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文档简介

专题44电学实验基础

题型一常用仪器的读数..........................................................................................................................1

题型二测量电路与控制电路的选择....................................................................................................10

题型三实验器材的选取与实物图的连接............................................................................................18

课时精练...........................................................................................................................................................30

题型一常用仪器的读数

1.螺旋测微器

(1)构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度。

(2)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后

退0.5mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的精

确度为0.01mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。

(3)读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。

如图所示,固定刻度示数为2.0mm,半毫米刻度线未露出,则可动刻度示数为15.0,最后的读数为:2.0

mm+15.0×0.01mm=2.150mm。

2.游标卡尺

(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图所示)

(2)用途:测量厚度、长度、宽度、内径、外径等。

(3)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的差值制成。

刻度格数刻度每小格与精确度

(分度)总长度1mm的差值(可精确到)

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的格数,

则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。

3.常用电表的读数

先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确

定精确度,按照指针的实际位置进行读数。

(1)0~3V的电压表和0~3A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A,看清楚指

针的实际位置,读到小数点后面两位。

1

(2)对于0~15V量程的电压表,精确度是0.5V,在读数时只要求读到小数点后面一位,这时要求“格估

5

读”,即读到0.1V。

(3)对于0~0.6A量程的电流表,精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格

估读”,即读到最小刻度的一半0.01A。

1

:(1)“10.10.01…”()

注意最小分度是、、、时,估读到最小分度的10即估读到最小分度的下一位。

1

(2)“20.20.02…”()

最小分度是、、、时,估读到最小分度的2即估读到最小分度的本位。

1

(3)“50.50.05…”()

最小分度是、、、时,估读到最小分度的5即估读到最小分度的本位。

【例题精讲】

1.如图为某同学正确使用游标卡尺测量窄口瓶深度的测量结果,则深度为()

A.40mm+0.05mm×8=40.40mm

B.40mm+0.05mm×8.0=40.400mm

C.42mm+0.05mm×8=42.40mm

D.42mm+0.05mm×8.0=42.400mm

【答案】C

【解答】解:先读取主尺上对齐游标尺0刻度的刻度为42mm,再读取20分度游标尺第8条对齐刻度的读数

为0.05mm×8,两者相加得到深度,即42mm+0.05mm×8=42.40mm,故C正确,ABD错误。

故选:C。

2.游标卡尺是常用的测量工具,若所用卡尺为20分度尺,则下面读数正确的是()

A.读数为:19.50mm

B.读数为:5.15mm

C.读数为:2.3mm

D.读数为:23.25mm

【答案】D

【解答】解:A、游标卡尺主尺读数20mm,游标上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×

10mm=0.50mm,所以最终读数为:主尺读数+游标读数为20mm+0.50mm=20.50mm,故A错误;

B、游标卡尺主尺读数50mm,游标上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×3mm=0.15mm,

所以最终读数为:主尺读数+游标读数为50mm+0.15mm=50.15mm,故B错误;

C、游标卡尺主尺读数2mm,游标上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×6mm=0.30mm,

所以最终读数为:主尺读数+游标读数为2mm+0.30mm=2.30mm,故C错误;

D、游标卡尺主尺读数23mm,游标上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×5mm=0.25mm,

所以最终读数为:主尺读数+游标读数为23mm+0.25mm=23.25mm,故D正确。

故选:D。

3.在测量金属丝电阻率的实验中,小张同学利用游标卡尺测量其直径的过程如图所示,甲图为校零时的示数,

乙图为测量时的示数,则金属丝的直径为()

A.4.8mmB.5.5mmC.5.8mmD.6.2mm

【答案】C

【解答】解:根据游标卡尺校零示意图甲,可知存在的误差为Δd=﹣3×0.1mm=﹣0.3mm

乙图游标卡尺读数为固定尺读数5mm,游标尺读数5×0.1mm=0.5mm,故d=5mm+5×0.1mm=5.5mm

则金属丝的直径为d﹣Δd=5.5mm﹣(﹣0.3mm)=5.8mm

故选C。

4.某同学用螺旋测微器测量一直径如图所示,由图可知该直径为()

A.4.700mmB.4.70mmC.4.200mmD.4.20mm

【答案】A

【解答】解:螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读

数为4.5mm+0.200mm=4.700mm,故A正确,BCD错误。

故选:A。

5.如图所示,在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学使用螺旋测微器测量金属丝的直径,该读数为()

A.0.480mmB.0.580mmC.0.980mmD.1.020mm

【答案】C

【解答】解:螺旋测微器的精确值为0.01mm,金属丝的直径为d=0.5mm+48.0×0.01mm=0.980mm

故ABD错误,C正确。

故选:C。

6.游标卡尺和螺旋测微器都是物理实验中常用的测量工具,如图是用游标卡尺和螺旋测微器测量某样品的长度

和直径时的读数情况,下列说法正确的是()

A.游标卡尺所测样品的长度为5.10cm

B.游标卡尺所测样品的长度为5.010cm

C.螺旋测微器所测样品的直径为4.70mm

D.螺旋测微器所测样品的直径为9.200mm

【答案】B

【解答】解:AB、游标卡尺的最小分度值为0.05mm,

主尺的读数为50mm,

游标尺读数为2×0.05mm=0.10mm

所以最终读数为:50mm+0.10mm=50.10mm=5.010cm

故A错误,B正确;

CD、螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,

螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,

可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm,

所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm.

故CD错误。

故选:B。

7.如图甲,螺旋测微器由于使用磨损暂时无法调零(测量前使测微螺杆与测砧接触,可动刻度左边缘无法与零

刻度线对正)。某同学测量金属丝直径的情况如图乙所示,则该金属丝的直径应该为()

A.0.22mmB.0.24mmC.0.26mmD.0.260mm

【答案】D

【解答】解:螺旋测微器的精确度是0.01mm,图甲的起始读数为﹣2.0×0.01mm=﹣0.020mm,测量时的读

数为24.0×0.01mm=0.240mm,则金属丝的直径为d=0.240mm﹣(﹣0.020)mm=0.260mm,故D正确,

ABC错误。

故选:D。

8.某次“导体电阻率的测量”实验中,电压表(0~3V量程)的指针位置如图所示,则读数为_____V()

A.2.40B.2.400C.12.0D.12

【答案】A

【解答】解:该电压表的精确度为0.1V,根据电压表的读数规则,其读数为2.40V,故A正确,BCD错误。

故选:A。

9.下列读数正确的是()

A.如果选择直流电压50V的挡位,左图测得的电压值为23.0V

B.如果选择直流电流1mA的挡位,左图测得的电流值为0.48mA

C.如果选择欧姆挡×10的倍率,左图测得的电阻值为17Ω

D.游标卡尺的读数为5.01cm

【答案】A

【解答】A、如果选用直流电压50V量程,对应表盘最上方0~50的刻度,精确度为1V,由图可见指针约

在第23小格处(满刻度50小格),故读数约为23.0 V,故A正确;

B、若选用直流电流1 mA量程,则表盘同样使用0~50刻度,每小格对应0.02 mA,即,精确度为0.02mA,

图中指针约在第23小格附近,读数应约为0.46 mA,并非0.48 mA,故B错误;

C、如果选择欧姆挡×10的倍率,示数为17乘以10,则电阻为170Ω,故C错误;

D、游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为50mm+2×0.05mm=50.10mm=5.010cm,故D错误。

故选:A。

10.以下测量仪器读数可能正确的是()

A.1.50cm

B.3.2N

C.3.14mm

D.2.6v

【答案】A

【解答】解:A.图中刻度尺的最小分度值为1mm,则读数为15.0mm=1.50cm,故A正确;

B.图中弹簧测力计的最小分度为0.1N,则读数为3.20N,故B错误;

C.图中游标卡尺的最小分度值为0.1mm,读数为

31mm+4×0.1mm=31.4mm

故C错误;

D.图中电压表最小分度为0.1V,则读数为2.60V,故D错误。

故选:A。

11.下列读数正确的是()

A.如果选择直流电压50V的挡位,图1测得的电压值为22.0V

B.如果选择直流电流1mA的挡位,图1测得的电流值为0.44A

C.如果选择欧姆挡×10的倍率,图1测得的电阻值为19Ω

D.游标卡尺的读数为5.01cm

【答案】A

【解答】解:A.如果选择直流电压50V的挡位,精确度为1V,根据电压表的读数规则,图1测得的电压

值为22.0V,故A正确;

B.如果选择直流电流1mA的挡位,精确度为0.02mA,图1测得的电流值为0.44mA,故B错误;

C.如果选择欧姆挡×10的倍率,图1测得的电阻值为18×10Ω=180Ω,故C错误;

D.游标卡尺的精确度为0.05mm,其读数为50mm+2×0.05mm=50.10mm=5.010cm,故D错误。

故选:A。

12.欧姆表的内部结构如图甲所示,先将a、b两表笔短接,表头满偏,再将阻值为R0的电阻接在a、b之间,

发现指针正好指向灵敏电流计表盘的正中央;某个欧姆表的表盘,用来测量某个电阻时,指针的刻度如图乙

所示,设指针向右的偏角为θ,下列说法正确的是()

A.乙图的读数为13Ω

B.甲图欧姆表的内阻为2R0

C.a是红表笔、b是黑表笔

D.对乙图,重新欧姆调零来测阻值更大的电阻时,指针向右的偏角一定小于θ

【答案】C

【解答】解:A.因为乙图没给欧姆表的倍率,所以读数可能是13Ω、130Ω、1300Ω等,故A错误;

퐸퐸

B.对甲图,根据闭合电路的欧姆定律,满偏时有퐼푚=,同理,半偏时有0.5퐼푚=,则R内=R0,

푅内푅内+푅0

故B错误;

C.对于欧姆表测量电阻时,电流由红表笔流进,黑表笔流出,则红表笔接内部电源的负极,黑表笔接正极,

故C正确;

D.对乙图,若增大欧姆表的倍率,再来测量阻值更大的电阻,指针向右的偏角可能小于θ,也可能大于θ,

还可能等于θ,故D错误。

故选:C。

13.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,用多用电表的电阻“×100”挡,按正确的操作步骤

测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为()

A.2500ΩB.500ΩC.570ΩD.2200Ω

【答案】D

【解答】解:根据欧姆表的读数规则,其读数为22×100Ω=2200Ω,故D正确,ABC错误。

故选:D。

14.用20分度的游标卡尺测量某小球的直径d,示数如图所示,则该小球的直径d=20.70mm。

【答案】20.70

1푚푚

【解答】解:20分度游标卡尺的精度为=0.05푚푚,主尺读数为20mm,游标读数为0.05×14=

20

0.70mm,所以最终读数为20.70mm。

故答案为:20.70

15.如图所示,用螺旋测微器测金属棒直径,其读数为6.125mm

【答案】6.125。

【解答】解:螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为6mm+12.5×0.01mm=6.125mm。

故答案为:6.125。

16.用游标卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度L=50.20mm;

用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D=4.700mm。

【答案】50.20,4.700。

【解答】解:游标卡尺的最小分度值为0.05mm,读数为5cm+4×0.05mm=50.20mm;

用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D=4.5mm+20×0.01mm=4.700mm。

故答案为:50.20,4.700。

17.①用游标卡尺测某容器的深度h,示数如图1所示,则该容器的深度h=50.70mm。

②实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径,示数如图2所示。则该金属丝的直径为0.753mm。

【答案】①50.70。②0.753。

【解答】解:①游标卡尺的精确度为0.05mm,其读数为50mm+14×0.05mm=50.70mm。

②螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为0.5mm+25.3×0.01mm=0.753mm。

故答案为:①50.70。②0.753。

18.游标卡尺和螺旋测微器是生产实践中常用的测量工具,图甲中游标卡尺的读数为0.230cm;图乙中螺

旋测微器的读数为3.775mm。

【答案】0.230,3.775。

【解答】解:根据20分度游标卡尺(精度0.05mm)游标尺上的第6个刻度线和主尺的对齐,则读数为l=

2.0mm+0.05×6mm=2.30mm=0.230cm

螺旋测微器的精度为0.01mm,读数为3mm+0.5mm+27.5×0.01mm=3.775mm

故答案为:0.230,3.775。

题型二测量电路与控制电路的选择

1.电流表的内、外接法

电流表内接法电流表外接法

电路图

电流表分压电压表分流

误差原因

U测=Ux+UAI测=Ix+IV

푈测푈测푅푥푅V

R测==Rx+RA>RxR测==<Rx

电阻测量值퐼测퐼测푅푥+푅V

测量值大于真实值测量值小于真实值

适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

两种接法当RA≪Rx或Rx>푅A푅V时,选用电流表内接法

选择标准当RV≫Rx或Rx<푅A푅V时,选用电流表外接法

2.滑动变阻器两种连接方式

(1)两种连接方式对比

限流式接法分压式接法对比说明

电路图串、并联关系不同

负载R上电压调节范

푅퐸≤≤分压电路调节范围大

+≤U≤E0UE

围(不计电源内阻)푅푅0

闭合S前滑片位置b端a端都是为了保护电路元件

(2)滑动变阻器两种接法的选择

滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式接法

结构简单、耗能少,优先使用限流式接法。

滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:

①要求电压表能从零开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大;

②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);

③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。

3.实验误差分析

(1)系统误差

①伏安法测电阻系统误差来源:电压表的分流或电流表的分压。

②减小系统误差

根据题目中给出的电阻大约值,选用合适的实验器材,采用误差小的实验方案(如电流表的内、外接法)。

③消除系统误差

题目给定的条件充分(电表内阻已知),合理设计电路可消除系统误差。

(2)偶然误差

①电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。

②描点、计算等对数据处理造成的误差。

③通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。

【例题精讲】

1.如图所示,用电流表(内阻约4Ω)和电压表(内阻约3kΩ)测量电阻R的阻值。某次按照如图所示电路的

测量情况:电流表的示数是5mA,电压表的示数是2.5V。下列说法正确的是()

A.测量值500Ω等于电阻R的真实值

B.测量值500Ω略小于真实值

C.测量值500Ω略大于真实值

D.如果采用电流表外接法测量,结果更加精确

【答案】C

푈2.5

【解答】解:根据欧姆定律可得测量值为R==훺=500훺,因为是采用的电流表内接法,误差来

퐼5×10−3

3

源于电流表的分压,所以测量值大于真实值。因为푅퐴푅푉=4×3×10훺=2030훺<500훺,所以采用电流

表内接法比较精确,故C正确,ABD错误。

故选:C。

2.如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9V,电流表示数为0.30A;

当开关S接b点时,电压表示数为10V,电流表示数为0.25A,则()

A.电压表示数相对变化显著

B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确

C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值

D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值

【答案】B

【解答】解:A.由题意可得

훥푈훥퐼

<

푈1퐼1

电流表示数相对变化显著,故A错误;

B.由于电流表示数相对变化显著,说明电压表分流作用较大,要选择电流表内接法测量,即开关S应接在

b点,故B正确;

CD.开关S接在b点时,Rx的测量值偏大,而S接在a点时,Rx的测量值偏小,故CD错误;

故选:B。

3.某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为0.6Ω,

测量时把电压表示数和电流表示数的比值作为Rx的测量值,那么有关待测电阻Rx的说法正确的是()

A.Rx的测量值比真实值小

B.Rx的真实值为79.4Ω

C.Rx的真实值为80Ω

D.由于电流表的分压,无法得到Rx的真实值

【答案】B

푈

【解答】解:根据欧姆定律퐼=

푅푥+푅퐴

푈16

代入数据푅=−푅=훺−0.6훺=79.4훺

푥퐼퐴0.2

待测电阻的真实值Rx=79.4Ω

故B正确,ACD错误。

故选:B。

4.用伏安法测电阻时,电路接法有两种,如图所示,则()

A.乙图的测量值更接近真实值

B.为了减小误差,测量小电阻时宜采用甲图

C.采用甲图,测量的电阻值比真实值小

D.采用乙图,真实的电阻值比测量值大

【答案】D

【解答】解:CD.甲图是电流表内接,电流表所测的电流值是准确的,由于电流表的分压作用,电压表测

푈

量值偏大,由欧姆定律푅=可知测量的电阻值偏大;乙图是电流表外接,电压表所测的电压是准确的,由

퐼

于电压表的分流作用,使得电流表测量值偏大,所以测量的电阻值偏小,真实的电阻值比测量值大,故C错

误,D正确;

AB.甲图中要想让电压表的误差减小,则应使电流表分得的电压减小,则待测电阻越大,误差越小,故测

量大电阻时宜采用甲图;乙图中要想让电流表的误差减小,则应使电压表分得的电流减小,故测量小电阻时

宜采用乙图,故AB错误。

故选:D。

5.如图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是()

A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法

B.图甲中R测>R真,图乙中R测<R真

C.图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻

D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差

【答案】D

【解答】解:A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法,故A错误;

푈

B.图甲中,由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,由푅=可知,R<R

퐼测真

푈

图乙中,由于电流表的分压作用,导致电压测量偏大,由푅=可知,R>R,故B错误;

퐼测真

C.结合上述分析可知,图甲中,待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小

电阻,故C错误;

D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,可以计算待测电阻两端的电压,此法将没有系统误

差,故D正确。

故选:D。

6.某小组探究在“限流电路”和“分压电路”中滑动变阻器最大阻值对电压调节的影响,设计如下实验。

(1)在探究“限流电路”时,用电阻箱替代滑动变阻器,设计了图(a)的电路图。已知Rx1=10Ω,调节

R1,记录电阻箱阻值R1和电压表读数U,绘制U﹣R1图像如图(b)。

分析图(b)可知,采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值选择B最合理。

A.5Ω

B.50Ω

C.100Ω

(2)在探究“分压电路”时,在图(c)的基础上,用两个电阻箱R1、R2替代滑动变阻器R,设计电路如

图(d),R1+R2=Rm(Rm为滑动变阻器的最大阻值),最大阻值Rm分别取1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω。

푅2

已知Rx2=100Ω取Rm=1Ω,调节R1和R2,记录电阻箱阻值R1和R2及电压表读数U,绘制푈−图

푅1+푅2

像,如图(e)中图线①。改变Rm值,重复上述过程,共得到四条图线。

分析图(e)可知,若使电压U调节范围尽量大些,则最应排除①;若使电压U随滑动变阻器滑片移

动趋于均匀变化,则最应排除④。(选填“①”、“②”、“③”或“④”)

(3)某同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm越小越好。该观点不正确

(选填“正确”或“不正确”),请简要说明理由:见解析。

【答案】(1)B;(2)①、④;(3)不是;见解析。

【解答】解:(1)采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器作为限流元件;若阻值过小,调

节滑动变阻器的滑动片时,电流变化不明显;若阻值过大,不方便调节滑动变阻器的滑动片,当滑动变阻器

的滑动片有微小变化,电路在的电流就会有显著变化;滑动变阻器的阻值与待测电阻相当,既能起到限流主

要,又方便调节,故AC错误,B正确。

故选:B。

(2)分析图(e)可知,图线①的电压调节范围约为0~2V,为了使电压U调节范围尽量大些,则最应排

除的是图线①;

푅2

图线④在>0.8,出现了明显的弯曲,使电压U随滑动变阻器滑片移动趋于均匀变化,则最应排除

푅1+푅2

图线④;

(3)根据上述(2)分析可知,当RM=1Ω时,电压调节范围最小,用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻

器的最大阻值Rm并不是越小越好;因此当滑动变阻器最大阻值过小时,电压调节范围会过小。

故答案为:(1)B;(2)①;④;(3)不是;见解析。

7.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω.为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:

A.电流表A1量程300mA,内阻约1Ω.)

B.电流表A2量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.电压表V1量程3.0V,内阻约3kΩ)

D.电压表V2量程15.0V,内阻约5kΩ)

E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)

F.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)

G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)

H.开关、导线若干

为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):

电流表A,电压表C、滑动变阻器E.应采用的电路图为图中的B.

【答案】见试题解答内容

푈

【解答】解:电阻额定电流约为:퐼==0.3퐴=300mA,电流表应选A;

푅

额定电压为3V,电压表应选C;电阻丝的电阻值仅约10Ω,与100Ω的滑动变阻器的电阻值相差较大,所以

滑动变阻器阻值越小调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选E;

푅푉푅푥

根据选择的器材计算≈300>=10,即电压表的内阻远大于待测电阻,故电压表的分流可以忽略,电

푅푥푅퐴

路采用电流表外接法;

由于实验要提高精度,也需要测量多组数据,则滑动变阻器要用分压接法

综合以上两点,只有电路图B符合要求;

故答案为:A;C;E;B.

(多选)8.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器

的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是()

A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路

B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端

C.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零

D.要求Rx上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接

【答案】BD

【解答】解:A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法,是一上两下共有三个接线柱连入电路,故A错

误;

B.在闭合开关测量前,为确保电路安全,甲图中滑动变阻器应该全部接入电路,滑片P应置于b端,乙图

中Rx两端的电压应该从零开始变化,滑片P也应置于b端,故B正确;

C.图乙属于分压式接法,待测电阻上的电压可以调到零;图甲属于限流式接法,滑片滑到b时,待测电阻

两端的电压最小,但无法调节到零,故C错误;

D.乙图中电压和电流都可以从零开始,而甲图中电压和电流都无法调节到零,故图乙的电压和电流调节范

围较大,故D正确。

故选:BD。

9.某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:

A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)

B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)

D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)

E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)

F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)

G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)

H.开关、导线若干

(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表A.电压

表C.滑动变阻器E.

(2)应采用的电路图为下列图中的B或C.

【答案】A;C;E;B或C

푈3

【解答】解:(1)根据欧姆定律,流过电阻的最大电流I=≈=0.3A故电流表选A;

푅10

电阻额定电压为3V则电压表选C即可;

为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻器,为了方便调节,滑动变阻器选小阻值的E.

푅푉푅

(2)>即被测电阻为小电阻,选取电流表外接,题目要求为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻

푅푅퐴

分压式或限流式.故电路图选B或C.

故答案为:(1)A,C,E;(2)如图;(3)B或C.

10.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω,为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:

A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)

B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)

D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)

E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)

F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)

G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)

H.开关、导线若干

(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表A.电压

表C.滑动变阻器E.

(2)应采用的电路图为图中的B.

【答案】A;C;E;B

푈3

【解答】解:(1)根据欧姆定律,流过电阻的最大电流约为I===0.3A故电流表选A;

푅10

电阻额定电压为3V则电压表选C即可;为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式接法,为了方便

调节,滑动变阻器选小阻值的E.

푅푉푅

(2)由实验器材可知:>即被测电阻为小电阻,选取电流表外接,题目要求为了尽可能提高测量准确

푅푅퐴

度,选择滑动变阻分压式.故电路图选B.

故答案为:(1)A;C;E;(2)B.

题型三实验器材的选取与实物图的连接

1.实验器材选择的技巧

1

(1)电压表、电流表:不超过量程,且要超过满偏刻度的。有时也可以从测量数据来确定选择的电表。

3

(2)滑动变阻器:分压式接法选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器,限流式接法选最大阻值为待测

电阻2~3倍的滑动变阻器。电流表半偏法测电阻,滑动变阻器选阻值大的。

(3)定值电阻:若用于电表改装,阻值与改装后的量程匹配,若用于保护电路,应使电流表、电压表读数在

满偏刻度的1以上且不超过电流表、电压表量程。

3

2.实物图连接的注意事项

(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单

线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。

(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。

(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。

(4)滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别

连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)。

【例题精讲】

1.从如表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可

能高的测量精度。

器材(代号)规格

待测电阻(Rx)阻值约10kΩ

电流表(A1)0~300μA,内阻约100Ω

电流表(A2)0~0.6A,内阻约0.125Ω

电压表(V1)0~3V,内阻约3kΩ

电压表(V2)0~15V,内阻约15kΩ

滑动变阻器(R)总阻值约50Ω

电源(E)电动势3V,内阻很小

电键(S)

导线若干

(1)电流表应选用A1,电压表应选用V1。

(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(3)在实验中,有的同学连成如图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接

线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在图中表格

相应的位置中。

接线错误引起的后果改正的方法

ce不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源撤消ce连线。

【答案】(1)A1;V1;(2)见解析;(3)ce;不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源;

撤消ce连线。

퐸3

【解答】解:(1)根据闭合电路的欧姆定律,通过电阻的电流最大约为퐼==퐴=3×10−4

푅10×103

퐴=300휇퐴

为了减小误差,电流表选择量程为300μA的电流表A1;

由于电源的电动势为3V,为了减小误差,电压表选择3V量程的V1。

(2)由于滑动变阻器的阻值较小,为了保证电路安全且能测多组数据,因此滑动变阻器采用分压式接法;

푅푉3000푅푥10000

由于==0.3<==100,因此电流表采用内接法

푅푥10000푅퐴100

综上分析,实物连接图如图所示:

(3)接线错误的两个接线柱是ce,因为它接起来后,电压表与电源直接连接,变阻器的滑片如何滑动都不

会影响电压表示数的变化了,当滑动滑片移动到最下端时,电源也可能短路,故是不可以的,应该将其去掉

才行。

故答案为:(1)A1;V1;(2)见解析;(3)ce;不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源;

撤消ce连线。

2.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:

A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”

B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)

C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)

D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)

E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)

G.滑动变阻器(最大阻值为5Ω,额定电流1.0A)

H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)

I.电键及导线等

(1)为了使实验误差最小,电流表应选用C;电压表应选用D;滑动变阻器应选用G。(只

需填器材前面的字母即可)

(2)请在虚线框内画出实验电路图并在实物图中完善连线。

【答案】(1)C;D;G;(2)如上图所示。

푃1.5

【解答】解:(1)根据P=UI解得퐼==퐴=0.5퐴

푈3

为了读数更准确电流表应选C;

小灯泡的额定电压是3V,因此电压表选D;

小灯泡的电压需要从零开始测量,滑动变阻器选用分压连接,滑动变阻器选G;

(2)小灯泡电阻小,选择电流表外接,滑动变阻器分压接法,电路图如图

依照电路图,连接实物图如图

故答案为:(1)C;D;G;(2)如上图所示。

3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为50Ω,除了开关、导线外,提供的器材还有:

A.电池组(电动势3.0V,内阻约为1Ω)

B.电流表(量程0~100mA,内阻约为0.05Ω)

C.电流表(0~3A,内阻约为0.01Ω)

D.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)

E.滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)

F.滑动变阻器R2(0~500Ω,允许最大电流0.3A)

(1)某同学用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示,该金属丝的直径为1.705mm。

(2)为了获得多组数据,尽量精确测量待测金属丝的电阻值,电流表应选B,滑动变阻器应选E

(填序号)。根据所选择的仪器,设计实验电路并在答题卡的虚线框中画出实验电路图。

(3)若测得金属丝的直径用d表示,金属丝的长度用L表示,电阻用R表示,则该金属丝的电阻率ρ=

휋푑2푅

。

4퐿

휋푑2푅

【答案】(1)1.705;(2)B;E;见解析;(3)。

4퐿

【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,金属丝的直径为d=1.5mm+20.5×0.01mm=1.705mm

(2)电路中的最大电流为

퐸3.0

퐼푚푎푥==퐴=0.06퐴=60푚퐴

푅푥50

1

为使电流表指针偏转角度超过,所以电流表应选量程为0~100mA。

3

故选:B。

为使测量尽量精确,滑动变阻器采用分压式,所以滑动变阻器选阻值较小的R1。

故选:E。

푅푥50푅푉3000

由于==1000>==60

푅퐴0.05푅푥50

因此电流表采用内接法,电路如图所示:

퐿휌퐿

(3)根据电阻定律푅=휌=1휋푑2

푆4

휋푑2푅

解得电阻率휌=。

4퐿

휋푑2푅

故答案为:(1)1.705;(2)B;E;见解析;(3)。

4퐿

4.实验室提供的器材列在表中,请从其中选择合适的实验器材来测量电阻Rx的阻值。要求:能得到多组数据

并有尽可能高的测量精度。

器材(代号)规格

待测电阻(Rx)阻值约10kΩ

电流表(A1)0~300μA,内阻约100Ω

电流表(A2)0~0.6A,内阻约0.125Ω

电压表(V1)0~3V,内阻约3kΩ

电压表(V2)0~15V,内阻约15k

滑动变阻器(R)总阻值约50Ω

电源(E)电动势3V,内阻很小

开关(S),导线若干

(1)电流表应选用A1,电压表应选用V1。

(2)在图甲中完成实物连线,保证开关闭合时电表的示数最小。

(3)图乙为某同学的实验电路,其中、b、c、…、k是表示实验器材接线柱的字母。请将图中接线错误(用

导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤除或增添)填在表中。

接线错误引起的后果改正方法

cdR失去调节作用,可能使电源短路撤除

(4)某同学完成上述实验后,想进一步测量表中电源的电动势和内电阻。选用表中的实验器材,能

(填“能”或“不能”)测量该电源的电动势和内电阻。

【答案】(1)A1;V1;(2)见解析;(3)cd;R失去调节作用,可能使电源短路;撤除;(4)能

【解答】解:(1)由于电动势E=3V,内阻很小,则电压表应该选V1,待测电阻Rx阻值约10kΩ,则最大

퐸3

电流约为:퐼==퐴=300휇퐴

푅푥10×10−3

所以电流表应选用A1;

(2)滑动变阻器采用分压器接法,电流表的内电阻远小于Rx,所以采用内接法,如图所示:

(3)ce接线错误,这样接等于滑动变阻器并联接入电路,当滑片位于d端时,会引起全电路短路,有可能

烧坏电源,所以应将ce去掉;

(4)实验仪器有电流表、电压表、滑动变阻器,可以用伏安法测电源电动势、内阻.

故答案为:(1)A1;V1;(2)见解析;(3)cd;R失去调节作用,可能使电源短路;撤除;(4)能

5.从表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可能

高的测量精度。

器材(代号)规格

待测电阻(Rx)阻值约10kΩ

电流表(A1)0~300μA,内阻约100Ω

电流表(A2)0~0.6A,内阻约0.125Ω

电压表(V1)0~3V,内阻约3kΩ

电压表(V2)0~15V,内阻约15kΩ

滑动变阻器(R)总阻值约50Ω

电源(E)电动势3V,内阻很小

电键(S)

导线若干

(1)电流表应选用A1,电压表应选用V1。

(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(3)在实验中,有的同学连成图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接线

错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在表格相应的

位置中。

接线错误引起的后果改正的方法

ce会引起全电路短路,可能烧坏电源撤消ce

【答案】见试题解答内容

【解答】解:(1)由于电动势E=3V,内阻很小,则电压表应该选V1,

퐸3

待测电阻Rx阻值约10kΩ,则最大电流约为I==A=300μA,所以电流表应选用A1;

푅푥10×10−3

(2)滑动变阻器采用分压器接法,电流表的内电阻远小于Rx,所以采用内接法,如图所示:

(3)ce接线错误,这样接等于滑动变阻器并联接入电路,当滑片位于d端时,会引起全电路短路,有可能

烧坏电源,所以应将ce去掉。

故答案为:(1)A1、V1;(2)如图所示;(3)ce;引起全电路短路,有可能烧坏电源;撤消ce。

6.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:

A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”

B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)

C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)

D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)

E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)

F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)

G.电源(电动势为4.0V,内阻不计)

H.电键及导线等

(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用C;滑动变阻器应选用F。(只需填器材前面的字母

即可)

(2)请在虚线框内画出实验电路图。

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I﹣U坐标系中,描绘出如图甲所示的小灯泡的伏

安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断图乙中正确的是BD(图中P为小灯泡的功率)

【答案】见试题解答内容

푃1.5

【解答】解:(1)因灯泡的额定电压为3.0V,由P=UI得,灯泡的额定电流I===0.5A,故电流表

푈3

应选择0~0.6A的量程,故选C;

而由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法

中应选总阻值小的滑动变阻器,故选F;

(2)在用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线的实验中,电压要从零开始变化,并要多测几组数据,故只能

采用滑动变阻器分压接法;因电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示。

푈2

(3)由b图知电阻随小灯泡两端电压的增大而增大,P=,P﹣U2图像的斜率表示电阻的倒数,故斜率

푅

应该越来越小,故B正确;

P=I2R,P﹣I2图像的斜率表示电阻,故斜率应该越来越大,故D正确;

故选:BD;

故答案为:(1)C;F;(2)如图所示;(3)BD

7.现要研究小灯泡在不同电压下的功率情况,实验室备有下列器材供选择:

A.待测小灯泡“3.0V0.6W”

B.电流表(量程200mA,内阻约为20Ω)

C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)

D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)

E.电压表(量程6.0V,内阻约为20kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)

G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)

H.电源(电动势为4.0V,内阻约为0.2Ω)

I.电键及导线等

(1)为了使实验测量误差小,电压变化范围尽量大,电流表应选用B;电压表应选用D;滑动变

阻器应选用G.(填写器材前面的字母)

(2)如图所示实验电路图中开关S应断开(填写“闭合”或“断开”),电压表V的一端C应接电流

表A的a端(填写“a”或“b”).

【答案】见试题解答内容

푃0.6

【解答】解:(1)灯泡额定电流I===0.2A,电流表选B(量程200mA,内阻约为20Ω);

푈3

灯泡额定电压是3V,电压表选D.电压表(量程

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