多情的公子
范文一：高考物理电学实验
近三年电学实验
一、 方法篇:(以测阻为原理为基础的各种变形)核心欧姆定律，具体的呈现形式;
(1)直接测量(欧姆表)原理为闭合电路欧姆定律通过电流来换算被测电阻，了解原理对于误差分析至关重要。
(2012?上海)27((6分)在练习使用多用表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示。
?若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流档，此时测得的是通过____________的电流; ?若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆档，此时测得的是____________的阻值; 若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压档，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时?
测得的是____________两端的电压。
(2)(单选)在使用多用表的欧姆档测量电阻时，若 ( )
(A)双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
(B)测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量 (C)选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω (D)欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大
【答案】(1)?R ，?R和R串联，?R(或电源)，(2)D， 1122
【解析】(1)?作为电流表测电流时与待测电阻串联因此测流过R1有电流;?断开电键，两个电阻串联，此时多用电表做为欧姆表测量的是两个电阻R1与R2串联之后的总电阻;?滑动变阻器移到最左端时，R1被短路，外电阻就剩一个R2，此时电压表测得就是R2分得的电压或路端电压。 (2)若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻因此偏小，A选项不
对;
测量时发现指针偏离中央刻度过大，分两种情况:若偏转角过大应减小倍率，若偏转角过小应增大倍率，因此B选项不对;
由于欧姆表刻度右侧稀左侧密，因此在20与30正中间应小于25，但由于是“×10”倍率因此测量值应小于250Ω，C选项不对;
因此只有D选项正确
【考点定位】电学实验、多用电表的使用
13((北京)(18分)
(1)用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
?旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。
?将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。
?将插入"十"、","插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电
阻的_________ (填"0刻线"或"?刻线")。
?将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比
较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避
行操作，再完成读数测量。
A(将K旋转到电阻挡"×1k"的位置
B(将K旋转到电阻挡"×10"的位置
C(将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接
D(将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
答案:(1)?S ?T 0刻线 ?ADC
解析:(1)?多用电表的电流档校零，应该调整校零旋钮S使指针对准电流的"0"刻线。?欧姆档的调零，应该在表笔短接的情况下调解欧姆调零旋钮T，是指针指在欧姆刻度线的0刻线。?选择较大的欧姆档，将选择开关K旋转到电阻挡"×1k"的位置;将两表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，对
欧姆表进行校准;将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接测电阻，所以为A、D、C。
14.(安徽)(18分)
?((1)某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先
把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图(a)所示。请你简
述接下来的测量过程:
? ;
? ;
? ;
?测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。 图(a)
2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图(b)所示。 (
其中电压表内阻约为5k ，电流表内阻约为5 。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量 ;当S旋到位置 时，可用来测量电流，其中S旋到位置 时量程较大。
解析
?((1)?断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”档:
?将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”;
?再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。
(2)如图所示
(3)电阻 1、2 1
15.(全国)(12分)
使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有:待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1挡，调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为____(填“红”或“黑”)色;
若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为_______Ω;电流表读数为______mA;电阻箱的读数为________Ω;
将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_______mA;
(保留3位有效数字)
计算得到多用电表内电池的电动势为______V。(保留3位有效数字)
【答案】(1)黑;(2)14.0 53.0 4.6;(3)102;(4)1.54
【解析】(1)依题意，当按图1操作时，两电表均正常工作，结合欧姆表中的电流为红进黑出，知a为黑表笔。
(2)见答案
(3)(4)测电阻是依据闭合电路欧姆定律, R为调零电阻,为表头内阻，r为欧姆表电池内阻，Rg
则多用电表总内阻R=R++r，红黑表笔接触,进行欧姆表调零时,表头指针满偏,则有:Ig=E/(Rg+R+r),Rg内
当红、黑表笔间有未知电阻Rx时有I=E/(Rg+R+r+Rx),故每一个未知电阻都对应一个电流值I,在刻度
Ig盘上都有一个偏转角度对应,我们便可在刻度盘对应处,标有Rx的值;当Rx=Rg+R+r时，I=，指针2半偏，所以欧姆表内阻R等于R.结合表盘的刻度知电表内阻=15Ω,外阻为R=4.6Ω此时电流为:中内
ERI=53mA,求出E=I(+R)=1.54V，从而求出短路电流:==102mA I0内R内
2006年天津:2一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。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_______Ω。
-图线，(3)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2所示的R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=_______Ω。
2004年天津:.图示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I=300 μA,内阻R=100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电gg
动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____________色。按正确使用方法测量电阻R的阻值时，指针指在刻度盘x
的正中央，则R=__________ kΩ。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此x
表仍能调零，按正确使用方法再测上述R，其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”、“变x
小”或“不变”)。
(2)伏安法,伏欧法，安欧法
(2012?福建)19、【原题】:(1)(6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):
?下列说法哪一个是错误的_______。(填选项前的字母) ((((((
A(调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B(测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
C(为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，
Vx/(1),,an求出相邻两条亮纹间距
?测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm。 (2)(12分)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。
?先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____V。
?然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该R0
电池组成电路，测定该电池电动势。
(?)根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。
(?)闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U。该学习小组测出大量数据，
分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U-1/R图线。
【答案】:(1)A、1.970 mm; (2)9.4V;11.1V
Rr111，UE0【解析】:(2)从全电路欧姆定理可知得到从图中可知截距为电,,,，RR，R，rUERE0
动势的倒数。因此可求出电动势的大小。
012?安徽)?.(8分)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
?闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，
?闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ; ?断开开关，?? 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
【答案】??左端，【解析】 保证开关闭合时电路安全，此时测量电路部分电压最小; 【答案】? 从0-2.5V电压范围内取8-10组电压电流值并记录。【解析】 因为是描绘伏安特性曲线，需要电压从0 开始，并适当多的测量数据，描绘较为准确。
【答案】?电路图【解析】 电路特点:并联型电源、电流表外接法测电阻 【考点定位】电学实验
6.(天津)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R，现备有下列器材: x
A(电流表(量程100 μA，内阻约为 2 kΩ);
B(电流表(量程500 μA，内阻约为300 Ω);
C(电压表(量程15 V，内阻约为100 kΩ);
D(电流表(量程50 V，内阻约为500 kΩ);
E(直流电源(20 V，允许最大电流1 A);
F(滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定功率1 W);
G(电键和导线若干。
电流表应选 B ，电压表应选 C 。(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题:
电流表应采用内接的方法;
滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
【解析】电学实验选择仪器的一般步骤如下:? 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小;? 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路;分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值;
RRVx? 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”;也可以根据与之间的关系RRxA
RRVx来判断，当>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。 RRxA
(1)本题中，待测电阻R的阻值约为25kΩ，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大x
E20V的电流约为，所以电流表选择B;虽然电压表C的量程不足，但是相比I,,,800μAmax3R2510，,
起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。
(2)根据本题解析的第?、?两条原则可知电路图的问题为:?电流表应采用内接的方法;?滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
7.(四川)(10分)为测量一电源的电动势及内阻
?在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
,量程为1V、内阻大约为1K的电压V1 ?
,量程为2V、内阻大约为2K的电压V2 ?
量程为3V、内阻大约为3K的电压v3 ,?
选择电压表 串联 K的电阻可以改转成量程为9V的电压表 ,
解析:由后面第三问可知电压表读数会超过2V，所以选电压v3串联一个6K的电阻即可改成量,?
程为9V的电压表。
? 利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表(此表用符号V1V2v3与一个电阻???串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。
?根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0,;电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E= V、内阻r=_________。 ,,
解析:由电路图知道电压表读数1.5V时候，路端电压为3.5V，读数为2V时，路端电压为6V,由代入数据得到, , ,,，UIr,,7.5Vr,10
2005年全国:(测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)。 器材:量程3V的理想电压表?V
量 程0.5A的电流表?A(具有一定内阻)，
固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，
电键K，导线若干。
?画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标
出。?实验中，当电流表读数为I时，电压表读数为U;当电流表读数11
为I时，电压表读数为U。则可以求出E= ，r= 。22
(用I，I，U，U及R表示) 1212
个人体会:源于课本，高于课本，小有改动，例如以上各个题目。(仍是对于原则的考虑) (三)比较法(串并联关系)包括半偏法也是一个特殊的电流比较法 分为电流比较法(将被测与标准电阻或电阻箱并联)，配合第二个电流表获得阻值， 电压比较法(将被测与标准电阻或电阻箱串联)配合第二个电压表获得阻值
2011(上海)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻Gr11的电路如图所示。供选择的仪器如下:
?待测电流表(，内阻约300Ω)，?电流表 (，内阻约100Ω)，?定值电0~5mAGG0~10mA12
阻(300Ω)，?定值电阻(10Ω)，?滑动变阻器 (Ω)，?滑动变阻器 (Ω)，0~20RRRR0~10001234?干电池(1.5V)，?电键S及导线若干。
(1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
?按电路图连接电路， ;
?闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，; GGII1212
? ;
?以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。 II21
k (4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达II,21
式 。
【答案】(1)?，?
(2)见图
(3)?将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分) ?多次移动滑动触头，记录相应的，G1
读数 GII,212
(4) rkR,,(1)11
0~5mA【解析】?电流表量程，内阻约300Ω，电流表 ，选用300Ω的定值电GG0~10mA12
阻时，两个电流表的偏转角度几乎总是相等的，可以减小误差。
?滑动变阻器的阻值较小，干路电流较大，电流表所在支路分出的电流较小，调整滑动变阻R4
器的时候，电流表所在支路得到的电压跟随滑动触头线性变化，因此滑动变阻器要选用R. 4
?为了保证不会损坏电流表，加在电流表所在支路上的电压应该由小到大调节，开始时，要将滑
动触头移至最左端。为了减小偶然误差，应该次移动滑动触头.为了测出电流表内电阻，要记录相应的，读数 GGII,1212
U(I,I)RI1212r,,,(,1)R,(k,1)R?电流表内电阻. G11III111
13.(2012?海南)图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，V可视为理想电压表，S为单刀单掷开关，S、S为单刀双掷开关。 ?012
(1)当S闭合时，若S、S均向左闭合，电压表读数为U;若S、01211
S均向右闭合，电压表读数为U.。由此可求出22
R= 。 x
(2)若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。此电路可测量的R的最x大值为 Ω。
U1答案:(1)R (2)200 U2
U1解析:(1)当S闭合时，若S、S均向左闭合，电压表读数为U;由闭合电路欧姆定律，E=U+(R+r); 01211Rx
U2若S、S均向右闭合，电压表读数为U.。由闭合电路欧姆定律，E=U+(R+r); 1222xR
U1由此可求出R=R。 xU2
U1(2)若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。代人E=U+R，可得1Rx此电路可测量的R的最大值为200Ω。 x
(2012?天津)(3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G来校对待测电流表G的满偏电流和测定G内阻的电路，如图所示。已122
知G的量程略大于G的量程，图中R为滑动变阻器，R为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。 1212
?实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 (填步骤的字母代号); A(合上开关S 2
B(分别将R和R的阻值调至最大 12
C(记下R的最终读数 2
D(反复调节R和R的阻值，使G的示数仍为I，使,的指针偏转到满刻度的一半，此时R的最,,1211
终读数为r
E(合上开关S 1
F(调节R使G的指针偏转到满刻度，此时G的示数为I，记下此时G的示数 12111?仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G内阻的测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏2
小”或“相等”);
?若要将G的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G上并联的分流电阻R22S的表达式，R 。 S
【答案】:?BEFADC ?相等 ?
【解析】:闭合开关前将R和R的阻值调至最大，以免烧坏电流表，本实验用半偏法测电流表的量程12
和内阻，实验时通过反复调节R和R的阻值，使G的示数仍为I保持不变，使G和R的电流相等，121122等G满刻度的一半，G和R并联，则G和R电阻相等。由并联电路关系可得分流电阻R = 22222S【考点定位】本题考查半偏法测电流表的量程和内阻，电流表的改装。 2.2010?全国卷??23一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。 Im
,所用器材有:量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为Ar11
,5.0mA;标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA;标准电阻，阻ArR221
,,值10.0;滑动变阻器R，总电阻为300.0;电源E，电动势3. 0V，内
阻不计;保护电阻;开关S;导线。[来源:Z.xx.k.Com] R2
回答下列问题:
(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。
2)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。 (
(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏;若此时电流表的读数为，AAI122则的量程= 。 AI1m
(4)若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，IAA111
的示数 = ;由读出的数据计算得= 。(保留3位有效数字) AII22m
(5)写出一条提高测量准确度的建议: 。
【答案】?连线如图
?阻值最大
I(R，r)212I,? mr1
?6.05mA
【解析】?连线如图
?在滑动变阻器的限流接法
中在接通开关前需要将滑动触头
滑动到阻值最大端
?闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为I。根据并联电路电压相等有m
I(R，r)212I,得 Ir,I(r，R)mm1221r1
?待测表未满偏有，将A的示数0.66mA和其他已知条件代入有 Ir,I(r，R)211221
I(R，r)0.66，(10，45)212I,,,3.63Ma 1r101
但图中A的示数3.0mA量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA 1
?
(四)等效替代(原理闭合电路欧姆定律)
(2012?广东)34((18分)(1)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
?分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15(a)和图15
(b)所示，长度为_____cm，直径为_____mm。
?按图15(c)链接电路后，实验操作如下:
(a)将滑动变阻器R的阻值置于最_____处(填“大”或“小”);将S拨向接点1，闭合S，调节R，1211使电流表示数为I; 0
(b)将电阻箱R的阻值调至最______(填“大”或“小”);将S拨向接点2;保持R不变，调节R，使电2212流表示数仍为I，此时R阻值为1280Ω; 02
?由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。
【答案】?5.01 5.315 ?大 大 1280Ω
【解析】?电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则。此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全。同理(b)步骤中亦将电阻箱R的阻值调至最大。 2
EI,(2)步骤中，由闭合电路欧姆定律得 其中R表示圆柱体的电阻 0R，R，R，r1g
EI,(3)步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得由等量代换可得R,R,1280Ω 20R，R，R，r21g
11((江苏)(10分) 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻
器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到
一组电压表的示数U与R的数据如下表:
请根据实验数据作出U-R关系图象。
(2)用待测电阻R替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。 X
利用(1)中测绘的U-R图象可得R=_______Ω。 X
(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。
若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻，
则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将
一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节
滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R
图象实现对待测电阻的准确测定,
【答案】(1)(见右图)
(2)20(19~21都算对)
(3)偏小;改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V.
【解析】本题考查替代法测电阻(1)根据题目提供的数据在坐标纸上描点，然后用一条平滑的曲线将各点连接起来。(2)根据U-R图线，读出电压对应的电阻值，即为待测电阻的阻值。(3)由闭合电路欧姆定律，在待测电阻不变的情况下，内阻增大，内电压增大，外电压减小，再用原来的U-R图线读数，结果偏小;图中10Ω，对应电阻为1.5V，可以通过调节滑动变阻器的大小，使电压表的示数达到1.5V，此时可以根据原来作出的U-I图线准确测定待测电阻的阻值，此过程实际相当与“校表”。
对全国卷的思考:
(2012全国)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;A为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 ?
(1)在图中画线连接成实验电路图。
(2)完成下列主要实验步骤中的填空
?按图接线。
?保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡
状态;然后用天平称出细沙质量m。 1
闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新?
加入适量细沙，使D________;然后读出_________________，并用天平称出_______。 ?用米尺测量_______________。
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。 (4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外;反之，磁感
应强度方向垂直纸面向里。
备考启示:3-1，P94第三题(电流天平)，课后题与高考题的区别在哪里(考虑了下实际情况) 二、 思维流程(理论联系实践)
一看，二算，三改，四换， 五连，六验证(三个结构的匹配问题)
基本思路:紧扣原理(以原理为主线)，以变形为引导，以迁移为目的。
锻炼学生，应对新课标习题的能力
模块一、伏安法测电阻原理及变形
模块二、突破思维定势，赏析反常规电学实验
模块三、电学实验中的图像考察(画图、读图、利用图像交点解题
范文二：高考物理电学实验
高考物理电学实验
1．现需测量一个电池的电动势E 和内电阻r ．器材有：电流表（量程60mA ，内阻约为10Ω）；电压表（量程10V ，内阻约为20kΩ）；热敏电阻（80Ω~200Ω）；一杯水；一个开关；酒精灯；温度计；导线若干．
⑴ 一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物．如图所示，请你用笔画线
代替导线把电压表接入电路；
⑵ 用酒精灯对水加热，表为该同学在不同水温小测得的电流和电压数据，并在U – I 图中标出，由该图可得电池的电动势E = V ，内电阻r = Ω（保留二位有效数字）；
⑶ 利用以上数据还可以粗略算出热敏电阻的阻值，发现随着温度的升高，热敏电阻的阻值将会变_________（选填“小”或“大”）．
2，用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E 约为9V ，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA ，可选用的实验器材有：
电压表V 1（量程5V ）；电压表V 2（量程10V ）；
电流表A 1（量程50mA ）；电压表A 2（量程100mA ）；滑动变阻器R （最大电阻300Ω）； 定值电阻R 1（阻值为200Ω，额定功率为1/8W）；定值电阻R 2（阻值为220Ω，额定功率为1W ）；开关S ；导线若干。测量数据如坐标纸上U-I 图线所示。
（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理
图，并标明所选器材的符号。
（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据
是 .
（3）由U-I 图线求得待测电池的内阻为 Ω。
（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是
3，有一根细而均匀的导电材料样品（如图a 所示），截面为同心圆环（如图b 所示），此样品长L 约为3cm ，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为
法直接测量. 现提供以下实验器材：
A ．20等分刻度的游标卡尺 B ．螺旋测微器
C ．电流表A 1（量程50mA ，内阻r 1=100Ω）
D ．电流表A 2（量程100mA ，内阻r 2大约为40Ω）
E ．电流表A 3（量程3A ，内阻r 3大约为0.1Ω）
F ．滑动变阻器R （0-10Ω，额定电流2A ）
G ．直流电源E （12V ，内阻不计）
H ．导电材料样品R x （长L 约为3cm ，电阻R x 约为100Ω）
I ．开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d 的实验方案，回答下列问题：
（1）（4分）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L = mm ；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D = mm.
，因该样品的内径太小，无
（2）（4分）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材前的字母代号。
（3）（4分） 说明各测量的物理意义，并用符号表示，然后用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d . d=
5, 硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图（甲）所示电路探究某硅光电池的路端电压U 与电流I 的关系。图中定值电阻R 0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。
（1）用“笔画线”代替导线，根据电路图，将图（乙）中的实物电路补充完整。
A S
R 0
(甲)
（2）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S ，调节可调电阻R 的阻值，通过测量得到该电池的U —I 曲线a （见图丙）。则由图象可知，当电流小于200 mA 时，该硅光电池的电动势为______V ，内阻为________ Ω。
（3）实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U —I 曲线b （见图丙）。当可调电阻R 的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V ，由曲线b 可知，此时可调电阻R 的电功率约为________W （结果保留两位有效数字）。
6，某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G (量程为1mA 、内阻约为100Ω) 的内阻。实验室中可供选择的器材有：
电流表A 1：量程为3mA 内阻约为200Ω；
电流表A 2：量程为0.6A ，内阻约为0.1Ω；
定值电阻R 1：阻值为10Ω；
定值电阻R 2：阻值为60Ω；
滑动变阻器R 3：最大电阻20Ω，额定电流1.5A ；
直流电源：电动势1.5V ，内阻0.5Ω；
开关，导线若干。
（1）为了精确测量电流表G 的内阻，你认为该小组同学应选择的电流表为 、定值电阻为 。（填写器材的符号）
（2）在方框中画出你设计的实验电路图。
（3）按照你设计的电路进行实验，测得电流表A 的示数为I 1，电流表G 的示数为I 2，则电流表G 的内阻的表达式为r g
（4）请列出你所知道的测量电阻的方法： 。（至少写出两种）
7，某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱形元件的伏安特性，步骤如下：
(1)用多用表“×100”倍率的电阻挡测量该元件的电阻时，发现指针偏角过大，此时需换用________(填：“×10”或“×1k ”) 倍率的电阻挡，并重新进行__________后再进行测量，表盘的示数如图10所示，则该电阻的阻值R x ＝__________Ω。
(2)该同学想更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：
待测元件电阻R x
电流表A 1(量程0～10 mA，内阻约50 Ω) 电流表A 2(量程0～50 mA，内阻约30 Ω) 电压表V 1(量程0～3 V，内阻约30 kΩ) 电压表V 2(量程0～15 V，内阻约50 kΩ) 直流电源E (电动势3 V，内阻不计)
滑动变阻器R 1(阻值范围 0～50 Ω，允许通过的最大电流0.5 A)、开关S 、导线若干。 ①要求较准确地测出其阻值，电流表应选____，电压表应选_______(选填电表符号) ； ②根据以上仪器，该同学按图11连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较小，现请你用笔在图中添加一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变大；
③修改后的电路其测量结果比真实值偏__________(选填“大”或“小”) 。
图11
图10
8，某同学从废旧物品上拆卸到一发光二级管 – LED，标示额定电流为272mA ，其他不详，从网上查到发光二级管的电压不会超过4V ，该同学利用学过的知识测试LED 在4V 以下的伏安特性曲线，粗测时，发现当LED 两端电压约为3.3V 时，通过的电流约100mA ；当两端电压约为3.9V 时，通过的电流约400mA ；实验室提供以下仪器：
A ．电压表V 1：量程5V ，内阻约为5k Ω B ．电压表V 2：量程15V ，内阻约为15k Ω
C ．电流表A 1：量程500mA ，内阻约为50Ω D ．电流表A 2，量程3A ，内阻约为0.5Ω E ．滑动变阻器R 1：0～100Ω，最大允许电流0.5A F ：滑动变阻器R 2；0～20Ω，最大允许电流1A
G ．电源：电动势E = 6V，内阻可忽略不计 H ．开关一只、导线若干
⑴ 进行测量应选的电流表为 ，伏特表为 ，滑动变阻器应选 （填仪器代号）；
⑵ 请你为该同学设计出测量所用的电路图并画在方框内（LED 电路符号如图所示）； ⑶ 请你根据设计的电路图将答题纸中对应的实物图补充完善；
⑷ 以下为该学生测量的数据及说明，请你帮助他在给出的坐标纸上画出LED 的伏安特
说明：2.5V 以下电流均为零．
A V
LED 电路符号
+
I /mA 500
400
300
200
100
0 1 2 3 4 U /V
9，某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E 和内阻r ，并探究电极间距对E 和r 的影响。实验器材如题22图3所示。
①测量E 和r 的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U 和流过电源的电流I ，依据公式 ，利用测量数据作出U – I图象，得出E 和r 。
②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题22图3中用笔画线代替导线连接电路。
③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U – I 图象如题22图4（见．下图）中（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示，由此可知： ．．
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势 （填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
曲线（c ）对应的电源电动势E= V，内阻r= Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率。（均保留三位有效数字）
范文三：高考物理电学实验专题
高考物理电学实验专题
在考纲中中学电学实验包括：用描迹法画出电场中平面上的等势线；测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）；描绘小电珠的伏安特性曲线；把电流表改装为电压表；测定电源的电动势和内阻；用多用电表探索黑箱内的电学元件；练习使用示波器；传感器的简单应用八个实验。其中测电阻是电学实验的重中之重，测电阻的电阻率、由电阻两端时的电压与流过的电流的伏安特性曲线，测电源、电表的电阻等。而这些内容都围绕控制电流与测量电路的选取进行的，在此基本上向非常规（电路的变迁、原理的变迁）方向拓展变迁，当然高考也加强了基本能力的考查，如正确读数、选取器材、误差分析等。
一、熟知仪表构造、能正确调试或准确读数
例．（1）用多用电表可测直流电压、电流和电阻。如图1的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ条线分别表示多用电表指针的指示位置．
①将多用电表的选择开关置于“×1”挡位时，Ⅰ的示数是_______Ω， Ⅱ的示数是_______Ω； ②将多用电表的选择开关置于直流“50mA”挡位时，Ⅰ的示数是_______mA，Ⅲ的示数是_______ mA； ③将多用电表的选择开关置于直流“250V”挡位时，Ⅰ的示数是_______V，Ⅱ的示数是_______ V；
图1
解析：（1）①24 36 ；②25 10 ；③125 100 ；（2）①0 ②0.98m/s ③0.48J ；（3）①72 ②1200 ③2 ④2
例．某示波器工作时，屏上显示出如图2所示的波形，且亮度较弱 （1）要将波形调到中央，应调节示波器的__________旋钮和______________旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节___________旋钮
(填写示波器面板上的相应符号)． （2）此时衰减调节旋钮位于“?”档，若要使此波形横向展宽，并显示出3个完整的波形，同时要求波形的波幅适当大些，需要进行的操作是____________．(用ABCD字母表示)
A．将衰减调节旋钮调为“l0”档 B．调节Y增益旋钮
C．调节X增益旋钮 D．调节扫描微调旋钮
解析：（2）↑↓(竖直位移旋钮)、←→(水平位移旋钮)、*(辉度调节旋钮) （2）B、C、D
例．某同学用如图3所示电路，测绘标有“3.8 V，0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。 ①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择： 电流表：A 1(量程100 mA，内阻约2Ω)
A2 (量程0.6 A，内阻约0.3Ω)
电压表：V1(量程5 V，内阻约5Ω)
V2(量程15 V，内阻约15Ω)
电源： E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2Ω)
E2(电动势为4 V，内阻约为0.04Ω)
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________，滑动变阻器________________，电源___________________。(填器材的符号)
②根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为___________；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为____________，灯泡实际消耗的电功率为___________W。
③根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系，符合该关系的示意图是下列图中的__________。
A
B C
D
解析：①对器材的选用应以安全、实用为原则。小灯泡的额定电压和额定电流分别为3.8V和0.3A，故电压表应选V1，电流表A2；由于是分压接法，故滑动变阻器应选R1，便于调节，电源应选E2。②由图象可看出：U＝0时，小灯泡不工作，对应电阻为1.5Ω，当U＝3.0V时，对应的电阻为11.5Ω。此时，灯泡实际消耗的功率P＝U/R＝0.78W。③由R－U图线可看出，随U的增大，电阻的变化越来越小，而P＝U/R，随U的变化，功率P的变化将更加明显，故选A。
变式：（2008学年商丘市度第一学期期末考试试题）为测定一节蓄电池的电动势和内阻(内阻约为0.5Ω)，实验可能采用的电路图如图4甲、乙所示。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中连接了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表(量程0.6A，内阻约0.5Ω) B．电压表(量程3V，内阻约6kΩ) C．电压表(量程15V，内阻约30kΩ) D．定值电阻(阻值1Ω，额定功率5W) E.定值电阻(阻值10Ω，额定功率10W)
F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω，额定电流2A) G．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω，额定电流lA) ⑴实验应采用 电路(填“甲”或“乙”)；
⑵电压表应选 ，定值电阻应选 , 滑动变阻器应选 。(填相应仪器的序号) 答案：⑴ 乙 ；⑵ B ， D ， F
点悟：正确选取合适的器材和涉及电路是顺利完成电学实验的必经之路，也是每年考查的热点，电路设计的原则为科学性及可行性、可靠性、简易性、精确性等几个方面，具体来说还是围绕测量电路与控制电路进行的。
二、理解课本实验，有机引申拓展
“伏安法测电阻”——要求熟练掌握电流表的两种接法：内接法和外接法；熟练应用部分电路欧姆定律； “测定金属的电阻率”——原理是部分电路欧姆定律，电流表用外接法，变阻器用限流式接法； “描绘小灯泡的伏安特性曲线”——原理是部分电路欧姆定律，电流表用外接法，变阻器用分压式接法； “测电源的电动势和内阻”——原理是闭合电路欧姆定律，电流表用内接法，变阻器用限流式接法；
“电表改装（测内阻）”——熟练掌握串并联电路的分配规律，掌握半偏法测内阻；
可见，电学实验中考查最为频繁的就是测量电路与控制电路的选取。
2
2
例．（1）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图5所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上。
应选取的电路是 ，滑动变阻器应选取 。
图5
E．总阻值I5Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器 F．总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器 G．总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器
（2）由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为 W；若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为 W。
解析：（1）描绘小灯泡伏安特性曲线变阻器要分压连接，测量电路用外接法，所以选C、E； （2）在U-I图象中面积即功率。解得0. 72 0. 24。
例．2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图6为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。
图6
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图中的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。 提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0?150? B．滑动变阻器R，全电阻约20? C．电流 D．电压
表，量程2.5mA,内阻约30? 表，量程3V，内阻约3k?
E．直流电源E，电动势3V，内阻不计 F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB?，结合图中可知待测磁场的磁感应强度B＝。 （3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
（1）如右图所示
解析：（1）当B＝0.6T时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B＝1.0T时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于
RxRV
，所以电流表应内接。电路图如图所示。 ?
RARx
（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：
R1?
0.450.91
??1500?R???1516.7?，，2?3?3
0.30?100.60?101.50
R3???1500?， ?3
1.00?10
1.792.71
R4???1491.7?R???1505?， ，5
1.20?10?31.80?10?3
R?R2?R3?R4?R5
??1503?（1500－1503Ω都可） 故电阻的测量值为R?1
5
由于
R1500??10，从图1中可以读出B＝0.9T R0150
方法二：作出表中的数据作出U－I图象，图象的斜率即为电阻（略）。
（3）在0～0.2T范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4～1.0T范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；
（4）从图中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关。
点悟：最近两年的电学实验题较好的突出了以能力立意的命题思想，对中学物理实验教学起到了良好的导向作用。但是不管如何创新，源于课本的思路是不变的，所以课本中的几个实验一定好熟练领会。
变式：某同学对黑箱（见图7甲）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）与通过它的电流I之间的变化关系有如下规律：
I．当—15V<><0v时，i几乎为零；>
（1）在图乙中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线.（用铅笔作图）
（2）根据上述实验事实，并联系自己所学的知识，可判断出该元件，试在图甲中画出它的符号。它的
一个最明显的特征是 。
（3）实验室备有以下器材：直流电源（电动势约为1V）；直流电压表（量程满足实验要求，内阻约为
20kΩ）；直流电流表（量程为10mA，内阻约为50Ω）；滑动变阻器（最大阻值为50Ω）试设计一个电路图（画在丙框中），使得在测量正相高压段的误差尽可能小。
图7
解析：（1）见图（2）单向导电性，电阻随电压的升高而减小（3）见图
三、数据要正确处理，误差要合理分析
电流表和电压表的内阻还可采用半偏法进行测量，测量电流表内阻的半偏法如图8所示，测量电压表内阻的半偏法如图9所示。
如图8所示，合上开关S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度。再合上开关S2，保持R1的滑动片位置不动，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半。当R1>> R2时，可认为合上S2后，整个电路的电阻几乎没有发生改变，即总电流几乎没有发生改变，故可近似认为RA=R2。
误差分析：合上开关S2后，电路的总电阻减小，干路上的电流增大，流过R2的电流大于流过电流表A的电流。故电流表内阻的测量值小于真实值。在电流表不超过量程的前提下，电压越高，测量误差越小。
如图9所示，合上S1、、S2，调节R，使电压表指针偏转到满刻度。再断开开关S2，保持R的滑动片位置不动，调节R0的阻值，使电压表的指针偏转到满刻度的一半。当R<>
后，整个
电路的电阻几乎没有发生改变，即从分压器分出的电压几乎没有发生改变，故可近似认为RV=R2。
误差分析：合上开关S2后，电路的总电阻增大，干路上的电流减小，滑动变阻器右端电阻上的分压减小，滑动变阻器左端电阻上的电压增大，加在R2两端的电压大于加在电压表两端的电压。故电压表内阻的测量值大于真实值，在变阻器不超过额定电流的前提下，变阻器的阻值越小，测量误差越小。
例．(1)把它改装成量程为3V的电压表，需测出电流表的内阻Rg。 ①在图所示的方框中画出利用半偏法测量Rg的电路图． ②叙述操作步骤： . ③现测得电流表G的内阻Rg=10Ω ，需串联阻
值为 Ω的电阻，其原理是 ． ④对改装后的电压表，下列说法正确的是 ( ) A．允许通过的最大电流增大了 B．刻度盘刻度不均匀了
c．原电流表G自身的电阻增大了
D．使用时，加在原电流表G两端的电压的最大值不可能增大
(2) 把改装的电压表跟标准电压表进行核对，在下图所示的方框中画出核对电路图．
若改装的电压表在满刻度时，标准电压表的读数为3.2V，则满刻度时的百分误差为 ． (3) 若改装成量程为O．6A的电流表，要并联一个阻值为的电阻，其原理是 ．
(4) 此表与电动势为1．5V，内阻rg=10Ω的电池及调零电阻R，组成欧姆表． ①调零电阻R。至少为Ω．
②图中A、B、C、D、E、F、G对应的电阻值分别为 Ω、 Ω、 Ω、、 Ω、 Ω(设A处为零电流刻度处，G为3mA刻度处)。
解析：(1)①如图所示；
②合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；合上开关S2，调整R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读取R′的值即认为是电流表内阻Rg。 ③ 990，串联电阻的分压作用 ④ D
(2) 如右图所示。6.3％ (3) 0.05，并联电阻的分流作用
(4) ①480； ② ∞、2500、1000、500、250、100、0
四、新型实验
例．被誉为空难“见证人”的黑匣子记录了飞机飞行期间的详细信息资料，出现事故之后，“黑匣子”就成为空难调查的主要线索．某失事飞机的黑匣子找到后，技术人员首先对黑匣子的电路的导通情况进行了检测。
（1）图8是黑匣子某部分的电路图，图中R1标有“5V，2.5W”字样，滑动变阻器R2标有（5Ω，1A）字样，电流表量程采用0－0.6A，电压表量程采用0－3V。
若该电路各元件完好，为了在检测过程中的任何时候确保电路各部分安全，在a、b间所加电源电压的最大值应为_____V。
（2）另一部分电路装在一个小盒子里，盒子内部是由三个电阻连接而成，并且和盒外的三根引出线相连接，如图9所示．当把两根引出线c、d分别接3V恒压电源两端时，测得其余任意两根引出线之间的电压均为1.5V，且流过此电源的电流为0.15A；当将3V恒压电源分别接ce、de 时，测得其余任意两根引出线之间的电压仍均为1.5V，流过电源的电流也为0.15A。请画出小盒子的电路结构，并标明每个电阻的阻值。
小于R2允许通过的最大电流1A，因此只要满足R1不被烧坏即可， 所以a、b间所加电压的最大值为5V，
②由欧姆定律得：Rcd?
图
8
图9
e
P
解析：①R1允许通过的最大电流为Im?1?0.5A，
U1
30Ω
图10
10Ω
图11
Ucd3
??20?， 即内部电路如图10、11所示，有两种情况。
Icd0.15
范文四：高考物理电学实验题
课时作业 (三十三 ) [第 33讲 电学实验 (一 )]
基础热身
1.如图 K33-1所示是一个小灯泡的电流随小灯泡两端电压变化的关系图,根据小灯 泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是 ( )
图 K33-1
A .小灯泡的电阻随着所加电压的增大而减小
B .小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小
C .欧姆定律对小灯泡不适用
D . 如果把三个这种相同的灯泡串联后接到电压恒为 12V 的电源上, 则流过每个小灯泡 的电流为 0.4A
2.在”测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度, 测量 3次, 求出其平均值 l , 其中一次测量结果如图 K33-2甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数 为 ________cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量 3次,求出其平均值 d, 其中一次测量结果如图 K33-2乙所示,图中读数为 ________mm.
图 K33-2
(2)采用如图 K33-3所示的电路测量金属丝的电阻, 电阻的测量值比真实值 ________(选 填“偏大”或“偏小” ) .
图 K33-3 图 K33-4
(3)请你根据图 K33-3所示的电路图在图 K33-4中进行实物连线. (电流表选 0.6A 量 程,电压表选 3V 量程 )
技能强化
3. 2011·巢湖一检 LED 发光二极管具有体积小、 亮度高、 能耗低、 寿命长等诸多优点, 被人们誉为是本世纪的新型光源,已广泛应用于电脑、手机等电子产品中.有一种 LED 手 灯就是用几个发光二极管并联后作为光源使用的, 其发光效率很高. 它在正常工作时, 正向
电压约 2.8V , 电流在 10mA 左右. 现取这样一只发光二极管 (电路符号可用 —— ○ D —— 表示 ) ,
要测量它的伏安特性,提供有下列实验器材:
电源 E (电动势为 4V ,内阻约为 2Ω) ;
滑动变阻器 R 0(阻值 0~2Ω) ;
电流表 A 1(量程 15mA ,内阻约为 10Ω) ;
电流表 A 2(量程 0.6A ,内阻约为 5Ω) ;
电压表 V 1 (量程 3V ,内阻约为 1kΩ) ;
电压表 V 2(量程 15V ,内阻约为 1kΩ) ;
开关及导线若干.
则电流表应选 ________,电压表应选 ________,请在虚框中画出电路图.
4. 2011·淮南一模某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究, 他对镍铬丝 做了有关测量,数据如下表所示.
此示数为 ____________mm,并把对应的 D 2数据填入表中相应位置.
图 K33-5
(2)图乙是他测量金属丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路 ________(选填 “A” 或 “B” ) 进行测量, 根据所选的原理图在图丙中用笔画线代替导线, 将图中的仪器连接成完整的 实验电路.
(3)请你认真分析表中数据,写出电阻 R 与 L 、 D 间的关系式 R =__________(比例系数 用 k 表示 )
,并求出比例系数
k =________Ω·m(结果保留三位有效数字 ) .
5.测一阻值约 1Ω的电阻丝 R x 的阻值,为较准确测量,要求多测几组数据.
实验室供选择的器材有:
电源 E (电动势约 1.5V ,内阻可忽略 ) ;
电流表 A 1(量程 0~0.2A ,内阻约 0.5Ω) ;
电流表 A 2(量程 0~0.01A ,内阻约 0.05Ω) ;
电压表 V 1(量程 3.0V ,内阻非常大 ) ;
电压表 V 2(量程 15.0V ,内阻非常大 ) ;
滑动变阻器 R (0~10Ω) ;
电阻箱 R 0(0~99.99Ω) ;
开关 S 与导线若干.
(1)某实验小组的同学设计了如图 K33-6所示的电路图来测量 R x , 该电路有不妥或不符 合要求之处,请指出其中的两处:
① ________________________________________________________________________; ② ________________________________________________________________________.
图 K33-6
(2)请将你设计的测量电路图画在虚线框内,并标明所选器材符号.
用测得的物理量计算 R x 的公式是 R x =________;式中各物理量的物理意义是 ________________________________________________________________________.
6. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中, 若用欧姆表粗测得知电阻丝 R x 的阻值约为 4Ω, 为较精确地测量金属丝的电阻,并要求金属丝发热功率 P <1.25w,需要另行设计电路进行>
A .电动势 6V 的电池组 E ;
B .两挡电流表 A(量程 0~0.6A ,内阻 0.13Ω;量程 0~3.0A ,内阻 0.025Ω) ;
C .两挡电压表 V(量程 0~3.0V ,内阻 3kΩ;量程 0~15V ,内阻 15kΩ) ;
D .滑动变阻器 R 1(0~100Ω,最大允许电流 1A) ;
E .滑动变阻器 R 2(0~20Ω,最大允许电流 1A) .
(1)上述器材中,滑动变阻器应选用 ________.
(2)在虚线框内画出实验电路图.
(3)实验时, 电流表、 电压表指针位置如图 K33-7甲所示; 螺旋测微器测金属丝的直径、 米尺测金属丝的长度如图乙所示,由图可知各物理量的测量值为:金属丝直径的测量值 d =________mm; 金属丝长度的测量值 L =________cm.根据上述数据, 可以计算出所测金属丝 的电阻率 ρ=________Ω·m(计算结果保留两位有效数字 ) .
甲 乙
图 K33-7
7.用以下器材测量待测电阻 R x 的阻值,测量电路如图 K33-8所示:
图 K33-8 待测电阻 R x :阻值约为 100Ω;
电源 E :电动势约为 6.0V ,内阻忽略不计;
电流表 1:量程 50mA ,内阻 r 1=20Ω;
电流表 2:量程 300mA ,内阻 r 2约为 4Ω;
定值电阻 R 0:阻值为 20Ω;
滑动变阻器 R :最大阻值为 10Ω;
单刀单掷开关 S 、导线若干.
(1)电路图中的电流表 A 1应该选择电流表 ________(选填 “1” 或 “2” ) ,开关 S 闭合前,滑 动变阻器 R 滑片应该移到 ________(选填 “ A ” 或 “ B ” ) 端.
(2)若某次测量中电流表 A 1的示数为 I 1,
电流表 A 2的示数为 I 2, 则由已知量和测得量表 示 R x 的表达式为 R x =_______________.
挑战自我
8. 2011·金山模拟某同学利用电流、电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线,采用了如 图 K33-9甲所示的电路.实验中得出了如下表所示的一组数据:
图 K33-9
(1)图甲中矩形框 1中应接 ________,矩形框 2中应接 ________,矩形框 3中应接 ________. (均选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡” )
图 K33-10
(2)在图乙中画出小灯泡的 U -I 图线.
(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图 K33-10所示的电路中, 若电源电动势 E =4.5V , 内阻不计, 定值电阻 R =10Ω,此时每个灯泡的实际功率是 ________W. (结果保留两位有效 数字 )
课时作业 (三十四 ) [第 34讲 电学实验 (二 )]
基础热身
1. 2012·浦东模拟如图 K34-1甲所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔 内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是乙图中的 ( )
甲 A B C D
乙
图 K34-1
2.如图 K34-2所示为根据实验数据画出的电池的路端电压 U 随电流 I 变化的图线, 由图可知,该电池的电动势 E =________V,内阻 r =________Ω.
图 K34-2
3.某研究性学习小组利用如图 K34-3所示的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 K34-4所示的图线,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 =_______Ω.
图 K34-3 图 K34-4
4.某同学用一多用电表测量电阻时,感觉测得的结果不够准确,经反复检查、测量, 发现测量方法正确,且表头没有问题,怀疑是欧姆挡的中值电阻 (即内阻 ) 不准确.已知该多 用电表的欧姆挡的中间刻度为 “30” ,现有器材如下:
A .电流表:有 0.6A 、 3A 两个量程;
B .电压表:有 3V 、 15V
两个量程;
C .滑动变阻器:最大阻值
100Ω;
D .电源:电动势 1.5V ;
E .电阻箱:0~9999.9Ω;
F .开关、导线.
(1)请设计一个最简单的方法测量该多用电表×10挡的中值电阻 (简述测量过程 ) .
(2)若实验测得的值为 350Ω,则用该挡测量电阻时测得的值总是偏 ________.
5. 2011·海淀模拟多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器. 现使用多用电表测 某段导体的电阻.
(1)主要的操作过程分以下三个步骤,请填写第②步操作.
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择电阻挡“×10”; ② _________________________________________________;
③把红、黑表笔分别与导体的两端相接,读取导体的电阻.
(2)采用上述的操作步骤后, 多用电表的示数如图 K34-5所示, 则该段导体的电阻测量 值为 ________Ω.
图 K34-5
6. 2011·石景山模拟为了测量某电池的电动势 E (约为 3V) 和内阻 r ,可供选择的器材如 下:
A .电流表 G 1(2mA,100Ω) ;
B .电流表 G 2(1mA,内阻未知 ) ;
C .电阻箱 R 1(0~999.9Ω) ;
D .电阻箱 R 2(0~9999Ω) ;
E .滑动变阻器 R 3(0~10Ω, 1A) ;
F .滑动变阻器 R 4(0~1000Ω, 10mA) ;
G .定值电阻 R 0(800Ω, 0.1A) ;
图 K34-7
H .待测电池;
I .导线、开关若干.
(1)采用如图 K34-6所示的电路测定电流表 G 2的内阻,得到电流表 G 1的示数 I 1、电流 表 G 2的示数 I 2
根据测量数据,请在图 K34-7的坐标系中描点作出 I 1— I 2图线.由图得到电流表 G 2的内阻等于 __________Ω.
图 K34-6 图 K34-8
(2)在现有器材的条件下, 测量该电池电动势和内阻,采用如图 K34-8所示的电路. 在 给定的器材中, 图中滑动变阻器①应该选用 ______, 电阻箱②应该选用 _______(均填写器材 后面的代号 ) .用笔画线代替导线,完成图 K34-9中实物电路的连接.
图 K34-9
7.用如图 K34-10所示的电路测量电源的电动势 E 和内阻 r .
图 K34-10
提供的器材有:保护电阻 R 0(准确阻值是 50Ω) 、 电阻箱 R 1(0~100Ω) 、 电阻箱 R 2(0~200Ω) 、 电源 (电动势约 1.5V ,内阻约 1Ω) 、单刀单掷开关 S 1和单刀双掷开关 S 2、导线若干.供选择 的器材有:电流表 A 1(量程 6mA) 、电流表 A 2(量程 60mA) 、电流表 A 3(量程 0.6A) .
(1)电流表应该选 ________.
(2)实验操作步骤是:闭合开关 S 1,电阻箱 R 1选取合适的阻值, ________,读取并记录 ________; 电阻箱 R 2选取合适的阻值, 保持开关 S 1闭合, ________, 读取并记录 ________. (明 确写出读取并记录的物理量的名称和符号 )
(3)电动势表达式 E =________,内阻表达式 r =________.[用已知和 (2)中读取并记录的 物理量的符号表示 ]
挑战自我
8.两位同学在实验室利用如图 K34-11所示的电路测定值电阻 R 0、电源的电动势 E 和内阻
r
,
调节滑动变阻器的滑片
P 向某一方向移动时, 一个同学记录了电流表 A 和电压表 V 1的测量数据,另一同学记录电流表 A 和电压表 V 2的测量数据.并根据数据描绘了如图 K34-12所示的两条 U -I 直线.回答下列问题: 图 K34-11 图 K34-12
(1)根据甲、乙两同学描绘的直线,可知 ( )
A .甲同学是根据电压表 V 1和电流表 A 的数据
B .甲同学是根据电压表 V 2和电流表 A 的数据
C .乙同学是根据电压表 V 1和电流表 A 的数据
D .乙同学是根据电压表 V 2和电流表 A 的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是 ( )
A .滑动变阻器的滑片 P 滑到了最右端
B .电源的输出功率最大
C .定值电阻 R 0上消耗的功率为 0.5W
D .电源的效率达到最大值
(3)根据图 K34-12,可以求出定值电阻 R 0=______Ω,电源电动势 E =________V,内 阻 r =________Ω.
(4)该电路中电流表的读数能否达到 0.6A ,试说明理由.
课时作业 (三十五 )A [第 35讲 电学实验综合 ]
基础热身
1.某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率 ρ. 完成下列部分步骤:
(1)用游标为 20分度的卡尺测量其长度,如图 K35-1甲所示,由图可知其长度为 ______________mm.
甲 乙
图 K35-1
(2)用螺旋测微器测量其直径,如图 K35-1乙所示,由图可知其直径为 _________mm.
(3)用多用电表的电阻“×10”挡按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如 图 K35-2所示,则该电阻的阻值约为 ________Ω.
图 K35-2
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R ,现有的器材及其代号和规格如下: 待测圆柱体电阻 R ;
电流表 A 1(量程 0~4mA ,内阻约 50Ω) ;
电流表 A 2(量程 0~10mA ,内阻约 30Ω) ;
电压表 V 1(量程 0~3V ,内阻约 10kΩ) ;
电压表 V 2(量程 0~15V ,内阻约 25kΩ) ;
直流电源 E (电动势 4V ,内阻不计 ) ;
滑动变阻器 R 1(阻值范围 0~15Ω,允许通过的最大电流 2.0A) ;
滑动变阻器 R 2(阻值范围 0~2kΩ,允许通过的最大电流 0.5A) ;
开关 S ,导线若干.
为使实验误差较小, 要求测得多组数据进行分析, 请在虚线框中画出测量的电路图, 并 标明所用器材的代号.
技能强化
2. 2011·海淀一模某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时, 发现里面除了 一节 1.5V 的干电池外,还有一个方形的层叠电池.为了测定层叠电池的电动势和内电阻, 实验室中提供如下器材:
A .电流表 A 1(满偏电流 10mA ,内阻 10Ω) ;
B .电流表 A 2 (0~0.6~3A ,内阻未知 ) ;
C .滑动变阻器 R 0(0~100Ω, 1.0A) ;
D .定值电阻 R (阻值 990Ω) ;
E .开关 S 与导线若干.
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图 K35-3所示的电路,请按照电路图在图 K35-4的实物图中完成连线.
图 K35-3
图 K35-4
(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据,绘出如图 K35-5所示的 I 1-I 2图线 (I 1为电流表 A 1的示数, I 2为电流表 A 2的示数 ) ,则由图线可以得到被测电池的电动势 E = ________V,内阻 r =________Ω.(保留两位有效数字 ) .
图 K35-5
3.有一种特殊的电池,它的电动势 E 约为 9V ,内阻 r 约为 50Ω,该电池允许输出的最 大电流为 50mA. 某同学利用如图 K35-6甲所示的电路进行实验测定这个电池的电动势和内 阻,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑, R 为阻值范围 0~9999Ω的电阻箱, 定值电阻 R 0是保护电阻.
甲 乙
图 K35-6
(1)实验室备有的定值电阻 R 0有以下几种规格:
A . 10Ω, 2.5W B . 100Ω, 1.0W
C . 200Ω, 1.0WD . 2000Ω, 5.0W
本实验中应选用 ________(填字母代号 ) .
(2)该同学接入符合要求的 R 0后, 闭合开关 S , 调整电阻箱的阻值, 读取电压表的示数, 改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图 K35-6乙所示的图线 (已知该直线的截距为
0.1V -1) .根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E =________V,内阻 r =________Ω.
4.现有如下器材:电源,滑动变阻器,电流表 A 1(0~200mA ,内阻约 11Ω) ,电流表 A 2(0~300mA ,内阻约为 8Ω) ,定值电阻 R 1=24Ω, R 2=12Ω,开关一个,导线若干.某同 学为了测量 A 1的内阻,设计了图 K35-7中 A 、 B 、 C 、 D 四套方案进行实验,其中最佳的 方案是 ________,若用此方案测得 A 1、 A 2示数分别为 180mA 和 270mA ,则 A 1的内阻为 ________Ω.
A B
C D
图 K35-7
5.某同学用电流表 A(0~200mA ,内阻为 12Ω) ,电阻箱 R (最大阻值 9.9Ω) ,定值电阻 R 0=6.0Ω,一个开关和若干导线来测量一个电源 (电动势 E 约为 6.2V ,内阻 r 约为 2.1Ω) 的 电动势及内阻.请在虚线框中画出设计电路图.
若记录实验中电阻箱的阻值 R 和对应的 A 示数的倒数, 得到多组数据后描点作出 R -1I
图线如图 K35-8所示,则该电源的电动势 E =________V,内阻 r =________Ω.(结果保留 两位有效数字 ) 图 K35-8
6. 2011·宁波模拟在把电流表改装为电压表的实验中,提供的器材有:
A .电流表 (量程 0~100μA,内阻几百欧 ) ;
B .标准电压表 (量程 0~3V) ;
C .电阻箱 (0~9999Ω) ;
D .滑动变阻器 (0~50Ω,额定电流 1.5A) ;
E .滑动变阻器 (0~100kΩ,额定电流 0.5A) ;
F .电源 (电动势 6V ,有内阻 ) ;
G .电源 (电动势 2V ,内阻很小 ) ;
H .开关两只,导线若干.
(1)该实验首先要用半偏法测出电流表的内阻, 如果采用如图 K35-9甲所示的电路, 并 且要想得到较高的精确度,那么从上面给出的器材中,可变电阻 R 1应选用 ________,可变 电阻 R 2应选用 ________,电源应选用 ________. (填器材前的字母
)
图 K35-9
(2)实验时,先闭合 S 1,调节 R 1使电流表满偏,再闭合 S 2,保持 R 1不变而调节 R 2使电 流表半偏,读出 R 2此时的数值即为电流表内阻的测量值,此测量值与电流表的真实值相比 ________(选填“偏大”、“偏小”或“相等” ) .
(3)图乙提供了将电流表改装为电压表并将改装电压表与标准电压表进行核对所需的器 材, 核对时要求对改装表量程范围 (0~3V) 内每隔 0.5V 均进行核对, 请将实验器材按以上要 求用连线连接成实验电路.
挑战自我
7. 2011·海南模拟 (1)一多用电表的欧姆挡有三个倍率,分别是“×1”、“×10”、 “×100”.用“×10”挡测量某电阻时,操作步骤正确,而表头指针偏转角度很小,为了 较准确地进行测量,应换用 “________” 挡.如果换挡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 K35-10甲所示, 则该电阻的阻值是 ________Ω.若将该表选择旋钮置于 25mA 挡,表盘的示数仍如图甲所示, 则被测电流为 ________mA.
图 K35-10
(2)要精确测量一个阻值约为 5Ω的电阻 R x ,实验提供下列器材:
电流表 A 1 (量程为 100mA ,内阻 r 1约为 4Ω) ;
电流表 A 2 (量程为 500μA,内阻 r 2=750Ω) ;
电池 E (电动势 E =1.5V ,内阻很小 ) ;
滑动变阻器 R 0(阻值约为 0~10Ω) ;
开关 S ,导线若干.
①请设计一个测定电阻 R x 的电路图,画在虚框线中.
②根据你设计的电路图,将图乙中的实物连成实验电路.
③根据某次所测量值写出电阻 R x 的表达式:R x =__________.
课时作业 (三十五 )B [第 35讲 电学实验综合 ]
基础热身
1. 2011·锦州模拟用如图 K35-11甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻. 蓄 电池的电动势约为 2V , 内阻很小, 所以串联一个 R 0=4Ω的保护电阻. 根据实验数据作出 U -I 图象如图乙所示,则蓄电池的电动势 E =________V,内阻 r =________Ω.
甲 乙
图 K35-11
2.某同学在做用多用电表测电阻的实验中:
(1)用多用电表的欧姆挡测电阻前,发现该表无法调零,于是他用一节使用很久的旧电 池替换下多用电表的电池.调零后正确测量,测得某电阻器的电阻为 102Ω,则该测量值比 真实值 __________(选填“偏大”、“偏小”或“准确” ) .
(2)换用新电池后,用“×10Ω”挡测量某电阻时发现指针偏转角度过大,应该换用 ________(选填“×1Ω”或“×100Ω” ) 挡,换挡后测量前先要 __________.
图 K35-12
(3)如图 K35-12所示, A 、 B 、 C 是多用表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置, 图 K35-13是多用表表盘指针在测量时的偏转位置.
图 K35-13
若 是 用 A 挡 测 量 , 则 读 数 为 ________________________________________________________________________; 若 是 用 B 挡 测 量 , 则 读 数 为 ________________________________________________________________________; 若 是 用 C 挡 测 量 , 则 读 数 为 ________________________________________________________________________. 技能强化
3. 2011·宁波模拟现要测量某一电压表的内阻,给定的器材如下:
(1)从 3个固定电阻中只选用 1个,与其他器材一起组成测量电路,请在虚线框内画出 测量电路的原理图 (要求电路中各器材用题中给定的符号标出 ) .
(2)写 出 实 验 中 必 须 记 录 的 数 据 (用 符 号 表 示 ) , 并 指 出 各 符 号 的 意 义 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. (3)用 (2) 中记录的数据写出待测电压表内阻的表达式为 R V1=________.
4. 2011·苏北联考某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时, 发现实验台上 有以下器材:
待测电源 (电动势约为 4V ,内阻约为 2Ω) ;
一个阻值未知的电阻 R 0;
电压表 (内阻很大,有 5V 、 15V 两个量程 ) 两块;
电流表 (内阻约为 5Ω,量程 500mA) ;
滑动变阻器 A (0~20Ω, 3A) ;
滑动变阻器 B (0~200Ω, 0.2A) ;
开关一个,导线若干.
该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻 R 0的阻值,设 计了如图 K35-14所示的电路. 实验时他用 U 1、 U 2、 I 分别表示电表 V 1、 V 2、 A 的读数. 在 将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了 U 1、 U 2、 I 的一系列值.其后他在两张坐标 纸上各作了一个图线来处理实验数据, 并计算了电源电动势、 内阻以及定值电阻 R 0的阻值.
图 K35-14
根据题中所给信息解答下列问题:
(1)电压表 V 1接入电路时应选择的量程是 ________,滑动变阻器应选择 _________(填器 材代号 “ A ” 或 “ B ” ) .
(2)在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分 别应该用 ________、 __________表示;用来计算定值电阻 R 0的图线的横坐标轴、纵坐标轴 分别应该用 ________、 __________表示. (填“ U 1、 U 2、 I ”或由它们组成的算式 )
(3)若实验中的所有操作和数据处理均无错误 ,实验中测得的定值电阻 R 0的值 ________(选填“大于”、“小于”或“等于” ) 其真实值.
5.如图 K35-15甲所示, R 1、 R 2为定值电阻, R 3为滑动变阻器,三个电阻采用如图甲 所示的方式接在电源上, 已知 R 1=3Ω、 R 2=12Ω.现利用电压传感器 (相当于电压表 ) 和电流传 感器 (相当于电流表 ) 研究 R 3上的电压与电流变化关系,任意滑动 R 3上的滑片,通过数据采 集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的 U -I 图象为如图乙所示的一条直线 (实线部分 ) .试求:
甲 乙
图 K35-15
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)R 3的最大阻值;
(3)R 3消耗的最大功率.
6.有一个小灯泡上标有 “4 V,2 W” 的字样,现在要用伏安法测绘这个小灯泡的伏安特性 曲线.
(1)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在下面的虚线框中画出实 验电路图.
图 K35-16
(2)通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线,如图 K35-16所示.若用电 动势为 4.0V 、 内阻为 8Ω的电源直接给该小灯泡供电, 则该小灯泡的实际功率是 ________W. (3)P 为伏安特性曲线上的一点, PN 为图线上 P 点的切线,下列说法中正确的是 ()
A .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
C .对应 P 点,小灯泡的电阻约为 5.33Ω
D .对应 P 点,小灯泡的电阻约为 24.0Ω
挑战自我
7. 2011·扬州模拟为了较为精确测量某一定值电阻的阻值, 兴趣小组先用多用电表进行 粗测,后用伏安法精确测量.现准备了以下器材:
A .多用电表;
B .电压表 V 1:量程 6V ,内阻约 10kΩ;
C .电压表 V 2:量程 15V ,内阻约 20kΩ;
D .电流表 A 1:量程 0.6A ,内阻约 0.2Ω;
E .电流表 A 2:量程 3A ,内阻约 0.02Ω;
F .电源:电动势 E =9V ;
G .滑动变阻器 R 1:最大阻值 10Ω,额定电流 2A ;
H .导线、开关若干.
(1)在用多用电表粗测时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,此时欧姆表的指针位 置如图 K35-17甲所示,为了减小误差,多用电表的选择开关应换用 ________欧姆挡;按 操作规程再次测量该待测电阻的阻值,此时欧姆表的指针位置如图乙所示,其读数是 ________________________________________________________________________Ω.
甲 乙
图 K35-17
(2)在用伏安法精确测量时,要求待测电阻的电压从零开始连续调节,则要完成测量, 应选择的器材是 _________ (填器材前面的字母代号 ) ,请在虚框内画出实验电路图.
范文五：高考物理电学实验试题
高考物理电学实验试题
1、 如图所示的电路, l 、 2、 3、 4、 5、 6 为连接点的标号。在开
关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要
检侧的有:电源、 开关、 小灯泡、 3根导线以及电路中的各连接点。
(1)为了检测小灯泡以及 3根导线,在连接点 1、 2已接好 的情况下,应当选用多用电表的 档,在连接点 1、 2同时 断开的情况下.应当选用多用电表的 档。 (2)在开关闭合情况下,若侧得 5、 6两点间的电压接近电
源的电动势,则表明
可能有故障。
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测小灯泡是否有故障的具体步骤。
答案(1)电压;欧姆
(2)开关或连接点 5、 6
(3)①调到欧姆档
②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作
③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。
【解析】 (1)在 1、 2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在 1、 2同时断开的情况下,应选用 欧姆档。
(2)表明 5、 6两点可能有故障。
(3) ①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表 明小灯泡有故障。
2、 某同学得用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点。
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。 (3)将红、黑表笔 ___________,进行欧姆调零。
(4)测反向电阻时,将 __________表笔接二极管正极,将 _________表笔接二极管负极,读出电表示 数。
(5) 为了得到准确的测量结果, 应让电表指针尽量指向表盘 ___________(填 “ 左侧 ” 、 “ 右侧 ” 或 “ 中央 ” ) ; 否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3) (4) 。
(6)测量完成后,将选择开关拔向 _______________位置。 答案(3)短接(4)红 黑(5)中央(6) OFF
【解析】首先要机械调零,在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过程。 (3)将红黑表笔短接 , 即为欧姆调零。测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极, 黑接负极。 欧姆表盘 的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央。测量完成后应将开关 打到 OFF 档。
3、 Ⅰ.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于 a 、 b 的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处 于下面表格中所指的档位, a 和 b 的相应读数是多少?请填在表格中。
答案:
【解析】 直流电流 100mA 档读第二行 “0~10” 一排, 最小度值为 2mA 估读到 1mA 就可以了; 直流电压 2.5V
档读第二行 “0~250” 一排,最小分度值为 0.05V 估读到 0.01V 就可以了;电阻 ×100档读第一行,测量值等 于表盘上读数 “3.2” 乘以倍率 “100” 。
Ⅱ.用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻 器时造成短路,电路中用一个定值电阻 R 0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还 有: (a ) 电流表(量程 0.6A 、 3A ) ; (b ) 电 压表(量程 3V 、 15V )
(c ) 定值电阻(阻值 1Ω、额定功率 5W ) (d ) 定 值电阻(阻值 10Ω,额定功率 10W ) (e ) 滑动变阻器(阴值范围 0--10Ω、额定电流 2A ) (f ) 滑动变阻器(阻值范围 0-100Ω、额定电流 1A )
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 V ,电流表的量程应选择 A ; R 0应选择 Ω的 定值电阻, R 应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。 答案:(1) 3, 0.6
, 1, 0~10。 (2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。 【解析】由于电源是一节干电池(1.5V ) ,所选量程为 3V 的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一 般几欧姆左右, 加上保护电阻, 最大电流在 0.5A 左右, 所以选量程为 0.6A 的电流表; 由于电池内阻很小, 所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值 一般比电池内阻大几倍就好了,取 0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取 0~100Ω会出现开始 几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成 E 测
4、 研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元 件。图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑, 先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选 用 。 (以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线 有何异同点?
相同点: , 不同点: 。 答案. ① A 2 V 1 R 1 ②如图 ③相同点:通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压 的变化关系都是非线性关系,该元件的电阻随电压的增大而减小,而笑电珠 的电阻值随电压的升高而增大。
【解析】①图像中电流 0~0.14A ,电流表选 A 2;电源电压 6V ,但图像只要求电压在 0~3V 之间调整,为 了测量准确电压表选 V 1;由于绘制图像的需要,要求电压从 0~3V 之间调整,所以滑动变阻器只能采用 分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的 R 1。 ②该元件约几十 Ω,
V A
R R
R R
,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;实验数据的采集 要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法。
③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是 “ 非线性 ” ,图像上某点与原点连线的斜 率是电阻的倒数。
5、 某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括:输出为 3V 的直流稳 压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺) 、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可 在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图 14。 (2)实验的主要步骤如下:
①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关; ②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关, ______________,合上开关,重复②的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出图 15的关系图线,其斜率为 _____________A -1m -1(保 留 三 位 有 效 数 字 ) ; 图 线 纵 轴 截 距 与 电 源 电 动 势 的 乘 积 代 表 了 ___________________的电阻之和。
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图 16所示。金属丝的直径是 _______。图 15中图线 的 斜 率 、 电 源 电 动 势 和 金 属 丝 横 截 面 积 的 乘 积 代 表 的 物 理 量 是 ____________, 其 数 值 和 单 位 为 _______________(保留三位有效数字) 。 答案:(1)
(2)测出接入电路的金属丝的长度 (3) 10.7;电源内电阻与电阻箱
(4) 0.200mm ;金属丝的电阻率; 6
4.0310m -?Ω?
【解析】依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率,电路图如图所示; 电路实物图如图所示,依据闭合电路欧姆定律得 0x E I r R R =++()
,参照 题目给出的图像可得 01r R L I E ES ρ+=+?, 可见直线的斜率 k ES
ρ
=, 可知斜 率、 电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率 ρ, 其数值和单位为 1.54×10-7Ω·m ;
依据直线可得其斜率为 1.63A -1·m -1,截距为 0
r R E
+,则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为(0r R +) ;
金属丝的直径是 0.200mm 。 6、 图 1是利用两个电流表 和
测量干电池电动势 E 和内阻 r 的电路原理图。图中 S 为开关, R 为滑
动变阻器,固定电阻 1R 和
内阻之和为 10000Ω(比 r
和滑动变
阻器的总电阻都大得多) , 为理想电流表。
①按电路原理图在图 2虚线框内各实物图之间画出连线。
②在闭合开关 S 前,将滑动变阻器的滑动端 c 移动至 (填 “ a 端 ” 、 “ 中央 ” 或 “ b 端 ” ) 。 ③闭合开关 S ,移动滑动变阻器的滑动端 c 至某一位置,读出电流表 和
的示数 1I 和 2I 。多次改变滑
动端 c
在图 3所示的坐标纸上以 I 1为纵坐标、 I 2为横坐标画出所对应的 I 1— I 2曲线。 ④利用所得曲线求的电源的电动势 E= V ,内阻 r= Ω. (保留两位小数) ⑤该电路中电源输出的短路电流 I m 。
答案 :①连线如图 1所示,② b 端,③如图 2所示。 ④ 1.49(1.48~1.50) , 0.60(0.55~0.65)⑤ 2.4(2.3~2.7) 解析 :②实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大;
④由图线上读出两组数值,代入 E =I 1R 1+(I 1+I 2) r 构成方程组联立求 解 E 和 r ;
⑤短路电流 m I =E/r。
7、 有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测 其电阻的大小与该合金棒的电阻率 ρ、长度 L 和两底面直 径 d 、 D 有关。他进行了如下实验: (1) 用游标卡尺测量合金棒的两底面直径 d 、 D 和长度 L 。 图乙中游标卡尺(游标尺上有 20个等分刻度)的读书 L=________cm.
