电学实验汇总

1 电学实验汇总电学实验汇总 1 伏安法测电阻 为了测量一个 6 3V 1W 的小电珠正常工作时的电阻 给出以下器材 A 电流表 3A 0 004 B 电流表 0 6A 0 02 C 电压表 10V 1k D 电压表 15V 15k E 电源 6V 2A F 电源 9V 1A G 滑动变阻器 0 20 0 8W H 滑动变阻器 0 50 0 5W I 导线若干 开关一个 1 为测量安全和尽量准确 应选用器材 2 画出电路图 2 用电压表替代电流表测电阻 用以下器材测量电阻 Rx的阻值 900 1000 电源 E 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 S 导线若干 1 测量中要求电压表的读数不小于其量程的 1 3 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 题中相应的英文字母标注 2 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 用电流表替代电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻的阻值 器材 代号 与规格如下 电流表 A1 量程 250mA 内阻 r1为 5 标准电流表 A2 量程 300mA 内阻 r2约为 5 待测电阻 R1 阻值约为 100 滑动变阻器 R2 最大阻值 10 电源 E 电动势约为 10V 内阻 r 约为 1 单刀单掷开关 S 导线若干 1 要求方法简捷 并能测多组数据 画出实验电路原理图 并标明每个器材的代号 2 实验中 需要直接测量的物理量是 用测的量表示待测电阻 R1的阻值的计算公式是 R1 4 伏安法测电阻的误差消除 用伏安法测电阻时 由于电压表 电流表内阻的影响 测量结果总存在系统误差 按 下图所示的电路进行测量 可以消除这种系统误差 该实验的第一步是 闭合电键 S1 将 电键 S2接 2 调节滑动变阻器 RP和 r 使电压表读数尽量接近量程 读出这时电压表和电 流表的示数 U1 I1 请接着写出第二步 并说明需要记录的数据 由以上记录数据计算被测电阻 Rx的表达式是 Rx 5 用定值电阻的电流表充当电压表测内阻 用以下器材测量一待测电阻 RX的阻值 约 100 电源 E 电动势约为 6 0V 内阻可忽略不计 电流表 A1 量程 0 50mA 内电阻 r1 20 电流表 A2 量程 0 300mA 内电阻 r1 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 要求测量中尽量减小误差 并测多组数据 试在虚线框中 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 根据你所画的电路原理图 将图中所示的实物连成实验电 路 RP V A S2 1 RX r S1 2 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 6 用替代法测电流表的内阻 电流表 G Ig 200 A 或 300 A 电流表 G Ig 300 A 滑动变阻器 R 0 1750 滑动变阻器 R0 0 50 电阻 箱 0 9999 直流低压电源 单刀双掷开关 导线等 测量 G 的内阻 7 用电流表充当电压表测电流表的内阻 从下列器材中选出适当的实验器材 设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1 要求方法简捷 有尽可能高的精确 度 并测量多组数据 1 画出实验电路图 标明所用器材的代号 2 若选取测量中的一组数据来计算 r1 则所用的表达式 r1 式中各符号的意义是 器材 代号 与规格如下 电流表 A1 量程 10mA 内阻 r1待测 约 40 电流表 A2 量程 500 A 内阻 r2 750 电压表 V 量程 10V 内阻 r3 10k 电阻 R1 阻值约为 100 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 S 导线若干 8 利用半偏法测量电压表的内阻 方法一 用如左图所示电路测量量程为 1V 的电压表的内阻 RV RV在 800 900 之间 提供的器材还有 A 滑动变阻器 最大阻值 10 B 电阻箱 最大阻值 999 9 阻值最小改变量为 0 1 C 电池组 电动势约 6V 内阻可忽略不计 D 导线和开关 方法二 量程为 3V 的电压表 V 的内阻约为 3k 要求测出该电压表内阻的精确值 实验中提供的器材有 A 阻值范围为 0 1 到 9999 9 的电阻箱 B 开路电压约为 5V 内阻可忽略不计的电源 E C 导线若干和开关 9 无刻度电表的灵活运用 在分组实验中有测定电源的电动势和内电阻的实验 我们从该实验知道测定电源的电动势和内电阻 至少应使电 源连接不同负载两次 然后利用全电路欧姆定律求解 但现在只有一个定值电阻可用作负载 另外 应由电流表和电 压表两个表 但现在只有一只电压表 而且是没有刻度值的 不过考虑到电压表电阻很大 而且题目只要求测出电源 的内阻 应该怎样测量 10 黑箱的研究 某同学对黑箱 见图 1 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 当 15V Uab 0V 时 I 近为零 当 Uab 0 时 Uab和 I 的实验数据见下表 在图 2 中画出 Uab 0 时该元件的伏安特性曲线 可用铅笔作图 根据上述实验事实 该元件具有的特性是 若将此黑箱接入图 3 电路中 并在该电路的 cd 两端输入如图 4 甲 所示的方波电压信号 ucd 请在图 4 乙 中 定性画出负载电阻 RL上的电压信号 uef的波形 编号1234567 Uab V0 0000 2450 4800 6500 7050 7250 745 I mA0 000 150 250 601 704 257 50 ab 图 1 3 11 实物连线 欲将量程为 100 A 内阻为 500 的灵敏电流表改装为量程为 1 0mA 的毫安表 需要给它 联一只 R 的电阻 需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对 校对所用的器材的实物图如下 其中标准毫安表事先已与 一只固定电阻串联 以防烧表 校对过程要求通过毫安表的电流能从 0 连续调到 1mA 按要求在方框中画出校对电 路图 并在所给的实物图上连线 12 多用电表的使用与电路的连线问题 某同学准备测定一只电阻的阻值 方法是 先利用多用电表进行粗测 该多用电表电阻档有 3 种倍率 分别是 100 10 和 1 该同学选择 10 倍率 用正确的操作方法测量时 发现指针偏转角度太小 为了较准确地进行测量 请你依次写出接着应该 进行的主要操作步骤 若这时刻度盘上的指针位置如图所示 那么测量结果是 为了更准确地测量这只电阻的阻值 该同学继续用伏安 法进行测定 除被测电阻 R 外 手边的实验仪器如图所示 有 A 直流电源 电压 10V 内阻不计 B 电压表 量程 0 3 15V 内阻约 5k C 电流表 量程 0 0 6 3A 内阻约 20 D 毫安表 量程 5mA 内阻约 50 E 滑动变阻器 最大阻值 500 F 滑动变阻器 最大阻值 50 G 电 键一只 导线若干 为了减小偶然误差 要尽量多测几组数据 并要求滑动变阻器的调节尽量方便 请用笔画线作为导线 将 你选用的仪器连接起来 采用上述电路测电阻仍然会有系统误差 这个系统误差主要是由 引起的 13 电表的改装 现有一块 59C2 型的小量程电流表 G 表头 满偏电流为 50 A 内阻约为 800 850 把它改装成 1 0mA 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 R2 最大阻值 100k 电阻箱 R 最大阻值 9999 定值电阻 R0 阻值 1k 电池 E1 电动势 1 5V 电池 E2 电动势 3 0V 电池 E3 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 采用如图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 将 G 改装成两量程电流表 现有两种备选电路 如图 2 和图 3 所示 图 为合理电路 另一电路不合理 的理由是 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 来表示 14 利用 R 图线确定电源的电动势与内阻 1 U 在做测量电源电动势 E 和内阻 r 的实验时 提供的器材是 待测电源一个 内阻为 RV的电压表一个 量程大于电 源的电动势 电阻箱一个 开关一个 导线若干 为了测量得更加准确 多次改变电阻箱的电阻 R 读出电压表的相应示数 U 以 为纵坐标 画出与 R 的关系图象 该图象为一直线 如图所示 由图象可得到 1 U 1 U 直线在纵轴上的截距为 m 直线的斜率为 k 试根据以上信息 画出实验电路图 写出 E r 的表达式 E r 15 利用 外加电阻 R 的方法测电源的电动势和内阻 测量电源 B 的电动势 E 及内阻 r E 约为 4 5V r 约为 1 5 可选用的器材如下 量程为 3V 的理想电压表 V 量程为 0 5A 的电流表 A 有一定内阻 0 5 10 20 50 100 500 1k E E V 315 A 3 0 6 mA G R R S2 S1 E 图 1 G RaRb 10mA1mA 图 2 S3 G Rd Rc 10mA 1mA 图 3 S3 A 4 固定电阻 R 4 滑动变阻器 R 开关 S 导线若干 1 画出实验电路原理图 图中各元件需用题目给出的符号或字母标出 2 实验中 当电流表的读数为 I1时 电压表的读数为 U1 当电流表的读数为 I2时 电压表的读数为 U2 则可求出 E I 用 I1 I2 U1 U2及 R 表示 电学实验汇总答案 1 47 伏安法测电阻 为了测量一个 6 3V 1W 的小电珠正常工作时的电阻 给出以下器材 A 电流表 3A 0 004 B 电流表 0 6A 0 02 C 电压表 10V 1k D 电压表 15V 15k E 电源 6V 2A F 电源 9V 1A G 滑动变阻器 0 20 0 8W H 滑动变阻器 0 50 0 5W I 导线若干 开关一个 1 为测量安全和尽量准确 应选用器材 2 画出电路图 解析 1 要使小电珠正常工作 则灯上电压要达到 6 3V 由于电源 E 的电动势只有 9V 而电源 F 的电动势 为 9V 故应该选用电源 F 电压表选用 C 可使测量更准确 因小电珠的额定电流 I额 1 6 3A 0 16A 故选择电流表 B 可使测量准确 由于滑动变阻器 G 的额定电流 I额 AAA16 02 0 20 8 0 滑动变阻器 H 的额定电流 I额 AAA16 0 1 0 50 5 0 故为了测量安全和尽量准确 应选用器材为 B C F G 2 计算灯的电阻 R灯 6 3 0 16 39 4 因为 RV R灯 1000 39 4 0 2A 故不能用 分压电路 而应该用限流式输出电路 且此时接入电路的滑动变阻器的阻值为 RAP 9 16 16 0 3 69 灯 灯 I UE 电路图略 2 48 用电压表替代电流表测电阻 用以下器材测量电阻 Rx的阻值 900 1000 电源 E 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 S 导线若干 1 测量中要求电压表的读数不小于其量程的 1 3 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 题中相应的英文字母标注 2 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 解析 本题运用 电压表算电流 这一创新思维 其答案是 1 测量电阻 Rx的实验电路如图所示 2 电压表 V1的示数 U1 电压表 V2的示数 U2 电压 表 V1的内阻 r1 根据串联 并联电路的规律 算出 Rx的 电阻为或 Rx 1 1 2 2 11 2 x U rr R U rU r 21 1 1 UU r U 3 49 用电流表替代电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻的阻值 器材 代号 与规格如下 电流表 A1 量程 250mA 内阻 r1为 5 标准电流表 A2 量程 300mA 内阻 r2约为 5 待测电阻 R1 阻值约为 100 滑动变阻器 R2 最大阻值 10 电源 E 电动势约为 10V 内阻 r 约为 1 单刀单掷开关 S 导线若干 1 要求方法简捷 并能测多组数据 画出实验电路原理图 并标明每个器材的代号 2 实验中 需要直接测量的物理量是 用测的量表示待测电阻 R1的阻值的计算公式是 R1 解析 本题运用 电流表算电压 这一创新思维 其答案是 1 实验电路如图所示 5 2 A1 A2两电流表的读数 I1 I2 待测电阻 R1的阻值计算公式是 R1 1 12 1 r II I 4 50 伏安法测电阻的消除 用伏安法测电阻时 由于电压表 电流表内阻的影响 测量结果总存在系统误差 按下 图所示的电路进行测量 可以消除这种系统误差 该实验的第一步是 闭合电键 S1 将电键 S2接 2 调节滑动变阻器 RP和 r 使电压表读数尽量接近量程 读出这时电压表和电流表的 示数 U1 I1 请接着写出第二步 并说明需要记录的数据 由以 上记录数据计算被测电阻 Rx的表达式是 Rx 解析 第一步测得的 U1和 I1之比是 Rx Rp和电流表内阻 Rg的总电阻 第二步应保持 滑动变阻器 Rp的值不变 调节 r 使电压表读数尽量接近量程 读出这时电压表和电流表的示数 U2 I2 则 U2和 I2之 比是 Rp和 Rg的总电阻 由于两次测量中 Rp和 Rg的值是不变的 因此只要将两次测得的总电阻相减 就能得到 Rx的准 确值 答案 第二步应保持滑动变阻器 Rp的值不变 调节 r 使电压表读数尽量接近量程 读出这时电压表和电流表的 示数 U2 I2 2 2 1 1 I U I U Rx 这种方法可称为 相消法测电阻 第二步一定要保持 Rp的值不变 否则就无法在相减时把 Rp消掉 r 的值可以调 节 时电压表读数尽量接近量程 这样读数的有效数字位数较多 5 51 用定值电阻的电流表充当电压表测内阻 用以下器材测量一待测电阻 RX的阻值 约 100 电源 E 电动势约为 6 0V 内阻可忽略不计 电流表 A1 量程 0 50mA 内电阻 r1 20 电流表 A2 量程 0 300mA 内电阻 r1 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 要求测量中尽量减小误差 并测多组数据 试在虚线框中 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 根据你所画的电路原理图 将图中所示的实物连成实验电 路 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 答案 0 15 8 95 5 6 10 7 以上两种答案 略 或 120 1 2 rrR I I RX 10 1 12 rR I II RX 6 52 用替代法测电流表的内阻 电流表 G Ig 200 A 或 300 A 电流表 G Ig 300 A 滑动变阻器 R 0 1750 滑动变阻器 R0 0 50 电阻 箱 0 9999 直流低压电源 单刀双掷开关 导线等 测量 G 的内阻 解析 1 将器材连接如图 滑动变阻器 R 阻值置于最大 电阻箱置于最大 滑 动变阻器 R0置于最右端 开关均处于断开位置 2 闭合 S 使 S 接 1 调节 R0及 R 使辅助电流表 G 达到 200 A 或小于 200 A 的某个刻度 3 使 S 接 2 逐渐减小电阻箱的阻值 使 G 的读数仍指示原有的值 这时电阻箱 的阻值 R Rg 7 53 用电流表充当电压表测电流表的内阻 从下列器材中选出适当的实验器材 设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1 要求方法简捷 有尽可能高的精确 度 并测量多组数据 1 画出实验电路图 标明所用器材的代号 2 若选取测量中的一组数据来计算 r1 则所用的表达式 r1 式中各符号的意义是 器材 代号 与规格如下 电流表 A1 量程 10mA 内阻 r1待测 约 40 电流表 A2 量程 500 A 内阻 r2 750 电压表 V 量程 10V 内阻 r3 10k 电阻 R1 阻值约为 100 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 S 导线若干 解析 大多数考生看到此题 第一感觉考虑的就是伏安法 由于没有考虑电表的量程 当然做不正确 少数考生 想到要满足 有尽可能高的精确度 的条件 不能选量程是 10V 的电压表 因为电流表两端允许施加的最大电压约为 0 4V 因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压 但由于缺乏创新精神 想不出其 他方法 也做不正确 只有极少数有 安安法 新思路的考生才能做正确 其新方案是 将电流表 A2并联在电流表 A1的两端 利用电流表测量电压 要满足 多测几组数据 滑动变阻器 R2采用分压接法 实验电路如图所示 其表达式 r1 式中 I1 I2 r1 r2分别表示通过电流表 A1 A2的电流和它们的内阻 2 2 1 I r I A1 A2 RX R0 E S R A1 RX R0 E S R A2 或 RP V A S2 1 RX r S1 2 6 8 54 利用半偏法测量电压表的内阻 方法一 用如左图所示电路测量量程为 1V 的电压表的内阻 RV RV在 800 900 之间 提供的器材还有 A 滑动变阻器 最大阻值 10 B 电阻箱 最大阻值 999 9 阻值最小改变量为 0 1 C 电池组 电动势约 6V 内阻可忽略不计 D 导线和开关 方法二 量程为 3V 的电压表 V 的内阻约为 3k 要求测出该电压表内阻的精确值 实验中提供的器材有 A 阻值范围为 0 1 到 9999 9 的电阻箱 B 开路电压约为 5V 内阻可忽略不计的电源 E C 导线若干和开关 答案 方法一 实验方法和步骤是 断开开关 S 按电路图连接好电路 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 使电压表指针达到满偏 调节电阻箱 R0的阻值 使电压表指针达到半偏 读出此时 电阻箱 R0的阻值 即为电压表的内电阻 RV的测量值 方法二 实验电路如右上图所示 由于电源的电动势没有准确给出 先调节电阻箱阻值 使电压表指针指在中间刻度线 记下电阻箱的阻值 R1 有 E RR R U V V 1 2 1 再调节电阻箱阻值 使指针在满偏刻度 记下电阻箱的阻值 R2 由串联分压规律 E RR R U V V 2 解得 RV R1 2R2 9 55 无刻度电表的灵活运用 在分组实验中有测定电源的电动势和内电阻的实验 我们从该实验知道测定电源的电动势和内电阻 至少应使电 源连接不同负载两次 然后利用全电路欧姆定律求解 但现在只有一个定值电阻可用作负载 另外 应由电流表和电 压表两个表 但现在只有一只电压表 而且是没有刻度值的 不过考虑到电压表电阻很大 而且题目只要求测出电源 的内阻 应该怎样测量 解析 变通的办法 1 我们可以把断路也作为一种负载状态 实验电路如图所示 S 断开时 因电压表内阻远大于电源内阻 可认 为是断路状态 S 闭合时 又是一种负载状态 2 实验步骤如下 按电路图连接好电路 在开关 S 断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数 n1 闭合开关 S 读出电压表指针所在处的分度格数 n2 3 设电压表每一小分度表示的电压为 U0 S 断开时 有 E n1U0 S 闭合时 有 r R Un UnE 00 02 解以上两式 得 R n nn r 2 21 10 56 黑箱的研究 某同学对黑箱 见图 1 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 当 15V Uab 0V 时 I 近为零 当 Uab 0 时 Uab和 I 的实验数据见下表 在图 2 中画出 Uab 0 时该元件的伏安特性曲线 可用铅笔作图 根据上述实验事实 该元件具有的特性是 若将此黑箱接入图 3 电路中 并在该电路的 cd 两端输入如图 4 甲 所示的方波电压信号 ucd 请在图 4 乙 中 定性画出负载电阻 RL上的电压信号 uef的波形 答案 见下左图 单向导电性 见下右图 编号1234567 Uab V0 0000 2450 4800 6500 7050 7250 745 I mA0 000 150 250 601 704 257 50 ab 图 1 Uab V I mA O 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 6 0 0 7 0 8 1 0 2 0 4 0 3 0 5 0 7 0 0 6 8 0 uef V t s O 7 11 57 实物连线 欲将量程为 100 A 内阻为 500 的灵敏电流表改装为量程为 1 0mA 的毫安表 需要给它 联一只 R 的电阻 需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对 校对所用的器材的实物图如下 其中标准毫安表事先已与 一只固定电阻串联 以防烧表 校对过程要求通过毫安表的电流能从 0 连续调到 1mA 按要求在方框中画出校对电 路图 并在所给的实物图上连线 答案 并 55 6 分压 分压电路 12 58 多用电表的使用与电路的连线问题 某同学准备测定一只电阻的阻值 方法是 先利用多用电表进行粗测 该多用电表电阻档有 3 种倍率 分别是 100 10 和 1 该同学选择 10 倍率 用正确的操作方法测量时 发 现指针偏转角度太小 为了较准确地进行测量 请你依次写出接着应该进行 的主要操作步骤 若这时刻度盘上的指针位置如图所示 那么测量结果是 为了更准确地测量这只电阻的阻值 该同学继续用伏 安法进行测定 除被测电阻 R 外 手边的实验仪器如图所 示 有 A 直流电源 电压 10V 内阻不计 B 电压表 量程 0 3 15V 内阻约 5k C 电流表 量程 0 0 6 3A 内阻约 20 D 毫安表 量程 5mA 内阻约 50 E 滑动变阻器 最大阻值 500 F 滑动变阻器 最大 阻值 50 G 电键一只 导线若干 为了减小偶然误 差 要尽量多测几组数据 并要求滑动变阻器的调节尽量 方便 请用笔画线作为导线 将你选用的仪器连接起来 采用上述电路测电阻仍然会有系统误差 这个系统误差主要是由 引起的 答案 将选择开关转到 100 档 重新进行欧姆调零 再测电阻 3 2k 如右图所示 毫安表的分压 0 6m 10rad s 2 4m 13 59 电表的改装 现有一块 59C2 型的小量程电流表 G 表头 满偏电 流为 50 A 内阻约为 800 850 把它改装成 1 0mA 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 R2 最大阻值 100k 电阻箱 R 最大阻值 9999 定值电阻 R0 阻值 1k 电池 E1 电动势 1 5V 电池 E2 电动势 3 0V 电池 E3 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 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 将 G 改装成两量程电流表 现有两种备选电路 如图 2 和图 3 所示 图 为合理电路 另一电路不合理 的理由是 将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对 仅