高二物理电学实验专题.ppt

高二物理电学实验专题高二物理电学实验专题汪领峰汪领峰电学设计性实验的处理电学设计性实验的处理1 1一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图1 1所示，此材料长约所示，此材料长约3cm3cm，电，电阻约为阻约为100100，已知这种材料的电阻率为，已知这种材料的电阻率为.欲测量该样品的内径，但内径太欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量现提供以下实验器材：小，无法直接测量现提供以下实验器材：A A2020分度的游标卡尺；分度的游标卡尺；B B螺旋测微器；螺旋测微器；C C电流表电流表A A1 1(量程量程50mA50mA，内阻，内阻r r1 1100)100)；D D电流表电流表A A2 2(量程量程100mA100mA，内阻，内阻r r2 2约为约为40)40)；E E滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(01010，额定电流，额定电流2A)2A)；F F直流电源直流电源E(E(电动势为电动势为12V12V，内阻，内阻很小很小)；G.G.上述导电材料上述导电材料R R2 2(长约为长约为3cm3cm，电阻约为，电阻约为100)100)；H H开关一只，导线若干开关一只，导线若干请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d d的实验方案，回答下列问的实验方案，回答下列问题：题：(1)(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图用游标卡尺测得该样品的长度如图2 2所示，其示数所示，其示数L L_cm_cm，用螺旋测，用螺旋测微器测得该样品的外径如图微器测得该样品的外径如图3 3所示，其示数所示，其示数D D_mm._mm.(2)(2)在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号(3)(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d d_._.2 2某电流表的内阻约某电流表的内阻约5050，现要测量其内阻，可选用的器材有：，现要测量其内阻，可选用的器材有：A A待测电流表待测电流表A A(量程量程2mA)B2mA)B电压表电压表V V(量程量程3V3V和和15V)15V)C C滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(最大阻值最大阻值10)D10)D电阻箱电阻箱R R2 2(阻值阻值0.10.1999.9)999.9)E E电源电源E(E(电动势电动势4V4V，内阻很小，内阻很小)F)F开关开关S S及导线若干及导线若干(1)(1)请在图甲中完成实验电路图；请在图甲中完成实验电路图；(2)(2)请将图乙的实物连线连接完整；请将图乙的实物连线连接完整；(3)(3)计算电流表计算电流表A A内阻的表达式为：内阻的表达式为：R RA A_，式中各符合的物理意义：，式中各符合的物理意义：_._.3.3.某同学为了研究某同学为了研究“3V,0.3W3V,0.3W”的小灯泡的小灯泡L L从较低温度到正常发光过程中的电从较低温度到正常发光过程中的电阻情况设计了如下器材：阻情况设计了如下器材：电流表电流表A A1 1(量程量程400mA400mA，内阻，内阻r r1 15)5)；电流表电流表A A2 2(量程量程600mA600mA，内阻，内阻r r2 2约为约为1)1)；电压表电压表V(V(量程量程15V15V，内阻约为，内阻约为3k)3k)；定值电阻定值电阻R R0 0(5)(5)；滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(01010，额定电流为，额定电流为1A)1A)；滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(0(0250250，额定电流为，额定电流为0.3A)0.3A)；电源电源E(E(电动势电动势3V3V，内阻较小，内阻较小)；开关一个，导线若干开关一个，导线若干(1)(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材在虚线框内画出实验电路原理图，从以上给定的器材中选择恰当的器材在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号并在图中标出所用仪器的代号(2)(2)据设计的方案，将图中的器材连成符合要求的电路据设计的方案，将图中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用有个别仪器可能不用)(3)(3)闭合开关闭合开关S S，移动滑片，移动滑片P P，使，使_时，可知灯泡正常发光，此时灯泡时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为的电阻为_(_(用测量的物理量表示用测量的物理量表示)4.4.实际电流表有内阻，现在要测量实际电流表实际电流表有内阻，现在要测量实际电流表G G1 1的内阻的内阻r r1 1.供选择的仪器如下：供选择的仪器如下：A A待测电流表待测电流表G G1 1(量程量程5mA5mA，内阻约，内阻约300)300)B B电流表电流表G G2 2(量程量程10mA10mA，内阻约，内阻约100)100)C C电压表电压表V V1 1(量程量程6V6V，内阻未知，内阻未知)D)D电压表电压表V V2 2(量程量程15V15V，内阻未知，内阻未知)E E定值电阻定值电阻R R1 1(300)F(300)F定值电阻定值电阻R R2 2(10)(10)G G滑动变阻器滑动变阻器R R3 3(0(01000)H1000)H滑动变阻器滑动变阻器R R4 4(0(0300)300)I I直流电源直流电源(E(E3V3V，r r0.5)J0.5)J电键电键S S及导线若干及导线若干(1)(1)请选合适器材设计实验电路，并把电路图画在方框中请选合适器材设计实验电路，并把电路图画在方框中(图中标明所选器材图中标明所选器材)(2)(2)根据测量所得物理量可知，电流表根据测量所得物理量可知，电流表G G1 1的内阻表达式为的内阻表达式为r r1 1_._.5.5.要测量电压表要测量电压表V V1 1的内阻的内阻R RV V，其量程为，其量程为2V2V，内阻约为，内阻约为2k.2k.实验室给的器材有：实验室给的器材有：电流表电流表A A，量程，量程0.6A0.6A，内阻约，内阻约0.10.1；，电压表；，电压表V V2 2，量程，量程5V5V，内阻约，内阻约5k5k；定值电阻定值电阻R R1 1，阻值，阻值3030；，定值电阻，定值电阻R R2 2，阻值，阻值3k3k；滑动变阻器滑动变阻器R R3 3，最大阻值，最大阻值100100，额定电流，额定电流1.5A1.5A；电源电源E E，电动势，电动势6V6V，内阻约，内阻约0.50.5；开关开关S S一个，导线若干一个，导线若干(1)(1)有人拟将待测电压表有人拟将待测电压表V V1 1和电流表和电流表A A串联接入电压合适的测量电路中，测出串联接入电压合适的测量电路中，测出V V1 1的电压和电流，再计算出的电压和电流，再计算出R RV V.该方案实际上不可行，其最主要的原因是该方案实际上不可行，其最主要的原因是_._.(2)(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V V1 1内阻内阻R RV V的实验的实验电路要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下电路要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成试在图中画出符合要求的实验电路图完成试在图中画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连好图中电源与开关已连好)，并标，并标出所选元件的相应字母代号出所选元件的相应字母代号(3)(3)由上问写出由上问写出V V1 1内阻内阻R RV V的表达式，说明式中各测量量的物理意义的表达式，说明式中各测量量的物理意义6.6.用以下器材测量待测电阻用以下器材测量待测电阻R Rx x的阻值的阻值待测电阻待测电阻R Rx x，阻值约为，阻值约为100100；电源电源E E，电动势约为，电动势约为6.0V6.0V，内阻可忽略不计；，内阻可忽略不计；电流表电流表A A1 1，量程为，量程为50mA50mA，内电阻，内电阻r r1 12020；电流表电流表A A2 2，量程为，量程为300mA300mA，内电阻，内电阻r r2 2约为约为44；定值电阻定值电阻R R0 0，阻值，阻值R R0 02020；滑动变阻器滑动变阻器R R，最大阻值为，最大阻值为1010；单刀单掷开关；单刀单掷开关S S，导线若干，导线若干(1)(1)测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/31/3，画出测量电阻，画出测量电阻R Rx x的的实验电路原理图；实验电路原理图；(2)(2)若某次测量中电流表若某次测量中电流表A A1 1的示数为的示数为I I1 1，电流表，电流表A A2 2的示数为的示数为I I2 2.则由已知量和测则由已知量和测量量计算量量计算R Rx x的表达式为的表达式为R Rx x_._.7.7.待测电阻待测电阻R Rx x的阻值约为的阻值约为2020，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A A电流表电流表A A1 1(量程量程150mA150mA，内阻，内阻r r1 1约为约为10)10)B B电流表电流表A A2 2(量程量程20mA20mA，内阻，内阻r r2 230)30)C C电压表电压表V(V(量程量程15V15V，内阻约为，内阻约为3000)3000)D D定值电阻定值电阻R R0 0100100E E滑动变阻器滑动变阻器R R1 1，最大阻值为，最大阻值为55，额定电流为，额定电流为1.0A1.0AF F滑动变阻器滑动变阻器R R2 2，最大阻值为，最大阻值为55，额定电流为，额定电流为0.5A0.5AG G电源电动势电源电动势E E4V(4V(内阻不计内阻不计)H H电键电键S S及导线若干及导线若干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1/31/3，请从所给的器材中选择合适的实验器材，请从所给的器材中选择合适的实验器材 ABDEGH ABDEGH(填写器材前对应的序填写器材前对应的序号字母号字母)根据你选择的实验器材，请在虚线框内画出测量根据你选择的实验器材，请在虚线框内画出测量R Rx x的最佳实验电路图并标的最佳实验电路图并标明元件符号明元件符号待测电阻的表达式为待测电阻的表达式为R Rx x_，式中各符号的物理意义为，式中各符号的物理意义为 .8.8.有一电压表有一电压表V V1 1，其量程为，其量程为3V3V，内阻约为，内阻约为30003000，要准确地测量该电压表的，要准确地测量该电压表的内阻，提供的实验器材有：内阻，提供的实验器材有：电源电源E E：电动势约为：电动势约为15V15V，内阻可忽略不计；，内阻可忽略不计；电流表电流表A A1 1：量程为：量程为0 0100mA100mA，内阻，内阻r r1 12020；电压表电压表V V2 2：量程为：量程为0 02V2V，内阻，内阻r r2 220002000；定值电阻定值电阻R R1 1：阻值：阻值2020；定值电阻定值电阻R R2 2：阻值：阻值33；滑动变阻器滑动变阻器R R0 0：最大阻值：最大阻值1010，额定电流，额定电流1A1A；开关开关S S，导线若干，导线若干(1)(1)实验中应选用的电表是实验中应选用的电表是_；定值电阻应选用；定值电阻应选用_(2)(2)设计一个测量电压表设计一个测量电压表V V1 1内阻的实验电路，画出原理图内阻的实验电路，画出原理图(3)(3)说明实验所要测量的量：说明实验所要测量的量：_._.(4)(4)写出电压表写出电压表V V1 1内阻的计算表达式：内阻的计算表达式：_._.9.9.在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：R Rx x(阻值约阻值约44，额定电流约，额定电流约0.5A)0.5A)；电压表：电压表：V(V(量程量程3V3V，内阻约，内阻约3k)3k)电流表：电流表：A A1 1(量程量程0.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.2)0.2)；A A2 2(量程量程3A3A，内阻约，内阻约0.05)0.05)；电源：电源：E E1 1(电动势电动势3V3V，内阻不计，内阻不计)；E E2 2(电动势电动势12 V12 V，内阻不计，内阻不计)；滑动变阻器：滑动变阻器：R(R(最大阻值约最大阻值约20)20)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S S；导线；导线(1)(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_mm._mm.(2)(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选，电源应选_(_(均填器材代号均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图，在虚线框内完成电路原理图.10.10.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻(1)(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图数如图6(a)6(a)和和(b)(b)所示，长度为所示，长度为_cm_cm，直径为，直径为_mm_mm(2)(2)按图按图(c)(c)连接电路后，实验操作如下连接电路后，实验操作如下(a)(a)将滑动变阻器将滑动变阻器R R1 1的阻值置于最的阻值置于最_处处(填填“大大”或或“小小”)；将；将S S2 2拨向接拨向接点点1 1，闭合，闭合S S1 1，调节，调节R R1 1，使电流表示数为，使电流表示数为I I0 0.(b)(b)将电阻箱将电阻箱R R2 2的阻值调至最的阻值调至最_(_(填填“大大”或或“小小”)，S S2 2拨向接点拨向接点2 2；保；保持持R R1 1不变，调节不变，调节R R2 2，使电流表示数仍为，使电流表示数仍为I I0 0，此时，此时R R2 2阻值为阻值为1280.1280.(3)(3)由此可知，圆柱体的电阻为由此可知，圆柱体的电阻为_._.11.11.一位善思考肯动手的学生，学过欧姆表后，知道了欧姆表内都含有电源，一位善思考肯动手的学生，学过欧姆表后，知道了欧姆表内都含有电源，便想通过实验测量出欧姆表内部电源的电动势和欧姆表的内阻，便想通过实验测量出欧姆表内部电源的电动势和欧姆表的内阻，他在实验他在实验室中找到了下列器材室中找到了下列器材:待测欧姆表待测欧姆表(选择选择“”“”欧姆档欧姆档)电流表电流表A A1 1(量程为量程为200A200A，内阻为，内阻为300)300)电流表电流表A A2 2(量程为量程为30 mA30 mA，内阻约为，内阻约为5l)5l)电压表电压表V V1 1(量程量程15V15V，内阻约内阻约 l5k)l5k)定值电阻定值电阻R R0 0(阻值为阻值为9700)9700)滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(050)50)滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(0(0200)200)开关和若千导线开关和若千导线(1)(1)请你选择合适的实验器材，帮薛希同学把本实验的电路原理图画在虚线请你选择合适的实验器材，帮薛希同学把本实验的电路原理图画在虚线方框中，并在图中标注出所选器材符号。方框中，并在图中标注出所选器材符号。(2)(2)利用上述实验电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，利用上述实验电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表读出电流表 A Al l和和 A A2 2的示数分别为的示数分别为I I1 1和和I I2 2，多次改变滑动触头的位置，得到，多次改变滑动触头的位置，得到如表格所示实验数据如表格所示实验数据.清在下图所示的坐标紙上作出清在下图所示的坐标紙上作出I I1 1I I2 2的图线。的图线。(3)(3)根据所作图线得到欧姆表内部电源的根据所作图线得到欧姆表内部电源的电动势为电动势为_v_v，内电阻为内电阻为_ _ (结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)I I1 1(A)(A)120120125125130130135135140140145145I I2 2(mA)(mA)20.020.0 16.716.713.213.210.010.06.76.73.33.3A A2 2R R0 0A A1 1欧姆表欧姆表R R2 2A A2 2R R0 0A A1 1欧姆表欧姆表R R2 2