高中物理电学实验专题.doc

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1、物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材,试设计一个测量阻值约为 15k 的电阻的电路。要求方法简捷,R X 两端电压能从 0 开始变化,要求有尽可能高的精确度。电流表 A1:量程 1mA 内阻约 50 ; 电流表 A2:量程 300 内阻约 300电流表 A3:量程 100 内阻约 500 ;电压表 V1:量程 10V 内阻约 15K固定电阻:R 0=9990 ; 电流表 G:I g=300 、R g=10 。滑动变阻器 R1: 阻值约 50 ;额定电流为 1A滑动变阻器 R2: 阻值约 100K 额定电流为 0.001A电池组:E=3V;内阻小但不可忽略; 开关,导线

2、若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻 Rx 的阻值(9001000):电源 E,具有一定内阻,电动势约为 9.0V;电压表 V1,量程为 1.5V,内阻 r1750;电压表 V2,量程为 5V,内阻 r22500;滑线变阻器 R,最大阻值约为 100;单刀单掷开关 K,导线若干。(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ,试画出测量电阻 Rx 的31一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注) 。(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。(3)若电压表 V1 的读数用 U1 表示,电压表 V2 的读数用 U2 表示,则由已知量和测得量表示 Rx

3、的公式为 Rx_ 。 3. 两块电流表测电阻从下表中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(A 1) 量程 100mA,内阻 r1 待测(约 40)电流表(A 2) 量程 500uA,内阻 r2750电压表(V) 量程 10V,内阻 r3=10k电阻(R 1) 阻值约 100,作保护电阻用滑动变阻器(R 2) 总阻值约 50电池(E) 电动势 1.5V,内阻很小开关(K)导线若干(1)画出电路图,标明利用器材的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算 r1,则所用的表达式 r1_,式中各符号的意义

4、是_。4.现有实验器材如下:电池 E,电动势约 10V,内阻约 1电流表 A1,量程 300mA,内阻 r1 约为 5电流表 A2,量程 10A,内阻 r2 约为 0.2电流表 A3,量程 250mA,内阻 r3 约为 5 电阻箱 R0,最大阻值 999.9 ,阻值最小改变量为 0.1滑动变阻器 R1,最大阻值 100,开关及导线若干要求用图 1 所示电路测定图中电流表 A 的内阻(1)在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路精确测定其电阻?(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象,简要写出按电路图的主要连接方法(3)需要读出的物理量是 ,用这些物理量表示待测电流表内阻的计算公式是 5.电压表

5、和滑动变阻器(或电阻箱)测电阻A AR1ER0S给你以下器材:一个电源(其电压未知) ,一个标有“20,1A”的滑动变阻器,导线若干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻 Rx。请你设计一个能测出 Rx 电阻值的电路。要求:(1)画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不可变动) 。 (2)简要写出实验操作步骤。(3)根据你所测出的物理量写出表达式 Rx_。6.电压表和开关测电阻给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻 R0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。7.电流表和滑动变阻器(或电阻箱)测电阻现有电池组

6、、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关,你如何测出被测电阻的阻值?8.电流表和开关测电阻有一个阻值看不清的电阻 ,我们要测它的阻值,但手边只有一只电流表,一个已知阻值 的定值电阻,二个xR 0R开关和几根导线:(1) 画出实验电路图。 (2) 写出实验步骤。(3) 用测出量和已知量写出未知电阻 的表达式。x二、半偏法9. 将满偏电流 Ig=300A、内阻未知的电流表 改装成电 G 压表并进行核对(1)利用如图所示的电路测量电流表 的内阻( 图中电源的 G电动势 E=4V ):先闭合 S1,调节 R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合 S2,保持 R 不变,调节 R, ,使电 流表指针偏转

7、到满刻度的 ,读出此时 R的阻值为3 200,则电流表内阻的测量值 Rg= (2)将该表改装成量程为 3V 的电压表,需 (填 “串联”或“并联”)阻值为 R0= 的电阻 (3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图三、替换法10.为了测定电流表 A1 的内阻,采用如图所示的电路 .其中A1 是待测电流表,量程为 300 A ,内阻约为 100 ;A2 是标准电流表,量程是 200 A ; R1 是电阻箱,阻值范围 0999.9 ;R2 是滑动变阻器; R3 是保护电阻;E 是电池组,电动势为 4 V,内阻不计; S1 是单刀单掷开关,S 2 是单刀双掷开

8、关.(1)根据电路图 14-81,请在图 14-82 中画出连线,将器材连接成实验电路 .(2)连接好电路,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 150 A ;然后将开关 S2 扳到接点 b 处,保持 R2 不变,调节电阻箱 R1,使 A2 的读数仍为 150 A. 若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示,电阻箱 R1 的阻值是 _,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 的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻 R3 应选用_ (填写阻值相应的字母).A.200

9、k B.20 k C.15 k D.20 (4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器_(填写阻值相应的字母)是最佳选择.A.1 k B.5 k C.10 k D.25 k11.现要按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势 E(约 1.5 V)和内阻 r(约 20 ),可供选择的器材如下:电流表 A1、A 2(量程 0500 A, 内阻约为 500 ) ,滑动变阻器 R(阻值 0100 ,额定电流 1.0 A),定值电阻R1(阻值约为 100 ),电阻箱 R2、R 3(阻值 0999.9 ),开关、导线若干 .由于现有电流表量程偏小,不能满足实

10、验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程), 然后再按图电路进行测量.(1)测量电流表 A2 的内阻.按图 电路测量 A2 的内阻,以下给出了实验中必要的操作.A.断开 S1 B.闭合 S1、S 2C.按图连接线路,将滑动变阻器 R 的滑片调至最左端, R2 调至最大D.调节 R2,使 A1 的示数为 I1,记录 R2 的值 E.断开 S2,闭合 S3F.调节滑动变阻器 R,使 A1、A 2 的指针偏转适中,记录 A1 的示数 I1请按合理顺序排列实验步骤(填序号):_ _.(2)将电流表 A2(较小量程)改装成电流表 A(较大量程)如果(1)中测出 A2 的内阻为 468.0 ,现用 R2 将

11、 A2 改装成量程为 20 mA 的电流表 A,应把 R2 调为_ 与 A2并联,改装后电流表 A 的内阻 RA 为_.(3)利用电流表 A、电阻箱 R3 测电池的电动势和内阻用电流表 A、电阻箱 R3 及开关 S 按图所示电路测电池的电动势和内阻,实验时,改变 R3 的值,记录下电流表A 的示数 I,得到若干组 R3、 I 的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电动势 E 和内阻 r.a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_.b.请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴代表的物理量,用符号表示)c.图中_表示 E. 图中_表示 r.12. 某同学用以下器材测量电阻:电流

12、计、电阻箱、单刀双掷电键(这种电键在掷刀 a 倒向 b 时 ab 接通,倒向c 时 ac 接通)、待测电阻、电源、限流电阻,如图所示.实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值.(1)在图中完成电路的连接(其中有两条导线已连接好);(2)本实验中电键应先接通的是含有_( 填“待测电阻”或“电阻箱”) 的电路.用电键变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的_ _大小相同,这时待测电阻的值可以从_ _上读出.电阻测量补充练习参考答案1.解:由于改装成的电压表内阻已知,故必须选择外接法。电路图如图所示。2.解:(1)(2) (3) 或21r

13、U1)(3.解析: r1= 式中 I1、 2 分别是电流表 A1、A 2 的读数, r1、r 2 分别是电流表 A1、A 2 的内阻I4.解析:(1)宜选用 A1、A 3 测定,且将 A1 接在 A处(2)若测 A3 的内阻 r3,实际连接方式方法是:A 3 与 R0 并联后,再与 A1、R 、S 、E 串联,注意让电流从电流表的“+”接线柱流入, “-”接线柱流出。滑动变阻器的一个固定接线柱接 A1 的“- ”接线柱,与可动片相通的金属杆的一端接开关 S(3)若 A1、 A3 的示数分别为 I1、I 3,电阻箱 R0 的阻值为 Rx,则被测电流表 A3 的内阻 xRIr315.解(1)电路如

14、图所示。(2) 如图所示连接电路,将滑片移到阻值为零的位置,记下电压表示数 U1。将滑片移到阻值最大位置,记下电压表示数 U2。(3) 求解: )(201URx说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小,且不能进行多次测量求平均值以减小误差。6.解:(1) 如图所示连接好电路,闭合“替代开关”S,记下电压表示数 U1;(2) 断开“替代开关” ,记下电压表示数 U2;(3) 求解:因为 ,所以 。RU201021R说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电压表应该接在较大的量程上,所以测量结果误差较

15、大。7.解: (1) 如图所示连接电路,滑片位于阻值最小的位置,记下电流表示数 I1;(2)滑片位于阻值最大的位置,记下电流表示数 I2;(3) 求解:因为 )(21RI所以 。21RI说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简单;缺点是:不能进行多次测量以减小误差。8.解:因题中只有电流表可测出电流,而无法测知电压,故可根据并联电路电流分配规律求解(并联电路中电流的分配跟电阻成反比) 。(1)实验原理图如图 8。图 8(2)实验步骤:按图 8 连接好电路将电路瞬时接通,进行试触,若电流表指针偏转,不至过大,再接通电路。先闭合 断开 ,测出通过 的电流 ;再断开 ,闭合 ,测出通过 的电流 。1S20R0I1S2xRxI根据并联电路的分流规律进行计算:即: xxRI/0所以 )(说明:该方法的优点为:使用电器元件少,实验操作简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上,所以测量结果误差较大。9.解:(1)100 (2)串联 9900 (3)GVE r SR0R10.答案:(1)如图所示.(2)86.3 86.3 (3)B (4)C11.答案:(1)CBFEDA (2)12 11.7(3)a. R3+RA=E r b.略 c.直线的斜率 直线与纵轴截距的绝对值I12.答案:(1)见图 (2)待测电阻 电流 电阻箱1112

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