高三物理电学实验专题

高三物理电学实验专题 一 伏安法测电阻及拓展一 伏安法测电阻及拓展 1 下表中选出适当的器材 试设计一个测量阻值约为 15k的电阻的电路 要求方法简捷 RX两端电压能从 0 开始变化 要求有尽可能高的精确度 电流表 A1 量程 1mA 内阻约 50 电流表 A2 量程 300 内阻约 300 A 电流表 A3 量程 100 内阻约 500 电压表 V1 量程 10V 内阻约 15KA 固定电阻 R0 9990 电流表 G Ig 300 Rg 10 A 滑动变阻器 R1 阻值约 50 额定电流为 1A 滑动变阻器 R2 阻值约 100K 额定电流为 0 001A 电池组 E 3V 内阻小但不可忽略 开关 导线若干 2 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻 Rx的阻值 900 1000 电源 E 具有一定内阻 电动势约为 9 0V 电压表 V1 量程为 1 5V 内阻 r1 750 电压表 V2 量程为 5V 内阻 r2 2500 滑线变阻器 R 最大阻值约为 100 单刀单掷开关 K 导线若干 1 测量中要求电压表的读数不小于其量程的 3 1 试画出测量电阻 Rx的一种实验电路原理图 原理图 中的元件要用题图中相应的英文字母标注 2 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画 出连线 3 若电压表 V1的读数用 U1表示 电压表 V2的读 数用 U2表示 则由已知量和测得量表示 Rx的公式为 Rx 3 两块电流表测电阻 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 100mA 内阻 r1待测 约 40 电流表 A2 量程 500uA 内阻 r2 750 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 4 现有实验器材如下 电池 E 电动势约 10V 内阻约 1 电流表 A1 量程 300mA 内阻 r1约为 5 电流表 A2 量程 10A 内阻 r2约为 0 2 电流表 A3 量程 250mA 内阻 r3约为 5 电阻箱 R0 最大阻值 999 9 阻值最小改变量为 0 1 滑动变阻器 R1 最大阻值 100 开关及导线若干 要求用图 1 所示电路测定图中电流表 A 的内阻 A A R1 E R0 S 1 在所给的三个电流表中 哪几个可用此电路精确测定其电阻 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 简要写出按电路图的主要连接方法 3 需要读出的物理量是 用这些物理量表示待测电流表内 阻的计算公式是 5 电压表和滑动变阻器 或电阻箱 测电阻 给你以下器材 一个电源 其电压未知 一个标有 20 1A 的滑动变阻器 导线若 干 一个开关 一只电压表 一个待测电阻 Rx 请你设计一个能测出 Rx电阻值的电路 要求 1 画出你所设计的电路图 电压表连入电路后位置不可变动 2 简要写出实验操作步 骤 3 根据你所测出的物理量写出表达式 Rx 6 电压表和开关测电阻 给你一个电池组 一个电压表 一个已知阻值的定值电阻 R0 两个开关及几根导线 请你 设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值 画出电路图 写出实验步骤及未知电阻的 表达式 7 电流表和滑动变阻器 或电阻箱 测电阻 现有电池组 电流表 已知最大阻值的滑动变阻器 导线及开关 你如何测出被测电阻的 阻值 8 电流表和开关测电阻 有一个阻值看不清的电阻 我们要测它的阻值 但手边只有一只电流表 一个已知阻值 x R 的定值电阻 二个开关和几根导线 0 R 1 画出实验电路图 2 写出实验步骤 3 用测出量和已知量写出未知电阻的表达式 x R 二 半偏法二 半偏法 9 将满偏电流 Ig 300 A 内阻未知的电流表改装成电 G 压 表并进行核对 1 利用如图所示的电路测量电流表的内阻 图中电源的 G 电动势 E 4V 先闭合 S1 调节 R 使电流表指针偏转 到满刻度 再闭合 S2 保持 R 不变 调节 R 使电 流 表指针偏转到满刻度的 读出此时 R 的阻值为 3 2 200 则电流表内阻的测量值 Rg 2 将该表改装成量程为 3V 的电压表 需 填 串联 或 并联 阻值为 R0 的电阻 3 把改装好的电压表与标准电压表进行核对 试在答题卡上画出实验电路图和实物连接 图 三 替换法三 替换法 10 为了测定电流表 A1的内阻 采用如图所示的电路 其中 A1是待测电流表 量程为 300 A 内阻约为 100 A2是标准电流表 量程是 200 A R1是电阻箱 阻值范围 0 999 9 R2是滑动变阻器 R3是保护电阻 E 是电池组 电动势为 4 V 内阻不计 S1是单刀单掷开关 S2是单刀双掷开关 1 根据电路图 14 81 请在图 14 82 中画出连线 将器材连接成实验电路 2 连接好电路 将开关 S2扳到接点 a 处 接通开关 S1 调整滑动变阻器 R2使电流表 A2的读数是 150 A 然后将开关 S2扳到接点 b 处 保持 R2不变 调节电阻箱 R1 使 A2 的读数仍为 150 A 若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示 电阻箱 R1的阻值是 则待测电流表 A1的内阻 Rg 3 上述实验中 无论怎样调整滑动变阻器 R2的滑动端位置 都要保证两块电流表的安全 在下面提供的四个电阻中 保护电阻 R3应选用 填写阻值相应的字母 A 200 k B 20 k C 15 k D 20 4 下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用 既要满足上述实验要求 又要调整 方便 滑动变阻器 填写阻值相应的字母 是最佳选择 A 1 k B 5 k C 10 k D 25 k 11 现要按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势 E 约 1 5 V 和内阻 r 约 20 可供选 择的器材如下 电流表 A1 A2 量程 0 500 A 内阻约为 500 滑动变阻器 R 阻值 0 100 额定 电流 1 0 A 定值电阻 R1 阻值约为 100 电阻箱 R2 R3 阻值 0 999 9 开关 导线 若干 由于现有电流表量程偏小 不能满足实验要求 为此 先将电流表改装 扩大量程 然后再按图 电路进行测量 1 测量电流表 A2的内阻 按图 电路测量 A2的内阻 以下给出了实验中必要的操作 A 断开 S1 B 闭合 S1 S2 C 按图 连接线路 将滑动变阻器 R 的滑片调至最左端 R2调至最大 D 调节 R2 使 A1的示数为 I1 记录 R2的值 E 断开 S2 闭合 S3 F 调节滑动变阻器 R 使 A1 A2的指针偏转适中 记录 A1的示数 I1 请按合理顺序排列实验步骤 填序号 2 将电流表 A2 较小量程 改装成电流表 A 较大量程 如果 1 中测出 A2的内阻为 468 0 现用 R2将 A2改装成量程为 20 mA 的电流表 A 应把 R2调为 与 A2并联 改装后电流表 A 的内阻 RA为 3 利用电流表 A 电阻箱 R3测电池的电动势和内阻 用电流表 A 电阻箱 R3及开关 S 按图 所示电路测电池的电动势和内阻 实验时 改变 R3的值 记录下电流表 A 的示数 I 得到若干组 R3 I 的数据 然后通过作出有关物理量 的线性图象 求得电动势 E 和内阻 r a 请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 b 请在虚线框内坐标中作出定性图象 要求标明两个坐标轴代表的物理量 用符号表示 c 图中 表示 E 图中 表示 r 12 某同学用以下器材测量电阻 电流计 电阻箱 单刀双掷电键 这种电键在掷刀 a 倒向 b 时 ab 接通 倒向 c 时 ac 接通 待测电阻 电源 限流电阻 如图所示 实验 方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路 用电阻箱替代待测电阻的方 法来测定待测电阻的阻值 1 在图中完成电路的连接 其中有两条导线已连接好 2 本实验中电键应先接通的是含有 填 待测电阻 或 电阻箱 的电路 用电键 变 换电路 调节电阻箱时 应使两次测量的 大小相同 这时待测电阻的值可 以 从 上读出 电阻测量补充练习参考答案 1 解 由于改装成的电压表内阻已知 故必须选择外接法 电路图如图所示 2 解 1 2 3 或 2112 211 rUrU rrU 1 12 U UU 3 解析 r1 式中 I1 2分别是电流表 A1 A2的读数 r1 r2分别是电流表 A1 A2的 1 22 I rI 内阻 4 解析 1 宜选用 A1 A3测定 且将 A1接在 A 处 2 若测 A3的内阻 r3 实际连接方式方法是 A3与 R0并联后 再与 A1 R S E 串联 注意让电流从电流表的 接线柱流入 接线柱流出 滑动变阻器的一个固定接线柱接 A1的 接线柱 与可动片相通的金属杆的一端接开关 S 3 若 A1 A3的示数分别为 I1 I3 电阻箱 R0的阻值为 Rx 则被测电流表 A3的内阻 x R I II r 3 31 3 5 解 1 电路如图所示 2 如图所示连接电路 将滑片移到阻值为零的位置 记下电压表示数 U1 将滑片移到阻值最大位置 记下电压表示数 U2 3 求解 20 21 2 UU U Rx 说明 该方法的优点为 使用电器元件少 连接简单 缺点是 因为电压表的分流作用 测量结果偏小 且不能进行多次测量求平均值以减小误差 6 解 1 如图所示连接好电路 闭合 替代开关 S 记下电压表示数 U1 2 断开 替代开关 记下电压表示数 U2 3 求解 因为 所以 R U R UU 2 0 21 0 21 2 R UU U R 说明 该方法的优点为 使用电器元件少 连接简单 缺点是 由于没有使用滑动变阻器 电路中的电压表应该接在较大的量程上 所以测量结果误差较大 7 解 1 如图所示连接电路 滑片位于阻值最小的位置 记下电流表示数 I1 2 滑片位于阻值最大的位置 记下电流表示数 I2 3 求解 因为 21 RRIRI 所以 21 2 R II I R 说明 这种方法优点为 使用元件少 操作简单 缺点是 不能进行多次测量以减小误 差 8 解 因题中只有电流表可测出电流 而无法测知电压 故可根据并联电路电流分配规 律求解 并联电路中电流的分配跟电阻成反比 1 实验原理图如图 8 图 8 2 实验步骤 按图 8 连接好电路 将电路瞬时接通 进行试触 若电流表指针偏转 不至过大 再接通电路 先闭合断开 测出通过的电流 再断开 闭合 测出通过的电流 1 S 2 S 0 R 0 I 1 S 2 S x R x I 根据并联电路的分流规律进行计算 即 xx RRII 00 所以 00 RIIR xx 说明 该