《电学实验分类》word版.doc

学而思教育学习改变命运 思考成就未来！ 高考网电学实验分类一、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3K）一块 B电流表（量程3A，内阻0.01）一只 C定值电阻（R=3K，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20，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10）B电流表A2（量程20mA，内阻r2=30）C定值电阻R0=100D滑动变阻器R，最大阻值约为10E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）。R0A2A1RxES（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500），又能测量电源E的电动势。a.待测定值电阻Rx：阻值约500 b.滑动变阻器R1：总阻值1000c.电阻箱R2：最大阻值999.9 d.电阻箱R3：最大阻值99.99e.电流表G：量程3mA，内阻约50f.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实验中应选取的器材有： （填写器材前面的字母序号）请在虚线框中画出实验电路图在测出电阻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：abcefg 如右图所示 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800 mV的电压表内阻RV，R约为900，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200 ，额定电流1 A变阻器B：最大阻值10 ，额定电流2 A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03V，内电阻约20k40kB待测电压表V2，量程03V，内电阻约20k40kC电阻箱R1，阻值范围099999.9D电阻箱R2，阻值范围099.99E滑动变阻器R3，阻值范围0250，额定电流2.5AF滑动变阻器R4，阻值020，额定电流2AG电池组，电动势为6V，内电阻为0.5H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：1005000505010201K甲待测电压表（量程3V，内阻未知）电流表（量程3A，内阻0.01）定值电阻（阻值2k，额定电流50mA）蓄电池（电动势略小于3V，内阻不计）多用电表开关1、2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：首先，用多用电表进行粗测，选用100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 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 。VAEK1乙Vk1k2RE丙K1K2R丁在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好。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V .K1K2R答案：3000；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。实物图连接如右图所示：实验步骤：闭合K1再闭合K，读得电压表示数；再断开K，读得电压表示数.V。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 W。（ 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 W答案：U/VI/A0 0.301.451.00xP1.501.401.301.20U/V0 5 10 x/cm1.350 5 10 x/cm0.305I/A图a图b图c(1) 3V ，1.5 ； (2) 1.5 ，12、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AV甲SRR0AVS乙R0R00.6 A，电压表量程为03 V，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1.5 V，内电阻小于1.0 ）B电流表A1（量程03 mA，内阻Rg110）C电流表A2（量程00.6 A，内阻Rg20.1）D滑动变阻器R1（020，10 A） E滑动变阻器R2（0200，l A）F定值电阻R0（990） G开关和导线若干A1R0A2A2R0A1（a）（b）甲（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）。 1.2 1.0I2/A00.2 1.3 1.4 1.5I1/mA乙 0.40.5（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_。（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，0.84（士0.03）（3）I1（R0Rg1）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VAR0图1（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)A D (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+I1r E=U2+I2r 解得E、rKAR图2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2.00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/40.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35 图乙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 = _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（1.982.02），0.45（0.400.50）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Rg10) B电流表(量程006A，内阻约为01) C滑动变阻器R1(020，10A) D滑动变阻器R2(01750，lA) E定值电阻R3990 F被测干电池E(电动势约为15 V，内电阻小于1) G开关、导线若干请在下面方框内画出实验电路图(用所给器材符号表示)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：如图所示 （6分）1.45（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50A、内阻约为800850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20KW）B电流表A1（量程200mA，内阻约为500W）C电流表A2（量程0.6A，内阻约为3W）D定值电阻R0（阻值10KW）E电阻箱R（最大阻值） F滑动变阻器R（最大阻值100W）G电源E（电动势3V） H开关S图2图3图1GRRaRbabEGRRcRdcEdSSSE（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）BA1GRR0ES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020k) D电阻箱（0999.9) E电阻箱（09999)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 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）。 实验要进行的步骤有：A 合上开关S1B 合上开关S2C 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S1G 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）。 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）变大 变小（2）19.40 9.86（3）C、D、G G、C、A、D、B、E、F 50、串、2950、1.83、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：图2SVGR0A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。图30mm4004535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；G+S2S1图4电源R电位器R（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200A，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500。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 = 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G+S1电源S2ABC图5a /Ab /AO 0.05 0.10 0.15200.0150.0100.050.0（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