电学实验.docx

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电学实验

§电学实验

一、实验器材的选择：

二、滑动变阻器的两种接法

三、电表

1电表的估读：

最小分度为1的估读到下一位；最小分度为2或5的估读到本位

练习、读出下列电表的测量值

四、电阻的测量

1、伏安法测电阻误差的来源与分析（小外小大内大）

重要结论：

伏安法测电阻时电路的选择

不知电表内阻时：

如果

小、就用电流表外接法；如果

大，就用电流表内接法

知道电流表内阻时：

用电流表内接法

习题、为测某电阻R的阻值，分别接成图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为2．9V和4mA，则待测电阻的值应为（）

　　A．比1000Ω略大一些

　　B．比1000Ω略小一些

　　C．比725Ω略大一些

　　D．比725Ω略小一些

练习：

（14全国）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表

的内阻的为2kΩ，电流表

的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式

计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。

若将图（a）和图（b）中电路图测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2__________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

2、万用表近似测电阻

3、电表内阻的测量

①半偏法测量电流表的内阻（回路中，滑动变阻器采用限流式接法时，要求其有效阻值尽量大）

练：

如图所示，用半偏法测的内阻Rg，下列说法中正确的是（　　）

A．开关S1接通前，R1必须调节到高阻值处

B．开关S2接通前，R2的阻值调为零

C．接入电路的R1的有效阻值的大小，对实验误差没有影响

D．当电流表示数从满偏电流Ig调到半偏电流

时，R2中电流强度稍大于

②半偏法测量电压表的内阻（回路中，滑动变阻器采用分压式接法时，要求其阻值尽量小）

练习：

下图是一种测定电压表内阻的电路图，实验的操作步骤如下：

a.将电阻箱R的电阻调到零；

b.闭合开关，调节滑动变阻器R1滑动触头位置，使电压表指针达到满偏；

c.保持滑动变阻器的滑动触头位置不变，调节电阻箱电阻，使得电压表的指针指着满偏读数的一半；

d.读出电阻箱的电阻值Rx，认为电压表的内阻r测=Rx。

已知电压表的量程是3V，电阻约为3kΩ，电源电动势约为6V。

可供选择的滑动变阻器R1有：

A．阻值0～10Ω，额定电流2A；

B．阻值0～1000Ω，额定电流1A

可供选择的电阻箱R有：

C．阻值0～999.9Ω

D．阻值0～9999Ω

（1）根据上面电路图，已在右边实物图中连接了部分导线，请画出还需要连接的导线。

（2）为了比较准确地测量电压表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是_______，电阻箱R是______。

（填仪器前的代号）

（3）本实验中电压表的测量值r测与电压表的真实值r相比，r测___________r（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）如果增大电源的电动势，此电路测出的电压表内阻的误差将会_________________（填“减小”、“增大”或“不变”）。

③安伏法测电表内阻

重要结论：

V表A表串联、可测V内阻；V表A表并联、可测A内阻（电表量程不够时，可串联、并联电阻来改变电表的量程）

习题、如图所示，测电阻Rx阻值，按图甲连接，A表读数I1=13mA，V表读数U1＝7.8V．若按图乙连接，A表读数I2=2mA，V表读数U2=3.6V，那么Rx的阻值为（）

A．600Ω

B．900Ω

C．1200Ω

D．1800Ω

五、实验复习

1、电表的改装

重要结论：

把灵敏电流表改为电压表就是要串联大电阻R大=Rg（n-1），起分压的作用

把灵敏电流表改为电流表就是要并联小电阻R小=

，起分流的作用

练习：

某同学将一个内阻Rg＝1.00×103Ω，满偏电流Ig＝200μA的电流表G改装成量程为0～3V的电压表．

（1）应选一个阻值R＝____________Ω（结果保留三位有效数字）的电阻与电流表G________（填“串”或“并”）联．

（2）该同学在改装完成后，继续对改装后的电压表进行校准，校准实验的电路原理图如下图所示．除了导线和开关外，还有下列实验器材供选择：

A．电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）

B．电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）

C．滑动变阻器R1（阻值范围0～50Ω）

D．滑动变阻器R2（阻值范围0～20kΩ）

E．电源E1（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）

F．电源E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）

①实验中电压表应该选择________（填“A”或“B”）

②实验中滑动变阻器应该选择________（填“C”或“D”）

③实验中电源应该选择________（填“E”或“F”）

习题：

把电流表改装成电压表的实验中，用半偏法测电流表的内阻Rg，其测量值为R测,用改装后的电压表测量某用电器两端的电压、测量值为U测，实际电压为U，以下关系中正确的是（）AC

A、R测RgC、U测U

习题：

（13海南）某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。

定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。

回答下列问题：

（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；

（2）表笔a的颜色为色（填“红”或“黑”）

（3）将开关S置于“1”挡时，量程为mA；

（4）定值电阻的阻值R2=Ω，R3=Ω。

（结果保留3位有效数字）

（5）利用改装的电流表进行某次实验时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值

为mA。

2、描绘小灯泡的伏安特性曲线

练习：

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：

（1）若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为________；

（2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为________；

（3）若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为________．

练习：

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：

电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。

要求能测出尽可能多组数据，如图是没有连接完的实物电路。

（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；

（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是_________________________________________；

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，在要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__________端滑动（选填“左”“右”）；

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U—I图线。

根据U—I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是________________________________________。

习题：

某同学通过实验得到了甲、乙两个小灯泡的伏安特性曲线：

现在把甲、乙两个灯泡接到如上右图所示的电路中，若电建S掷到1时电流表的读数为0.8A、若电建S掷到3时电流表的读数为0.7A，那么电建S掷到2时电流表的读数为A（结果保留两位有效数字）

3、测金属丝的电阻率：

练习：

某同学在测定某金属的电阻率实验中：

利用螺旋测微器测金属丝直径d，如右图所示，则d=__________mm．

测量金属丝电阻Rx的电路图如下图所示，闭合电键S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如下表所示．

U（V）

I（A）

接线端P接a

0.92

0.3

接线端P接b

1.20

0.3

该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是_______________________________，计算金属丝电阻Rx=________Ω（保留两位有效数字），从系统误差角度分析，Rx的测量值与其真实值Rx真比较，Rx测__________Rx真（填“>”、“=”或“<”）．

练习：

（1）用螺旋测微器测量一金属丝的直径，测量结果如图1所示，此金属丝的直径为mm。

（2）图2为正在测量中的多用电表表盘，如果是用“Ω×10”档测量某电阻丝电阻，则读数为Ω

（3）某电阻丝R的额定电压为3V，电阻约12Ω，现要进一步精确测量其阻值，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3000Ω）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．电键，导线若干

为了尽可能提高测量精确度，应选择的器材为：

电流表（选填“A”或“B”），电压表（选填“C”或“D”），滑动变阻器（选填“E”或“F”）

（4）如下图所示，下列给出的测量电路中，最合适的电路是。

（5）由于电表的因素会给实验结果带来影响，测量值总是（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

4、测电源的电动势和内阻：

重要结论：

测定电源电动势和内阻的误差分析

电流表外接时（甲图）：

E测

=r测

电流表内接时（乙图）：

E测=E真；

=r测>r真

重要结论：

测定电源电动势和内阻时的电路图选择

不知电表内阻时：

如果

小、用电流表外接法（甲图）；如果

大、用电流表内接法（乙图）

知道电流表内阻时：

用电流表内接法（乙图）

练习：

在做“用电流表和电压表测电池的电动势E（约3V）和内电阻r”的实验时，部分器材参数如下：

电压表（量程3V），电流表（量程0.6A），定值电阻R0（阻值为3Ω），滑动变阻器R（阻值约30Ω）．

①小玲同学设计的实验电路如图甲所示．请你按电路图在图乙上完成实物连接．

②电路连接正确的情况下，当她闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数．反复检查后发现电路连接完好，电压表也完好，估计是某一元件断路，因此她用多用电表检查故障．她的操作如下：

a.选用多用表直流5V档，在开关闭合的情况下测量各元件两端的电压

b.测得结果是电流表两端有明显的电压值，而滑动变阻器两端电压为零

由以上操作可判断发生断路故障的元件是（填元件名称）

③在更换规格相同的元件后，她改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示，请继续完成图象；根据图象可得该电池的电动势E＝________V，电池内阻r＝________Ω（均保留三位有效数字）．

④她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是__________________________________（说出理由之一即可）．

习题、利用如图（甲）所示电路图探究电源电路．

①请根据图（甲）所示电路图，用笔画线代替导线将图（乙）中的实验器材连接成实验电路．

②根据正确的连接电路和实验操作，调节电阻箱R，测量了多组对应的电流表和两个电压表的读数，作出相应的U—I图象如图（丙）所示，据此回答下列问题：

电源的电动势E=V，电源的内阻r=Ω，定值电阻R0=Ω，该电路能使电源达到的最大输出功率P=W．

重要结论：

当电表的量程不够时，可以通过串联或并联电阻来扩大电表的量程

习题：

某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．

（1）实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：

电压表：

V（量程3V，内阻RV＝10kΩ）

电流表：

G（量程3mA，内阻RG＝100Ω）

电流表：

A（量程3A，内阻约为0.5Ω）

变阻器：

R1（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）

R2（阻值范围0～1000Ω，额定电流1A）

定值电阻：

R3＝0.5Ω

该同学依据器材画出了如图甲所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是__________________________

________________________________________________________________________．

（2）该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A.

（3）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用滑动变阻器___________（填写器材的符号）．

（4）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E＝_____________V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r＝____________Ω（结果保留两位有效数字）．

习题：

（14全国）现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：

电流表A，内阻为1.0Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干．某同学设计的测量电路如左图所示．

（1）在右边连接实物图，并标出导线1和其P端．

（2）测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示．根据表中数据，在下图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出UI图线．

I（mA）

193

153

111

69

30

U（V）

2.51

2.59

2.68

2.76

2.84

图（c）

（3）根据UI图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（保留2位有效数字）

习题：

某实验小组用电流表A、电阻箱R及开关S按如图所示电路测电池的电动势和内阻．实验时，改变R的值，记录下电流表A的示数I，得到多组R、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻r．

①若将电流表A视为理想表，请写出线性图象对应的函数关系式

=．利用所测得数据作出

-R图象如图所示，若图中a、b、c均为已知量，则电池的电动势E=，内阻r=．

②实际上电流表A有一定内阻，从系统误差角度考虑，测得的电池的电动势E、内阻r与电动势真实值

、内阻真实值

的关系是：

E

，r

（填“＞”、“＜”或“＝”）．

习题：

（14全国）利用如图（a）所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：

待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值3.0Ω），电阻R1（阻值3.0Ω），电流表

（量程为200mA，内阻为RA=6.0Ω），开关S。

实验步骤如下：

①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；

②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；

③以

为纵坐标，R为横坐标，作

-R图线（用直线拟合）

④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b

回答下列问题：

（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1/I与R的关系式为。

（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。

答：

①，②。

R/Ω

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

I/A

0.143

0.125

①

0.100

0.091

0.084

0.077

I-1/A-1

6.99

8.00

②

10.0

11.0

11.9

13.0

（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k=A-1Ω-1，截距b=A-1。

（4）根据图线求得电源电动势E=V，内阻r=Ω。

习题：

某研究性学习小组利用下图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。

电路中R0为定值电阻,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表（理想电表）的示数U,再改变电阻箱的阻值,取得多组数据,作出了如图所示的图线,（已知该直线的截距为0.1V）,则根据该同学所作出的图线,可求得电池的电动势E为V,内阻r为Ω.（结果保留两位有效数字）

5、练习使用多用电表

重要结论：

欧姆表内阻值=欧姆表中值刻度指示的值

练：

使用万用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是（）

A．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“0”处

B．每换一次挡位，都要重新进行一次“欧姆调零”

C．在外电路中，电流是从红表笔流经被测电阻到黑表笔的

D．测量时，若指针偏转很小，应换倍率较大的挡位再测

练习、如图是一个多用电表的简化电路图。

S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。

下列说法正确的是（）

A．当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大

B．当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔

C．当开关S分别接5或6时，测量的是电阻，其中A是红表笔

D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大

习题、用一个满偏电流为10mA、内阻为40Ω的电流表，一个电动势为1.5V、内阻为1Ω的干电池和一个可变电阻组装一个欧姆表，可变电阻应当选择（）

A、0～20ΩB、0～50ΩC、0～100ΩD、0～200Ω

习题、一个用满偏电流3mA的电流表改装成欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电阻时，指针恰好在刻度盘的正中间，如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处。

则被测电阻的阻值为（）

A、1000ΩB、5000ΩC、1500ΩD、2

000Ω

习题、图为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为Ig=300μA，内阻Rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（　）

A．30kΩ～80kΩ

B．3kΩ～8kΩ

C．300kΩ～800kΩ

D．3000kΩ～8000kΩ

习题：

某同学在利用多用电表的欧姆档测量一只电流表的内阻实验中，进行了以下过程：

①首先仔细观察了所使用的多用电表和电流表；

②利用多用电表的欧姆档测量电流表的内阻，操作时

应将红表笔与电流表的（填“正”或“负”）

接线柱接触；

③该同学将多用电表与待测电流表连接并进行了正确

操作，观察到多用电表面板及指针位置如题6图2所

示，则该待测电流表的电阻R＝Ω。

④在进行过程③时，该同学观察并记录了电流表的读数I，

经过认真思考发现同时可以利用多用电表刻度、指针位置

和电流表报读数I计算多用电表内部电源的电动势E和内

阻r中的一个物理量，计算这个物理量的表达式是

（如果表达式中涉及待测电流表的电阻R，

请直接利用中③的数据）。

练习：

用多用电表探测黑箱内的电学元件，黑箱表面有三个接点如图所示，两个接点间最多只能接一个元件，可能的元件有6伏电池组、电阻和二极管各一个，设黑箱内所接元件不超过两个，多用电表红黑表笔接法正确。

（1）如何用多用电表探测黑箱内是否有电源？

（2）如探知黑箱内没有电源，如何探测AB间是否接有电阻？

（3）如探知AB间确为电阻，并用多用电表的欧姆档测量BC间电阻，当用红表笔接B、黑表笔接C时，所测电阻很大，而当红、黑表笔反接时，所测电阻却很小，请在上图中画出黑箱内一种可能的电路。

六、电学综合创新实验

练习：

（13四川）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间离和带电量有关。

他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。

　　实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

　　实验表明：

两电荷之间的相互作用力，随其距离的____________而增大，随其所带电荷量___________而增大。

　　此同学在探究中应用的科学方法是_________________（选填：

“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”、“或演绎法”）

习题：

在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。

（1）根据电路图完成实物图的连线；

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：

实验次数

1

2

3

4

5

电动机的电流I/A

0.2

0.4

0.6

0.8

2.5

所提重物的重力Mg/N

0.8

2.0

4.0

6.0

6.5

重物上升时间t/s

1.4

1.65

2.1

2.7

∞

计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。

（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。

§电学实验

一、实验器材的选择：

二、滑动变阻器的两种接法

三、电表

1电表的估读：

最小分度为1的估读到下一位；最小分度为2或5的估读到本位

练习、读出下列电表的测量值

四、电阻的测量

1、伏安法测电阻误差的来源与分析（小外小大内大）

重要结论：

伏安法测电阻时电路的选择

不知电表内阻时：

如果

小、就用电流表外接法；如果

大，就用电流表内接法

知道电流表内阻时：

用电流表内接法

习题、为测某电阻R的阻值，分别接成图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为2．9V和4mA，则待测电阻的值应为（）B

　　A．比1000Ω略大一些

　　B．比1000Ω略小一些

　　C．比725Ω略大一些

　　D．比725Ω略小一些

练习：

（14全国）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表

的内阻的为2kΩ，电流表

的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式

计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。

若将图（a）和图（b）中电路图测