1、電學實驗專題2008年5月1日一、電阻的測量1.用以下器材測量待測電阻Rx的阻值待測電阻Rx,阻值約為100 Q電源E,電動勢約為6.0V，內阻可忽略不計；電流表A1,量程為050mA，內電阻1=20 Q； 電流表A2,量程為0300mA，內電阻 遼約為4 Q;定值電阻R0,阻值R0=20 Q;滑動變阻器R,最大阻值為 若干；10Q;單刀單擲開關 S,導線1(1) 測量中要求兩塊電流表的讀數都不小于其量程的1 , 試畫出測量電阻 Rx的一各實驗電路原理圖 (原理圖中的元 件用題干中相應的英文字母標注).(2) 若某次測量中電流表 A1的示數為11,電流表A2的示數為12 .則由已知量和測量量計

2、算Rx的表達式為 RxRoR【答案】(1)如圖所示，R作限流電阻亦可；(2)112.用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(約100Q)：電源E,電動勢約為6.0V，內阻可忽略不計；電流表A1,量程為050mA，內電阻1=20 Q;電流表A?,量程為0300mA，內阻2=4 Q； 定值電阻R0,阻值R0=20 Q；滑動變阻器R,最大阻值為10 Q;單刀單擲開關S,導線 若干.(1) 要求測量中盡量減小誤差，并測多組數據.試在虛線框中畫出測量電阻 種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注)(2) 根據你所畫的電路原理圖，將如圖所示的實物連成實驗電路.(3) 若某次測量中電流表 A

3、1的示數為11,電流表A2的示數為12.則由已知量和測量 量計算Rx 達 式Rx的一Rx=的表為A,RoA：【答案】(1)如圖所示(2)如圖所示& 9 a/fKAj咸«812iJr。7111kQ)I -Um m _（3） Rx =（R0 +r2）-1 或 Rx =I 13.用伏安法測量一個定值電阻的阻值，備用器材如下：待測電阻Rx （阻值約為25kQ）電流表A1：（量程100 PA，內阻2kQ）;電流表 A2：（量程500卩A，內阻300 Q） 電壓表V1：（量程10V，內阻100kQ）;電流表 V2：（量程50V，內阻500kQ） 電源E:（電動勢15V，允許最大電流1A）

4、;滑動變阻器 R:（最大阻值 電鍵S,導線若干；為了盡量減小實驗誤差，要求測多組數據.（1） 電流表應選 ，電壓表應選 （2）畫出實驗電路圖.【答案】（1） A2, V1；（ 2）如圖所示解析：（1）器材選擇（測量電路）從減小電表讀數引起的偶然誤差的角度考慮，兩電表及電表與電源間的配置要合理.注意到電源電動勢遠小于電壓表V2的量程，而跟電壓表Vi的量程較接近，若選用電壓表V2來測量電壓，其最大偏轉量達不到量程的1 ,讀數時偶然誤差太大，所以選用V1較恰當;310而此時通過電流表的最大電流=A =400PA，因此，電流表A2與V1Rx 2.5X10配置較好.（2）電路選擇（控制電路）電路選擇主要

5、從滑動變阻器對電路的控制和調節的角度考慮.若采用限流電路控制， 注意到測量部分的總電阻約為 20kQ,遠大于滑動變阻器的總電阻（1k Q）,要保證電表安全，變阻器分得的電壓至少為5V,阻值應調到 10kQ,顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進行有效調節，所以，只能采用分壓電路控制，實驗電路如圖 所示.二、電表內阻的測量4、實驗室內有一毫伏電壓表（符號（mV，量程為150mV，內阻約145 Q）,現要測量其內阻，實驗室提供如下器材：電動勢為1.5V的干電池；電阻箱R（ 099.9 Q）;滑動變阻器R1（ 050 Q）;標準電流表（符號 ，量程15mA，內阻約500 Q）;開關K以及導線

6、若干.（1） 請設計一個盡可能精確地測出毫伏表內阻RmV的測量電路，并畫出虛線框中.（2） 直接讀出的物理量是 .（用文 字和字母表示）（3） 用這些物理量表示的毫伏表內阻表達式RmV= .（用英文字母表示）（4） 若測出毫伏表的內阻為150Q,要把它改裝成量程為 15mA的電流表，應在所提供的儀器中選用 ，并將其調至 后，與毫伏電壓表 聯.mRi”K【答案】（1）如圖所示；（2）電流表讀數I、毫伏表讀數U、電阻箱讀數 R（3）竺 IR -U（4）電阻箱 R （ 0 99.9 Q）; 10.7 Q;并5、實驗室中現有的器材如下：電池E （電動勢約10V、內阻r約1Q） 標準電流表 A1 （量程

7、300mA，內阻1約為5Q）電阻箱R1 （最大阻值999.9 Q,阻值最小改變量為 0.1 Q）滑動變阻器R2 （最大阻值10Q）開關S和導線若干.要求設計一個測定電流表 A2 （量程250mA，內阻“約為5Q）內阻的實驗方案. （1）在方框中畫出測量電路，并在每個儀器旁標上英文代號.，用這些物理量表示待測電流表（2）要直接測出的物理量是 A2內阻的計算公式是 【答案】（1）如圖所示 （2） A1、A2兩電流表的讀數 h、12和電阻箱R1的阻值R, 2=牛乜尺.I2三、電表的改裝6、某同學準備用500A的電流表改裝成一塊量程為2.0V的電壓表他為了能夠更精確地測量電流表的內電阻，設計了如圖所示

8、的實驗電路，圖中各元件及儀表的參數如下：A. 電流表Gi（量程1.0mA，內電阻約100 Q）B. 電流表 G2（量程500 uA內電阻約 200 Q）C. 電池組E（電動勢為3.0V，內電阻未知）D. 滑線變阻器 R（025 Q）E. 四旋鈕電阻箱 R1（總阻值9999 Q）F. 保護電阻 R2（阻值約100 Q）G. 開關S1,單刀雙擲開關 S2（1）實驗中該同學先合上開關Sl,再將開關S2與a相連，調節滑線變阻器 R，當電流表G2有某一合理的示數時，記下電流表G1的示數為I;然后將開關S2與b相連，保持_ 數為r.(2) 由上述測量過程可知，電流表(3) 若該同學通過測量得到電流表必須將

9、一個k Q的電阻與電流表 G2串聯，才能改裝為一塊量程為 2.0V的電壓表.(4) 畫出用標準電壓表 Vo對改裝后的電壓表 V所有刻度進行校 對的電路圖.【答案】(1)滑線變阻器R,電阻箱Ri；(2) r(3) 3.81(4) 校對電壓表的電路如圖所示.7、( 1) 一個電壓表 Va的內阻Ra=1000 Q,量程為1.0V，現要利用電阻箱擴大它的量程， 改裝成量程為3.0V的電壓表.改裝后，再用一量程為 裝后的電壓表的所有刻度進行校準.除了這兩個電壓表材：電源E (電動勢約為6V，內阻較小)；變阻器R (總電阻約10Q) 電阻箱Ro ( 09999Q);開關S;導線若干 如圖所示是以上器材和兩

10、個電壓表Va、Vb的實物示意圖，試在圖中畫出連線，連成進行校準時的實驗電路. 圖中電阻箱的取值等于 Q .(2)用上述電壓表 Vb和改裝后并已校準過的電壓表(以下稱之為 Vc)以及一個開關和一些導線，去測量一個電動勢大約為2V的電源的內阻r. 簡要寫出測量步驟. 用測得的量表達r的公式應為.不變，調節，使電流表Gi的示數仍為I時,G2內電阻的測量值rg=G2的內電阻值為 190Q，他讀取電阻箱的讀33.0V的精確的電壓表 Vb對改VA、V B外，還有下列一些器【答案】(1)如圖所示；(2) rr=.=Uc + Ub -Uc X3000QUc -Uc解析：(1)實物連線如圖所示,為了使改裝表與標

11、準表在零到量程的范圍內一一校對，應采用分壓電路.根據串聯電路的電壓分配關系，有丄0 =2口衛，解得R0=2000 Q1000Rd(2)先將電壓表Vc通過開關、導線與電源連接，讀出Vc上的示數Uc ；再將電壓表Vc和Vb串聯，通過開關、導線與電源連接，讀出Vc上的示數Uc和Vb上的示數Ub.根據上述兩步操作可得UcERc"Rc卄U c +u BRc +RbRc +Rb +rSEUr由三式解得 UC-U%<3000QUc -UC四、電源電動勢和內阻的測量&在測定一節干電池的電動勢和內電阻的實驗中，備有下列器材：A .待測干電池(電動勢約為1.5V，內阻小于1.0 QB. 電

12、流表 G (滿偏電流3mA，內阻Rg = 10 Q)C. 電流表 A (00.6A，內阻0.1 QD. 滑動變阻器(020 Q, 10A)E. 滑動變阻器(0200 Q, 1A)F. 定值電阻R0 ( 990Q)G. 開關和導線若干(1)某同學發現上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表， 于是他設計了圖1中的(a)、(b )兩個參考實驗電路.其中合理的是圖 所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能較準確的進行測量，滑動變阻器應選 (填寫器材的字母代號).：SJ(2)圖2為該同學根據中選出的合理實驗電路利用測出的數據繪出的Ii 12圖線,(Ii為電流表 G的示數，12為電流表 A的示數)，

13、則由圖線可得被測電池的電動勢E=V，內阻 r =Q.【答案】(1) (b), D 或 Ri ; (2) 1.48, 0.779、在測定一節干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：A .干電池E (電動勢約為1.5V，內阻小于1.0 Q(滿偏電流3mA，內阻1=10 Q)(00.6A，內阻 0.1 Q)R1 (020Q, 10A)R2 (0100Q, 10A )B. 電流表A1C. 電流表A2D. 滑線變阻器E. 滑線變阻器F. 定值電阻R3 ( 990Q)G. 開關和導線若干(填(1) 為方便且能較準確地進行測量，其中應選用的滑線變阻器是 字母代號)(2) 請在虛線框內畫出利用本題提供的器

14、材所設計的測量電池電動勢和內阻的實驗電 路圖.Il、l2圖線(li為Ai的示數，l2為(3) 如圖為某一同學根據他所設計的實驗給出的A2的示數)，由圖線可求得被測電池的電動勢E =V，內阻 r= Q【答案】(1) Ri； (2)電路如圖所示；(3) 1.48, 0.8五、伏安特性曲線10、某研究性學習小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關系，設計 并完成了有關的實驗，以下是實驗中可供選用的器材.待測小燈泡(額定功率電流表(量程電壓表(量程電壓表(量程ErA.B.C.D.E.F.G.6W，額定電流0.5A)00.6A，內阻 0.1 Q05V，內阻約5k Q)015V，內阻約15k Q)滑線變阻器(最大阻值 50 Q)滑線變阻器(最大阻值1k Q)直流電源(電動勢 15V，內阻可忽略)H. 開關一個，導線若干實驗中調節滑線變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內變化，從而測出 小燈泡在