(完整word)高考物理电学实验专题

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R x的电阻（约500Ω），又能

．．测量电源E的电动势。

a.待测定值电阻R x：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R x的值后（记为R x），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

○1在方框内画出测量所使用的电路.

○2应读取的物理量是：.

○3用这些量表示的A1表的满偏电流I g= ，

A1表的内阻r g=_____________________.

5．将满偏电流I g=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R g，已知电源电动势E＝4V，且R>>R g，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

3

2

，读出此时R

′的阻值

为200Ω，则电流表内阻的测量值R g=________Ω，由电路分析可知R g ________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

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。

②②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：___________________。

A1

R

A2

R2

R1

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′

II′(R2－R2′)

I′－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；

I1I2(R x－R2)

I2－I1

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）

()

1

2

2

1

2

1

I

I

R

R

I I

E

-

-

=（2分）

1

2

2

2

1

1

I

I

R

I

R

I

r

-

-

=

（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：○1如图○2A1表满偏时，A2表的读数I2、A3表的读数I3.

○3I3－I22

3

22

I

I

R

I

A

-

5.答案：①100，小于②串联，9900

③

6.答案：r1 =0

1

1

2R

I

I

I-

；式中

2

1

I

I和分别表示某次测量A1表A2的读数。R0为定值电阻的阻值。

7答案：①如图所示：②22

1

()

I r R

I

+

，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

V

A

S

E R

R0

P

V0

V

R

E S

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R v ＝ 。

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）K 2闭合前后电压表的读数U 1、U 2 ； 1

21U U R U -

2、某待测电阻R x 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A 1（量程150mA ，内阻约为10Ω） B ．电流表A 2（量程20mA ，内阻r 2=30Ω） C ．定值电阻R 0=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1

3

，请你在虚线框内画出测量R x 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）。

（2）实验时电流表A 1的读数为I 1，电流表A 2的读数为I 2，用已知的和测得的物理量表示R x =__________。（用字母表示） 答案：（1）如右图所示 （2）20212

()

x I R r R I I +=

-

4、利用如图所示的电路测量量程为800 mV 的电压表内阻R V ，R Ｖ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R 1的滑片移到最右端，电阻箱的阻值调到最大； b ．合上开关S 1和S 2并调节R 1，使电压表的指针指到满刻度；

c ．合上开关S 1并打开S 2，调整电阻箱R 的阻值及变阻器R 1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R 1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R v 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S 1，并打开S 2，保持R 1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V 1，量程0~3V ，内电阻约20k Ω—40k Ω

R 0

A 2

A 1

R x

E

S

B ．待测电压表V 2，量程0~3V ，内电阻约20k Ω—40k Ω

C ．电阻箱R 1，阻值范围0—99999.9Ω

D ．电阻箱R 2，阻值范围0—99.99Ω

E ．滑动变阻器R 3，阻值范围0—250Ω，额定电流2.5A

F ．滑动变阻器R 4，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 1

V 和R

2

V 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R 1）、F （或R 4）

（3））断开开关S 2，读出两只电压表的 示数1u 、2u ，由欧姆定律得：

2

12

1V V R U R U =

断开开关S 2后，测出两只电压表的示数为1

u '、2u '，电阻箱的示数为R ，由欧姆定律 得：R

R R R U R U V V V +'='221

2

1

由上述两式解得：R U U U U U U R R U U U U U U R V V 2

12

12122212121''-'=

''-'= 说明：若R 1与电压表V 1并联,电路图正确,推导出1V R 和2V R 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： 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2k Ω，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．

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 。

100 5000

50

5

0 10

20

Ω

1K

∞ 甲

Ω

V A E

K 1 乙

V k 1 k 2 R E

丙

K 1

K

R

丁

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： ；

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K 1．再闭合K ２，读得电压表示数Ｕ１；再断开K ２，读得电压表示数

Ｕ２. ②ＲV ＝R U U U 2

12

-。

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 ——100Ω ) C ．滑动变阻器（阻值范围0——20k Ω) D ．电阻箱（0——999.9Ω) E ．电阻箱（0——9999Ω)

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，1R 应选用 ,2R 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S 1 B ．合上开关S 2

C ．将R 1的阻值调到最大

D ．调节R 1的阻值，使电流表指针满偏

E ．调节R 2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F ．记下R 2的阻值并.断开S 1

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2R 的阻值是50Ω，则电流表内阻g R = Ω，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 Ω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：

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S 1，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S 2，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R 0的值。将电阻R 0与电流表串联，则R 0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；

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 ； 图2 S V

G R 0 图3

mm

40

0 45 35 K

K 2

R

（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R 0 = 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R 0的阻值偏小

B ．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R 0的阻值偏小

C ．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R 0的阻值偏大

D ．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R 0的阻值偏大

（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。

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）

图5

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.0

12.0

13.0

14.015.016.0

17.0

18.019.020.0

0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.140.150.160.170.180.19

a /μA

b /A O 0.05 0.10 0.15 200.0 150.0 100.0 50.0 × × × × × × × S 1

电源

－ ＋

S 2

A

B

C

V

K

R R

图甲