電學(xué)實驗專題.doc

電學(xué)實驗專題 2008年5月1日一、電阻的測量1用以下器材測量待測電阻Rx的阻值待測電阻Rx,阻值約為100電源E，電動勢約為6.0V,內(nèi)阻可忽略不計；電流表A1，量程為050mA，內(nèi)電阻r1=20；電流表A2，量程為0300mA，內(nèi)電阻r2約為4；定值電阻R0，阻值R0=20；滑動變阻器R，最大阻值為10；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干；（1）測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的，試畫出測量電阻Rx的一各實驗電路原理圖（原理圖中的元件用題干中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）（2）若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2則由已知量和測量量計算Rx的表達(dá)式為RX_【答案】（1）如圖所示，R作限流電阻亦可；（2）2用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（約100）：電源E，電動勢約為6.0V，內(nèi)阻可忽略不計；電流表A1，量程為050mA，內(nèi)電阻r1=20；電流表A2，量程為0300mA，內(nèi)阻r2=4；定值電阻R0，阻值R0=20；滑動變阻器R，最大阻值為10；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）要求測量中盡量減小誤差，并測多組數(shù)據(jù)試在虛線框中畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖，將如圖所示的實物連成實驗電路（3）若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2則由已知量和測量量計算Rx的表達(dá)式為Rx=_【答案】（1）如圖所示（2）如圖所示（3）3用伏安法測量一個定值電阻的阻值，備用器材如下：待測電阻Rx（阻值約為25k）電流表A1：（量程100A，內(nèi)阻2k）；電流表A2：（量程500A，內(nèi)阻300）電壓表V1：（量程10V，內(nèi)阻100k）；電流表V2：（量程50V，內(nèi)阻500k）電源E：（電動勢15V，允許最大電流1A）；滑動變阻器R：（最大阻值1k）電鍵S，導(dǎo)線若干；為了盡量減小實驗誤差，要求測多組數(shù)據(jù)（1）電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_（2）畫出實驗電路圖【答案】（1）A2，V1；（2）如圖所示解析：（1）器材選擇（測量電路）從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮，兩電表及電表與電源間的配置要合理注意到電源電動勢遠(yuǎn)小于電壓表V2的量程，而跟電壓表V1的量程較接近，若選用電壓表V2來測量電壓，其最大偏轉(zhuǎn)量達(dá)不到量程的，讀數(shù)時偶然誤差太大，所以選用V1較恰當(dāng)； 而此時通過電流表的最大電流，因此，電流表A2與V1配置較好（2）電路選擇（控制電路）電路選擇主要從滑動變阻器對電路的控制和調(diào)節(jié)的角度考慮若采用限流電路控制，注意到測量部分的總電阻約為20k，遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總電阻（1k），要保證電表安全，變阻器分得的電壓至少為5V，阻值應(yīng)調(diào)到10k，顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以，只能采用分壓電路控制，實驗電路如圖所示二、電表內(nèi)阻的測量4、實驗室內(nèi)有一毫伏電壓表（符號，量程為150mV，內(nèi)阻約145），現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供如下器材：電動勢為1.5V的干電池；電阻箱R（099.9）；滑動變阻器R1（050）；標(biāo)準(zhǔn)電流表（符號，量程15mA，內(nèi)阻約500）；開關(guān)K以及導(dǎo)線若干（1）請設(shè)計一個盡可能精確地測出毫伏表內(nèi)阻RmV的測量電路，并畫出虛線框中（2）直接讀出的物理量是_（用文字和字母表示）（3）用這些物理量表示的毫伏表內(nèi)阻表達(dá)式RmV=_（用英文字母表示）RR1mVAK（4）若測出毫伏表的內(nèi)阻為150，要把它改裝成量程為15mA的電流表，應(yīng)在所提供的儀器中選用_，并將其調(diào)至_后，與毫伏電壓表_聯(lián)【答案】（1）如圖所示；（2）電流表讀數(shù)I、毫伏表讀數(shù)U、電阻箱讀數(shù)R（3）（4）電阻箱R（099.9）；10.7；并5、實驗室中現(xiàn)有的器材如下：電池E（電動勢約10V、內(nèi)阻r約1）標(biāo)準(zhǔn)電流表A1（量程300mA，內(nèi)阻r1約為5）電阻箱R1（最大阻值999.9，阻值最小改變量為0.1）滑動變阻器R2（最大阻值10）開關(guān)S和導(dǎo)線若干要求設(shè)計個測定電流表A2（量程250mA，內(nèi)阻r2約為5）內(nèi)阻的實驗方案（1）在方框中畫出測量電路，并在每個儀器旁標(biāo)上英文代號（2）要直接測出的物理量是_，用這些物理量表示待測電流表A2內(nèi)阻的計算公式是_【答案】（1）如圖所示（2）A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2和電阻箱R1的阻值三、電表的改裝6、某同學(xué)準(zhǔn)備用500A的電流表改裝成一塊量程為2.0V的電壓表他為了能夠更精確地測量電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖所示的實驗電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下：A電流表Gl(量程1.0mA，內(nèi)電阻約100)B電流表G2(量程500A，內(nèi)電阻約200)C電池組E(電動勢為3.0V，內(nèi)電阻未知)D滑線變阻器R(025)E四旋鈕電阻箱R1(總阻值9999)F保護(hù)電阻R2(阻值約100)G開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2（1）實驗中該同學(xué)先合上開關(guān)Sl，再將開關(guān)S2與a相連，調(diào)節(jié)滑線變阻器R，當(dāng)電流表G2有某一合理的示數(shù)時，記下電流表G1的示數(shù)為I；然后將開關(guān)S2與b相連，保持_不變，調(diào)節(jié)_，使電流表G1的示數(shù)仍為I時，讀取電阻箱的讀數(shù)為r（2）由上述測量過程可知，電流表G2內(nèi)電阻的測量值rg=_（3）若該同學(xué)通過測量得到電流表G2的內(nèi)電阻值為190，他必須將一個_k的電阻與電流表G2串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2.0V的電壓表（4）畫出用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0對改裝后的電壓表V所有刻度進(jìn)行校對的電路圖【答案】（1）滑線變阻器R，電阻箱R1；（2）r（3）3.81（4）校對電壓表的電路如圖所示7、（1）一個電壓表VA的內(nèi)阻RA=1000，量程為1.0V，現(xiàn)要利用電阻箱擴(kuò)大它的量程，改裝成量程為3.0V的電壓表改裝后，再用一量程為3.0V的精確的電壓表VB對改裝后的電壓表的所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn)除了這兩個電壓表VA、VB外，還有下列一些器材：電源E（電動勢約為6V，內(nèi)阻較?。?；變阻器R（總電阻約10）電阻箱R0（09999）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干如圖所示是以上器材和兩個電壓表VA、VB的實物示意圖，試在圖中畫出連線，連成進(jìn)行校準(zhǔn)時的實驗電路圖中電阻箱的取值等于_（2）用上述電壓表VB和改裝后并已校準(zhǔn)過的電壓表（以下稱之為VC）以及一個開關(guān)和一些導(dǎo)線，去測量一個電動勢大約為2V的電源的內(nèi)阻r簡要寫出測量步驟用測得的量表達(dá)r的公式應(yīng)為r=_【答案】（1）如圖所示；（2）解析：（1）實物連線如圖所示，為了使改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表在零到量程的范圍內(nèi)一一校對，應(yīng)采用分壓電路根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，有，解得R0=2000（2）先將電壓表VC通過開關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù)UC；再將電壓表VC和VB串聯(lián)，通過開關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù)UC和VB上的示數(shù)UB根據(jù)上述兩步操作可得 由三式解得四、電源電動勢和內(nèi)阻的測量8、在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：A待測干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于1.0）B電流表G（滿偏電流3mA，內(nèi)阻Rg10）C電流表A（00.6A，內(nèi)阻0.1）D滑動變阻器（020,，10A）E滑動變阻器（0200，1A）F定值電阻R0（990）G開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了圖1中的（a）、（b）兩個參考實驗電路其中合理的是圖_所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能較準(zhǔn)確的進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選_（填寫器材的字母代號）（2）圖2為該同學(xué)根據(jù)中選出的合理實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1 I2圖線，（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可得被測電池的電動勢E=_V，內(nèi)阻r_【答案】（1）（b），D或R1；（2）1.48，0.779、在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，備有下列器材：A干電池E（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于1.0）B電流表A1（滿偏電流3mA，內(nèi)阻r1=10）C電流表A2（00.6A，內(nèi)阻0.1）D滑線變阻器R1（020，10A）E滑線變阻器R2（0100，10A）F定值電阻R3（990）G開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，其中應(yīng)選用的滑線變阻器是_（填字母代號）（2）請在虛線框內(nèi)畫出利用本題提供的器材所設(shè)計的測量電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖（3）如圖為某一同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計的實驗給出的I1、I2圖線（I1為A1的示數(shù)，I2為A2的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E_V，內(nèi)阻r=_【答案】（1）R1；（2）電路如圖所示；（3）1.48，0.8五、伏安特性曲線10、某研究性學(xué)習(xí)小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，設(shè)計并完成了有關(guān)的實驗，以下是實驗中可供選用的器材A待測小燈泡（額定功率6W，額定電流0.5A）B電流表（量程00.6A，內(nèi)阻0.1）C電壓表（量程05V，內(nèi)阻約5k）D電壓表（量程015V，內(nèi)阻約15k）E滑線變阻器（最大阻值50）F滑線變阻器（最大阻值1k）G直流電源（電動勢15V，內(nèi)阻可忽略）H開關(guān)一個，導(dǎo)線若干實驗中調(diào)節(jié)滑線變阻器，小燈泡兩端電壓可以