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高中物理电学实验

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 高中物理电学实验

高中物理电学实验是高考必考知识点,也是学生学习的难点。难就难在:电路选择;电表内、外接;器材的选取;电表改装、校对、表头内阻的测量及测量值与真实值大小比较;多用电表原理应用等等。这里我们就以这几个问题加以说明: 一、滑动变阻器两种接法(限流和分压)的选择

无论滑动变阻器以何种方法接入电路,都应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则灵活选取,但一般来说:“能限流不分压”。

1、下列三种情况必须选用分压式接法:

(1)要求回路中某部分电路电流或电压从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性曲线,校对改装后的电表等),即大范围内测量时,必须采用分压电路。

(2)当负载电阻远大于滑动变阻器电阻的最大值时,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测多组数据)时,必须采用分压电路。

(3)若采用限流电路,电路中的实际电压(或实际电流)的最小值仍超过待测电阻的额定值时,只能采取分压电路。 2、下列情况可选用限流接法:

(1)测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续可调,只是小范围测量,且待测阻值与滑动变阻器相比拟时。采用限流接法。

(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法要求时,采用限流接法。

(3)没有很高要求,仅从安全性和精确性角度分析,两者均可采用时,但考虑到安装简便和节能因素,一般采用限流接法。

二、电流表内、外接的选取方法:

(1)大电阻内接,测量值大于真实值(大内偏大) (2)小电阻外接,测量值小于真实值(小外偏小)

三、电表改装与电表内阻的测量

(1)将灵敏电流表改装为大量程的电流表:并联一个小电阻分流。 (2)将灵敏电流表改装为大量程的电压表:串联一个大电阻分压。 (3)“半偏法”测电流表内阻 原理及实验步骤略

实验误差分析:

造成误差的主要原因是实验原理与实验电路存在系统误差。由于并联接入电阻R后,实际电路的总电阻变小,总电流变大,所以通过电阻R的电流要大于满偏一半,所以通过电流表的实际电流就小于满 偏的一半了,由并联电路的特点知RA>𝑅,故测量值是偏小的。

(4)“半偏法”测电压表内阻 原理(分压电路)及实验步骤略

实验误差分析:

(1)考虑到实际情况,当调节电阻箱阻值,使V表示数为Ug时,加到V与R两端电压值实际已超过Ug,即此时电阻箱两

21

端电压值已大于2Ug,因此,测量值偏大。 四、实验器材的选取方法:

(1)选取顺序:电源→电压表→电流表→变阻器。 (2)最优选取原则: A:方法误差尽可能小

B:实现较大范围的灵敏调节

C:在大功率装置中尽可能节省能量;在小功率电路中,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电源、电压值,以提高测量的准确度。

1

根据以上原则,电学仪器的选择建议如下:

①电表的选择:在使用电压表或电流表时,指针偏到满偏有1/3到2/3间的读数是比较准确的。因此在选择电表量程时,应首先估算电流值是否达到半偏左右,若实验要求电流或电压从零开始连续调节,则调节到电流或电压到最大时应超过半偏。 ②滑动变阻器的选取:实验时若是限流电路,一般选阻值适当大点的滑动变阻器,但也不是越大越好(因阻值太大了,在实验过程中可能只用到阻值很小一部分,这样滑片只能在很小的范围内调节,使用起来很不方便,不利于较精确地改变电路中的电流)。实验电路若采用分压电路,应选取阻值较小的变阻器,这样可以使分出的电压值随滑片移动成正比改变,调节起来方便。

③电源的选取:

在不超过待测器材允许的最大电压值的情况下,选电动势较大的电源(以获得较多的测量数据),在相同电动势的情况下应选内阻较小的电源(以获得较稳定的路端电压)

电学实验训练题

1、(2013、华师一附中)(9分)用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:

待测电阻Rx:阻值约为30Ω;

电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计; 电流表A1:量程50mA、内阻r1=20Ω;

电流表A2:量程300 mA、内阻r2约为4Ω; 定值电阻R0:阻值为100Ω;

滑动变阻器R:最大阻值为10Ω; 单刀单掷开关S、导线若干.

(1)测量中要求使用两块电流表且它们的读数都不小于其量程的1/3,试将方框中测量电阻Rx的实验电路原理图补

充完整(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注).

(2)如图某次测量中电流表A1和电流表A2 的示数分别为I1和I2, 则I1= mA, I2= mA.

(3)由已知量和测得量计算Rx= Ω.(小数点后保留一位) 2、(2013、武汉外校、黄冈中学联考)(10分)将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”,这是为什么呢?某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

(1)通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,电动势大约会有1伏多一点。他们找来了一个苹果做实验,用量程为0一3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V。但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障,出现这种现象的原因应当是:

(2)接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极,测得电流为0.40mA,根据前面

用伏特表测得的0.75V电压,由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻:rE0.751.9k.这3I0.4010

个结果是否准确?如认为不准确,请说明主要理由 。

(3)请用以下器材尽可能准确测定“苹果电池”的电动势和内阻:由以上两个“苹果电池”串联的电池组,电压表V(量程3V,内阻约5kΩ),电流表A(量程为0~0.6mA,内阻约为50Ω),滑动变阻器R(最大阻值约4kΩ)),导线和开关。

①在方框中画出电路图。②按电路图连接实物图。

③下图是实验中得到的U一I图像,由图像可知每个“苹果电池”的电动势为 V,内电阻为 KΩ。(结果保留两位有效数字)

3、(2013、苏北三市联考)(10分)在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,图1为电表的电路

图。已知选用的电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA,当选择开关接3时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图2所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。 (1)若指针指在图2所示位置,选择开关接1时其读数为 ;选择开关接3时其

读数为 。

(2)为了测该多用电表电阻档的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一个

电阻箱,设计了如下实验:

①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;

②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图3,则C处刻度应为 Ω。

③计算得到多用电表内电池的电动势为 V。(保留2位有效数字)

(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图2所示位置,则待测电阻的阻值为 Ω。

(保留2位有效数字)

图1

1AR12B3AR2C100098019077 654654 10n100001199 82823737 AVP654654

图2 图4、(2013杭州七校联考)(9分)表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据: 3

1283123U(V) 0.0 I(A)

0.000 0.2 0.050 0.5 0.100 1.0 0.150 1.5 0.180 2.0 0.195 2.5 0.205 3.0 0.215

(1)分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图 ;

(2)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而 (填“变大”、“变小”或“不变” );

(3)如图丙所示,用一个阻值为10Ω的定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上。则流过灯泡的电流约为 A。

5、(江苏苏北四市2014届高三第一次调研)(9分)某实验小组要描绘一个标有“3.8V,1W”的小灯珠RL的R~U曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择: A.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ) B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计) C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)D.电流表A2(量程300mA,内阻约为1Ω) E.滑动变阻器R1(阻值0 ~ 10Ω) F.滑动变阻器R2(阻值0 ~ 200Ω)

⑴实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用 ▲ ,滑动变阻器应选用 ▲ (填写仪器符号);

⑵要求实验中小灯珠电压从零逐渐增大到额定电压,测量误差尽可能小。请你为该实验小组设计电路图,画在答题纸方框中;

⑶据实验数据,计算并描绘出了R-U的图象,如乙图所示。由图象可知,当所加电压为3.00V时,灯珠实际消耗的电功率为 ▲ W 。假设灯丝电阻R与其温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27℃ ,可知该灯珠正常发光时,灯丝的温度约为 ▲ ℃;

⑷小灯珠的电功率P随电压U变化的图象及其伏安特性曲线可能分别是图丙中的 ▲ 。

A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④

R/Ω 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 乙

3 4 0 U/V

P ① ② U

0 丙

U

I ③ ④ 甲

▲▲▲6、(2013、12月武汉联考)(10分)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材: A.电压表V(量程3V,电阻RV 约为4.0kΩ) B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)

R0 A V C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω) D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)

+ - E.电阻箱R2(0~999.9Ω)

R1 F.开关S一只、导线若干 锂电池 ⑴为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,

图中的电流表A应选 ▲ (选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整。

⑵为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数

据作出1—1图象,如图丙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E= ▲ ,

UR2内阻r= ▲ (用k、b和R2表示)。该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因是 ▲ 。

E R2 1 UV S 乙

O 丙

1 R27、(2013、武汉四月联考)(10分)某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性,通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图a所示.

(1) 该同学所用蓄电池的电动势为6 V,还有导线、开关及以下器材:

电流表,有两个量程,分别为量程A(0~3 A)和量程B(0~0. 6 A) 电压表,有两个量程,分别为量程C(0~3 V)和量程D(0~15V)

滑动变阻器,有两种规格,分别为E(0~10Ω,1.0 A)和F(0~200Ω,1.0 A)

则电流表选 量程,电压表选 量程,滑动变阻器选 规格.(仅填代号即可) (2)请在图b中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.

(3)通过进一步实验研究知道,该压敏电阻R的阻值随压力变化的图像如图c所示.某同学利用该压敏电阻设计了一种“超重违规证据模拟记录器”的控制电路,如图d.已知该电路中电源的电动势均为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为10Ω,当控制电路中电流大于0.3A时,磁铁即会被吸引.则只有当质量超过_____kg的车辆违规时才会被记录.(取重力加g=10m/s2 )

8、 某兴趣小组的同学,可供选择的器材如下:

小灯泡L,规格“4.0V,0.7A”;

电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω; 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω; 电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;

标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3kΩ; 滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω; 学生电源E,电动势6V,内阻不计; 开关S及导线若干。

①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量。当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为 Ω。

②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量。电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是 V。 ③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。

9、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G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为__________________ A. 合上开关S2

B. 分别将R1和R2的阻值调至最大 C. 记下R2的最终读数

D. 反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r E. 合上开关S1

F. 调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数

②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比_______(填偏大、偏小或相等) ③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量得结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=

10、欲测量一个电流表的内阻,请根据以下要求来选择器材的设计电路: (1)无论怎样调节变阻器,电流表都不会超过量程 (2)有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。 现备有如下器材:

A、待测电流表𝐀𝟏(量程为3mA,内阻约为50Ω) B、电压表V(量程3V,内阻末知) C、电流表𝐀𝟐(量程15mA,内阻10Ω) D、定值电阻R=120Ω

E、直流电源(电动势2V,内阻不计)

F、滑动变阻器(总阻值为10Ω,额定电流0.5A) G、开关、导线若干

(1)在以上提供的器材中,除A、E、F、G外,还应选择-----,------。 (2)在方框中画出符合上述要求的电路原理图

11、用以下器材测量电阻𝐑𝐱的阻值: 待测电阻𝐑𝐱,阻值约为100Ω;

电源E,电动势约为6.0V,内阻可不计; 电流表𝐀𝟏(量程为0--50mA,内阻约为𝐫𝟏=𝟐𝟎Ω) 电流表𝐀𝟐(量程为0--300mA,内阻约为𝐫𝟐约为𝟒Ω) 定值电阻𝐑𝟎=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)测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程和1/3,且要求尽量多测几组数据,试画出测量电阻𝐑𝐱的实验电路原理图(原理图中所用元件用题干中相应字母标注)

(2)若某次测量中电流表𝐀𝟏的示数为𝐈𝟏, 电流表𝐀𝟐的示数为𝐈𝟐,则由已知量和测量量计算𝐑𝐱 的表达式为𝐑𝐱=--------

12、(2013年山东日照期末)为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如下器材完成了测量,其中: A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω; A2是标准电流表,量程为200μA; R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9Ω; R2是滑动变阻器; R3是保护电阻;

E是电池组,电动势为4V,内阻不计; S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.

(1)①实验中滑动变阻器采用 接法(填“分压”或“限流”); ②请画出实给原理图。

(2)请将该同学的操作补充完整:

①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最 (填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;

②将开关S2扳到接点b处, , 使电流表A2的读数仍是150μA.

③若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示,则待测电流表A1的内阻 Rg= Ω.

(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用 (填写阻值前相应的字母). A.200kΩ B.20kΩ C.15kΩ D.150kΩ 13、(2013湖北模拟)为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择: 电流表:A1(量程0~50mA,内阻约10Ω) A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω) 电压表:V1(量程0~3V,内阻很大) V2(量程0~15V,内阻很大)

电源:E(电动势为约为3V,内阻约为0.2Ω) 定值电阻R(20Ω,允许最大电流1.0A)

滑动变阻器R1(0~10Ω、允许最大电流2.0A) 滑动变阻器R2(0~1kΩ、允许最大电流0.5A) 单刀单掷开关S一个,导线若干

(1)电流表应选_______,电压表应选_______,滑动变阻器应选________(填字母代号). (2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图 (要求所测量值范围尽可能大)

(3)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为 (4)Rx=____.

14、(2013福建晋江四校第二次联考)某同学为了测电流表A1的内阻精确值,有如下器材: 电流表A1(量程300 mA,内阻约为5Ω); 电流表A2(量程600 mA,内阻约为1Ω) ; 电压表V(量程15 V,内阻约为3 kΩ) ; 滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为1 A);

滑动变阻器R2(0~250Ω,额定电流为0.01 A) ; 电源E(电动势3 V,内阻较小).

定值电阻R0 (5Ω). 导线、开关若干.

(1)要求待测电流表 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,以上给定的器材中滑动变阻器应选 .在方框内画出测量用的电路原理图,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r1表达式为:r1 = ;上式中各符号的物理意义是 ______________________ .

15、待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下: A.电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω) B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω) C.电压表V(量程15V,内阻约为3000Ω) D.定值电阻R0=100Ω

E.滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A F.滑动变阻器R2,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A G.电源E,电动势E=4V(内阻不计) H.电键S及导线若干

(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程1

的3,请从所给的器材中选择合适的实验器材

_______________________(均用器材前对应的序号字母填写);

(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号; (3)待测电阻的表达式为Rx=________________,式中各符号的物理意义为________________ ______________________________________________________________________________________。

16、(2014、2月武汉联考)在测量精度要求较高时,常常可以用如图甲所示的电路来测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是作已知电阻用的电阻箱,G是灵敏电流计(零刻度在中央),MN是一段粗细均匀的长直电阻丝,S是开关,P是滑动触头,按下P时,电流计的一端与电阻丝接通。测量电阻的步骤如下:

①用多用电表测出Rx的大约值,在电阻箱上选取跟它接近的某一阻值R0;

②闭合开光S,把滑动触头放在MN的中点附近,按下P,观察电流计G的指针偏转方向; ③向左或向右滑动P,直到按下P时G的指针指在零刻度; ④用刻度尺测量出此时MP、PN的长度l1、l2; ⑤重复步骤③④,多次测量求出平均值。

(1)待测电阻的阻值Rx= (用上述已知量和测量量表示);

(2)如果滑动触头P在从M向N滑动的整个过程中,每次按下P时,流过G的电流总是比前一次增大(均未超出G的量程)。经检测MN间的电阻丝是导通的,由此判断,可能是 断路(选填“R0”或“Rx”);

(3)如图乙所示,某同学在测量时,用毫伏电压表V(零刻度在表盘的左侧)替代灵敏电流表,当滑动触头P由M向MN的中央滑动的过程中,为保证毫伏电压表的工作安全,毫伏电压表的正接线柱应接在 端(选填“A”或“P”)。

17、用电阻箱、多用电表、开关和导线测量两节干电池的电动势和内阻。 (1)将图甲中的实物连接成可完成实验的电路。 (2)完成以下实验步骤的相关内容。

①将多用电表的选择开关旋转至 (

“×1Ω”

压2.5V”、“直流电流100mA”)档。

②调节电阻箱,示数如图乙所示。 读得电阻值R1= Ω。

③合上开关,从多用电表上读得数值为x1。

④重复②③,收集多组R和x的数据。

(3)某同学根据自己设计的实验以及收集到的数据,作出了如图丙

所示的R1(x取国际单位)图象,由此可近似求出以下物理量,

x则下列选项正确的是

A.测得电源的电动势E=1.5V B.测得电源的电动势E=3.0V

C.图象纵轴截距的绝对值代表电源的内阻值

D.图象纵轴截距的绝对值代表电源内阻和电表内阻的阻值之和

物理实验题参考答案:

1、【答案】

① 见右图 (3分)

② 40(或40.0-40.2) (2分)

191~195 (2分) ③ 31.0~31.8(2分) 2、【答案】(1)“苹果电池”的内阻太大 (1分) (2)不准确,原因是电压表内阻不是远大于电源内阻,E值

偏小(1分)

(3)实物图和电路图各2分

③1.2±0.1 (2分) 3.0±0.1 (2分)

3、【答案】(1)6.90mA (6.84~6.96mA都给分) (2分) 173V (171~175V都给分)(2分)

(2)150 (2分) 1.5(2分) (3)67 (65~69都给分)(2分)

4、【答案】(1)甲(2)如图所示;变大(3)0.170~0.175内均可(不必追究有效数字位数)

5、【答案】(1)D,E (2)分压电路,电流表外接 (3)0.78,2327,(4)C 【解析】(1)由小灯珠的“3.8,1W”可求得额定电流约为300mA,所以电流表选D,滑动变阻器选较小阻值的,故选E.(2)要求小灯珠的电压从零逐渐增大到额定电压,故应选分压电路,又𝐑𝐀·𝐑𝐕>𝐑𝐗𝟐,所以电流表应外接。(3)由R-U的图象可知,当所加电压为3.00V时,灯的阻值为R=11.5Ω,由P=R得,P=0.78W.由图线知,当U=0时,R=1.5Ω,t=27℃;当U=3.8V时,R=13Ω,分别代入R=k(t+273),得1.5=300K,13=k(t+273),解得t=2327.

(4)由R—U图线的斜率知,随U增大,斜率k==逐渐减小,则I在逐渐增大,故丙图中P—U图线的斜率表示I,②

𝐔𝐈𝐑𝟏

U2

正确,I—U图线的斜率表示𝐈,③正确,故选C。 6、【答案】⑴ 如图 (2分)

A2 (2分)

⑵E𝟏

1 (2分) bkr (2分)

bR0 A + V - 电压表的分流(2分)

锂电池 7、【答案】(1)B C E (每空1分) (2)如图所示(4分)

说明:分压接法得1分,电压表并接得1分,电流表联得1分,接线柱正确得1分.限流接法得0分. (3)4000(3分

8、【解析】①由图2可读出电压表的示数为2.30V,所以此时L的电阻为2.30V/0.46A=5Ω; ②电压表指针指在最大刻度时,电压表示数为3.00V,加在L上的电压值为ULUVrVR24V

rV③由于电压表量程太小,所以需要改装,将它与R2串联即成为一个量程为4.0V的新的电压表;电流表A1量程太大,不可用,可以将A2改装:将它并联一个小电阻R1则成为一个量程为0.72A的新的电流表了。由于灯泡的电阻远小于电压表内阻而与电流表内阻相差不多,属于小电阻,故用电流表外接法比较合适。答案如图1较合适,若用图2则不太合适。

9、【解析】①在组装实验时正确操作是将所有开关断开,将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大,然后闭合电源控制开关S1,就可以校对待测表G2,由于标准表和待测表串联流过的电流相等,这时就可以调节R1由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对,直到待测表满偏。校对完成后闭合开关S2构成半偏法测量表头G2内阻的电路,在没有G1的情况下只调节R2使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数,这种做法会造成G1的示数增大(原理上是不变),误差大。由于有G1可以方便观察干路电流的变化,所以操作为闭合开关S2反复调节R1和R2使标准表达到待测表满偏时的电流值,同时使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数。正确顺序为B、E、F、A、D、C。 ②由于G1测量了干路电流,G2测量了支路电流,另一直流电流是两表示数之差,然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算。答案”相等”。

③扩大电流表的量程需要并联一个电阻 根据并联关系有

rI1(II1)RS,则RI1r

sII1I1r II1【答案】①B、E、F、A、D、C。②相等 ③Rs10、【答案】(1)C、D,

(2)𝐀𝟏、𝐀𝟐并联后再接定值电阻,对电流表起保护作用,分压电路。(如下图示) 【解析】由题中给的备用器材,选伏安法测量电流表内阻,选内阻已知的电流表作为电压表,选定值电阻与并联的两表串联起分压作用保护电表,滑动变阻器最大阻值只有10Ω,故选分压电路。

11、【解析】(1)题中仪器提供了两块电流表,且其中一块电流表内阻已知,故初步确定用“伏安法”完成待测电阻的测量。内阻已知的电流表既可当电流表,也可当电压表。但无论是当电流表还是电压表都无法计算出被测电阻两端的电压,即这两种接法都不能满 足题 目要求。在仪器中还有一定值电阻,如能测出流过定值电阻的电流就能算出它两端的电压这样:将𝐑𝐱与𝐀𝟏串联再与𝐑𝟎并联,𝐀𝟐测干路电流,则测量电路就确定了。 另外,实验要满足电表读数要求,故滑动变阻器采用分压接法,这样就可保证两表的读数要求了。 (2)由欧姆定理有:(𝐈𝟐−𝐈𝟏) 𝐑𝟎/𝐈𝟏=𝐑𝐱+𝐫𝟏,得𝐑𝐱=𝐈𝟐−𝐈𝟏) 𝐑𝟎/𝐈𝟏-𝐫𝟏

12、【解析】根据题述,采用的是等效法测定电流表A1的内阻,连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最电阻最大处即左端.将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调整变阻箱R1,使电流表A2的读数仍是150μA.待测电流表A1的内阻等于电阻箱读数,即Rg=8×10Ω+6×1Ω+3×0.1Ω=83.6Ω.上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全,即R2=0时,R3=E/Ig2=20kΩ.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用B. 【答案】(1)①“限流” ②如图所示 (2)①“左端”

②保持R2不变,调整变阻箱R1 ③86.3 (3)B

13、【解析】(1) A1; V1; R1 (2)电路图如图 (3)

UR I(1)首先选取唯一器材:电源E,定

值电阻R(20Ω,允许最大电流1.0A),单刀单掷开关S一个,导线若干.

电源电动势约为3V,所以电压表选择V1(量程0~3V,内阻很大);待测电阻Rx的阻值约为30Ω,流过Rx最大电流为3V/30Ω=0.1A=100mA,如果电流表选择A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω),指针偏转很小,测量不准确,所以只能选择A1(量程0~50mA,内阻约10Ω);滑动变阻器R2的全值电阻太大,操作不变,所以滑动变阻器应选R1(0~10Ω、允许最大电流2.0A). (2)因为实验要求所测量值范围尽可能大,所以滑动变阻器R1要采用分压接法;因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻,所以电流表要外接;为了使流过电流表的电流不超过其最大量程即50mA,应与待测电阻串联一个定值电阻R起保护电路.实验原理图如答案图所示.

(3)根据欧姆定律可求得,Rx=

UR. I14、【解析】要求待测电流表 A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,应该设计成分压电路,滑动变阻器应选0~10Ω的滑动变阻器R1.电路如图所示. 由I1r1=( I2-I1) R0解得计算电流表A1的内阻r1的表达式:r1【答案】(1) R1 电路原理图如上图所示.

I2I1R0. I1I2I1(2) r1=R0 I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数,R0是定值电阻的电阻大

I1小

15、【答案】(1)ABDEGH

(2) (3)

A2 R0 R1 E S S Rx A1 I2R0r2I1I2,其中I1、I2分别为 A1和A2表示数,R0与r2分别为定值电阻和

A2内阻的阻值。

16、答案:(1)

l2R0(3分) (2)Rx(3分) (3)P(3分) l117、(1)电路如图甲或乙所示(3分)

(2)①直流电压2.5V或直流电流100mA(2分)②12 (2分) (3)BD

【命题立意】考查学生对电源电动势和内阻测量方法的掌握和理解。 【解 析】设电表与干电池的电阻之和为r,由闭合电路欧姆定律可得RE

1r,即x代表电流I;图象的I斜率代表电源电动势E,图象纵轴截距的绝对值代表电表与干电池内阻之和。

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