电学实验的基础知识

1、电学实验的基础知识一、测量电路与控制电路的选择与设计1.测量电路(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压电压表分流U 测=Ux+ UAI 测=Ix + IV与真实值比较测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件RvvR；Rv>>R适用于大阻值电阻小阻值电阻(2)两种电路的选择(3)临界值计算法：FX2<RvR时，用电流表外接法：FX2>RvR时，用电流表内接法。实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱 P先后与a、b处接触 一下，如果电压表的示数有较大的变化， 而电流表的示数变化不大，则可采用电 流表外接法；如果电流表的示数有较大的变

2、化， 而电压表的示数变化不大，则可 采用电流表内接法。J(A)r-o2. 控制电路（1）滑动变阻器的限流式接法和分压式接法方式 内容 -.限流式接法分压式接法对比说明两种接法电 路冬111串、并联关 系不同负载R上电 压调节范围R+L盖U益E0< U < E分压电路 调节范围 大（2）必须选用分压式的“ 3种情况” 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求， 既若滑动变阻器阻值调到最大 时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电 阻的额定电流（或电压），则必须选用分压式接法。 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多， 以致在限流电路中，滑动变阻 器

3、的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显， 此时，应 改用分压式接法。 若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。二、练习1. 测量电路的选择在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 FX约为200Q,电压表的内阻约为2k Q,电流表的内阻约为10Q ,测量电路中电流表的连接方式如图 1（a）或（b）所示，结果由公式R=U/I计算得出，式中U与1分别为电压表和电流 表的示数。若将图（a）和（b）中电路测得的电阻值分别记为 Rx1和Rx2,则2. （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Rx2C填“大于”

4、、“等于”或“小于”）真实值。3.2.控制电路的选择有一个电阻Rx,其阻值大约是10 Q,请选择适当的器材, 以便测量其阻值。可供选择的电路如图 5。可供选择的器材是：A. 电动势4.5 V、内阻不计的电源EB .量程为15 V、内阻10 k Q的电压表V1C .量程为3 V、内阻6 k Q的电压表V2D .量程为300 mA内阻4 Q的电流表A1E .量程为5 A、内阻2 Q的电流表A2F .最大阻值20 Q、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1G.最大阻值500 Q、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2H 开关和若干根导线。则选用的电路是 （填甲或乙），选用的器材是 （填器材的字母代号）03.

5、 实验电路的设计为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30 Q），有以下一些 器材可供选择。电流表A1（量程050 mA 内阻约10 Q）;电流表A2（量程03 A，内阻约0.12 Q）;电压表V1（量程03 V，内阻很大）；电压表V2（量程015 V，内阻很大）;电源E（电动势约为3 V，内阻约为0.2 Q ）;定值电阻R（20 Q,允许最大电流1.0 A）;滑动变阻器R1（010 Q,允许最大电流2.0 A）;滑动变阻器R2（01 k Q,允许最大电流0.5 A）;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0 （填字母代号） 请在下面的虚线框内画出测量电阻 Rx

6、的实验电路图。（要求所测量范围尽可 能大）I（3f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Rx=o4. （2015 北京理综，19）如图6所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀 划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ; R1的阻值等于电流表内阻的；R2的 阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流 值，则下列分析正确的是（）A. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD. 将接线柱1、3接入电路时

7、，每一小格表示0.01 A5. 某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为 300 Q,电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：A. 电流表 A1（量程为15 mA 内阻RA1约为10 Q）B. 电流表 A2（量程为2 mA,内阻RA古20 Q ）C. 定值电阻R仁10 QD. 定值电阻R2= 1 980 QE. 滑动变阻器 R（020 Q） 一个F. 电压表V（量程为15 V，内阻RV约为3 k Q）G. 蓄电池E（电动势为4 V，内阻很小）H. 开关S 一个（1）要完成实验，除蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有 （填

8、写器材前的字母编号 ）。（2）画出实验电路图(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式 Rx=,说明式中题目未给出的各物理量的意义： 。6. (2016 海南单科，12)某同学改装和校准电压表的电路图如图 8所示，图中 虚线框内是电压表的改装电路。(1)已知表头G满偏电流为100卩A,表头上标记的内阻值为900 Qo R1、R2和 R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量 程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个 接线柱，电压表的量程为3V。贝肪根据题给条件，定值电阻的阻值应选 R仁 Q， R2=Q， R3=Qo 用量程为3

9、V,内阻为2500Q的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校 准。所用电池的电动势E为5V:滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Q和5kQo为方便实验中调节电压，图中 R应选用最大阻值为Q的滑动变 阻器（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_C 填“M'或 “ N'）端。 若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表 的读数偏小，则表头G内阻的真实值 （填“大于”或“小于” ）900 Qo7、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G来校对待测电流表G的满偏 电流和测定G2

10、内阻的电路，如图所示.已知 G的量程略大于G2的量程， 图中R1为滑动变阻器，R为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验. 实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 （填步骤的字母代号）；A. 合上开关S2B. 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R和R的阻值，使G的示数仍为I 1，使G的指针偏转到满 刻度的一半，此时R2的最终读数为rE. 合上开关SF. 调节R1使G的指针偏转到满刻度，此时G的示数为I 1,记下此时 G的示数 仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比 （填 “偏大”、“偏小”或“相等”）； 若要将G2的量程扩大为I，并结合

11、前述实验过程中测量的结果，写出须在G上并联的分流电阻Rs的表达式，Rs=8、为了测量一个“ 12 V、5 W的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源：12 V，内阻不计；电流表：00.6 A , 03 A，内阻可忽略； 电压表：03 V, 015 V，内阻很大；滑动变阻器：阻值范围020 Q,允许最大电流1 A开关一个，导线若干。实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0 V调到12 V. 请在方框中画出实验电路图 按画出的电路图，在图3的实物图上连接. 某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图 4所示。某次测量时，电流表指 针位置如图5所示，电流表读数为丄 ，此时小灯泡的实际功率为 W 。r

12、 x9、某同学想用伏安法测量电阻 R,现有的器材及其代号和规格如下: 待测电阻R （约200Q）,直流电源E （电动势4V,内阻不计） 电流表A1 （量程04mA内阻约50Q）电流表A2 （量程010mA内阻约30Q）电压表V1 （量程03V,内阻约10kQ）电压表V2 （量程0I5V，内阻约25k Q）滑动变阻器R1 （阻值范围015Q，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围02kQ,允许通过的最大电流0.5A） 开关S,导线若干，为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析， 应选择的器材有待测电阻 R、电源E、开关、导线以及、（填仪器符号）；一''' 请在答题卡线框内画出测量的电路图.丨练习参考答案：Rx1 大于小