高中电学实验专题复习

电学实验专项复习 1 电流表的内外接 电流表内外接方法及误差分析 大内偏大 小外偏小大内偏大 小外偏小 误差分析 图甲 内接 I U R 图乙 外接 I U R 选择内外接法方法 若题目中给了 的大小 则 x R A R V R 时 相当于小电阻 采用电流表外接法 AVx RRR 时 相当于大电阻 采用电流表内接法 AVx RRR 2 滑动变阻器接法选择 图甲 滑动变阻器分压式接法 图乙 滑动变阻器限流式接法 下列三种情况必须选用分压式接法 1 要求回路中某部分电路电压实现从零开始可连续调节时 如 测定导体的伏 安特性 校对改装后的电表等电路 即电压调节范围为 0 U 时 必须采用分 压接法 2 待测电阻远大于滑动变阻器的最大值时 必须采用分压接法 x R 0 R 3 滑动变阻器最大电阻接入电路 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超过 待测电阻的额定值时 只能采用分压接法 V A 甲 Rx 3 多用电表 1 使用多用表时要注意什么 1 使用多用表的电压 电流挡 使用多用表测量电压 电流的方法 与单独使用电压表 电流表的方法基本上是 一样的 2 使用多用表的欧姆挡 机械调零 使用前先查看指针是否指在左端电阻为无 穷大的位置 如不是 则要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺 钉使指针正确定位 量程选择 扳动选择开关到合适的量程上 尽可能使 正式测量时指针停留在中间位置附近 也就是要尽可能利用中这一范围内 以 中 中 R R 4 4 减少测量误差 欧姆调零 短接两表笔 调整欧姆档的调零旋钮 使指针指在零欧姆处 注意每改变 一次量程 就要重新调零一次 数据读取 数据读取时 一要注意到欧姆刻度不是均匀的 不然估读会不正确 二要 注意读得的数据还应乘以量程的倍率 三是测量电路中的某一电阻阻值时 应该先把电源 切断 再把待测电阻和其他元件断开 之后再行测量 四是要注意手不要碰到表笔的金属 杆 以免人体电阻与待测电阻并联造成误差 结束工作 测量完毕后 一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到 OFF 挡上 以避免漏电或误操作 2 测量时怎样正确选择欧姆表的倍率 在实际测量时 可以通过改变倍率使指针指在的范围内 例如 开始时 中 中 R R 4 4 如发现指针向右偏得过多 即偏角过大 偏角过大 说明原倍率选得太大原倍率选得太大 可改选倍率小改选倍率小一些 直到 指针落在的范围内 中 中 R R 4 4 根据 Rx n关系式中 Rx为待测电阻的阻值 n 为所选的倍率 指 R 则表示从表盘上直接读得的数字 指 R 例如欧姆表中值电阻值为 15 待测电阻约为 1800 要较准确地测定该电阻应选用 哪一个倍率 可题设条件知 Rx 1800 而 R 中 15 为使测量较准确 R 指宜取 18 1800 n 18 n 100 所以应选 100 挡 3 用欧姆表测量电阻前和倍率换挡后 一定要重新进行欧姆调零 用欧姆表测量电阻前和倍率换挡后 一定要重新进行欧姆调零 4 多用电表的电流总是红进黑出红进黑出 4 电路实验器材的选择 1 选择器材的一般思路是按电源电源 电压表电压表 电流表电流表 变阻器变阻器顺序依次选择 2 选择电表选择电表首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使 用量程 并使指针有较大偏转 较大偏转 一般取满偏度的左右 以减少测量 3 2 时读数误差 3 分压接法 则应选用阻值较小 额定电流较大的滑动变阻器 1 有一个小灯泡上标有 4 V 2 W 的字样 现在要用伏安法描绘这个灯泡的UI图线 有 下列器材供选用 A 电压表 0 5 V 内阻 10 k B 电压表 0 10 V 内阻 20 k C 电流表 0 0 3 A 内阻 1 D 电流表 0 0 6 A 内阻 0 4 E 滑动变阻器 5 1 A F 滑动变阻器 500 0 2 A 1 实验中电压表应选用 电流表应选用 为使实验误差尽量减小 要 求电压表从零开始变化且多取几组数据 滑动变阻器应选用 用序号字母表示 2 请画出满足实验要求的电路图 并把由图 1 中所示的实验器材用实线连接成相应的 实物电路图 图 1 解析 1 因小灯泡的额定电压为 4 V 所以电压表应选用 A 小灯泡的额定电流 I 所以电流表应选用 D 小灯泡正常工作时的电阻为R 8 因为 P U U2 PRVRA Rx Rx为小电阻 电流表应采用外接法 要求电压表从零开始变化 故滑动变阻器采用 分压接法 为便于调节 滑动变阻器应选用 E 2 满足实验要求的电路图如图甲 接成的相应实物电路图如图乙 答案 1 A D E 2 见解析 2 某电流表的内阻约 50 现要测量其内阻 可选用的器材有 A 待测电流表 量程 2 mA B 电压表 量程 3 V 和 15 V C 滑动变阻器R1 最大阻值 10 D 电阻箱R2 阻值 0 1 999 9 E 电源E 电动势 4 V 内阻很小 F 开关 S 及导线若干 图 2 图 3 1 请在图 2 中完成实验电路图 2 请将图 3 的实物连线连接完整 3 计算电流表内阻的表达式为 RA 式中各符号的物理意义 解析 电流表满偏电压约 0 1 V 电压表 3 V 的量程远大于 0 1 V 若直接用电压表测 量电流表的电压 由于示数太小 偶然误差对测量结果影响很大 把电流表与电阻箱 串联 用电压表测其串联后的总电压 可以增大电压表的读数以减小偶然误差的影响 则电流表内阻rA R2 U是电压表的读数 I是电流表的读数 R2是电阻箱的电 U I 阻 由于滑动变阻器总阻值只有 10 因此采用分压电路供电 答案 1 如图甲 2 如图乙 3 R2 U是电压表的读数 I是电流表的读数 R2是电阻箱的电阻 U I 3 在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中 1 利用螺旋测微器测定合金丝的直径 示数如图 4a 所示 则可读得合金丝的直径为 mm 2 待测合金丝Rx的电阻约为 5 提供的仪器有 A 电压表 V 内阻约为 10 k 量程为 3 V B 电流表 A1 内阻约为 3 量程为 0 6 A C 电流表 A2 内阻约为 0 1 量程为 3 A D 滑动变阻器R 阻值为 0 5 额定电流为 2 A E 电源E 电动势为 5 V 内电阻为 1 F 一个开关 若干导线 要求较准确地测出其阻值 电流表应选 填序号字母 某同学根据以上仪器 按图 b 连接实验线路 在实验中发现电流表示数变化范围较 窄 现请你用笔在图 b 中画一条线对电路进行修改 使电流表示数的变化范围变宽 修改后的电路其测量结果比真实值偏 填 大 或 小 图 4 解析 1 螺旋测微器的固定刻度读数为 0 5 mm 可动刻度读数为 10 9 0 01 mm 0 109 mm 故合金丝的直径为 0 609 mm 2 把电源电压全部加在合金丝两端 电流为 1 A 左右 故选用量程为 3 A 的电流表 不合适 电流表应选量程为 0 6 A 的 为了使电流表示数的变化范围变宽 滑动变 阻器采用分压式接法 电路如图所示 电流表示数包括了通过电压表的电流 偏大 了 所以电阻测量结果偏小 答案 1 0 609 2 B 如图所示 小 4 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中 串联了一只 2 5 的保护 电阻R0 实验电路如图 5 所示 图 5 1 连好电路后 当该同学闭合开关 发现电流表示数为 0 电压表示数不为 0 检查各 接线柱均未接错 接触良好且未发生短路 他用多用电表的电压挡检查电路 把两表 笔分别接a b b c d e时 示数均为 0 把两表笔接c d时 示数与电压表示数 相同 由此可推断故障是 2 按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路 且把两表笔分别接c d时的实物 电路图以笔画线代导线连接起来 图 6 3 排除故障后 该同学顺利完成实验 测定下列数据 根据数据在下面坐标图中画出 UI图 由图 7 知电池的电动势为 内阻为 I A0 100 170 230 30 U V1 201 000 800 60 图 7 解析 描点是让这些点均匀分布在直线两侧 注意纵轴截距表示电池的电动势 斜率 表示内阻 答案 1 R断路 2 如图 3 如图 1 46 1 51 V 0 5 0 6 题组 2 实验仪器的使用和数据处理 5 完成下列读数 电流表量程一般有两种 0 0 6 A 0 3 A 电压表量程一般有两种 0 3 V 0 15 V 如图 8 所示 图 8 接 0 3 V 量程时读数为 V 接 0 15 V 量程时读数为 V 接 0 3 A 量程时读数为 A 接 0 0 6 A 量程时读数为 A 答案 1 88 9 4 0 82 0 16 6 如图 9 所示为一黑箱装置 盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路 a b 为黑箱的两个输出端 a端连接盒内电池的正极 图 9 1 为了探测黑箱 某同学准备进行以下几步测量 用多用电表的电阻挡测量a b间的电阻 用多用电表的直流电压挡测量a b间的输出电压 用多用电表的直流电流挡测量a b间的输出电流 你认为以上测量中不妥的有 填序号 理由是 2 若将黑箱内电源解除 他用多用电表粗测a b间的电阻 已经调零且选择开关指 向欧姆挡 10 挡位 发现指针的偏转角度太大 这时他应将选择开关换成欧姆挡 的 挡位 选填 100 或 1 调零后测量 其表盘及指针所指 位置如图 10 所示 则a b间的电阻为 图 10 解析 2 多用电表用欧姆挡测量时 如果指针偏转角度太大 说明所测电阻的阻值小 应当选用小量程进行测量 图中所示读数为 12 答案 1 用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻 用电流挡直接测量 可能会造成电源短路 2 1 12 例例 1 一电阻额定功率为 0 01 W 阻值不详 用欧姆表粗测其阻值约为 40 k 现有下列仪表元件 试设计 适当的电路 选择合适的元件 较精确地测定其阻值 电流表 量程 0 300 A 内阻 150 电流表 量程 0 1000 A 内阻 45 电压表 量程 0 3 V 内阻 6 k 电压表 量程 0 15 V 内阻 30 k 电压表 量程 0 50 V 内阻 100 k 干电池两节 每节电动势为 1 5 V 直流稳压电源 输出电压 6 V 额定电流 3 A 直流电源 输出电压 24 V 额定电流 0 5 A 直流电源 输出电压 100 V 额定电流 0 1 A 滑动变阻器 0 50 3 W 滑动变阻器 0 2 k 1 W 11 电键一只 连接导线足量 12 游标卡尺游标卡尺 图 7 3 4 cm 0 10 9 10 cm 0 10 1 2 3 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 4 5 6 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 由于游标卡尺在读数时要分辨游标上的哪一条刻线与主尺上的刻线对的最齐 这里已包含 了估读的因素 所以游标卡尺一般不再往下估读 螺旋测微器 主尺上的固定刻度的最小分度值为 0 5 mm 螺旋尺即可动刻度共有 50 个分度 当可动刻 度尺旋转一周时 它在主尺上前进或后退一个刻度 0 5mm 则可动刻度每转过一个分格时