高二物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)典型例題

1、高二物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1、電阻的測定例1、欲用伏安法測定一段阻值約為5 左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材：A電池組(3 V，內(nèi)阻1 )B電流表(03 A，內(nèi)阻0.012 5 )C電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.125 )D電壓表(03 V，內(nèi)阻3 k)E電壓表(015 V，內(nèi)阻15 k)F滑動(dòng)變阻器(020 ，額定電流1 A)G滑動(dòng)變阻器(02 000 ，額定電流0.3 A)H開關(guān)、導(dǎo)線(1)上述器材中應(yīng)選用的是_；(填寫各器材的字母代號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表_接法；(填“內(nèi)”或“外”)(3)設(shè)實(shí)驗(yàn)中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖1所示，圖示中I_A，U_V.圖1

2、(4)為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在00.5 A范圍內(nèi)改變，請(qǐng)按要求在下面方框內(nèi)畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx的原理電路圖(5)某學(xué)生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時(shí)，測得的結(jié)果如圖2甲所示，則該金屬絲的直徑d_mm.另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如圖乙所示，則該工件的長度L_mm.圖12練習(xí)1、探究金屬絲的電阻與長度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，取一段粗細(xì)均勻的金屬絲拉直后連接在A、B接線柱上，金屬絲上安裝一個(gè)可滑動(dòng)的金屬夾P.實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：電壓表V(03 V15 V)、電流表A(00.6 A3 A)、4 V直流電源、滑動(dòng)變阻器(020 )、刻度尺、開關(guān)

3、和導(dǎo)線若干(1)用刻度尺測量金屬絲AP段長度l，用電壓表和電流表測量AP段的電阻R，請(qǐng)你用筆劃線代替導(dǎo)線，在圖3甲中用三根導(dǎo)線連接好電路閉合開關(guān)前，應(yīng)注意_(2)實(shí)驗(yàn)過程中，某次測量電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為I_A，U_V. 圖3 圖4(3)實(shí)驗(yàn)中測出AP段長度l以及對(duì)應(yīng)的電阻值R如下表：l/cm30.0040.0050.0060.0070.0080.00R/2.12.93.54.25.05.7請(qǐng)?jiān)趫D4坐標(biāo)中，描點(diǎn)作出Rl圖線；根據(jù)圖線得到的結(jié)論是_(4)某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)金屬夾P時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表的示數(shù)為零，原因可能是_實(shí)驗(yàn)2、描繪小燈泡的

4、伏安特性曲線例2、在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有：電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線，要求能測出盡可能多的數(shù)據(jù)，圖5甲所示是沒有連接完的實(shí)物電路(已連接好的導(dǎo)線有a、b、c、d、e、f六根)圖5(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整(2)連好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2 V，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向_(填“左”或“右”)端滑動(dòng)(3)通過移動(dòng)滑片P，分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的UI圖線，根據(jù)UI圖線提供的信息，可計(jì)算出小

5、燈泡的額定功率為_W.(4)小燈泡的UI圖線是曲線而不是過原點(diǎn)的直線，原因是_ _練習(xí)2在描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，提供的實(shí)驗(yàn)器材有A小燈泡(額定電壓為2.0 V，額定電流約為0.5 A)；B電源E：電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)；C電壓表V：量程為03 V，內(nèi)阻約為1 k；D電流表A：量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.6 ；E滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值為15 ，額定電流為1.0 A；F滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值為150 ，額定電流為1.0 A；G開關(guān)S及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示通過小燈泡的電流和加在小燈泡兩端的電壓)：I/A0.000.120.210.290.340.380.4

6、20.450.470.490.50U/V0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的序號(hào)字母)(2)請(qǐng)你不要改動(dòng)已連接導(dǎo)線，在下面的實(shí)物連接圖11中把還需要連接的導(dǎo)線補(bǔ)上閉合開關(guān)前，應(yīng)使變阻器滑片放在最_(填“左”或“右”)端(3)在下面的坐標(biāo)系(如圖12)中畫出小燈泡的UI曲線(4)若將本題中的小燈泡連接在電動(dòng)勢(shì)是1.5 V、內(nèi)阻是1.0 的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率約為_W(保留兩位有效數(shù)字)實(shí)驗(yàn)3、測電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻例3、采用如圖6所示的電路“測定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”(1)除了選用圖7中的部分

7、器材外，_(填選項(xiàng))；A還需要電壓表 B還需要電流表C還需要學(xué)生電源 D不再需要其他器材 圖6 圖7 (2)測量所得數(shù)據(jù)如下：測量次數(shù)物理量123456R/1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作圖法求得電池的內(nèi)阻r_；(3)根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA_練習(xí)3、在測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V、內(nèi)電阻大約為1.0 )B電壓表V(015 V)C電流表A(00.6 A、內(nèi)阻0.1 )D電流表G(滿偏電流3 mA、內(nèi)阻

8、Rg10 )E滑動(dòng)變阻器R1(010 、10 A)F滑動(dòng)變阻器R2(0100 、1 A)G定值電阻R3990 H開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_(填寫“R1”或“R2”)；(2)請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)；(3)如圖8所示為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的I1I2圖線(I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù))，由圖線可求得被測電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)電阻r_ .圖8實(shí)驗(yàn)4、多用電表的讀數(shù)例4、某同學(xué)測量一只未知阻值的電阻Rx.(1)他先用多用電表進(jìn)行測量，指針偏轉(zhuǎn)如圖9甲所示，為了使多用電表的測量結(jié)果更準(zhǔn)確，

9、該同學(xué)應(yīng)選用_擋位，更換擋位重新測量之前應(yīng)進(jìn)行的步驟是_(2)接下來再用“伏安法”測量該電阻，所用儀器如圖1乙所示，其中電壓2表內(nèi)阻約為5 k，電流表內(nèi)阻約為5 ，變阻器最大阻值為100 .圖中部分連線已經(jīng)連接好，為了盡可能準(zhǔn)確地測量電阻，請(qǐng)你完成其余的連線(3)該同學(xué)用“伏安法”測量的電阻Rx的值將_(選填“大于”“小于”或“等于”)被測電阻的實(shí)際值圖9練習(xí)4、如圖10所示為多用電表的刻度盤若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時(shí)，3表針指示如圖所示，則：圖10(1)所測電阻的阻值為_ ；如果要用此多用電表測量一個(gè)阻值約為2.0104 的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是_(選填“

10、10”、“100”或“1 k”)(2)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為_ mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為_ mA.(3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測電壓為_ V.實(shí)驗(yàn)5、電表內(nèi)阻的測量例5、要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV，其量程為2V，內(nèi)阻約2K。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約0.1；電壓表V2，量程5V，內(nèi)阻為5K；定值電阻R1，阻值30；定值電阻R2，阻值為3K；滑動(dòng)變阻器R3，最大阻值100，額定電流1.5A；電源E，電動(dòng)勢(shì)

11、6V，內(nèi)阻約0.5；開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）有人擬將待測電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V1的電壓和電流，再計(jì)算出RV。該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是_。（2）請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路。要求測量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（圖中電源與開關(guān)已連接好），并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào)。（3）由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)方式，說明式中各測量量的物理意義。半偏法測電流表內(nèi)阻：測量方法：電流表半偏法測電阻的電路圖如圖，R為滑動(dòng)變阻器，R0為電阻箱，G為待測電流表內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)

12、時(shí)，先合上S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R使電流計(jì)的指針滿偏；再合上S2，調(diào)節(jié)R0使電流計(jì)的讀數(shù)為滿刻度的一半，這時(shí)，電阻箱的數(shù)值即為電流計(jì)的內(nèi)阻。（注意：實(shí)驗(yàn)前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；調(diào)節(jié)R0時(shí)，R不動(dòng)） 測量原理：S2打開時(shí)，設(shè)電流表滿偏電流Ig=，因?yàn)镽Rg，Rr，所以IgE/R，當(dāng)S2閉合時(shí)，R0和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并RgR，故S2閉合后，電路中總電流幾乎不變，即IgE/R，調(diào)節(jié)R0使電流表半偏為Ig/2，所以流過R0的電流也為Ig/2，所以R0=Rg。器材選擇：從上述原理可知，S2打開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是RRg。故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，R盡可能大。

13、半偏法測電壓表的內(nèi)阻：電路如圖：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將R1的滑動(dòng)片P放在左邊，合上S1和S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保持R1不變，斷開S2，調(diào)節(jié)R0，使電壓表的讀數(shù)為滿刻度的一半。則RV=R0。例1、解析(1)電源必須選擇；由于電源電動(dòng)勢(shì)3 V，待測電阻大約5 ，故最大電流不超過0.6 A，為減小誤差，選擇較小的量程，故選0.6 A的電流表；由于電源電動(dòng)勢(shì)3 V，為減小誤差，電壓表選擇較小的量程，故選3 V量程的電壓表；為使操作方便，選擇電阻值較小的滑動(dòng)變阻器；故答案為：ACDFH.(2)由于，故待測電阻的阻值與電流表內(nèi)阻相接近，如果采用內(nèi)接法，電流表的分壓作用較大，故應(yīng)該選用電流表外接法(3)電

14、流表示數(shù)0.48 A，電壓表示數(shù)2.20 V.(4)電路圖如圖所示(5)直徑d3 mm0.01 mm20.53.205 mm.L50 mm0.05 mm350.15 mm.答案(1)ACDFH(2)外(3)0.482.20(4)見解析圖(5)3.20550.15練習(xí)1：解析(1)如圖；將變阻器滑片移到最右端(2)I0.42 A，U2.30 V.(3)如圖；R與l成正比(4)A、P與電壓表間出現(xiàn)斷路例2、解析(1)小燈泡的電阻很小，因此采用電流表外接法；實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法實(shí)物電路如答案圖所示(2)將滑片P向右端滑動(dòng)，可以增大燈泡兩端的電壓

15、(3)根據(jù)UI圖象可知，U2.5 V時(shí)，I0.2 A，所以小燈泡的額定功率為PUI0.5 W.(4)UI圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示燈絲的電阻，圖線是曲線而不是過原點(diǎn)的直線，這是因?yàn)闊艚z的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大答案(1)如圖所示(2)右(3)0.5(4)燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大練習(xí)2：解析(1)該實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接，因此只能選E；(2)實(shí)物圖連線如下圖，閉合開關(guān)前應(yīng)使小燈泡兩端電壓為零，滑片P要置于最左端圖(3)如圖(4)由圖中兩圖線交點(diǎn)得P0.41.10.44 W(0.40.5均正確)答案(1)E(2)見解析圖左(3)見解析圖(4)0.44(0.40.5均正確)例3：解

16、析(1)照片中已有電流表、電阻箱和干電池，還缺少電壓表，故選A.(2)作出UI圖象，由圖象斜率可求得r(0.750.10).(3)由歐姆定律得：RRA，得RAR0.22 .答案(1)A(2)(0.750.10)(3)0.22 練習(xí)3：解析從實(shí)驗(yàn)操作方便和安全角度出發(fā)，滑動(dòng)變阻器選小阻值，大額定電流的R1；所給器材中電壓表量程過大，不能選用，需要把電流表G與R3串聯(lián)，被測量電源的內(nèi)阻很小，電流表相對(duì)電源用外接法；圖象與縱軸的截距為1.47 mA，為斷路時(shí)通過G的電流斷路電流乘以(R3Rg)等于1.47 V，為電源電動(dòng)勢(shì)；圖線的斜率為電源內(nèi)阻r0.83 .答案(1)R1(2)電路圖如圖所示(3)1

17、.47(1.461.48均對(duì))0.83(0.810.85均對(duì))例4：解析(1)由圖甲可知，所選倍率太小，故應(yīng)換大一些的倍率歐姆擋每次換擋后都要重新調(diào)零(2)待測電阻Rx的阻值是滑動(dòng)變阻器總阻值的10倍，若用限流電路，在改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)變化很小，要用分壓接法又因?yàn)榇郎y電阻的大小與電流表內(nèi)阻的倍數(shù)比電壓表內(nèi)阻與待測電阻的倍數(shù)更大些，要用電流表的內(nèi)接法(3)電流表內(nèi)接法測量的電阻值等于RxRA，大于真實(shí)值答案(1)100歐姆擋調(diào)零(2)如圖所示，補(bǔ)畫兩條線(3)大于練習(xí)4：解析(1)歐姆表讀數(shù)：對(duì)應(yīng)最上一行刻度值約為14，倍率為“100”，讀數(shù)為1.4103 .(2)選50 mA直流電流擋，則每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，測量的精確度為1 mA，應(yīng)估讀到0.