电学实验红对勾.docx

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电学实验红对勾

电学实验

考点1多用电表的原理及使用

【例1】　某学生实验小组利用下图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

多用电表；电压表：

量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；导线若干．

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点．

（2）将上图中多用电表的红表笔和________（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（a）所示，这时电压表的示数如图（b）所示，多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.

【答案】　

（1）短接　

（2）1　（3）15.0　3.60

（4）12.0　（5）9.00　15.0

1．（2014·重庆卷）某照明电路出现故障，其电路如图

（1）所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．

①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图

（2）所示，读数为________V，说明________正常（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图

（2）相同，可判定发生故障的器件是________（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

答案：

①11.5（11.2～11.8之间的值均可）　蓄电池　②小灯

改：

12.1-12.4

2．某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按如图（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线．

（2）开关S闭合时，多用电表用于测量________（填“电流”、“电压”或“电阻”）；开关S断开时，多用电表用于测量________（填“电流”、“电压”或“电阻”）

（3）表笔A应为________色（填“红”或“黑”）．

（4）定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.（结果取三位有效数字）

答案：

（1）见解析图所示　

（2）电流　电压　（3）黑

（4）1.00　880

考点2　实验器材、电路的选择

【例2】　有一待测的电阻器Rx，其阻值在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻器阻值的实验器材有：

电压表

（量程0～10V，内阻约20kΩ）；

电流表

（量程0～300mA，内阻约20Ω）；

电流表

（量程0～800mA，内阻约4Ω）；

滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；

滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；

直流电源E（电动势为9V，内阻约为0.5Ω）；

开关及若干导线．

实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出U－I图线．

（1）电流表应选用________（填写器材代号）．

（2）滑动变阻器应选用________（填写器材代号）．

（3）请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中的器材连接成符合要求的电路．

【答案】　

（1）

（2）R1　（3）实验电路图如解析图甲所示；实物连接图如解析图乙所示．

3．（2014·山东卷）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．

可供使用的器材有：

电流表：

量程0.6A，内阻约0.2Ω；

电压表：

量程3V，内阻约9kΩ；

滑动变阻器R1：

最大阻值5Ω；

滑动变阻器R2：

最大阻值20Ω；

定值电阻：

R0＝3Ω；

电源：

电动势6V，内阻可不计；

开关、导线若干．

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选________（填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至________端（填“a”或“b”）．

（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．

（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.

（4）导线实际长度为________m（保留2位有效数字）．

答案：

（1）R2　a

（2）如图所示

（3）2.30（2.29、2.31均正确）

（4）94（93、95均正确）

4．（2015·新课标卷Ⅰ）图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.

（2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表

对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．

（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________（填“b”或“c”）相连．判断依据是：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________.

解析：

使用a和b两个接线柱时，电表量程是I1＝3mA；由并联电路规律，IgRg＝（I1－Ig）（R1＋R2）；使用a、c两个接线柱时，电表量程是I2＝10mA；由并联电路规律，Ig（Rg＋R2）＝（I2－Ig）R1；联立解得：

R1＝15Ω，R2＝35Ω.由于校准时最大刻度为3mA，电路中电阻最小值为

＝

Ω＝500Ω，电流表内阻为150Ω，所以定值电阻R0应选用300Ω的．校准时最小刻度为0.5mA，电路中电阻最大值为

Ω＝3000Ω，所以滑动变阻器应选用最大阻值为3000Ω的．由于题述两个电阻有一个损坏，所以图中的d点应和接线柱c相连．这样闭合开关时，若电表指针偏转，则说明该支路是通路，电阻R2是好的，损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则说明该支路是断路，则损坏的电阻是R2.

考点3　测量电源的电动势和内阻

【例3】　根据闭合电路欧姆定律，用图

（1）所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．根据实验数据在

－R坐标系中描出坐标点，如图

（2）所示，已知R0＝150Ω，请完成以下数据分析和处理．

（1）图

（2）中电阻为________Ω的数据点应剔除．

（2）在坐标纸上画出

－R的关系图线．

（3）图线的斜率是________（V－1·Ω－1），由此可得电池电动势Ex＝________V.

【解析】　

（1）由闭合电路欧姆定律得

Ex＝U12＋I（R＋rx）

把I＝

代入上式得Ex＝U12＋

（R＋rx）

变形得

＝

＋

＋

R

从上式看出

和R是线性关系，图象是直线，应剔除R＝80.0Ω的数据点．根据所描点画出的

－R图线是直线（大多数点落在直线上），如图所示，图线的斜率k＝

.由图象取两点（0,0.71）和（180,1.51），得出k＝

V－1·Ω－1≈4.44×10－3V－1·Ω－1，Ex＝

＝

V≈1.50V.

【答案】　

（1）80.0　

（2）见解析图所示　（3）4.44×10－3　1.50

5．（2014·福建卷）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示．其中，虚线框内为用灵敏电流计Ⓖ改装的电流表

，

为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．

①已知灵敏电流计Ⓖ的满偏电流Ig＝100μA、内阻rg＝2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只________Ω（保留一位小数）的定值电阻R1；

②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；

③某次实验的数据如下表所示：

该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻r＝________Ω（保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________．

④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：

电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．（填选项前的字母）

A．电压表内阻的影响

B．滑动变阻器的最大阻值偏小

C．R1的实际阻值比计算值偏小

D．R0的实际阻值比标称值偏大

解析：

①Igrg＝（I－Ig）R1，解得R1＝1.0Ω.

②参见答案．

③r′＝

，r′1＝

，r′2＝

，r′3＝

r′4＝

，I5－I1＝I6－I2＝I7－I3＝I8－I4＝80mA

＝

－R0＝

－R0＝

－4Ω＝1.66Ω

④电压表内阻的影响会造成E和r的测量值均偏小，滑动变阻器对测量没有影响，R1的值偏小，

表测量值偏小，

测量值偏大，r＝r′－R0，R0偏小，r偏大．

答案：

①1.0　②如下图　③1.66　充分利用已测得的数据　④CD

6．（2015·广东卷）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等．

①使用多用电表粗测元件X的电阻．选择“×1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为________Ω.据此应选择图中的________（填“（b）”或“（c）”）电路进行实验．

②连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________（填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．

③图（d）是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________（填“X”或“Y”）是非线性元件．

④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如上图（e）所示．闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V．利用图（d）可算得E＝______V，r＝______Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）．

解析：

①由题图（a）可知，多用电表的读数为10Ω，由于元件的电阻较小，电路应选用电流表外接法，即选择（b）电路．②当滑动变阻器的滑片向右移时，滑动变阻器输出的电压增大，电流表的示数增大．③由于元件Y的U－I图线是曲线，因此Y是非线性元件．④设线性元件的电阻为R，由U－I图线可知，R＝

＝10Ω，则S1、S2均闭合时，E＝0.3A×（10Ω＋r），S1闭合、S2断开时，E＝0.1A×（10Ω＋21Ω＋r），解得E≈3.2V，r＝0.50Ω.

答案：

①10　（b）　②增大　③Y　④3.2　0.50

电学实验

考点1多用电表的原理及使用

【例1】　某学生实验小组利用下图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

多用电表；电压表：

量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；导线若干．

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点．

（2）将上图中多用电表的红表笔和________（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（a）所示，这时电压表的示数如图（b）所示，多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.

1．（2014·重庆卷）某照明电路出现故障，其电路如图

（1）所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．

①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图

（2）所示，读数为________V，说明________正常（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图

（2）相同，可判定发生故障的器件是________（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

2．某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按如图（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线．

（2）开关S闭合时，多用电表用于测量________（填“电流”、“电压”或“电阻”）；开关S断开时，多用电表用于测量________（填“电流”、“电压”或“电阻”）

（3）表笔A应为________色（填“红”或“黑”）．

（4）定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.（结果取三位有效数字）

考点2　实验器材、电路的选择

【例2】　有一待测的电阻器Rx，其阻值在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻器阻值的实验器材有：

电压表

（量程0～10V，内阻约20kΩ）；

电流表

（量程0～300mA，内阻约20Ω）；

电流表

（量程0～800mA，内阻约4Ω）；

滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；

滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；

直流电源E（电动势为9V，内阻约为0.5Ω）；

开关及若干导线．

实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出U－I图线．

（1）电流表应选用________（填写器材代号）．

（2）滑动变阻器应选用________（填写器材代号）．

（3）请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中的器材连接成符合要求的电路．

3．（2014·山东卷）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．

可供使用的器材有：

电流表：

量程0.6A，内阻约0.2Ω；

电压表：

量程3V，内阻约9kΩ；

滑动变阻器R1：

最大阻值5Ω；

滑动变阻器R2：

最大阻值20Ω；

定值电阻：

R0＝3Ω；

电源：

电动势6V，内阻可不计；

开关、导线若干．

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选________（填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至________端（填“a”或“b”）．

（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．

（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.

（4）导线实际长度为________m（保留2位有效数字）．

4．（2015·新课标卷Ⅰ）图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.

（2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表

对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．

（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________（填“b”或“c”）相连．判断依据是：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________.

考点3　测量电源的电动势和内阻

【例3】　根据闭合电路欧姆定律，用图

（1）所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．根据实验数据在

－R坐标系中描出坐标点，如图

（2）所示，已知R0＝150Ω，请完成以下数据分析和处理．

（1）图

（2）中电阻为________Ω的数据点应剔除．

（2）在坐标纸上画出

－R的关系图线．

（3）图线的斜率是________（V－1·Ω－1），由此可得电池电动势Ex＝________V.

5．（2014·福建卷）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示．其中，虚线框内为用灵敏电流计Ⓖ改装的电流表

，

为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．

①已知灵敏电流计Ⓖ的满偏电流Ig＝100μA、内阻rg＝2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只________Ω（保留一位小数）的定值电阻R1；

②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；

③某次实验的数据如下表所示：

该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻r＝________Ω（保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________．

④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：

电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．（填选项前的字母）

A．电压表内阻的影响

B．滑动变阻器的最大阻值偏小

C．R1的实际阻值比计算值偏小

D．R0的实际阻值比标称值偏大

6．（2015·广东卷）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等．

①使用多用电表粗测元件X的电阻．选择“×1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为________Ω.据此应选择图中的________（填“（b）”或“（c）”）电路进行实验．

②连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________（填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．

③图（d）是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________（填“X”或“Y”）是非线性元件．

④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如上图（e）所示．闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V．利用图（d）可算得E＝______V，r＝______Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）．