电学实验专题.doc

电学实验专题 2008年5月1日一、电阻的测量1用以下器材测量待测电阻Rx的阻值待测电阻Rx,阻值约为100电源E，电动势约为6.0V,内阻可忽略不计；电流表A1，量程为050mA，内电阻r1=20；电流表A2，量程为0300mA，内电阻r2约为4；定值电阻R0，阻值R0=20；滑动变阻器R，最大阻值为10；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的，试画出测量电阻Rx的一各实验电路原理图（原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注）（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_【答案】（1）如图所示，R作限流电阻亦可；（2）2用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（约100）：电源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；电流表A1，量程为050mA，内电阻r1=20；电流表A2，量程为0300mA，内阻r2=4；定值电阻R0，阻值R0=20；滑动变阻器R，最大阻值为10；单刀单掷开关S，导线若干（1）要求测量中尽量减小误差，并测多组数据试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）（2）根据你所画的电路原理图，将如图所示的实物连成实验电路（3）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=_【答案】（1）如图所示（2）如图所示（3）3用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx（阻值约为25k）电流表A1：（量程100A，内阻2k）；电流表A2：（量程500A，内阻300）电压表V1：（量程10V，内阻100k）；电流表V2：（量程50V，内阻500k）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）；滑动变阻器R：（最大阻值1k）电键S，导线若干；为了尽量减小实验误差，要求测多组数据（1）电流表应选_，电压表应选_（2）画出实验电路图【答案】（1）A2，V1；（2）如图所示解析：（1）器材选择（测量电路）从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当； 而此时通过电流表的最大电流，因此，电流表A2与V1配置较好（2）电路选择（控制电路）电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为20k，远大于滑动变阻器的总电阻（1k），要保证电表安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10k，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制，实验电路如图所示二、电表内阻的测量4、实验室内有一毫伏电压表（符号，量程为150mV，内阻约145），现要测量其内阻，实验室提供如下器材：电动势为1.5V的干电池；电阻箱R（099.9）；滑动变阻器R1（050）；标准电流表（符号，量程15mA，内阻约500）；开关K以及导线若干（1）请设计一个尽可能精确地测出毫伏表内阻RmV的测量电路，并画出虚线框中（2）直接读出的物理量是_（用文字和字母表示）（3）用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式RmV=_（用英文字母表示）RR1mVAK（4）若测出毫伏表的内阻为150，要把它改装成量程为15mA的电流表，应在所提供的仪器中选用_，并将其调至_后，与毫伏电压表_联【答案】（1）如图所示；（2）电流表读数I、毫伏表读数U、电阻箱读数R（3）（4）电阻箱R（099.9）；10.7；并5、实验室中现有的器材如下：电池E（电动势约10V、内阻r约1）标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5）电阻箱R1（最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1）滑动变阻器R2（最大阻值10）开关S和导线若干要求设计个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5）内阻的实验方案（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号（2）要直接测出的物理量是_，用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是_【答案】（1）如图所示（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2和电阻箱R1的阻值三、电表的改装6、某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：A电流表Gl(量程1.0mA，内电阻约100)B电流表G2(量程500A，内电阻约200)C电池组E(电动势为3.0V，内电阻未知)D滑线变阻器R(025)E四旋钮电阻箱R1(总阻值9999)F保护电阻R2(阻值约100)G开关S1，单刀双掷开关S2（1）实验中该同学先合上开关Sl，再将开关S2与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数为I；然后将开关S2与b相连，保持_不变，调节_，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数为r（2）由上述测量过程可知，电流表G2内电阻的测量值rg=_（3）若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190，他必须将一个_k的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表（4）画出用标准电压表V0对改装后的电压表V所有刻度进行校对的电路图【答案】（1）滑线变阻器R，电阻箱R1；（2）r（3）3.81（4）校对电压表的电路如图所示7、（1）一个电压表VA的内阻RA=1000，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：电源E（电动势约为6V，内阻较小）；变阻器R（总电阻约10）电阻箱R0（09999）；开关S；导线若干如图所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路图中电阻箱的取值等于_（2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r简要写出测量步骤用测得的量表达r的公式应为r=_【答案】（1）如图所示；（2）解析：（1）实物连线如图所示，为了使改装表与标准表在零到量程的范围内一一校对，应采用分压电路根据串联电路的电压分配关系，有，解得R0=2000（2）先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC和VB上的示数UB根据上述两步操作可得 由三式解得四、电源电动势和内阻的测量8、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A待测干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0）B电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg10）C电流表A（00.6A，内阻0.1）D滑动变阻器（020,，10A）E滑动变阻器（0200，1A）F定值电阻R0（990）G开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图1中的（a）、（b）两个参考实验电路其中合理的是图_所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选_（填写器材的字母代号）（2）图2为该同学根据中选出的合理实验电路利用测出的数据绘出的I1 I2图线，（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可得被测电池的电动势E=_V，内阻r_【答案】（1）（b），D或R1；（2）1.48，0.779、在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0）B电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10）C电流表A2（00.6A，内阻0.1）D滑线变阻器R1（020，10A）E滑线变阻器R2（0100，10A）F定值电阻R3（990）G开关和导线若干（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是_（填字母代号）（2）请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图（3）如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E_V，内阻r=_【答案】（1）R1；（2）电路如图所示；（3）1.48，0.8五、伏安特性曲线10、某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材A待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）B电流表（量程00.6A，内阻0.1）C电压表（量程05V，内阻约5k）D电压表（量程015V，内阻约15k）E滑线变阻器（最大阻值50）F滑线变阻器（最大阻值1k）G直流电源（电动势15V，内阻可忽略）H开关一个，导线若干实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以