0809年度九电路及电学实验.docx
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0809年度九电路及电学实验
1.有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用的器材有：
电阻箱R0，最大阻值为99999.9；滑动变阻器甲，最大最值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大最值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。
采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：
a、断开S1和S2，将R调到最大；b、合上S1，调节R使电流表满偏；c、合上S2，调节调节R1使电流表半偏，此时可以认为电流表的内阻rg=R1。
试问：
（ⅰ）上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择____________；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择__________，电源E应该选择___________________。
（ⅱ）认为内阻rg=R1，此结果与的真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
2.现要测量某一电压表
的内阻。
给定的器材有：
待测电压表
（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表
（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，
内阻不计）；固定电阻3个：
R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干。
要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
i.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。
）
ii.电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV＝______________。
3.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，滑动变阻器R′，电键K，导线若干。
①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。
②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。
则可以求出E=，r=。
（用I1，I2，U1，U2及R表示）
4.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999Ω），电键，导线等器材。
该同学设计的实验电路如图4A所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1=1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2=0.80mA，记录电流强度值。
由此可得被测电阻的阻值为________Ω。
经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。
为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图4B所示的实验电路，实验过程如下：
断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为____，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。
由此可测出Rx=_______。
（答案为I，R0）
5. 用伏安法测量一定值电阻的实验，现有的器材规格如下：
（1）待测电阻Rx（约100Ω）；
（2）直流毫安表A1（量程0－10mA，内阻50Ω）；
（3）直流毫安表A2（量程0－30mA，内阻40Ω）；
（4）直流电压表V1（量程0－4V，内阻5kΩ）；
（5）直流电压表V2（量程0－10V，内阻10kΩ）；
（6）直流电源（输出电压4V，内阻不计）；
（7）滑动变阻器（阻值范围0－15Ω，允许最大电流 1A ）；
（8）开关一个和导线若干。
根据器材的规格和实验要求，为使实验结果准确，直流毫安表应选＿＿＿＿＿，直流电压表应选＿＿＿＿＿，应采用电流表的＿＿＿＿＿接法，滑动变阻器应采用＿＿＿＿＿接法。
6.实验室内有一电压表mV，量程为150mV，内阻约为150Ω，现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。
为此，实验室提供如下器材：
干电池（电动势为1.5V），电阻箱R，滑动变阻器R，电流表A（有1.5mA，15mA与150mA三个量程）及开关K。
（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻，可用图所示的电路测量电压表mV的内阻。
在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表A应选用的量程是。
若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表A的读数为150mV电流表的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为。
（取三位有效数字）
（2）在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑线变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。
图中电阻箱的取值是（取三位有效数字），电流表A应选用的量程是。
7.从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材（代号）
规格
电流表（A1）
电流表（A2）
电压表（V）
电阻（R1）
滑动变阻器（R2）
电池（E）
电键（K）
导线若干
量程10mA，内阻r1待测（约40Ω）
量程500μA，内阻r2=750Ω
量程10V，内阻r3=10kΩ
阻值约100Ω，作保护电阻用
总阻值约50Ω
电动势1.5V，内阻很小
（1）在虚线方框中画出电路图，表明所用器材的代号；
（2）若选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为=，式中各符号的意义是：
。
8.某同学为了测电流表的内阻精确值，有如下器材：
电流表A1（量程300mA，内阻约为5Ω）；
电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）；
电压表V（量程15V，内阻约为3kΩ）
定值电阻R0（5Ω）
滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流为1A）
滑动变阻器R2（0~250Ω，额定电流为0.3A）
电源E（电动势3V，内阻较小）
导线、开关若干。
（1）要求电流表A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差。
在如图所示线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号。
（2）若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1=；式中各符号的意义是。
9.某电压表的内阻在20～50Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V（量程3V），电流表A1（量程200μA），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1kΩ），电源E（电源电压为4V），开关S.
（1）所提供的电流表中应选用（填字母代号）.
（2）为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在方框中（图）画出符合要求的实验电路（其中电源和开关及连线已画出）.
10.测量某未知阻值电阻Rx的值.已知Rx约为5Ω左右，下表给出可供选择的器材.请画出你所设计的实验原理图，并表明所选器材的规格或代号.
代号
器材名称
规格
a
灵敏电流计G
300μA，100Ω
b
电流表A1
0.6A，0.1Ω
c
电流表A2
3A，0.02Ω
d
电阻箱R1
0～999.9Ω
e
电阻箱R2
0～9999Ω
f
滑动变阻器R3
5Ω，2A
g
电源
3V，0.01Ω左右
h
电键S
单刀单掷
备注:
另有导线若干，各器材数目均只一个.
1.参考答案：
电阻箱R0；滑动变阻器甲；电源E2；偏小。
2.参考答案：
3.参考答案：
4.参考答案：
解题思维顺序如下：
1、先研究所给的电路，明了实验原理。
可分别画出图11A、11B两图的电路图，如图12A、12B所示。
先分析图12A，设电流表、电源、电阻箱总阻值为r，当断开K2，闭合K1时，可列出方程E=I1r,当断开K1，闭合K2时，可列出方程E=I2（r+Rx），解这两个方程就可求出Rx。
2、根据实验原理确定要读取的物理量就是I1、I2，而题目已给出这两个数据，把数据代入方程组可得Rx=375Ω。
这是第一问，其实就是借鉴测电源电动势和内阻的思路（与图5B相同）
第二问经过分析图12B其实就是等效法（与图6C相同），更简单。
所以关键是分析原理。
5.参考答案：
伏安法测电阻原理是Rx＝U/I。
先选毫安表，估算电路最大电流约为I=U/Rx＝4V/100Ω＝40mA，所以选用A2。
再选电压表，因电路电压U 然后选择电路，因毫安表内阻（40Ω）与待测电阻（100Ω）接近，而电压表内阻（10kΩ）与待测电阻相差很大，故采用毫安表外接电路。
最后选择滑动变阻器接法，本题若用限流式接法，则电路电流约为I＝E/（Rx＋R）=4/（100+15）=35mA>30mA，且待测电阻上电压的变化范围仅为2.7V（4×100/150）至4V之间，用分压式接法待测电阻上可获得0－4V之间的连续电压，电流可调到30mA以下。
答案：
A2；V1；外；分压式
9.解析电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积，估算电路中的最大电流为
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.如果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
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，电路如图所示.
（2）滑动变阻器的选择.要由电路中所要求或可能出现的电流、电压的范围来选定变阻器，实际流过变阻器的电流不得超过其额定值；如要通过变阻器的电阻改变来读取不同的电流、电压值时，要注意避免变阻器滑片稍有移动电流或电压就会有很大变化的出现，也要避免出现滑片从一头滑到另一头，电流或电压几乎没有变化的情况.
10.解析此处我们给出三种设计方案.
设计方案一原理:
用伏安法测Rx.
为此，需要改装出一个电压表，最好是用G和R2，这样可以改装出与电源相配的量程3V左右的电压表.（用与只能改装出0.3V量程的电压表，明显不合要求，不能用）
由于改装后的电压表内阻远大于Rx，宜采用电流表外接法，这对提高实验精度很有好处.
注意到滑动变阻器与待测电阻的阻值相近，出于线路简单和节能的目的，可采用限流供电方式.
由此设计出电路图如图所示.
设计方案二原理:
应用全电路欧姆定律测Rx.
为测出电源内阻，可先短接Rx，有E＝I1（r+R1+RA），这里采用R1是因为R1可调至0.1Ω，精度高，电流表用A1，读数也可比A2准确.
再接人Rx，有E＝I2（r+R1+Rx+RA），可求出Rx.
由此设计出的电路图如图所示.
设计方案三原理:
设计成欧姆表测Rx.
表头采用A1而不用G或A2，是出于测量精确度的考虑.若用G，中值电阻将达到10kΩ，用A2中值电阻为1Ω，用A1测出中值电阻为5Ω，测Rx时指针基本上指中，所以选A1合适.
设计出的电路图如图所示.
注意:
还有其他方案，就不一一列举了.由此也大致可看出设计题的灵活多样件了.
【】5．从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值）.设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可能提高测量的精度.
电流表A1，量程1mA，内阻rA1≈50Ω
电流表A2，量程300μA，内阻rA2≈300Ω
电流表A3，量程100μA，内阻rA3≈500Ω
电压表V1,量程10V，内阻rV1=15kΩ
电压表V2，量程3V，内阻rV2=10kΩ
滑动变阻器R1，全阻值50Ω，额定电流为1A
滑动变阻器R2，全阻值500Ω，额定电流为1A
电池组，电动势3V，内阻很小但不能忽略
开关及导线若干
①测量电路中电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选（填代号）
②在图所示的虚线框中画出测量Rx的电路图.
③在所测量数据中选一组数据计算Rx,计算表达式Rx=,表达式中各符号表示的意义.
6．某同学准备测定一只电阻的阻值，采用的方法是：
（1）用多用电表进行粗测：
多用电表电阻档有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω、×1Ω。
该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太小（指会在200到500刻度线之间的某个位置）。
为了准确地进行测量，请你依次写出接着应该进行的主要操作步骤：
①---------②---------③-----------
若这时刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果是______________Ω。
（2）为了更准确地测量这只电阻的阻值，该同学继续用伏安法进行测定。
除被测电阻R外，还有如图所示的实验仪器：
A．直流电源，电压12V，内阻不计；
B．电压表，量程0-3-15V，内阻10kΩ；
C．电流表，量程0-0.6-3A，内阻20Ω；
D．毫安表，量程5mA，内阻200Ω；
E．滑动变阻器，阻值0-50Ω；
F．电键一只、导线若干。
在上述仪器中，电压表的量程应选择___________V，电流表应选用（用字母表示）______________，请在方框内画出电路原理图，并用笔画线作为导线，在实物图中将你选用的仪器连接起来。
7．某待测电阻RX的阻值在80Ω~100Ω之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材：
A.电流表A1（量程0.9mA、内阻r1=10Ω）
B.电流表A2（量程300μA、内阻r2为30Ω）
C.电流表A3（量程0.6A、内阻r1约为0.2Ω）
D.电压表（量程15V、内阻约为20kΩ）
E.定值电阻R0=20Ω
F.滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
G.电源E（电动势4V）H.开关S、导线若干
①在上述提供的器材中，要完成此试验，应选用_________（填字母代号）
②测量要求电压表读数不得小于其量程的1/3，请你在虚线框内画出测量电阻RX的一种实验电路原理图（图中元件用题干中相应的英文字母标注）
③用已知量和测量的量表示RX的表达式RX=___________.说明式中各字母所表示的物理量：
__________________________________________
8．为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有：
电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1Ω
电压表V2，量程为5V，内阻约3500Ω
变阻箱R1阻值范围为0—9999Ω
变阻箱R2阻值范围为0—99.9Ω
滑动变阻器R3，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω
单刀单掷开关K，导线若干。
（a）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，在虚线方框中画出电路原理图（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。
（b）说明实验所要测量的量：
写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV=。
5．①A2V2R1或R2均可以②
③
U2表示电压表V2的示数,I2表示电流A2的示数.rV2表示电压表V2的内阻.（2分）
6．①换挡，由×10Ω倍率改为×100Ω倍率②将两表笔短接，重新调零
③将待测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数测量结果3000Ω
（2）15VD
电路图实物连接
7．①（2分）ABEFGH.解析：
根据测电阻实验原理、给定器材，实验要求。
确定测电阻的方法-----“安安法”，从而选择实验器材。
②解析：
考查：
测定未知电阻的阻值。
滑动变阻器的阻值R<10Rx，电表量程较小，控制电路采用分压电路；“安安法”测电阻，测量中要求电压表读数不得小于其量程的
，A1表测大电流，A2表测小电流，如果A2、R0串联后与Rx并联，I1=
I2m+
=137.5µA<
I2m,如果A2、Rx串联后与R0并联，I1=
I2m+
=550µA>
I2测量电路Rx与A2串联后与R0并联。
③（4分）
R0-r1,r1为A1表的内阻，R0为定值电阻，I1为A1表示数，I2为A2表示数，（I1-I2）R0=I2（Rx+r1）Rx=
R0―r2
8．（a）如图（4分）
（b）连线图略
（c）电压表V的示数U，电压表V2的示数U2，电阻箱R1的读数r1。
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