电学实验专题训练.doc

江苏省东海高级中学电学实验最后一讲1把电流表改装为电压表的实验中，分3个主要步骤，实验中给出的器材有：电流表（量程0100A） 标准伏特表（量程15V）电阻箱（09999） 电阻箱（099999）电源（电动势2V，有内阻） 电源（电动势6V，有内阻）滑动变阻器（050 ，额定电流1.5A） 电键两只，导线若干（1）首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用图所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用 ，可变电阻R2应选用 ，电源E应选用 。该实验操作的步骤有：A合上K1 B合上K2 C观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大 D调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F记下R2的阻值。把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上的空白处： ； ； ； ； ； 。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600，则图中被测电流表的内阻Rg的测量值为 。（2）如果要将图中的电流表A改装为量程为05V的伏特表，则改装的方法是给电流表应 联一个阻值为 的电阻。2某同学设计了用如图甲所示电路测量量程为1V的电压表的内阻（在800-900之间）。实验方法和步骤是：断开开关S，按图甲连接好电路； 把滑动变阻器的触头P滑到b端将电阻箱的阻值调到零； 闭合开关S；调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为1V；调节电阻箱的阻值使电压表示数为05V，读出此时电阻箱的阻值，此值即为电压表的内电阻的测量值； 最后断开开关S。实验室可供选择的实验器材有：A待测电压表 B滑动变阻器：最大阻值1000C滑动变阻器：最大阻值10 D电阻箱：最大阻值999.9，阻值最小改变量为01E电阻箱：最大阻值999，阻值最小改变量为01F电池组：电动势约6V，内阻可忽略以及导线和开关等。按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：（1）要使用本方法测量得比较精确，而且使用仪器个数最少，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的B、C、D、E器材中选用_（用器材前的序号字母表示）。（2）对于用上述方法测出的电压表内阻的测量值和真实值及测量误差，下列说法中正确的是_。A BC若越大，测量值相对于真实值的误差就越大D若越大，测量值相对于真实值的误差就越小（3）图乙是本题提供选择的所有仪器实物，按你的选择连接成图甲所示的测量电路。3在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。（1）画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。（2）写出主要的实验操作步骤4从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材代号规格电流表（A1）量程10mA，内阻r1待测（约40）电流表（A2）量程500uA，内阻r2750电压表（V）量程10V，内阻r3=10k电阻（R1）阻值约100，作保护电阻用滑动变阻器（R2）总阻值约50电池（E）电动势1.5V，内阻很小开关（K）导线若干（1）画出电路图，标明利用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1_，式中各符号的意义是_。5为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约2000），实验室可以提供的器材有：电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1 电压表V2，量程为5V，内阻约3500变阻器R1阻值范围为09999 变阻箱R2阻值范围为099.9滑动变阻器R3，最大阻值约为100，额定电流1.5A电源E，电动势6V，内阻约0.5 单刀单掷开关K，导线若干。（a）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路， 在虚线方框中画出电路原理图 （ 电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）， 要求测量尽量准确。（b）根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连线。（c）说明实验所要测量的量： 写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV= 6用以下器材测量待测电阻RX的阻值待测电阻RX,阻值约为100 电源E，电动势约为6.0V,内阻可忽略不计电流表A1，量程为050mA，内电阻r1=20 电流表A2，量程为0300mA，内电阻r2约为4定值电阻R0，阻值R0=20； 滑动变阻器R，最大阻值为10；单刀单掷开关S，导线若干；（1）测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的，试画出测量电阻RX的一各实验电路原理图（原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注）。（2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算RX的表达式为RX_7有一只灵敏电流计G，刻度盘上共有N格刻度而无具体示数，已知该电流表的满偏电流Ig约为几百毫安，内阻Rg约为几百欧.现在要求尽可能精确而简捷地测出此表的Ig、Rg值.除G表外可提供的器材有A.电流表A1(量程30 mA，内阻约为几十欧) B.电压表V1(量程15 V，内阻15 k)C.滑动变阻器R1(0200 ,0.5 A) D.滑动变阻器R2(020 ,2 A)E.电阻箱R3(09999.9 ) F.定值电阻R0(50 ,0.1 A)G.电池组(=12 V,r0.5 ) H.开关、导线请你：设计出测量方案，并画出电路图.除G表外所需器材是：_(填数字代号).说明需要测量的物理量，列出计算方程并导出计算Ig、Rg的数学表达式。8.现有一阻值为10.0的定值电阻，一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值。要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧），要求：（1）画出实验电路图（2）简要写出完成接线后的实验步骤（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_。9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： 干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0） 电压表V（015V） 电流表A（00.6A、内阻0.1） 电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10） 滑动变阻器R1（010、10A） 滑动变阻器R2（0100、1A） 定值电阻R3=990 开关、导线若干（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写字母代号）； 请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。I2/AI1/mA0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1.0.1.11.21.31.41.5 (3) 上图为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E =_V，内电阻r =_。10一种特种电池的电动势，粗略测定值约为9V，内阻约为54，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室备有电压表，内阻很大，对电路的影响可以忽略；电阻箱R，阻值范围是09999.9；保护电阻R0，开关、导线若干。（1）实验室中备有的定值电阻R0有以下几种规格： A10，2.5WB100，1W C200，1WD2000，5W 实验时，R0应选用 （填字母代号）较好。（2）在方格中画出测电源电动势和内电阻的电路图。（3）写出电动势和内电阻的表达式。11为了研究“3.8V，0.3A”小灯泡的电阻随电流变化的规律，某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系。实验室可以提供的器材如下：直流电源E（电动势约4V，内阻可不计）；电流表A（量程为00.6A，内阻约0.5）；电压表V（量程为05V，内阻约20k）；滑动变阻器R1（阻值010，额定电流2A）；滑动变阻器R2（阻值0200，额定电流1.5A）；电键S及导线若干。实验测得的数据记录在下表中：U/V00.301.001.702.403.103.80I/A00.0740.1640.2100.2500.2840.300 （1）请在坐标纸上画出小灯泡的UI图线。 （2）应选择的滑动变阻器为（填写仪器符号）： 。 （3）根据以上条件在虚线框中画出符合要求的实验电路图，并在图中标出器材的符号。 （4）试求：电压为1.50V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因。（结果保留2位有效数字。）12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2）；电压表表（量程5V，内阻约15k）；滑动变阻器R（最大阻值15）；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。I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： II请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。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IU图象。图象是一条曲线而不是直线的原因是 ；从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是 。13电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。图222是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池E，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分），电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和。图223中给出了实验所用的器材，请按照图222的电路将仪器连接成实验电路。（电压表选3V量程，电流表选0.6A量程。）某同学在实验时测出了9组电流、电压的值。根据U/I算出了相应的外电阻R0。根据UI算出了相应的输出功率P。在图224的直角坐标系中描出了相应的9个点。请你在图中画出PR关系图线。根据图线可以得出电源输出功率的最大值Pm= ，对应的外电阻R= 。14有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示。此金属材料质量约为0.10.2kg，长约为30cm，电阻约为10。已知这种金属的电阻率为，密度为。因管线内径太小，无法直接测量，请根据下列提供的实验器材，设计一个实验方案测量其内径d。A毫米刻度尺B螺旋测微器C电流表（600mA 10）D电流表（3A 0.1）E电压表（3V 6k）F滑动变阻器（2k 0.5A）G滑动变阻器（10 2A）H直流稳压电源（6V 0.05） I开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有 （只填代号字母）。（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。（3）用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式。 15在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l。用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：= （用上述测量量的字母表示）。（2）若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示，则金属丝长度的测量值为l= cm，金属丝直径的测量值为d= mm。（3）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。按如右上图所示的电路进行测量。可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是：第一步：先将R2的滑动头调到最左商量，单刀双掷开关S2向上1闭合，闭合电键S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。第二步：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。请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx 。16如图所示A、B、C为黑箱上的三个接点，已知任意两个接点间最多接两个元件，可能的元件有电池、电阻和二极管。用多用电表判断黑箱内有无电池，操作方法是：用多用电表的_档检测，确定黑箱内没有电池。用多用电表的欧姆挡测量各接点的电阻，其结果：黑表笔接B点、红表笔接C点时阻值很小，反接时阻值很大；A、B间正、反接时阻值均为R；黑表笔接A点、红表笔接C点时阻值比AB间阻值R略大。反接时阻值很大。请在图中画出黑箱内一种可能的电路。17、（10分）某示波器工作时，屏上显示出如图所示的波形，且亮度较弱。（1）要将波形调到中央，应调节示波器的 旋钮和 旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节_旋钮。（填写示波器面板上的相应符号）（2）此时衰减调节旋钮位于“ ”挡，若要使此波形横向展宽，并显示出3个完整的波形，同时要求波形波幅适当大些，需要进行的操作是 ( ) A将衰减调节旋钮调为“10”档 B调节Y增益旋钮 C调节X增益旋钮 D调节扫描微调旋钮 18如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C，某同学在一次实验时的情况如下： a. 按图甲所示的电路图接好电路；b. 接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，稳定后记下此时电流表的示数I0=490A，电压表的示数U0=8.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压；c. 断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测读一次电流i的值，将测得数据填入表格，并标示在图乙的坐标纸上（时间t为横坐标，电流i为纵坐标），结果如图中小黑点所示（1）图7乙中画出it图线；（2）图7乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是_；（3）该电容器的电容为_F（结果保留两位有效数字）19.如图3是汽车过桥时对不同类形桥面压力变化的实验采用DIS方法对模型进行测量，其结果如右边电脑屏幕所示（1）图3中的传感器为_传感器；（2）图3中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是屏幕上的 (填a、b或c)；（3）如增大小球在斜槽上的高度，则在图4中大致画出小球通过凸形桥甲时压力图线。图3图420.某同学准备利用如图所示的装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系。图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨，小盒C用轻绳悬挂于O点，弹簧T左端固定，用小球A沿导轨B向右挤压弹簧，释放后球A弹出，射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动，摆动的最大角度可以被准确测出。球A射入盒C后两者的重心重合，重心距悬点O的距离为L。试问：（1）欲完成此探究实验，该同学在实验过程中除了要测量最大摆角和重心距悬点O的距离L外，还需要测量哪些物理量？写出这些物理量及其字母代号。LABCTO（2）通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP。写出其计算表达式（无需书写推导过程）。（3）下面是本实验中的几个步骤：按实验装置安装好器材；用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L； 反复调节盒C的位置，使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内，且盒C静挂，开口正对导轨末端，A、C两者重心同高；用球A压缩弹簧，使其重心处于轨道的某一刻度线上，记录此时的读数；释放A球，让它射入盒C中，一起与C摆动到最大高度；记录最大摆角；处理数据，得出结论。在上述步骤中还缺少哪些主要步骤？请你写出来。（4）该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外，还应注意些什么？电学实验最后一讲答案1（1）4 3 6 ；C；A；D；B；E；F； 600（2）串联，49.4K2（1）CD（2）AD （3）如右图3 .（1）实验电路如右图所示。（2）将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针在原位置上，记下R1的值，则RxR1。4解析：分析题意知道需测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱” 根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I2r2I1r1得r1= 此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏安法的一种推广形式。另也可“将已知内阻的电压表当成电流表使用”.5 （2）（a）如图（4分） （b）连线图略（c）电压表V的示数U，电压表V2的示数U2，电阻箱R1的读数r1。6 若R作限流电阻，正确同样给分。7用下图所示电路，测定G表的每格刻度值I0和内阻Rg。应选器材BDEGH调节R和R，读出V表示数U1、电阻箱R的阻值R1、G表指针偏转度数n1,然后再次调节R和R，读出相应的U2、R2和n2。由欧姆定律得：n1I0(Rg+R1)=U1, n2I0(Rg+R2)=U2,I0=, Rg=，Ig=NI0=8（1）电路图如右图所示。（2）断开开关，记下电压表偏转格数N1；合上开关，记下电压表格数N2。（3）设电压表每偏转1格表示U0，当K断开时，由闭合电路欧姆定律得：EU1N1U0当K闭合后，有：EU2，即EN2U0SAGR3R1E联立两式解得：rR。9R1电路图如右图所示（有任何错误不得分） 1.47（2分）（1.461.48均给分） 0.83(2分) (0.810.85均 给分) 10（1）C （2）如图所示（3） 11答案：（1）如图a：（坐标选取合适；描点正确；将各点连成光滑曲线