高三物理电学实验复 习人教实验版

用心 爱心 专心 高三物理电学实验复习人教实验版高三物理电学实验复习人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 电学实验复习 二 具体内容 1 测定金属的电阻率 2 描绘小电珠的伏安特性曲线 3 测量电源的电动势和内阻 4 练习使用多用电表 典型例题典型例题 测电阻率 例 1 在 测定金属导体的电阻率 的实验中 待测金属导线的电阻 Rx约为 5 实验室 备有下列实验器材 A 电压表 V1 量程 3V 内阻约为 15k B 电压表 V2 量程 15V 内阻约为 75k C 电流表 A1 量程 3A 内阻约为 0 2 D 电流表 A2 量程 600mA 内阻约为 1 E 变阻器 R1 0 100 0 6A F 变阻器 R2 0 2000 0 1A G 电池 E 电动势为 3V 内阻约为 0 3 H 开关 S 导线若干 1 为减小实验误差 应选用的实验器材有 填代号 2 为减小实验误差 应选用下图中 填 a 或 b 为该实验的电路原理图 并按所选择的电路原理图把实物图用导线连接起来 用心 爱心 专心 3 若用刻度尺测得金属丝长度为 60 00cm 用螺旋测微器测得导线的直径及两电表 的示数分别如下图所示 则导线的直径为 mm 电阻率为 m 答案 答案 1 A D E G H 2 b 3 0 635 m 6 1027 1 解析 解析 1 考虑电源电动势 E 3V 电压表选 A 量程 3V 即可 电阻两端的分压 Ux 3V 故 IX UX Rx 0 6A 电流表选 D 量程为 600mA 为便于调节电路滑动变阻器应 选 E 0 100 应选用的实验器材为 A D E G H 2 电压表电阻 RV 15K 电流表电阻 RA 1 与 Rx 5 相比 电压表电阻 RV远 远 Rx 故应选用电流表外接电路 b 实物连接如图 3 金属丝直径 d 0 635mm 电阻 4 2 5 0 2 1 A V I U R 由电阻mm l Rd l RS 6 232 1027 1 6 04 10635 0 4 214 3 4 例 2 在 测定金属丝电阻率 实验中 若粗估金属丝的电阻 Rx 约为 3 为尽可能减小 误差 要求金属丝发热功率 P 0 75W 备有的部分仪器有 用心 爱心 专心 A 3V电电池池组组 B 电电流流表表 0 0 6A 内内阻阻0 5 C 电电流流表表 0 3A 内内阻阻0 01 D 电电压压表表 0 3V 内内阻阻1k E 电电压压表表 0 15V 内内阻阻5k F 滑滑动动变变阻阻器器 0 100 额额定定电电流流1A G 滑滑动动变变阻阻器器 0 20 额额定定电电流流1A 1 实验中用螺旋测微器测量导线直径时 可估读到 mm 用毫米刻度尺测量 导线长度时 可估读到 mm 2 上述器材中应选用的是 用字母代替 3 在框内画出电路图 4 在下图中 将各器材连成实验电路 答案 答案 1 0 001 0 1 2 A B D G 3 电路图 略 4 实物图 略 解析 解析 2 电池组 A 必选 考虑到金属丝的发热功率 P 0 75W 电路中的电流应在 0 5A 以下 为了减小读书误差 电流表选 B 所以电压表选 D 为了便于调节 且测量多 组数据求平均值 特别可以在 Rx中通以小电流 滑动变阻器选 G 并采用分压器接法 例 3 检测一个标称值为 5 的滑动变阻器 可供使用的器材如下 A 待测滑动变阻器 Rx 全电阻约 5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 B 电流表 A1 量程 0 6A 内阻约 0 6 C 电流表 A2 量程 3A 内阻约 0 12 D 电压表 V1 量程 15V 内阻约 15k E 电压表 V2 量程 3V 内阻约 3k 用心 爱心 专心 F 滑动变阻器 R 全电阻约 20 G 直流电源 E 电动势 3V 内阻不计 H 游标卡尺 I 毫米刻度尺 J 电键 S 导线若干 A V Rx R E S 1 用伏安法测定 Rx的全电阻值 所选电流表 填 A1 或 A2 所 选电压表为 填 V1 或 V2 2 画出测量电路的原理图 并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路 3 为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率 需要测量电阻丝的直径和总 长度 在不破坏变阻器的前提下 请设计一个实验方案 写出所需器材及操作步骤 并给 出直径和总长度的表达式 解析 解析 1 A1 V2 2 电路原理图和对应的实物连接如图 A V Rx R E S A V Rx R E S 方案一 分压接法 A V Rx R E S A V Rx R E S 方案二 限流接法 方案一 需要的器材 游标卡尺 毫米刻度尺 主要操作步骤 数出变阻器线圈缠绕匝数 n 用毫米刻度尺 也可以用游标卡尺 测量所有线圈的排列长度 L 可得电阻丝的直 径为 d L n 用心 爱心 专心 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D 可得电阻丝总长度 l n D n L 也 可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径 D 得电阻丝总长度 l n D n L 重复测量三次 求出电阻丝直径和总长度的平均值 方案二 需要的器材 游标卡尺 主要的操作步走骤 数出变阻器线圈缠绕匝数 n 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D1 和瓷管部分的外经 D2 可得电阻丝的 直径为 d 2 21 DD 电阻丝总长度 l 2 n D1 D2 重复测量三次 求出电阻丝直径和总长度的平均值 描绘小电珠伏安特性曲线 例 4 表格中所列数据是测量小灯泡 U I 关系的实验数据 U V 0 00 20 51 01 52 02 53 0 I A 0 0000 0500 1000 1500 1800 1950 2050 215 1 分析上表内实验数据可知 应选用的实验电路图是图 填 甲 或 乙 2 在方格纸内画出小灯泡的 U I 曲线 分析曲线可知小灯泡的电阻随 I 变大而 填 变大 变小 或 不变 用心 爱心 专心 3 如图丙所示 用一个定值电阻 R 和两个上述小灯泡组成串并联电路 连接到内 阻不计 电动势为 3V 的电源上 已知流过电阻 R 的电流是流过灯泡 b 电流的两倍 则流 过灯泡 b 的电流约为 A 解析 解析 1 从表格中的数据可以看出 小灯泡的电压和电流从零开始逐渐变化 甲电 路中滑动变阻器采用分压接法 可以获得从零开始变化的电压 符合图中数据的要求 所 以应选用的实验电路图是甲 2 将表中数据逐一描点后用平滑曲线连接各点 作出的图像如图所示 从图像中可 以看出 U I 曲线的斜率越来越大 可知小灯泡的电阻随 I 的变大而变大 3 由题知电源的内阻不计 电动势为 3V 所以 E Ua Ub 3V 流过电阻 R 的电流 是流过灯泡 b 电流的两倍 则有 Ia 3Ib 由图像可以查出 当AIa21 0 AIb07 0 例 5 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 除有 标有 6V 1 5W 的小灯泡 导线和开关外 还有 A 直流电源 6V 内阻不计 B 直流电流表 0 3A 内阻 0 1 以下 C 直流电流表 0 300mA 内阻约为 5 D 直流电压表 0 15V 内阻约为 15k E 滑动变阻器 10 2A F 滑动变阻器 1k 0 5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次 1 实验中电流表应选用 滑动变阻器应选用 均用序号表示 2 试按要求在方框中画出电路原理图 解析 解析 1 实验中电流表应选用 C 滑动变阻器应选用 E 2 实验电路图 略 用心 爱心 专心 3 实物图连线图 略 测电动势和内阻 例 6 某研究性学习小组利用图 1 所示电路测量电池组的电动势 E 和内阻r 根据实验数据 绘出如图所示的 I R 1 图线 其中 R 为电阻箱读数 I 为电流表读数 由此可以得到 E V r 答案 答案 2 9 0 9 解析 解析 由 rRIE 得 r I ER 1 由图像知9 0 r 即9 0 r 直线的 斜率VVEk9 2 00 2 9 0 9 4 例 7 在测定一节干电池 电动势约为 1 5V 内阻约为 2 的电动势和内阻的实验中 变 阻器和电压表各有两个供选 A 电压表量程为 15V B 电压表量程为 3V A 变阻器为 20 3A B 变阻器为 500 0 2A 电压表应该选 填 A 或 B 这是因为 变阻器应该选 填 A 或 B 这是因为 解析 解析 B A 电压表 量程过大 误差较大 A B 变阻器 额定电流过小且调节不 便 例 8 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中 备有下列器材 A 干电池 电动势约为 1 5V 内阻小于 1 5 B 电流表 G 满偏电流 2mA 内阻 10 C 电流表 A 0 0 6A 内阻约 0 1 D 滑动变阻器 R1 0 20 10A E 滑动变阻器 R2 0 100 1A F 定值电阻 R3 990 G 开关 导线若干 1 为方便且能较准确地进行测量 应选用滑动变阻器 填写序号 2 请在下面所给方框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的 用心 爱心 专心 实验电路原理图 3 某同学根据他设计的实验测出了六组 I1 电流表 G 的示数 和 I2 电流表 A 的 示数 请在所给坐标纸上做出 I1和 I2的关系图线 4 根据图线可得 被测电池的电动势为 V 内阻为 I2 A 1 00 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 1 50 1 40 1 30 1 20 1 10 0 解析 解析 1 为便于调节 滑动变阻器的阻值不能太大 选择 D 比较合适 2 由于没有电压表 给定的电流表 G 可与定值电阻 R3串联作电压表使用 实验原 理图如图所示 3 如图 A R3 P R1 G S E I2 A 1 00 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 1 50 1 40 1 30 1 20 1 10 0 4 1 48 1 47 1 49 0 80 0 70 0 90 练习使用多用电表 例 9 关于多用电表的下列说法中 正确的是 A 用多用电表测电压时 电流从红表笔流进多用电表 序 号123456 I1 mA1 401 361 351 281 201 07 I2 A0 100 150 230 250 350 50 用心 爱心 专心 B 用多用电表测电阻时 电流从红表笔流出多用电表 C 用多用电表测电压时 电流从黑表笔流进多用电表 D 用多用电表测电阻时 电流从黑表笔流出多用电表 答案 答案 AD 解析 解析 多用电表的红表笔为电流的流入端 黑表笔为流出端 无论测的是电流还是电 压以及电阻 例 10 一多用电表的电阻档有三个倍率 分别是100101 用10 档测量某电阻时 操作步骤正确 发现表头指针偏转角度很小 为了较准确地进行测量 应换到 档 如 果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数 那么缺少的步骤是 若补上该步骤 后测量 表盘的示数如图 则该电阻的阻值是 答案 答案 100 欧姆调零 100 0 22 解析 解析 表头指针偏转角度很小 表明待测电阻的阻值较大 多以应更换倍率更打的档 位进行测量 换挡后首先需要进行欧姆调零 待测电阻的阻值是读数乘以倍率 应为 100 0 22 模拟试题模拟试题 1 现有一块 59C2 型的小量程电流表 G 表头 满偏电流为 50A 内阻约为 800 850 把它改装成 1mA 10mA 的两量程电流表 可供选择的器材有 滑动变阻器 R1 最大阻值 20 滑动变阻器 2 R 最大阻值 100k 电阻箱 R 最大阻值 9999 定值电阻 0 R 阻值 1k 电池 E1 电动势 1 5V 电池 2 E 电动势 3 0V 电池 3 E 电动势 4 5V 所有电池 内阻均不计 标准电流表 A 满偏电流 1 5mA 单刀单掷开关 S1和 S2 单刀双掷开关 S3 电阻丝及导线若干 1 采用如图 1 所示电路测量表头的内阻 为提高测量精确度 选用的滑动变阻器为 选用的电池为 用心 爱心 专心 G R S2 S1 R E 图 1 2 将 G 改装成两量程电流表 现有两种备选电路 示于图 2 和图 3 图 为 合理电路 另一电路不合理的理由是 G RaRb 10mA S3 1mA G S3 10mARc Rd 1mA 图 2 图 3 3 将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对 仅核对 1mA 量程 画出所用电 路图 图中待核对的电流表符号用 A 来表示 2 用伏安法测量电阻阻值 R 并求出电阻率 给定电压表 内阻约为 50k 电流表 内阻约为 40 滑线变阻器 电源 电键 待测 电阻 约为 250 及导线若干 1 画出测量 R 的电路图 图 甲 U V I mA 0 5 10 15 20 25 5 4 3 2 1 0123456789 0123456 cm 1 1 0 0123456789 0123456 cm 4 5 8 9 0 图 乙 图 丙 2 图 甲 中的 6 个点表示实验中测得的 6 组电流 I 电压 U 的值 试写出根据此 图求 R 值的步骤 用心 爱心 专心 求出的电阻值 R 保留 3 位有效数字 3 待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体 用游标为 50 分度的卡尺测量其长度与直 径 结果分别如图 乙 图 丙 所示 由图可知其长度为 直径为 4 由以上数据可求出 保留 3 位有效数字 3 2004 年北京卷 22 题 18 分 为了测定电流表 A1的内阻 采用如图 1 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 4V 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 1 请在图 2 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 3 所示 电阻箱 R1的阻值是 则待测电流表 A1的内阻 R3 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 200K B 20K C 15K D 20 4 下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用 即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 A 1k B 5k C 10k D 25k 4 用游标卡尺 游标尺上有 50 个等分刻度 测定某工件的宽度时 示数如图所示 此 工件的宽度为 mm 用心 爱心 专心 0 5 15 10 5 图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数 此读数应为 mm 6 实验室中现有器材如实物图所示 有 电池 E 电动势约 10V 内阻约 1 电流表 A1 量程约 10A 内阻r1约为 0 2 电流表 A2 量程 300mA 内阻r2约 5 电流表 A3 量程 250mA 内阻r3约 5 电阻箱 R1 最大阻值 999 9 最小阻值改变量为 0 1 滑线变阻器 R2 最大值 100 开关 S 导线若干 要求用图 3 所示的电路测量图中 电流表 A 的内阻 1 在所给的三个电流表中 那几个可以用此电路精确测出其内阻 答 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 在实物图上连成测量电路 3 你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测内阻的计算公 式是 7 图为测量电阻的电路 R x为待测电阻 R 的阻值己知 R 为保护电阻 阻值未知 电 源 E 的电动势未知 K1 K2均为单刀双掷开关 A 为电流表 其内阻不计 1 按图 a 所示的电路 在图 b 的实物图上连线 2 测量 R x的步骤为 将 K2向 d 闭合 K1向 闭合 记下电流表读数 I1 再将 K2向 c 闭合 K1 向闭合 记电流表读数 I2 计算 R x的公式是 R x 8 一个电压表 VA的内阻 RA 1000 量程为 1 0V 现要利用电阻箱扩大它的量程 改 装成量程为 3 0V 的电压表 改装后 再用一量程为 3 0V 的精确的电压表 VB对其所有刻度 进行校准 除了这两个电压表 VA VB外 还有下列一些器材 电源 E 电动势约为 6V 内阻较小 变阻器 R 总电阻约 10 电阻箱 R0 1 9999 用心 爱心 专心 电键 K 导线若干 如图是以上器材和两个电压表 VA VB的实