電學(xué)實(shí)驗(yàn)題教材

05100110分度游標(biāo)卡尺的原理051001游標(biāo)的第一條刻度線與主尺的1mm刻度重合0.1mm0510014.1mm20分度游標(biāo)卡尺的原理01020012320分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)010200123游標(biāo)的第一條刻度線與主尺的1mm刻度重合0.05mm01020012310.80mm0102001239.40mm01020012320.15mm另一種10分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)

0

5

1001231.7mm

0

5

10012312.1mm50分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)0123456789001234567891010.24mm0123456789001234567891017.00mm螺旋測微器的讀數(shù)方法：152051001015205101.601mm1520510020253015109.694mm15205100202530151010.190mm滑動變阻器的選擇滑動變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＞（3—5）RX

在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＜（1/3—1/5）RX。上頁下頁題目類型根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，利用圖象中“截距”“拐點(diǎn)”“工作點(diǎn)””面積”“斜率”的物理意義解決問題圖線①表示某電池組的輸出電壓—電流關(guān)系，圖線②表示某用電器的電壓—電流關(guān)系。該電池組的內(nèi)阻為

Ω,當(dāng)該用電器和一個阻值為20Ω的定值電阻R串聯(lián)并與電池組組成閉合電路(R不隨溫度變化)，則該用電器的實(shí)際功率為

W②5102030405001234①UI②③圖線①表示某電池組的輸出電壓—電流關(guān)系圖線②表示某用電器的電壓—電流關(guān)系。5102030405001234①UI5Ω

18.75W求圖線①的斜率絕對值得到電源內(nèi)電阻值R用電器有閉合歐姆定律

E=U+I(R+r)U=50-25I工作點(diǎn)根據(jù)上式做出圖象③圖象斜率、截距、面積的物理意義有閉合歐姆定律

E=U+IrU=E—IrRAV工作點(diǎn)?R用電器E’=Er’=r+R電學(xué)基本知識1.電流表內(nèi)接法據(jù)R＝U/I，測量值大于真實(shí)值

2.電流表外接法：據(jù)R＝U/I，測量值小于真實(shí)值A(chǔ)VRxAVRx伏安法測電阻的原理：例1、利用伏安法測電阻時(shí)，若不知待測電阻?？刹捎孟率龇椒ㄟx擇正確電路以減小誤差。可將儀器按下圖接好，并空出伏特表的一個接頭P，將P分別與a，b兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表示數(shù)變化，則P應(yīng)接在————處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P應(yīng)接在

處。RabPVA解：安培表示數(shù)變化顯著，說明被測電阻較大，可跟伏特表內(nèi)阻相比。因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P應(yīng)接在b處。而當(dāng)伏特表示數(shù)變化顯著，說明被測電阻較小可跟安培表內(nèi)阻相比。因此采用外接法可以減小誤差，P應(yīng)接在a處。ba滑動變阻器的使用ABCD1.滑動變阻器的兩種主要連接方式：串聯(lián)限流電路RXR并聯(lián)分壓電路——分壓器ABC(D)RXR2.變阻器的作用——（1）保護(hù)電表不受損壞；（2）改變電流電壓值，多測量幾次，求RX的平均值，減少誤差。分壓接法的優(yōu)點(diǎn)是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。限流接法的優(yōu)點(diǎn)是：電路連接簡便，附加功率損耗較小。

a..當(dāng)兩種接法均可滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法．

b.當(dāng)負(fù)載電阻Rx較小，變阻器總阻值R較大是Rx的幾倍時(shí)，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法

c.當(dāng)負(fù)載電阻Rx較大是R的幾倍時(shí)，變阻器總阻值R較小，限流接法對電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法．

d.當(dāng)要求電壓從0變起，一定用分壓接法．限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍0—U分壓接法和限流接法的比較：伏安法測電阻電路限流器電路，安培表內(nèi)接法

RX＞＞RARXAV限流器電路，安培表外接法

RX＜＜RVRXAV分壓器電路，安培表內(nèi)接法

RX＞＞RARXVA分壓器電路，安培表外接法

RX＜＜RVRXVA變阻器的作用——改變電流電壓值，多測量幾次，求平均值，減少誤差。例2、有一個電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0—100μA,2kΩ)電流表A2(0—500μA,300Ω)電壓表V1(0—10V,100kΩ）電壓表V2(0—50V,500kΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）滑動變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線．試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐罚箿y量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。解：1．電壓表、電流表的選擇若滑動變阻器用限流接法，RXAV25KΩ15V1KΩ

電路中的最小電流為Imin=15V/26KΩ=0.577mA=577μA，超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓器接法.RXVA25KΩ15V1KΩ若電壓表選V2(50V),因?yàn)殡娫措妷?5V不足其量程的1/3，所以電壓表應(yīng)選V1（10V）。由于用分壓器接法時(shí)，電阻Rx

中的最大電流為Imax′=10V/25KΩ=0.4mA=400μA，所以電流表選A2（500μA）。上頁下頁題目2．滑動變阻器的選擇滑動變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＞（3—5）RX

在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＜（1/3—1/5）RX

在本題中不要求選擇滑動變阻器。3.安培表內(nèi)接法和外接法的選擇

因?yàn)镽X=25KΩ＞＞RA=300Ω

所以采用安培表內(nèi)接法上頁下頁題目4．分壓電路和限流電路的選擇分壓電路可以使待測電阻上的電壓從零調(diào)到最大值，連線較復(fù)雜，分壓電路消耗的額外功率大；

限流電路對電壓的調(diào)節(jié)范圍較?。B線簡單，限流電路消耗的額外功率?。覀兛筛鶕?jù)這兩種電路的特點(diǎn)，按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。在上面例題中，如果用限流電路，因待測電阻值是滑動變阻器總阻值的25倍，所以變阻器對電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很?。@里我們應(yīng)該選用調(diào)節(jié)作用范圍大的分壓器電路．上頁下頁題目解答:根據(jù)上述分析，選擇電流表和電壓表應(yīng)為：電流表A1(0----100μA,2kΩ)

電流表A2(0----500μA,300Ω)

電壓表

V1

(0----10V,100kΩ）

電壓表V2(0----50V,500KΩ）+－√√選擇接法：電流表用

，變阻器用

，內(nèi)接法分壓器接法畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如下：RX25KΩΕ=15V1KΩ

V1A2實(shí)物圖連線如圖示：題目上頁電阻的測量方法一伏安法

內(nèi)接和外接替代法測量電阻在右圖中，S接1，記下電流值I，S接2，調(diào)節(jié)R，使電流值仍為I，則Rx=R1RxRAS2在下圖中，調(diào)節(jié)P，甲圖中的電壓表的電壓為U、甲VRxP保持P不動，換接電阻箱R,調(diào)節(jié)R使乙圖中的電壓表的電壓仍為U，則Rx=R乙VRP方法二比較法測量電阻1.比較電流1RxRAS2I11RxRAS2I2∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1（不計(jì)電源內(nèi)阻）2.比較電壓甲VRxP調(diào)節(jié)P，甲圖中的電壓表的電壓為U1、乙VRPRx保持P不動，乙圖中的電壓表的電壓為U2，則U2/Rx=(U1-U2)/R方法三方法：半偏法測量電流表的內(nèi)阻1.按圖接線，圖中R1R2

為電阻箱，電源為蓄電池，內(nèi)阻可以不計(jì)。GS1S2R1R22.先合下S1

，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.3.再合下S2，保持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏，記下R2的值.4.若R1＞100R2，有Rg=R2思考2.R1能否用阻值很大的滑動變阻器代替？3.再給一個內(nèi)阻不知的電流表,如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？方法四

條件R1＞＞R2

Rg測量＜Rg真實(shí)1第三步中，若調(diào)節(jié)R2使電流表指針滿偏的三分之一呢半偏法測量電壓表電阻方法：1.按圖接線，圖中R0

為電阻箱.VRabSR02.先合下S1

，調(diào)節(jié)R0=0，再調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.3.保持變阻器電阻R不變，調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏，記下R0的值.

條件R0＞＞R

Rg測量＞Rg真實(shí)南師大附中二模12、12．將電流表改裝成電壓表，需要先測定電流表的內(nèi)阻Rg，先提供如下實(shí)驗(yàn)器材：待測電流表A(Ig=300μA，內(nèi)阻Rg約為2kΩ)電阻箱R(0~9999Ω)滑動變阻器R0(0~10Ω)低壓直流電源(6伏),開關(guān)和導(dǎo)線若干.(1)參考下列實(shí)驗(yàn)步驟,在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在下列橫線上填空完善實(shí)驗(yàn)步驟.A.按圖正確連接電路,在合上開關(guān)之前,滑動變阻器的滑動頭置于恰當(dāng)?shù)奈恢锰嶣．合上開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱與滑動變阻器,使電流表滿偏,記下電阻箱阻值R1C.保持滑動變阻器滑動頭位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R的值,使電流表

,記下電阻箱阻值R2半偏（2）由上述測量結(jié)果,可求得計(jì)算電流表內(nèi)阻的表達(dá)式為Rg=

;（3）由于實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,電流表內(nèi)阻的測量值比真實(shí)值

.（填“偏大”、“偏小”或“不變”）解:由于只有一個電阻箱,滑動變阻器的阻值很小,只能用串聯(lián)半偏法,電路圖如圖示:R0ASR(1)C.半偏(2)保持滑動變阻器滑動頭位置不變,認(rèn)為電壓不變,U=Ig(Rg+R1)=1/2Ig(Rg+R2)∴Rg=R2-2R1(3)實(shí)際上,使電流表半偏時(shí)R2>R1,從R0中分得的電壓變大Ig(Rg+R1)<1/2Ig(Rg+R2)∴R2-2R1>Rg測量值比真實(shí)值偏大

Rg=R2-2R1偏大伏安法測電壓表電阻電壓表是一個能夠顯示自身電壓的特殊電阻，因此，可以用一個安培表測量其電阻。VA讀出電壓表和電流表的示數(shù)U和I，則RV=U/I比較法測電壓表電阻vRv甲乙甲圖中的電壓表的電壓U1、

乙圖中的電壓表的電壓U2,R為大電阻

(不計(jì)電源內(nèi)阻)惠斯通電橋(1)電路圖：R3R2

R1

R4EGSDABC（2）電橋平衡：B、D兩點(diǎn)電勢相等。

S閉合時(shí)電流表G中無電流。（3）平衡條件R1R4=R2R3證明見下頁方法五（3）平衡條件的證明GR3SR2R1RXDABCI4I3I2I1∵B、D兩點(diǎn)電勢相等，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）利用惠斯通電橋測量電阻RX=R2R3R1（5）滑線式電橋RRXACBDl1l2G電表的改裝電流表的改裝（1）電流表的滿偏電流Ig、內(nèi)電阻Rg和滿偏電壓Ug

三者的關(guān)系Ug=IgRg（2）電流表內(nèi)電阻的測定——半偏法（不計(jì)電源內(nèi)阻）電流表量程的擴(kuò)大——并聯(lián)一個小電阻GIIgRgRI-Ig由(I-Ig)R=Ig

RgR=Ig

Rg／(I-Ig)練習(xí)

若電流表的內(nèi)阻Rg=1000Ω滿偏電流Ig=100μA，怎樣把它改裝成量程為10mA的電流表？解：R=Ig

Rg／(I-Ig)=0.1×1000／9.9=10.1Ω雙量程電流表、如圖示是一個雙量程電流表，Ig=0.5mA，Rg=200Ω，計(jì)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比較接入電路中的電阻的異同，看下一頁方法？（1）將G改裝成兩量程電流表?，F(xiàn)有兩種備選電路，圖2和圖3。圖

為合理電路，另一電路不合理的理由是

。10mA1mARbRaG圖2S210mA1mARCRdG圖3S22答:圖3電路在通電狀態(tài)下，更換量程會造成兩分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致流過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞（2）將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對（僅核對1mA量程），畫出所用電路圖，圖中待核對的電流表符號用來表示。A′（2）答:如圖4示AA′RDR1S1E1圖4電壓表量程的擴(kuò)大——串聯(lián)一個大電阻GUUgU-UgRgR練習(xí).若電流表的內(nèi)阻Rg=1000Ω滿偏電流Ig=100μA，怎樣把它改裝成量程為U=3V的電壓表？解：Ug=IgRg=0.1Vn=U/Ug=30∴R=(n-1)Rg=29000Ω=29kΩ雙量程電壓表甲、乙圖示是一個雙量程電壓表，

Ig=1mA，Rg=100Ω，計(jì)算R1和R2的阻值。GR2R1－15V3V甲3V15V－R2R1G乙R1=2900ΩR2=14900Ω乙圖同樣求出R1R1=2900ΩRg+R1+R2=15÷1=15KΩR2=12KΩ改裝電壓表的校對電路圖如圖示R1GVRSV為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，R為滑動變阻器(分壓器接法),虛線框中為改裝電壓表。Ω表原理圖歐姆表(1)原理—閉合電路歐姆定律RGErIgRgERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=改變Rx

，電流Ix

隨之改變，Rx

與Ix

一一對應(yīng)。（2）中值電阻R中=EIg=Rg+r+R注意：(1)歐姆表的刻度與其他表刻度相反且刻度不均勻（2）歐姆表每次換檔測電阻前都要調(diào)零,不能帶電測量。（3）歐姆表中電池用久了，電動勢和內(nèi)阻要改變，測出的電阻值有較大的誤差。所以歐姆表常用來粗測電阻。Ω表讀數(shù)120Ω1.5k

Ω用歐姆表判定二極管的好壞：歐姆表的黑表筆跟表內(nèi)電池的正極相連。紅表筆跟表內(nèi)電池的負(fù)極相連。好的二極管正極接黑表筆、負(fù)極接紅表筆時(shí)電阻應(yīng)很小，負(fù)極接黑表筆，正極接紅表筆時(shí)電阻應(yīng)很大，否則就不是好二極管。二極管的單向?qū)щ娦钥捎脕碚?把交流電變成直流電)、檢波、穩(wěn)壓等。Ω表Ω表

A．保持K閉合，將紅表筆接在a處，黑表筆接在b處

B．保持K閉合，將紅表筆接在b處，黑表筆接在a處

C．將K斷開，紅表筆接在a處，黑表筆接在b處

D．將K斷開，紅表筆接在b處，黑表筆接在a處

32．圖中B為電源，R1、R2為電阻,K為電鍵。現(xiàn)用多用電表測量流過電阻R2的電流。將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)至直流電流擋（內(nèi)阻很小）以后，正確的接法是（

）綜合卷32、Cb

aR2R1KB如圖是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的示意圖,其中E=1.5V,改裝結(jié)束后將原電流表3mA刻度處定為零阻值位置,則2mA刻度處應(yīng)標(biāo)多少歐姆?1mA刻度處應(yīng)標(biāo)多少歐姆?mA0123E紅黑1k500250解:

Ig=E/R

中IX=E/(RX+R中)

I2=2mAR2=250ΩI1=1mAR1=1000Ω例2、如圖所示為一歐姆表原理圖，靈敏電流表G的滿偏電流為150μA，內(nèi)阻為100Ω，限流電阻R1為2kΩ，可變電阻R2為10kΩ（最大阻值），電源電動勢E為1.5V，內(nèi)阻可忽略。因此這個歐姆表測量________范圍內(nèi)的電阻比較準(zhǔn)確。與表內(nèi)電源負(fù)極相接的應(yīng)是_____表筆（填“紅”或“黑”）-+R1GErR2紅對應(yīng)電流刻度從1/3至2/3綜卷27、27．（18分）根據(jù)試題要求填空或作圖。

（1）圖1為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻值約為20~30Ω的定值電阻，測量的某些操作步驟如下：①調(diào)節(jié)可調(diào)部件

,使電表指針停在

位置；②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向

位置；③將紅、黑表筆分別插入“+”、“－”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件

，使電表指針指向

位置。（2）在用多用表測量另一電阻的阻值時(shí)，電表的讀數(shù)如圖2所示，該電阻的阻值為

Ω。TSK15圖1×1k152020圖2S左端的“0”

Ω擋的×1T右端的“0”（20k）例5、如圖是一個萬用表的刻度盤，當(dāng)萬用表選擇開關(guān)置于“30mA”檔時(shí)，測出的電流強(qiáng)度為

；當(dāng)選擇開關(guān)置于“12V”檔時(shí)，測出的電壓為

;當(dāng)選擇開關(guān)置于“×100Ω”檔時(shí)，測出的電阻為

。036100Ω20.0mA8.0V5KΩ多用表的組成電流表并聯(lián)一個小電阻可以擴(kuò)大量程，成為安培表，并聯(lián)不同的幾個電阻可以有幾個量程；電流表串聯(lián)一個大電阻可以擴(kuò)大量程，成為伏特表，串聯(lián)不同的幾個電阻可以有幾個量程；電流表串聯(lián)一個電池和調(diào)零電阻可以組成一個歐姆表；用同一個電流表頭和選擇開關(guān)將幾種表組合在一起，組成多用表。多用表的電原理圖GR2R110mA1mA－＋I(xiàn)g=0.5mA，Rg=200Ω3V15VmAR4R3－＋ΩR5R6－＋mA3V15VR4R3GR2R110mA1mAΩR5R6－＋虛線框中等效于一個1mA的電流表多用表的讀數(shù)方法0—2.5V交流讀最下刻度歐姆表讀最上刻度乘以倍率其它電壓電流均讀中間刻度如圖示多用電表，選擇開關(guān)分別置于下列位置時(shí)的讀數(shù)是：×100——10V量程——250V量程——5mA量程——2.5V交流量程—

1.00kΩ6.2V155V3.10mA1.85V多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：⑴若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測量的物理量是______

，測量結(jié)果為________。⑵若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結(jié)果為___________。⑶若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結(jié)果為___________。⑷若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該依次為：___________，____________，____________。⑸全部測量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到__________或者

。⑹無論用多用電表進(jìn)行何種測量（限于直流），電流都應(yīng)該從_____色表筆經(jīng)______插孔流入電表。~ΩΩ×1k×100×10×1ΩOFF2.510502505002.550mA10010150010250V~+V直流電壓12.4V直流電流49mA電阻1.7kΩ換用×1kΩ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘以倍率?/p>