高中物理电学实验Word版

1、 高中物理电学实验一、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

2、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

3、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，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表示数为时，加到V与R两端电压值实际已超过，即此时电阻箱两端电压值已大于，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。（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

4、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。根据以上原则，电学仪器的选择建议如下：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。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）

5、。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。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30；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=20；电流表A2：量程300 mA、内阻r2约为4；定值电阻R0：阻值为100；滑动变阻器R：最大阻值为10；单刀单掷开关S、导线若干（

6、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= （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，

7、用量程为0一3V、内阻约5k的伏特表测其两极时读数为075V。但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V，05A”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50的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极，测得电流为040mA，根据前面用伏特表测得的075V电压，由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻：这个结果是否准确?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5k），电流表A（量程为006mA，内阻约为50），滑动变阻

8、器R（最大阻值约4k），导线和开关。在方框中画出电路图。按电路图连接实物图。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 K。（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，刘聪同学整理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=10、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。图1（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

9、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： 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；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 。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)图2（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 。(保留2位有效数字)4、（2013杭州七校联考）（9分）表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据：U（V）0.00.20.51.01.52.02.53.0I（A）0.0000.0500.1000.

10、1500.1800.1950.2050.215（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UI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10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RU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： 甲甲甲甲A电压表V（量程5V，内阻约为5k）B直流电源E（电动势4.5

11、V，内阻不计）C电流表A1（量程150mA，内阻约为2）D电流表A2（量程300mA，内阻约为1）E滑动变阻器R1（阻值0 10）F滑动变阻器R2（阻值0 200） 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）；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；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 ；

12、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 。PUIU0丙01U/V2432468R/1014120乙A和 B和 C和 D和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2k）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：甲VA+-锂电池R0R1A电压表V（量程3V，电阻RV 约为4.0k）B电流表A1（量程100mA，电阻RA1 约为5）C电流表A2（量程2mA，电阻RA2 约为50）D滑动变阻器R1（040，额定电流1A）E电阻箱R2（0999.9）F开关S一只、导线若干为了

13、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。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= ，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 。VSR2E乙 O丙7、（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

14、程，分别为量程A(03 A)和量程B(00. 6 A)电压表，有两个量程，分别为量程C(03 V)和量程D(015V)滑动变阻器，有两种规格，分别为E(010，1.0 A)和F(0200，1.0 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1，继电器电阻为10，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

15、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0.1；电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2；电压表V，量程3V，内阻rV=9k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干。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 。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。学习

16、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。实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_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R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2

17、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S1F. 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）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（量程为3mA,内阻约为50）B、电压表V（量程3V，内阻末知）C、

18、电流表（量程15mA，内阻10）D、定值电阻R=120E、直流电源（电动势2V，内阻不计）F、滑动变阻器（总阻值为10，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的阻值：待测电阻，阻值约为100；电源E，电动势约为6.0V，内阻可不计；电流表（量程为0-50mA,内阻约为）电流表（量程为0-300mA,内阻约为）定值电阻=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和1/3，且要求尽量多测几组数据，试画出测量电阻的

19、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的示数为, 电流表的示数为,则由已知量和测量量计算的表达式为-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300A,内阻约为100;A2是标准电流表,量程为200A;R1是电阻箱,阻值范围是0999.9;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）实验中滑动变阻器采用 接法（填“分压”或“限流”）;请画出实给原理图。（2）请将该同学的操作补充完整:连接好电路,将滑动变阻器R

20、2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150A;将开关S2扳到接点b处, ,使电流表A2的读数仍是150A.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= .（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.200kB.20kC.15kD.150k13、（2013湖北模拟）为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30）.有以下一些器材可供选择:电流表:A1（量程050mA,内阻约10） A2（量程0

21、3A,内阻约0.12） 电压表:V1（量程03V,内阻很大） V2（量程015V,内阻很大）电源:E（电动势为约为3V,内阻约为0.2) 定值电阻R（20,允许最大电流1.0A）滑动变阻器R1（010、允许最大电流2.0A） 滑动变阻器R2（01k、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A

22、1的内阻精确值,有如下器材:电流表A1（量程300 mA,内阻约为5）;电流表A2（量程600 mA,内阻约为1） ; 电压表V（量程15 V,内阻约为3 k） ;滑动变阻器R1（010,额定电流为1 A）;滑动变阻器R2（0250,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 （5）. 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

23、各符号的物理意义是 _ .15、待测电阻Rx的阻值约为20，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10）B电流表A2（量程20mA，内阻r230）C电压表V（量程15V，内阻约为3000）D定值电阻R0100E滑动变阻器R1，最大阻值为5，额定电流为1.0AF滑动变阻器R2，最大阻值为5，额定电流为0.5AG电源E，电动势E4V（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的，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

24、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：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；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；向左或向右滑动P，直到按下P时G的指针指在零刻度；用刻度尺测量出此时MP、PN的长

25、度l1、l2；重复步骤，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

26、可完成实验的电路。（2）完成以下实验步骤的相关内容。将多用电表的选择开关旋转至 （填“×1”、“直流电 压2.5V”、“直流电流100mA”）档。调节电阻箱，示数如图乙所示。 读得电阻值R1= 。合上开关，从多用电表上读得数值为x1。重复，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（x取国际单位）图象，由此可近似求出以下物理量，则下列选项正确的是A测得电源的电动势E=1.5VB测得电源的电动势E=3.0VC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】 见右图

27、（3分） 40（或40.0-40.2） （2分） 191195 （2分） 31.031.8（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 1.2±0.1 （2分） 3.0±0.1 （2分）3、【答案】（1）6.90mA （6.846.96mA都给分）（2分） 173V （171175V都给分）（2分）(2)150 （2分） 1.5（2分）(3)67 （6569都给分）（2分）4、【答案】（1）甲（2）如图所示；变大（3）0.1700.175内均可（不必追究有效数字位数

28、）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·,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=11.5,由P=得，P=0.78W.由图线知，当U=0时，R=1.5，t=27当U=3.8V时，R=13,分别代入R=k(t+273)，得1.5=300K,13=k（t+273），解得t=2327.(4)由RU图线的斜率知，随U增

29、大，斜率k=逐渐减小，则I在逐渐增大，故丙图中PU图线的斜率表示I,正确，IU图线的斜率表示，正确，故选C。6、VA+-锂电池R0【答案】 如图 （2分）A2 （2分） （2分） （2分）电压表的分流（2分）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】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=5；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

30、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】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

31、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。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”。扩大电流表的量程需要并联一个电阻根据并联关系有，则【答案】B、E、F、A、D、C。相等 10、【答案】（1）C、D，（2）、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

32、）【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10，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：将与串联再与并联，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：（/，得/-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150A.待测电流表A1的内阻等于