高考物理电学实验专题.doc

物理专题训练 电学实验
1.请从下列器材中选择适当仪器设计一个电路，要求用此电路既能测量待测电阻Rx的电阻（约500Ω），又能测量电源E的电动势。
a.待测定值电阻Rx：阻值约500Ω b.滑动变阻器R1：总阻值1000Ω
c.电阻箱R2：最大阻值999.9Ω d.电阻箱R3：最大阻值99.99Ω
e.电流表G：量程3mA，内阻约50Ω
f.电源E：电动势约为3V，内阻很小但不可忽略
g. 单刀双掷开关及导线若干
①实验中应选取的器材有： ▲
（填写器材前面的字母序号）
②请在虚线框中画出实验电路图
③在测出电阻Rx的值后（记为Rx），再利用此电路测量电源E的电动势。
还需要测量的物理量有： ▲
用所测的物理量表示电源E的电动势为 ▲
2．用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，则：
（1）需要读取的数据是 、 ．
（2）电动势表达式E= ，
内电阻表达式 r = ．
（3）如果考虑电流表的内阻，电动势的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），电源内电阻的测量值
真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．
3．用下列器材，测定小灯泡的额定功率：
A.待测小灯泡：额定电压6V，额定功率约为5W；
B.电流表：量程l.0A，内阻约为0.5Ω；
C.电压表：量程3V，内阻5kΩ；
D.滑动变阻器R：最大阻值功20Ω，额定电流1A；
E.电源：电动势10V，内阻很小；
P.定值电阻R0（阻值为10kΩ）；
G.开关一个，导线若干。
要求：①实验中，电流表应采用______（选填“内”或“外”）接法；滑动变阻器应采用_________（选填“分压”或“限流”) 接法。
②在方框中画出实验电路图。
③实验中，电压表的示数应调为______V，即可测定小灯泡的额定功率。

4．（湖北省黄冈中学2008届高三第一次模拟考试）实验室有如下器材：

电流表A1：满偏电流约500 μA，内阻约500 Ω;
电流表A2：量程0~300 μA，内阻1000 Ω;
电流表A3：量程0~1 mA,内阻100 Ω;
电压表V：量程0~15 V，内阻13 kΩ
定值电阻：阻值1 kΩ 滑动变阻器：0~5 Ω，额定电流2 A
电池：电动势2 V，内阻不计.另有电键，导线若干
要较精确地测出A1表的内阻和满偏电流
在方框内画出测量所使用的电路.
应读取的物理量是： .
用这些量表示的A1表的满偏电流Ig= ，
A1表的内阻rg=_____________________.
5．将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行校对。
①利用如图所示的电路测量电流表G的内阻Rg，已知电源电动势E＝4V，且R>>Rg，先闭合S1，调节R，使电流表指针偏到最大刻度；再闭合S2，保持R不变，调节 R′，使电流表指针偏到满偏刻度的，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg=________Ω，由电路分析可知Rg ________电流表内阻的真实值（填“大于”、“小于”或“等于”。）
②将该电流表改装成量程为3V的电压表，需_________（填“串联”或“并联”）阻值为___________Ω的电阻。
③把改装好的电压表与标准电压表进行校对，请在虚线框内画出校对电路图，并将实物连接成校对测量电路。

6.．某同学为了测电流表A1的内阻精确值，有如下器材：
电流表A1（量程300 mA，内阻约为5Ω); 电流表A2（量程600 mA，内阻约为1Ω) ; 电压表V（量程15 V，内阻约为3 kΩ) ;
定值电阻R0 (5Ω) ; 滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为1 A); 滑动变阻器R2(0～250Ω，额定电流为0. 3 A) ;
电源E（电动势3 V，内阻较小）． 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，从以上给定的器材中选择恰当的器材．在如下图所示线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号．

（2）根据设计的方案，在右图中的器材连成符合要求的电路（有个别仪器可能不用）
（3）若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1 = ；式中各符号的意义是 。
7．从下表选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材（代号）
规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V)
定值电阻(R)
电阻(R1)
滑动变阻器(R2)
电池(E)
电健(K)
量程10mA，内阻r1待测（约40Ω）
量程500μA，内阻r2=150Ω
量程10V，内阻r3=10kΩ
阻值为600Ω
阻值约100Ω，作保护电阻用
总电阻约50Ω
A1
R
A2
R2
R1
电动势1.5V，内阻很小
① 在虚线框中画出电路图，图中器材要标明器材的代码。
② ②若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1=___________，
式中各符号的含义是：___________________。
1.答案：①abcefg
②如右图所示
③解法一:开关接b，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2和电流表读数I；再次调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2′，和电流表读数I′

解法二:开关接a时，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，记录电流表读数I1；开关接b时，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数为R2和电流表读数I2；

V
A
S
E
R
R0
P
2.答案：（1）开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2．
（2） （2分）
（3）等于 （1分） 大于 （1分
3.答案：①外　　　限流　
　②电路如右图（电路图有任何错误均不给分） ③2　

4.答案：如图 A1表满偏时，A2表的读数I2、A3表的读数I3.
I3－I2
V0
V
R
E
S1
5.答案：①100，小于　　②串联，9900　
　　　③

6.答案：r1 =；式中分别表示某次测量A1表A2的读数。R0为定值电阻的阻值。

7答案：①如图所示：②，I1、I2分别是电流表A1、A2的读数。
电学实验分类

一、电阻测量
1、测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：
A．待测电压表（量程3V，内阻约3KΩ）一块 B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只 C．定值电阻（R=3KΩ，额定电流0.5A）一个 D．电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E．开关两只 F．导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
（1）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中相对比较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。其理由是： 。
（2）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量 ；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为Rv＝ 。

答案：（1）乙 ； 因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比较大
（2）K2闭合前后电压表的读数U1、U2 ；
2、某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，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10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．定值电阻R0=100Ω
D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
F．电键S及导线若干
（1）根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的，请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。
R0
A2
A1
Rx
E
S
（2）实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。（用字母表示）
答案：（1）如右图所示
（2）

4、利用如图所示的电路测量量程为800 mV的电压表内阻RV，RＶ约为900Ω，某同学的实验步骤如下：
a.按电路图正确连接好电路，将变阻器R1的滑片移到最右端，电阻箱的阻值调到最大；
b．合上开关S1和S2并调节R1，使电压表的指针指到满刻度；
c．合上开关S1并打开S2，调整电阻箱R的阻值及变阻器R1的大小，使电压表的指针指到满偏的一半；
d．读出电阻箱的阻值R，即为电压表内阻．
在该实验中，除滑线变阻器R1外，其他器材均符合实验要求，现有两个变阻器可供选择
变阻器A：最大阻值200 Ω，额定电流1 A
变阻器B：最大阻值10 Ω，额定电流2 A
根据以上设计的实验方法，回答下列问题．
（1）选用的变阻器为 ▲ ．
（2）上述实验步骤中，有错误的步骤是 ▲ ，应改正为 ▲ ．
（3）该实验中存在着系统误差，设Rv的测量值为R测，真实值为R真，则R测 ▲ R真
（填“＞”“＝”或“＜”）．
答案：(1) 变阻器B ； (2)C ，合上开关S1，并打开S2，保持R1不变，调整R的阻值，使电压表的指针指到满偏的一半 ； (3) ＞ 
5、从下列实验器材中选出适当的器材，设计实验电路来测量两个电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。
A．待测电压表V1，量程0~3V，内电阻约20kΩ—40kΩ
B．待测电压表V2，量程0~3V，内电阻约20kΩ—40kΩ
C．电阻箱R1，阻值范围0—99999.9Ω
D．电阻箱R2，阻值范围0—99.99Ω
E．滑动变阻器R3，阻值范围0—250Ω，额定电流2.5A
F．滑动变阻器R4，阻值0—20Ω，额定电流2A
G．电池组，电动势为6V，内电阻为0.5Ω
H．单刀开关若干和导线若干
（1）请设计一个测量电路，并在下面的方框中画出电路图。
（2）实验器材选择除A、B、G、H外，电阻箱应选用： ，滑动变阻器应选用：
（用器材前的字母表示）。
（3）需要测量哪些物理量，写出R和R的表达式，并写出推导过程。

答案：（1）实验电路如右图所示
（2）C（或R1）、F（或R4）
（3））断开开关S2，读出两只电压表的
示数、，由欧姆定律得：
断开开关S2后，测出两只电压表的示数为、，电阻箱的示数为R，由欧姆定律
得： 由上述两式解得：
说明：若R1与电压表V1并联,电路图正确,推导出和的另一正确表达式同样得分
、
6、要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：
100
5000
50
5
0
10
20
Ω
1K
∞
甲
Ω
Ａ．待测电压表Ｖ（量程3V，内阻未知）
Ｂ．电流表Ａ（量程3A，内阻0.01Ω）
Ｃ．定值电阻Ｒ（阻值2kΩ，额定电流50mA）
Ｄ．蓄电池Ｅ（电动势略小于3V，内阻不计）
Ｅ．多用电表
Ｆ．开关Ｋ1、Ｋ2，导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
①首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率，操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是 Ω．
V
A
E
K1
乙
V
k1
k2
R
E
丙
K1
K2
R
丁
②为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是　　　　　。其理由是 。

③在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好。
④用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　；
K1
K2
R
　用上述所测量的符号表示电压表的内阻ＲV＝　 .
答案：⑴3000；
⑵丙；乙图中电流表的示数太小，误差太大。丙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小。　
　⑶实物图连接如右图所示：
⑷实验步骤：
①闭合K1．再闭合K２，读得电压表示数Ｕ１；再断开K２，读得电压表示数Ｕ２.　②ＲV＝。
三、电表改装
2、在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G 的内阻时备有下列器材：
A．待测电流表（量程lmA ，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围0 ——100 )
C．滑动变阻器（阻值范围0——20k)
D．电阻箱（0——999.9)
E．电阻箱（0——9999)
F．电源（电动势2V ，有内阻）
G．电源（电动势9V ，有内阻）
H．开关．导线
① 若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，应选用 ,应选用 ，电源应选用 （用器材前的英文字母表示）。
② 实验要进行的步骤有：
A ．合上开关S1
B ．合上开关S2
C ．将R1的阻值调到最大
D ．调节R1的阻值，使电流表指针满偏
E ．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处
F ．记下R2的阻值并.断开S1
G ．按如图所示连接好实验电路
以上步骤，合理的顺序是 （用步骤前的英文字母表示）。
③ 若在步骤F中读得的阻值是50，则电流表内阻= ，若要将该电流表改装成量程是3V 的电压表，则应 联一个阻值是 的电阻。表的刻度盘上原0. 6mA 处应改写成 V。
答案：（1）①变大 ②变小
（2）①19.40 ②9.86
（3）①C、D、G ②G、C、A、D、B、E、F ③50、串、2950、1.8
3、某同学想测量一段电阻丝的电阻率，其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下：
图2
S
V
G
R0
A．测量电流表的内阻。按图1连接电路，将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R的阻值不变，合上开关S2，调整电阻箱R′的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R′ 的阻值；
B．计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联，则R0与电流表共同构成一个新的电压表；
C．将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路，对改装的电压表进行校准；
D．利用校准后的电压表和另一块电流表，采用伏安法测量电阻丝的电阻；
E．测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度；
图3
0
mm
40
0
45
35
F．计算出电阻丝的电阻率。
根据上述实验过程完成下列问题：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示，图中读数为 　　　 mm；
（2）根据图1电路，请在图4中画出连线，将器材连接成测量电流表内阻的实验电路；

（3） 已知电流表的满偏电流为200µA，若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表串联一个阻值为R0 = Ω的电阻；
（4）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些，造成这个现象的原因是　　　（　　　　）
A．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R0的阻值偏小
B．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏小
C．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R0的阻值偏大
D．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏大
图5
a /μA
b /A
O 0.05 0.10 0.15
200.0
150.0
100.0
50.0
×
×
×
×
×
×
×
（5）在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a－b图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为 Ω。
G
+
S1
电源
－
＋
S2
A
B
C

图甲
答案：（1）0.414～0.419
（2）如右图（电位器右边接在C点，接A、B同样给分。接错两处或以上均不给分）
（3）9.50×103 （写成9500、9.50kΩ同样给分；写成9.5 kΩ不给分）
（4）C
（5）10.0 （写成10同样给分）