高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題講義題目和答案

1、在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中，為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值Rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。⑴畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。⑵寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟。2、用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（900～1000Ω）：電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2＝2500Ω；滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開(kāi)關(guān)K，導(dǎo)線若干。測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖。3、用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值。器材（代號(hào)）與規(guī)格如下：電流表A1（量程250mA,內(nèi)阻r1為5Ω)；標(biāo)準(zhǔn)電流表A2（量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω）；待測(cè)電阻R1（阻值約為100Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10Ω）；電源E（電動(dòng)勢(shì)約為10V，內(nèi)阻r約為1Ω）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。⑴要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).⑵需要直接測(cè)量的物理量是_______,用測(cè)的量表示待測(cè)電阻R1的計(jì)算公式是R1＝________。4、有一電阻Rx，其阻值在100～200Ω之間，額定功率為0.25W。要用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：安培表A1，量程為50mA，RA1=100Ω安培表A2，量程為1A，RA2=20Ω電壓表V1，量程為5V，RV1=10kΩ電壓表V2，量程為15V，RV2=30kΩ變阻器R1，變阻范圍0～20Ω，2A變阻器R2，變阻范圍0～1000Ω，1A9V電源，電鍵，導(dǎo)線。⑴實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：。⑵畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)電路圖。5、從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。⑴在虛線方框中畫(huà)出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。器材（代號(hào)）規(guī)格電流表（A1）量程10mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40Ω）電流表（A2）量程500μA，內(nèi)阻r2=750Ω電壓表（V）量程10V，內(nèi)阻r3=10Ω電阻（R1）阻值約100Ω，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器（R）總阻值約50Ω電池（E）電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小導(dǎo)線若干，電鍵K⑵若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1=____________，式中各符號(hào)的意義是____________。VmAV6、現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表的內(nèi)阻。給定的器材有：待測(cè)電壓表（量程2V，內(nèi)阻約4kΩ）；電流表（量程1.2mA，內(nèi)阻約500Ω）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)約2.4V，內(nèi)阻不計(jì)）；固定電阻3個(gè)：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。VmAV⑴試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè)，與其它器材一起組成測(cè)量電路，并在虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電路的原理圖。R1SEVmA⑵電路接通后，若電壓表讀數(shù)為UR1SEVmA7、用右圖所示的電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：電流表（量程0.6A、3A）；電壓表（量程3V、15V）定值電阻（阻值1、額定功率5W）定值電阻（阻值10，額定功率10W）滑動(dòng)變阻器（陰值范圍0--10、額定電流2A）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇V，電流表的量程應(yīng)選擇A；R0應(yīng)選擇的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是的滑動(dòng)變阻器。引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是。8、某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。由于沒(méi)有電壓表，為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路完成了實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)量。①為了方便并能較準(zhǔn)確測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選，定值電阻應(yīng)選用。（填寫(xiě)定值電阻前的序號(hào)）②若某次測(cè)量中電流表G的示數(shù)為I1，電流表A的示數(shù)為I2；改變滑動(dòng)變阻器的位置后，電流表G的示數(shù)為I1′，電流表A的示數(shù)為I2′。則可知此電源的內(nèi)電阻測(cè)量值為r=，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值為E=。9、某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池。該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）一只電流表（量程=0.6A,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。①請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫(huà)線把它們連接起來(lái)。②接通開(kāi)關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)。首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù);再制作R-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。④根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)電阻10、某同學(xué)利用多用電表測(cè)量二極管的反向電阻。完成下列測(cè)量步驟：（1）檢查多用電表的機(jī)械零點(diǎn)。（2）將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)表筆插孔，將選擇開(kāi)關(guān)拔至電阻測(cè)量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫帯＃?）將紅、黑表筆___________，進(jìn)行歐姆調(diào)零。（4）測(cè)反向電阻時(shí)，將_________表筆接二極管正極，將________表筆接二極管負(fù)極，讀出電表示數(shù)。（5）為了得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤(pán)___________（填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）；否則，在可能的條件下，應(yīng)重新選擇量程，并重復(fù)步驟（3）、（4）。（6）測(cè)量完成后，將選擇開(kāi)關(guān)拔向_____________________________位置。11、某同學(xué)為了較精確的測(cè)量一阻值約為20Ω的電阻Rx的阻值.①在以下備選器材中電流表應(yīng)選__________,電壓表應(yīng)選_______,變阻器應(yīng)選_________.（只填寫(xiě)器材對(duì)應(yīng)的字母代號(hào)）電源E（電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)）電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻約12Ω）電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約0.12Ω）電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，允許最大電流2.0A）滑動(dòng)變阻器R2（0～1000Ω，允許最大電流0.5A）定值電阻R（30Ω，允許最大電流1.0A）開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干②請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖（要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對(duì)應(yīng)符號(hào)標(biāo)出）。③若某次測(cè)量中，電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式為Rx＝________________。12、從下表中選取出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，畫(huà)在下面的方框中，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的精確度，并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)。器材(代號(hào))規(guī)格電流表（A1）量程10mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40Ω）電流表（A2）量程500μA，內(nèi)阻r2=750Ω電壓表（V）量程10V，內(nèi)阻r3=10kΩ電阻（R1）阻值約100Ω，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器（R2）總阻值約50Ω電池（E）電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小電鍵（S）導(dǎo)線若干13、在"測(cè)定金屬的電阻率"的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為mm.(2)在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很??；B.電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω;C．電流表A2：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω;D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ;E.滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10Ω；F.滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值50Ω;G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等．在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是。(3)根據(jù)所選的器材，在如圖所示的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．(4)若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為Ω·m.（保留二位有效數(shù)字）14、一電流表的量程標(biāo)定不準(zhǔn)確，某同學(xué)利用圖1所示電路測(cè)量該電流表的實(shí)際量程。所用器材有：量程不準(zhǔn)的電流表，內(nèi)阻=10.0，量程標(biāo)稱為5.0mA；標(biāo)準(zhǔn)電流表，內(nèi)阻=45.0，量程1.0mA；標(biāo)準(zhǔn)電阻，阻值10.0；滑動(dòng)變阻器R，總電阻為300.0；電源E，電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì)；保護(hù)電阻；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線。（1）在實(shí)物圖上畫(huà)出連線。（2）開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c應(yīng)滑動(dòng)至端。（3）開(kāi)關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端，使電流表滿偏；若此時(shí)電流表的讀數(shù)為，則的量程=。（4）若測(cè)量時(shí)，未調(diào)到滿偏，兩電流表的示數(shù)如圖3所示，從圖中讀出的示數(shù)=，的示數(shù)=；由讀出的數(shù)據(jù)計(jì)算得=。（保留3位有效數(shù)字）（5）寫(xiě)出一條提高測(cè)量準(zhǔn)確度的建議：。15、用伏安法測(cè)量某一電阻Rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測(cè)電阻Rx（阻值約5Ω,額定功率為1W）；電流表A1（量程0~0.6A,內(nèi)阻0.2Ω）;電流表A2（量程0~3A，內(nèi)阻0.05Ω）;電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻3kΩ）;電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻15kΩ）;滑動(dòng)變阻器R0（0~50Ω）,蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6V）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線.為了較準(zhǔn)確測(cè)量Rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選________，并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.1、【解本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表（或給定的電表不能滿足要求時(shí)），可以用標(biāo)析】⑴實(shí)驗(yàn)電路如右圖所示。⑵①將S2與Rx相接，記下電流表指針?biāo)肝恢谩＂趯2與R1相接，保持R2不變，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下R1的值，則Rx＝R1。2、【解析】如圖所示3、【解析】⑴實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。⑵兩電流表A1、A2的讀數(shù)為I1、I2和電流表A1的內(nèi)阻為r1，待測(cè)電阻R1的阻值的計(jì)算公式是：4、【解析】⑴允許通過(guò)電阻中電流可能的最大值由：得，。因?yàn)殡娮杩赡転?00Ω，所以通過(guò)被測(cè)電阻的電流的最大值可能是35mA，應(yīng)用電流表的示數(shù)來(lái)控制通過(guò)電阻的電流，因此，電流表應(yīng)選A1。又因?yàn)?所以。因?yàn)殡娮杩赡転?00Ω，所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V，應(yīng)用電壓表的示數(shù)來(lái)控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應(yīng)選V1。因?yàn)镽1＜R2,且2A＞35mA,所以應(yīng)選變阻器R1。因?yàn)镽1＜Rx所以滑動(dòng)變阻器連接方式應(yīng)選用分壓電路。因?yàn)?lt;,所以應(yīng)選用外接電路。⑵實(shí)驗(yàn)所用電路如圖所示5、⑴如圖所示。⑵，I1表示通過(guò)電流表A1的電流，I2表示通過(guò)電流表A2的電流，r2表示電流表A2的內(nèi)阻。6、【解析】⑴實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，若選用電阻R1，則并聯(lián)電阻＝2000Ω，電壓表讀數(shù)U＝·R＝×2000＝1.92＞1V，電流表讀數(shù)I＝＝＝0.00096A＝0.96mA＞0.6mA，R1符合要求，同理可得R2、R3不符合要求，故選R1。⑵電路接通后，通過(guò)R1的電流I1＝，則通過(guò)電壓表的電流為I2＝I－I1＝I－，所以電壓表的內(nèi)阻RV＝＝7、（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小。解析：由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會(huì)出現(xiàn)開(kāi)始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測(cè)量工具和所造成測(cè)量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測(cè)量值小，造成E測(cè)<E真，r測(cè)<r真。8、【解析】干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒(méi)有電壓表，故需要將電流表改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達(dá)到1.5V，則總電阻為，故定值電阻應(yīng)選用的序號(hào)為的電阻，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選②在兩次測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據(jù)全電路歐姆定律有，解之，得，9、解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過(guò)電源的電流，在本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測(cè)量電源的路端電壓，通過(guò)電流表的電流也是通過(guò)電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實(shí)物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根據(jù)R-1/I圖線可知：電源的電動(dòng)勢(shì)等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。答案：①見(jiàn)答圖4②見(jiàn)答圖6③見(jiàn)答圖6④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）10、11、【解析】測(cè)量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應(yīng)選量程為3V的V1；根據(jù)歐姆定律容易求得電路中的最大電流，顯然超過(guò)了電流表A150mA的量程，但電流表A2的量程又太大，故我們可以將定值電阻R（30Ω）與待測(cè)電阻Rx相串聯(lián)，此時(shí)電路中的最大電流，利用電流表A1測(cè)量電流即可。由于要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動(dòng)變阻器使用電阻較小的R1。最后我們確定電流表的解法：由于此時(shí)電路的臨界電阻，則應(yīng)該利用電流表的外接法。由此得到實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，當(dāng)電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式.12、【解析】要測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻，按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測(cè)電流表兩端，但根據(jù)本題所提供的儀器，我們可以首先肯定，在本實(shí)驗(yàn)中不可能用到電壓表，因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)只有1.5V，而電壓表的量程為10V，最多不到滿偏的1/6，用它來(lái)讀數(shù)誤差太大，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)苡玫降碾姳碇豢赡苡脙蓧K電流表。兩塊電流表有可能串聯(lián)，也有可能并聯(lián)，但題目中電流表A2的內(nèi)阻r2已知，因此將兩電流表并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)規(guī)律I1r1=I2r2可求出電流表A1的內(nèi)阻r1=。加在電流表兩端的電壓最大值Um=Imr2=0.375V，而滑動(dòng)變阻的最大阻值只有50Ω，如果將滑動(dòng)變阻器接成限流，會(huì)超過(guò)電流表的量程，將它們燒壞。如果僅僅將滑動(dòng)變阻器接成