电学实验题教材

05100110分度游标卡尺的原理051001游标的第一条刻度线与主尺的1mm刻度重合0.1mm0510014.1mm20分度游标卡尺的原理01020012320分度游标卡尺的读数010200123游标的第一条刻度线与主尺的1mm刻度重合0.05mm01020012310.80mm0102001239.40mm01020012320.15mm另一种10分度游标卡尺的读数

0

5

1001231.7mm

0

5

10012312.1mm50分度游标卡尺的读数0123456789001234567891010.24mm0123456789001234567891017.00mm螺旋测微器的读数方法：152051001015205101.601mm1520510020253015109.694mm15205100202530151010.190mm滑动变阻器的选择滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值

R＞（3—5）RX

在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值

R＜（1/3—1/5）RX。上页下页题目类型根据实验原理，利用图象中“截距”“拐点”“工作点””面积”“斜率”的物理意义解决问题图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示某用电器的电压—电流关系。该电池组的内阻为

Ω,当该用电器和一个阻值为20Ω的定值电阻R串联并与电池组组成闭合电路(R不随温度变化)，则该用电器的实际功率为

W②5102030405001234①UI②③图线①表示某电池组的输出电压—电流关系图线②表示某用电器的电压—电流关系。5102030405001234①UI5Ω

18.75W求图线①的斜率绝对值得到电源内电阻值R用电器有闭合欧姆定律

E=U+I(R+r)U=50-25I工作点根据上式做出图象③图象斜率、截距、面积的物理意义有闭合欧姆定律

E=U+IrU=E—IrRAV工作点?R用电器E’=Er’=r+R电学基本知识1.电流表内接法据R＝U/I，测量值大于真实值

2.电流表外接法：据R＝U/I，测量值小于真实值AVRxAVRx伏安法测电阻的原理：例1、利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b两点接触一下，如果安培表示数变化，则P应接在————处，如果伏特表示数显著变化，则P应接在

处。RabPVA解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻相比。因此采用内接法可以减小误差，P应接在b处。而当伏特表示数变化显著，说明被测电阻较小可跟安培表内阻相比。因此采用外接法可以减小误差，P应接在a处。ba滑动变阻器的使用ABCD1.滑动变阻器的两种主要连接方式：串联限流电路RXR并联分压电路——分压器ABC(D)RXR2.变阻器的作用——（1）保护电表不受损坏；（2）改变电流电压值，多测量几次，求RX的平均值，减少误差。分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。限流接法的优点是：电路连接简便，附加功率损耗较小。

a..当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法．

b.当负载电阻Rx较小，变阻器总阻值R较大是Rx的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法

c.当负载电阻Rx较大是R的几倍时，变阻器总阻值R较小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法．

d.当要求电压从0变起，一定用分压接法．限流电路分压电路电压范围电流范围0—U分压接法和限流接法的比较：伏安法测电阻电路限流器电路，安培表内接法

RX＞＞RARXAV限流器电路，安培表外接法

RX＜＜RVRXAV分压器电路，安培表内接法

RX＞＞RARXVA分压器电路，安培表外接法

RX＜＜RVRXVA变阻器的作用——改变电流电压值，多测量几次，求平均值，减少误差。例2、有一个电阻Rx，其阻值大约是25kΩ，可供选择的器材是：电流表A1(0—100μA,2kΩ)电流表A2(0—500μA,300Ω)电压表V1(0—10V,100kΩ）电压表V2(0—50V,500kΩ）直流稳压电源E（15V，1A）滑动变阻器R(1kΩ,1W)电键K和若干根导线．试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。解：1．电压表、电流表的选择若滑动变阻器用限流接法，RXAV25KΩ15V1KΩ

电路中的最小电流为Imin=15V/26KΩ=0.577mA=577μA，超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法.RXVA25KΩ15V1KΩ若电压表选V2(50V),因为电源电压15V不足其量程的1/3，所以电压表应选V1（10V）。由于用分压器接法时，电阻Rx

中的最大电流为Imax′=10V/25KΩ=0.4mA=400μA，所以电流表选A2（500μA）。上页下页题目2．滑动变阻器的选择滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值

R＞（3—5）RX

在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值

R＜（1/3—1/5）RX

在本题中不要求选择滑动变阻器。3.安培表内接法和外接法的选择

因为RX=25KΩ＞＞RA=300Ω

所以采用安培表内接法上页下页题目4．分压电路和限流电路的选择分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值，连线较复杂，分压电路消耗的额外功率大；

限流电路对电压的调节范围较小．但连线简单，限流电路消耗的额外功率小．我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择。在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小．这里我们应该选用调节作用范围大的分压器电路．上页下页题目解答:根据上述分析，选择电流表和电压表应为：电流表A1(0----100μA,2kΩ)

电流表A2(0----500μA,300Ω)

电压表

V1

(0----10V,100kΩ）

电压表V2(0----50V,500KΩ）+－√√选择接法：电流表用

，变阻器用

，内接法分压器接法画出实验电路图如下：RX25KΩΕ=15V1KΩ

V1A2实物图连线如图示：题目上页电阻的测量方法一伏安法

内接和外接替代法测量电阻在右图中，S接1，记下电流值I，S接2，调节R，使电流值仍为I，则Rx=R1RxRAS2在下图中，调节P，甲图中的电压表的电压为U、甲VRxP保持P不动，换接电阻箱R,调节R使乙图中的电压表的电压仍为U，则Rx=R乙VRP方法二比较法测量电阻1.比较电流1RxRAS2I11RxRAS2I2∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1（不计电源内阻）2.比较电压甲VRxP调节P，甲图中的电压表的电压为U1、乙VRPRx保持P不动，乙图中的电压表的电压为U2，则U2/Rx=(U1-U2)/R方法三方法：半偏法测量电流表的内阻1.按图接线，图中R1R2

为电阻箱，电源为蓄电池，内阻可以不计。GS1S2R1R22.先合下S1

，调节R1使电流表指针满偏.3.再合下S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值.4.若R1＞100R2，有Rg=R2思考2.R1能否用阻值很大的滑动变阻器代替？3.再给一个内阻不知的电流表,如何进行实验？方法四

条件R1＞＞R2

Rg测量＜Rg真实1第三步中，若调节R2使电流表指针满偏的三分之一呢半偏法测量电压表电阻方法：1.按图接线，图中R0

为电阻箱.VRabSR02.先合下S1

，调节R0=0，再调节R使电压表指针满偏.3.保持变阻器电阻R不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.

条件R0＞＞R

Rg测量＞Rg真实南师大附中二模12、12．将电流表改装成电压表，需要先测定电流表的内阻Rg，先提供如下实验器材：待测电流表A(Ig=300μA，内阻Rg约为2kΩ)电阻箱R(0~9999Ω)滑动变阻器R0(0~10Ω)低压直流电源(6伏),开关和导线若干.(1)参考下列实验步骤,在方框中画出实验电路图,并在下列横线上填空完善实验步骤.A.按图正确连接电路,在合上开关之前,滑动变阻器的滑动头置于恰当的位置处B．合上开关,调节电阻箱与滑动变阻器,使电流表满偏,记下电阻箱阻值R1C.保持滑动变阻器滑动头位置不变,调节电阻箱R的值,使电流表

,记下电阻箱阻值R2半偏（2）由上述测量结果,可求得计算电流表内阻的表达式为Rg=

;（3）由于实验方法产生系统误差,电流表内阻的测量值比真实值

.（填“偏大”、“偏小”或“不变”）解:由于只有一个电阻箱,滑动变阻器的阻值很小,只能用串联半偏法,电路图如图示:R0ASR(1)C.半偏(2)保持滑动变阻器滑动头位置不变,认为电压不变,U=Ig(Rg+R1)=1/2Ig(Rg+R2)∴Rg=R2-2R1(3)实际上,使电流表半偏时R2>R1,从R0中分得的电压变大Ig(Rg+R1)<1/2Ig(Rg+R2)∴R2-2R1>Rg测量值比真实值偏大

Rg=R2-2R1偏大伏安法测电压表电阻电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，因此，可以用一个安培表测量其电阻。VA读出电压表和电流表的示数U和I，则RV=U/I比较法测电压表电阻vRv甲乙甲图中的电压表的电压U1、

乙图中的电压表的电压U2,R为大电阻

(不计电源内阻)惠斯通电桥(1)电路图：R3R2

R1

R4EGSDABC（2）电桥平衡：B、D两点电势相等。

S闭合时电流表G中无电流。（3）平衡条件R1R4=R2R3证明见下页方法五（3）平衡条件的证明GR3SR2R1RXDABCI4I3I2I1∵B、D两点电势相等，Ig=0∴UAB=UADUBC=UDC∵UAB=I3R3，UAD=I1R1，UBC=I4RX，UDC=I2R2

∴I3R3=I1R1，I4RX=I2R2又∵I3=I4

，I1=I2R3RX=R1R2∴R1Rx=R2R3（4）利用惠斯通电桥测量电阻RX=R2R3R1（5）滑线式电桥RRXACBDl1l2G电表的改装电流表的改装（1）电流表的满偏电流Ig、内电阻Rg和满偏电压Ug

三者的关系Ug=IgRg（2）电流表内电阻的测定——半偏法（不计电源内阻）电流表量程的扩大——并联一个小电阻GIIgRgRI-Ig由(I-Ig)R=Ig

RgR=Ig

Rg／(I-Ig)练习

若电流表的内阻Rg=1000Ω满偏电流Ig=100μA，怎样把它改装成量程为10mA的电流表？解：R=Ig

Rg／(I-Ig)=0.1×1000／9.9=10.1Ω双量程电流表、如图示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200Ω，计算R1和R2的阻值。GR2R1－10mA1mA解：（R1+R2）(I1-Ig)=Ig

Rg①R1+R2=Ig

Rg／(I1-Ig)=100÷0.5=200ΩIg

（Rg+R2

）=(I2-Ig)R1②（Rg+R2

）=(I2-Ig)R1

／

Ig=19R1∴R1=20ΩR2=180Ω比较接入电路中的电阻的异同，看下一页方法？（1）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，图2和图3。图

为合理电路，另一电路不合理的理由是

。10mA1mARbRaG图2S210mA1mARCRdG图3S22答:图3电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏（2）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用来表示。A′（2）答:如图4示AA′RDR1S1E1图4电压表量程的扩大——串联一个大电阻GUUgU-UgRgR练习.若电流表的内阻Rg=1000Ω满偏电流Ig=100μA，怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？解：Ug=IgRg=0.1Vn=U/Ug=30∴R=(n-1)Rg=29000Ω=29kΩ双量程电压表甲、乙图示是一个双量程电压表，

Ig=1mA，Rg=100Ω，计算R1和R2的阻值。GR2R1－15V3V甲3V15V－R2R1G乙R1=2900ΩR2=14900Ω乙图同样求出R1R1=2900ΩRg+R1+R2=15÷1=15KΩR2=12KΩ改装电压表的校对电路图如图示R1GVRSV为标准电压表，R为滑动变阻器(分压器接法),虚线框中为改装电压表。Ω表原理图欧姆表(1)原理—闭合电路欧姆定律RGErIgRgERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=改变Rx

，电流Ix

随之改变，Rx

与Ix

一一对应。（2）中值电阻R中=EIg=Rg+r+R注意：(1)欧姆表的刻度与其他表刻度相反且刻度不均匀（2）欧姆表每次换档测电阻前都要调零,不能带电测量。（3）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出的电阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻。Ω表读数120Ω1.5k

Ω用欧姆表判定二极管的好坏：欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。红表笔跟表内电池的负极相连。好的二极管正极接黑表笔、负极接红表笔时电阻应很小，负极接黑表笔，正极接红表笔时电阻应很大，否则就不是好二极管。二极管的单向导电性可用来整流(把交流电变成直流电)、检波、稳压等。Ω表Ω表

A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处

B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处

C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处

D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处

32．图中B为电源，R1、R2为电阻,K为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（

）综合卷32、Cb

aR2R1KB如图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的示意图,其中E=1.5V,改装结束后将原电流表3mA刻度处定为零阻值位置,则2mA刻度处应标多少欧姆?1mA刻度处应标多少欧姆?mA0123E红黑1k500250解:

Ig=E/R

中IX=E/(RX+R中)

I2=2mAR2=250ΩI1=1mAR1=1000Ω例2、如图所示为一欧姆表原理图，灵敏电流表G的满偏电流为150μA，内阻为100Ω，限流电阻R1为2kΩ，可变电阻R2为10kΩ（最大阻值），电源电动势E为1.5V，内阻可忽略。因此这个欧姆表测量________范围内的电阻比较准确。与表内电源负极相接的应是_____表笔（填“红”或“黑”）-+R1GErR2红对应电流刻度从1/3至2/3综卷27、27．（18分）根据试题要求填空或作图。

（1）图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20~30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节可调部件

,使电表指针停在

位置；②调节可调部件K，使它的尖端指向

位置；③将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件

，使电表指针指向

位置。（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2所示，该电阻的阻值为

Ω。TSK15图1×1k152020图2S左端的“0”

Ω挡的×1T右端的“0”（20k）例5、如图是一个万用表的刻度盘，当万用表选择开关置于“30mA”档时，测出的电流强度为

；当选择开关置于“12V”档时，测出的电压为

;当选择开关置于“×100Ω”档时，测出的电阻为

。036100Ω20.0mA8.0V5KΩ多用表的组成电流表并联一个小电阻可以扩大量程，成为安培表，并联不同的几个电阻可以有几个量程；电流表串联一个大电阻可以扩大量程，成为伏特表，串联不同的几个电阻可以有几个量程；电流表串联一个电池和调零电阻可以组成一个欧姆表；用同一个电流表头和选择开关将几种表组合在一起，组成多用表。多用表的电原理图GR2R110mA1mA－＋Ig=0.5mA，Rg=200Ω3V15VmAR4R3－＋ΩR5R6－＋mA3V15VR4R3GR2R110mA1mAΩR5R6－＋虚线框中等效于一个1mA的电流表多用表的读数方法0—2.5V交流读最下刻度欧姆表读最上刻度乘以倍率其它电压电流均读中间刻度如图示多用电表，选择开关分别置于下列位置时的读数是：×100——10V量程——250V量程——5mA量程——2.5V交流量程—

1.00kΩ6.2V155V3.10mA1.85V多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______

，测量结果为________。⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：___________，____________，____________。⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者

。⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从_____色表笔经______插孔流入电表。~ΩΩ×1k×100×10×1ΩOFF2.510502505002.550mA10010150010250V~+V直流电压12.4V直流电流49mA电阻1.7kΩ换用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得