电压表的内阻RV=___________.
（3）用所测得的物理量的符号表示电池的内阻r=___________.
（1）如下图所示
（2）RV=U0/I0
（3）由闭合电路欧姆定律，有
S3拨向2时：
E=U1+
·
r①
闭合S2，S3拨向2时
E=U2+（I2+
）·
r②
且RV=
③
由①②③解得
r=
电学实验（三）
1.（8分）2006四川成都重点高中高三检测如图所示，B为电源，R1、R2为电阻，S为开关.现用多用电表测量流过电阻R2的电流.将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（）
A.保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B.保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C.保持S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D.保持S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C
用多用电表直流电流挡测电流时，必须先断开开关，然后将多用电表的红表笔接a，黑表笔接b进行测量；
如果不断开开关，因为电流表有内阻，开关把电流表短路，测不出电流或测得电流很小；
红表笔接a，是保证电流从红表笔进，这是由电表内部构造决定的.
2.（8分）某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图象时，将扫描范围旋钮置于第一挡（10Hz—100Hz），把衰减调节旋钮置于“
”挡，把同步极性选择开关置于“+”位置，调节扫描微调旋钮，在屏上出现了如图甲所示的正弦曲线.后来他又进行了两步调节，使图象变成如图乙所示的曲线，这两步调节可能是（）
A.将衰减调节旋钮换挡并调节标有“↓↑”的竖直位移旋钮
B.将衰减调节旋钮换挡并调节Y增益旋钮
C.调节扫描范围旋钮和调节Y增益旋钮
D.将同步极性选择开关置于“-”位置并调节Y增益旋钮
D
根据两图对比，由于波形分别从上升沿和下降沿开始（或波形恰好相反），故一定调整了同步极性开关.由于图象中心未变，水平方向幅度未变，故应调整了Y增益旋钮，而没有调整竖直位移旋钮和扫描微调旋钮，选D.
3.（12分）下图为一正在测量中的多用电表表盘.
（1）如果是用直流10V挡测量电压，则读数为__________V；
（2）如果是用“×
100”Ω挡测量电阻，则读数为__________Ω;
（3）如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为__________mA.
（1）6.50
（2）8.0×
102（3）3.25
由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是各个项目的每个量程都有专门的标度，有些标度就是属于共用标度.如图中的第二行刻度就是交、直流电压、电流共用的标度.
（1）用直流10V挡测量电压时，读数为6.50V（也可写成6.5V）.
（2）指针所指电阻刻度的读数为8.0，乘以欧姆挡的倍率，则所测电阻值为8.0×
102Ω.
（3）用直流5mA挡测量时，读数方法与
（1）中相同，测量值为3.25mA.
4.（16分）把一只量程为Ig=6mA、内阻为rg=100Ω的电流表改装成欧姆表，所用电池的电动势E=3V，内阻忽略.
（1）请你在给定方框中画出改装的欧姆表的电路图.（要标明红、黑表笔）
（2）改装后的欧姆表的中值电阻R中=_______________;
（3）改装后要将电流刻度值改换成对应的电阻刻度值，其转换关系式为：
_____________；
（4）用欧姆表测试一常用的电路元件时，发现表针先向右偏转然后回摆至原位，则可知该元件为：
_______________.
（1）电路如下图所示
（2）500Ω
（3）R=
-R中（或
-R内）
（4）电容器
5.（20分）（2005山西太原一模）如图是某同学连接的实验电路实物图.若L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查：
（1）应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于__________量程.
A.2.5VB.10VC.50VD.250V
该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触__________（填“a”或“b”）.根据测试结果，可以判定出故障是__________.
A.灯L1短路B.灯L2短路C.c、d段断路D.d、f段断路
（2）将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么进一步检查出的故障是_______.
A.灯L1断路B.灯L2断路C.L1、L2都断路D.d、e间导线断路
表1
测试点
电压示数a、b
c、d
有示数
无示数
d、f
表2
表针偏转情况
d、e
e、f
（1）BaD
（2）D
（1）四节干电池总电动势E=4×
1.5V=6V，故用直流电压挡检查时，量程应选10V.
（2）电压挡检查电路时，有示数则电压表正、负接线柱与电源构成闭合回路，无示数则处于断开状态，由此确定d、f段处于断路状态电流由红表笔进入，红表笔应接触a点.
（3）选择欧姆挡检查时，断路两点处电阻是趋于无穷大的，故d、e间断路.
6.（18分）某同学对黑箱（见图甲）中一个电学元件的伏安特性进行研究.通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab（Uab=Ua-Ub）与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律：
①当-15V＜Uab＜0V时，I近似为零；
②当Uab≥0时，Uab和I的实验数据见下表：
甲
编号
Uab/V
I/mA
0.000
0.00
0.245
0.15
3
0.480
0.25
4
0.650
5
0.705
1.70
6
0.725
4.25
7
0.745
7.50
（1）在图乙中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线.（可用铅笔作图）
（2）根据上述实验事实，该元件具有的特性是__________.
（3）若将此黑箱接入丙电路中，并在该电路的cd两端输入如图丁
（1）所示的方波电压信号ucd，请在图丁
（2）中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形.
乙
丙
丁
（1）
（2）单向导电性
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