电学实验(强烈推荐)：电表的组装和灵活应用

1、1、用以下器材测量一待测电阻rx的阻值（9001000q）： 电源e，具有一定内阻，电动势约为9.ov；电压表v,量程为jl.5v,内阻q = 750q；电压表v2，量程为5v,内阻r2 = 25000；滑动变阻器r，最大阻值约为100q； 单刀单掷开关k,导线若干。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。【解析】如图所示2.用以卞器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下:电流表ai （量程250ma,内阻匕为5q）；标准电流表a?（量程300ma,内阻约为5q）； 待测电阻ri （阻值约为100q）；滑动变阻器r2 （最大阻值10q）；电源

2、e （电动势约为10v,内阻r约为1q）；单刀单掷开关s,导线若干。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.需要直接测量的物理量是,用测的量表示待测电阻r】的计算公式是1 1"ki-7rr=|仅【解析】 实验电路图如图所示。两电流表a】、a?的读数为i】、12和电流表a】的内阻为g待测 电阻ri的阻值的计算公式是：r =人 '13、（从下表中选取出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表a】的内阻门，画在下面的 方框中，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测出多组数据。器材（代号）规格电流表（儿）量程lonia,内阻口待测（约40q）电流表（a

3、2）量程500 ua,内阻n=750 q电压表（v）量程10v,内阻r3=10kq电阻（rj阻值约100 q,作保护电阻用滑动变阻器（r2）总阻值约50 q电池（e）电动势1.5v,内阻很小电键（s）导线若干【解析】要测量电流表a】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，但根据本题所提供的仪器，我们可以首先肯定，在本实验屮不可能用到电压表，因为电 源的电动势只有1. 5v,而电压表的量程为10v,最多不到满偏的1/6,用它来读数误差太大,因此该实验能用到的电表只可能用两块电流表。两块电流表有可能串联，也有可能并联，但题目中电流表人2的内阻口 已知，因此将两电流表并联，根据

4、并联规律ir二kf2可求岀电流表a. 的内阻中处負。加在电流表两端的电压最大值ufi/2二0.375v,而滑动变阻的最大阻值只有50q,如果将滑 动变阻器接成限流，会超过电流表的量程，将它们烧坏。如果仅仅将滑动变阻器接成分压, 滑动变阻器可调节的范围很小，只有全长的1/4,这样测量的次数比较少。故应将定值电阻 r接在干路上用作限流，电路图如图所示。4、（2006年全国i、111）现要测量某一电压表的内阻。给酸器材有：待测电压表（量程2v,内酸 4kq）,电流表 （量程1.2ma阻约500q ）；直流电源e （电动势约 2.4v,内阻不计）；固定电阻3个：r尸4000q, r2=10000q ,

5、 r3=15000q ；电键s及导线若 干。要求测量时两电表指针偏转均超过英量程的一半。试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原 理图。（要求电路屮各器材用题屮给定的符号标出。）电路接通后，若电压表读数为u,电流表读数为/,则电压表内阻rv二o【解析】实验电路如图所示，若选用电阻 则并联电阻/?并=20000,电压表读数eu=尺并+ rma2.4” 一 2000 + 500 %200092>1v，er并+仏2.4 =o.ooo96awa>o“a,2000 + 500同理可得/?2局不符合要求，故选弘。电路接通后'通过"的电流1,=

6、,则通过电压表的电流为和以电 压表的内阻/?v= r'ul2 r、i_u【备考提示】本题涉及实验器材选取和电路设计等,对考生的分析综合能力提出了较高要求, 解答此类试题必须根据测量要求和所提供的器材，由仪表的选择原则和基本规律为分析的入 丰占ca待测干电池b.c.电流表a (006a,内电阻r2=0.20) d.e.滑动变阻器乙（最大阻值100q）fg.定值电阻r2=500qh定值电阻ri=100q 定值电 hl/?3=1.5kq电流表g （03ma,内电阻ri=20q）滑动变阻器甲（最大阻值10q）5、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室屮冇如下器材:开关、导线。由于没

7、有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选，定值电阻应选用o （填写 泄值电阻前的序号） 若某次测量中电流表g的示数为/,电流表a的示数为仏改变滑动变阻器的位置后，电流表g的示数为/ ,电流表a的示数为/2/。则可知此电源的内电阻测量值为r=,电动势测量值为e=o【解析】干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表， 故需要将电流表g改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到1.5v,则总电阻为1 5v而 f 故定值电阻应选用的序号航的电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的 在两次测量过程屮，通过电源的电流是两只电表的

8、电流z和，则根据全电路欧姆定律有e = /l（/?2+zi） + （/,+/2）r, e =+ 斤）+ （厂+门2厂解之,得厂=6、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据 （t和u分别表示小灯泡上的电流和电压）：i (a)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50u (v)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框屮画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范 围0-10q）、电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的u-i曲线.（

9、3）某电池的电动势是1.5v,内阻是2.0q.将本题中的灯 泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？【解析】（1）为了作出小灯泡的u-i曲线，必须采用分压的 方法;而因为小灯泡的电阻比较小，故采用电流表的外接法， 实验电路图见下图.（2）小灯泡的u-1曲线首先用描点法作出各个点，利用圆滑 的曲线连接即可得到下图。（3）作出u = e-ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安,ca)工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为p = ui=0. 28瓦.7、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：a. 待测的干电池（电动势约为1.5v,内电阻小于1.0q）b. 电流表g （满偏电

10、流3ma,内阻rg=10q）c. 电流表a（00. 6a,内阻0. 1q）d. 滑动变阻器ri（020q, 10 a）e.滑动变阻器r/0200q,1 a）f.定值电阻ro （990 q）g.开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了 操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）.（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的1-12图线（t.为电流表g的示数,l为电流表a的示数），则由图线可以得被测电池的电动势凸

11、v,内阻r=q o【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个 电流表，故可以通过改装来实现.因为定值电阻r。二990q,则电流表g与之串联较好，所以 合理的是b图所示的电路，滑动变阻应选d；根据全电路欧姆定律容易得到es"，即a科与科由li-i2图线可以看出，图线与纵轴的交点为1.48ma,即=1.48ma,故电动势叫+rge二1.48v；又因为图线的斜率a=/=l4h25=o力，即卫巴l = o.77,故 a/20.3% + r&r = 0.77q.8、某电压表的内阻在2050kq之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测

12、电压表v （量程3v）,电流表a】（量程200"）,电流表a2（量程5ma）,电流表a3 （量 程0.6a）,滑动变阻器r （最大阻值ikq）,电源e （电源电压为4v）,开关s.（1）所提供的电流表屮应选用（填字母代号）.（2）为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图10-9方框中画出符合要求的实验电 路（其中电源和开关及连线已画出）.【审题】测量电压表的内阻，从己知条件看，需测量通过电压表的 电流，因此，需估算通过电压表的最人电流来判断所用电流表的量 程。同时，滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻，控制电路应采 用分压接法。【解析】电压表的示数等于通过电压表的电流与木身内阻的乘积

13、，图10'9估算电路屮的最大电流为u所以应选电流表a1，与电压表串联在电路中.滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻.如杲用滑动变阻器连成限流电路，一则它对电路 的调控作用很不明显，二则是待测电压表分得的最小电压约为u' = -u=320x1°3 3 x4v = 3.8vre 图 10-10r + 心 103 +20x103大于电压表的量程，变阻器明显不能组成限流电路，这样变阻 器应作为分压器接在电路中，就不会出现上述问题，电路如图10-10 所示.【总结】对于电表的选择，必须先根据己知条件估算电路中的最大 电压或电流值，以此确定选用略大于且量程最小的电表。图 10-119

14、、有一改装的电流表仏需要与一标准电流表仏进行校对，采用 如图所示10-11的电路，其中e为电源，仏为一限流电阻，斤为 一可变电阻，s为电键，限流电阻能够限制电路屮的最大电流, 使z不超出电流表的量程过多，从而对电流表起保护作用。实 验屮已有的器材及其规格如下：蓄电池f （电动势6v,内阻约为0. 3q）,改装电流表a （fi程00.6a，内阻约为0. 1 q ）标准电流表a2 （量程o-o. 6a-3a,内阻不超过0. 04 q ） 实验中备有的电阻器规格如下：a. 固定电阻（阻值8q,额定电流2a）b. 固定电阻（阻值15q,额定电流2a）c. 滑动变阻器（阻值范围020q,额定电流2a）d

15、. 滑动变阻器（阻值范围0200q,额定电流2a）已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为6大格，要求从0. 1a起对每条刻线一一进行 核对，为此，从备用的电阻器中，凡应选用 ,斤应选用。（用字母代号填写）【审题】本题屮给出了固定限流电阻的选择，首先要明确其作用，实验要求电流范围在 0. l0.6a之间，即电路中仅有限流电阻吋的电流要略大于0.6a,同时要配合滑动变阻器， 保证电路屮的最小电流不超过0. lao【解析】已知改装表量程为00.6a，要求从0.1a起对每条刻线进行核对，所以，电路中最 大电流不能小于0. 6a,最小电流不能大于0. lao电源电动势为6v,根据欧姆定律尺总二宇， 电路中

16、最小总电阻不能大于10q,电路中除固定电阻和滑动变阻器外，其它电阻总阻值等 于0.44q,所以固定电阻皿应选用a （8q）；又因最大总电阻不能小于60q,滑动变阻器 应选用d （200q ）o【总结】（1）要正确理解限流电阻的限流作用一-使电路中的电流不超过电流表的量程过多， 应理解为：在保证电流表能达到满量程的条件下，通过电流表的电流不过大。所以限流电阻 的阻值不能大于使电流表达到满偏吋的阻值。（2）注意区分限流电阻与滑动变阻器的作用，限流电阻的作用是使电路屮的电流不要 过小（不小于0.6a）,而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小（不大于0. 1a）o10、测量某电阻r,的阻值.己

17、知心约为5 q左右.下表给出可供选择器材.请画出你所设计的 实验原理图（至少3种），并标明所选器材的规格或代号.备注：另有导线若干，各器材数目均只一个代号器材名称规格检流计g300 八 100 0b电流表a】0.6a > 0.1 0c电流表a23a > 0.02 qd电阴箱r0 999 9 qe电阻箱r209999 qf滑动吏阻器r3全电阻5 q , 2a电源3v > 0.01 qh开关s草刀单掷【审题】该题要求至少应用3种设计方案，需要熟练掌握测电阻的原理和方法，列出所有的 测电阻的基本方法，看题目屮给出的仪器是否适合，灵活利用、变通，充分发挥题目屮所给 仪器的作用。【解析

18、】方案一：应用伏-安法测电阻，见图10-16.选r2,还是选ri,就是出于对实验安全方面的考虑.r2与g 表，可改装成3v左右的电压表；乩与g表，只能改装成0.3v 左右电压表，这样小的电压表既不能安全实验，也不能进行精 确测量.电流表外接而不内接，是出于对实验结果精确程度的考虑.因为改装后的电压表内阻远大于出，这样测量系统误差较小选血表，而不选a2表是出于精 确读数的考虑血、a2诚然都能满足安全的要求，但小量程表读数相对误差要小得多，显然 这是精确原则的应用.r3作为控制线路的主元件，其控制电压方便与否，与心、rx值相对大小有关.当两电阻 相近时，为了线路简单、经济，控制电路适宜用限流接法，这主要是出于实验操作是否方便 的考虑.方案二：应用全电路欧姆定律测电阻.见图10-17.原理：令&短路，调ri,测得l后，由全电路欧姆定律得e二h (t+r.+o+ra)接着去掉短路线，可得12,同理得e=i2 (t+ri+rx+ra)可求 rx图 10-18讨论：用乩为何不用r2?显然是考虑了测塑方便问题，是方便原则的应用.因为r调 节时能用到0. 1q变化,对电流调整是有利的.图2设计较图1,主要是考虑了节省器材原则， 这也可以说是经济原则的应用.方案三：欧姆表