高考电学实验.docx
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高考电学实验
电学实验复习
一、伏安法测电阻(测金属丝电阻率)
1、用伏安法测一待测电阻RX,阻值约为25kΩ,在测其阻值时,备有下列器材:
A.电流表(量程100μA,内阻2kΩ);
B.电流表(量程500μA,内阻300Ω);
C.电压表(量程10V,内阻100kΩ);
D.电压表(量程50V,内阻500kΩ);
E.直流稳压电源(15V,允许最大电流1A);
F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W);
G.电键和导线若干。
1)电流表应选_____,电压表应选______。
2)在虚线框中画出测量电阻RX阻值的电路图。
3)根据电路图,用实线代替导线将下列实物连接成实验电路。
2、为检测一个标值为5Ω的滑动变阻器,现可供使用的器材如下:
A.待测滑动变阻器Rx,总电阻约5Ω
B.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω
D.电压表V1,量程15V,内阻约15kΩ
E.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
F.滑动变阻器R,总电阻约20Ω
G.直流电源E,电动势3V,内阻不计
H.电键S、导线若干
1)为了尽可能精确测定Rx的总电阻值,所选电流表为________(填“A1”或“A2”),
所选电压表为_____(填“V1”或“V2”);
2)请根据实验原理图甲,完成图乙未完成的实物连线,使其成为测量电路;
3、有一根金属电阻丝的电阻约为30Ω。
现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
1)用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图4所示,则该电阻丝直径的测量值
d=mm;
2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3k);
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15k);
C.电流表A1(量程0~100mA,内阻约5);
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1);
E.滑动变阻器R1(0~10);
F.滑动变阻器R2(0~1k);
G.电源E(电动势为4.5V,内阻不计)。
①、为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。
②、请将图5所示的实际测量电路补充完整。
③、实验中电压表和电流表的读数分别为U和I,用刻度尺测量金属丝的长度为L,写出测量金属丝电阻率的表达式:
ρ=。
二、将电流表改装为伏特表
某同学要把一个量程为100
的直流电流计改装成量度范围是0~3V的直流电压表。
他按图1所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg,其中电阻R0约为1
。
1)为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用____________,电阻器R1应选用____________,电阻器R2应选用____________(选填器材前的字母)
A.电源(电动势1.5V) B.电源(电动势6V)
C.电阻箱(0~999.9
) D.滑动变阻器(0~500
)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5.1
)
F.电位器(0~71
)
2)该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。
后续的实验操作步骤依次是____________,____________,_____________,___________,最后记录R1的阻值并整理好器材。
(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)
A.闭合S1B.闭合S2
C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
3)如果所得的R1的阻值为200.0
,则图1中被测电流计
的内阻r的测量值为_________
,该测量值______实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
4)给电流计
________联(选填“串”或“并”)一个阻值为______
的电阻,就可以将该电流计
改装为量程3V的电压表。
5)用改装的电压表,按图2所示的电路测量未知电阻Rx。
若测量未知电阻Rx时,改装后的电压表的表头(刻度盘仍为原电流表的刻度)示数如图3所示,那么Rx两端电压的测量值为_____V,测量值与Rx两端的真实值相比(填“偏大”或“偏小”)。
三、测电源电动势和内电阻
1、某同学用如图1所示的器材测量电源电动势和内电阻。
1)请用实线表示导线,将图中器材连成实验用电路。
2)实验时经测量得出的数据如下表,请在图2方格纸上画出U-I图线,利用图线求出的电源电功势
ε=______V,内电阻r=__________Ω
+
-
3)这位同学对以上实验进行了误差分析。
其中正确的是 。
A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值
2、另一同学按图3所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,其中R为电阻箱,R0为定值电阻,干电池的工作电流不宜超过0.5A。
实验室提供的器材如下:
A、电流表(量程0~0.6~3.0A)
B、电阻箱(阻值范围0~999.9)
C、定值电阻若干D、电键、导线若干.
1)在下面提供的四个定值电阻中,保护电阻R0应选用(填写阻值相应的字母)。
A.5B.10C.20D.100
2)根据电路图,请在图4中画出连线,将器材连接成实验电路。
3)实验时,改变电阻箱R的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组R、I的数据。
根据实验数据绘出如图5所示的R-
图线,由此得出电池组的电动势E=V,内电阻r=Ω。
按照此实验方法,电动势的测量值与真实值相比,内电阻的测量值与真实值相比。
(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
3、某同学用如图7所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r,R为电阻箱。
干电池的工作电流不宜超过0.5A。
实验室提供的器材如下:
电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),电阻箱(阻值范围0~999.9);开关、导线若干。
1)请根据图7的电路图,在图8中画出连线,将器材连接成实验电路。
2)实验时,改变电阻箱R的值,记录下电压表的示数U,得到如下表所示的若干组R、U的数据。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电阻R/Ω
60.5
35.2
20.0
13.7
9.9
5.8
4.3
3.5
2.9
2.5
电压U/V
2.58
2.43
2.22
2.00
1.78
1.40
1.18
1.05
0.93
0.85
根据实验数据绘出如图5所示的
-
图线。
由图象得出电池组的电动势E=V,内电阻r=Ω。
3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是。
A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系
统误差
四、描绘小灯泡的伏安特性曲线
某同学要描绘一个小灯泡伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流约0.3A)
B.直流电流表A(0--0.6A,内阻约0.5Ω)
C.直流电压表V(0---6V,内阻约5kΩ)
D.滑动变阻器R1(0---10Ω,2A)
E.滑动变阻器R2(0---100Ω,0.2A)
F.电源(6V,内阻不计)
G.开关S及导线若干.
1)实验中滑动变阻器应选用(选填R1或R2);
2)该同学设计了实验测量电路,通过改变变阻器的滑片位置,使电表读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.请在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整;
3)他在实验中测出8组对应的数据(见下表):
则小灯泡的额定功率为W,该测量值(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
4)请在图乙坐标中,描点作出U—I图线.由图象可知,随着电流的增大,小灯泡的电阻(选填“增大”、“减小”或“不变”).
乙
甲
五、练习实验多用电表
1、图1是一个多用电表,S、K、T为三个可调节的部件。
某同学用此电表测量200Ω—400Ω的定值电阻的阻值,测量的操作步骤如下:
1)调节可调部件S,使电表指针停在___位置;
2)调节可调部件K,使它的尖端指向__________位置;
3)将多用电表中“+”孔插_____(红、黑)表笔,“-”插孔插_____(红、黑)表笔,笔尖相互接触,此时电流是从_____笔流流入,从____笔流出。
调节可调部件__________,使电表指针指向_________位置。
4)将红、黑表笔分别接在电阻两端,此时指针指在图2所示的位置,则该电阻的阻值是Ω。
5)该同学还想继续测量一个阻值在20Ω—30Ω的定值电阻,则他应进行的步骤是:
①;
②____;
③
2、现给出两个阻值不同的电阻R1和R2,用多用电表按正确的操作程序分别测出它们的阻值,测量R1时选用“×100”欧姆挡,其阻值如图3所示中指针①所示,R1=_______Ω;测量R2时选用“×10”欧姆挡,其阻值如图中指针②所示,R2=_______Ω。
将某一小量程的电流表改装成不同量程的电压表,其中量程较大的是电流表与_______(填“R1”、“R2”)_________联(填“串”、“并”)的。
3、某课外小组练习使用多用电表测量电阻。
他们的操作过程如下:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔,选择开关旋钮至电阻挡“×10”;
②将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零;
③红、黑表笔分别与电阻的两端相连,此时多用电表的示数如图甲所示;
接下来他们的操作步骤应为:
______________()
A.将选择开关旋钮转至电阻“×1”挡,红、黑表笔分别与电阻的两端相连,读出电阻的阻值
B.将选择开关旋钮转至电阻“×100”挡,红、黑表笔分别与电阻的两端相连,读出电阻的阻值
C.将选择开关旋钮转至电阻“×100”挡,红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零,然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连,读出电阻的阻值
D.将选择开关旋钮转至电阻“×1”挡,红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零,然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连,读出电阻的阻值
④换挡后多用电表的示数如图乙所示,该电阻的阻值为_____________Ω。
()
⑤将选择开关旋至OFF挡,取出红、黑表笔。
4、一块万用表的表盘中间部分的刻度如图所示,有一个阻值约为300Ω的待测电阻
.现在用万用表的欧姆档对它进行测量.请你在以下步骤中挑出所需的步骤,并按正确的操作顺序排列起来.(只填选项字母)
A.把开关旋到×10档.
B.把开关旋到×100档.
C.把待测电阻接到两表笔间,在表盘上读数.
D.短接两表笔,调节调零旋钮,使表针指向0Ω处.
E.根据选档和读数,算出并记录下
值.
答:
.
实战演练
1、要测一个待测电阻Rx(190Ω~210Ω)的阻值,实验室提供了如下器材:
电源E:
电动势3.0V,内阻不计;
电流表A1:
量程0~10mA,内阻r1约50Ω;
电流表A2:
量程0~500μA,内阻r2为1000Ω;
滑动变阻器R1:
最大阻值20Ω,额定电流2A;
定值电阻R2=5000Ω;
定值电阻R3=500Ω;
电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量Rx的阻值,请回答下面问题:
为了测定待测电阻上的电压,可以将电流表(选填“A1”或“A2”)串联定值电阻(选填“R2”或“R3”),将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
如图(a)所示,同学们设计了测量电阻Rx的甲、乙两种电路方案,其中用到了改装后的电压表和另一个电流表,则应选电路图(选填“甲”或“乙”)。
若所选测量电路中电流表A的读数为I=6.2mA,改装后的电压表V读数如图(b)所示,则电压表V读数是V。
根据电流表和电压表的读数,并考虑电压表内阻,求出待测电阻Rx=Ω。
2、某同学要把一个量程为200μA的直流电流计
,改装成量范围是0~4V的直流电压表。
①她按图1所示电路、用半偏法测定电流计
的内电阻rg,其中电阻R0约为1k
。
为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用,电阻器R1应选用,电阻器R2应选用(选填器材前的字母)。
A.电源(电动势1.5V)B.电源(电动势6V)
C.电阻箱(0~999.9
)D.滑动变阻器(0~500
)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5.1k
)
F.电位器(0~51k
)
②该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。
后续的实验操作步骤依次是:
,,,最后记录R1的阻值并整理好器材。
(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)
A.闭合S1
B.闭合S2
C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R1的阻值为300.0
,则图1中被测电流计
的内阻rg的测量值为
,该测量值实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
④给电流计
联(选填“串”或“并”)一个阻值为k
的电阻,就可以将该电流计
改装为量程4V的电压表。
3、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用如图1所示的电路。
①请根据图1在图2中进行实物连线。
②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据:
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U/V
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
1.00
1.50
2.00
3.00
I/A
0.05
0.08
0.10
0.11
0.12
0.16
0.19
0.22
0.27
图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。
从图线上可以看出,当通过小灯泡的电流逐渐增大时,灯丝的阻值逐渐;这表明灯丝的电阻率随温度升高而。
(以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压,则小灯泡的实际功率约为________W;若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端,则小灯泡的实际功率约为________W。
(以上两空的结果均保留两位有效数字)
4、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。
现有如下器材:
直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)
①在该实验中,电流表应选择____________(填“A1”或“A2”),电压表应选择____________(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择____________(填“R1”或“R2”)。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实验的电路图。
③该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好。
但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为_______。
④下表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线。
U(V)
I(A)
1
0
0
2
0.5
0.17
3
1.0
0.30
4
1.5
0.39
5
2.0
0.45
6
2.5
0.49
⑤若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=_________W(保留两位有效数字)。
(若需作图,可直接画在第④小题图中)
5、在用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r的实验中,实验电路如图所示,实验室备有下列器材:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025
)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125
)
C.电压表(0~3V,内阻约3k
)
D.电压表(0~15V,内阻约15k
)
E.变阻器R1(最大阻值20Ω,额定电流1A)
F.变阻器R2(最大阻值100Ω,额定电流0.1A)
G.待测干电池、电键S和导线若干
(1)实验中电流表应选;电压表应选;(选填器材前的字母)
(2)请将实物图连线成为实验电路;
(3)李明同学所在小组实验测得的6组数据已在U-I图中标出,如图所示。
请你根据数据点位置完成U-I图线,并由图线求出该电池的电动势E=________V,电阻r=________Ω.
(4)若另一实验小组按电路图连接电路,经检查电路连接正确。
合上开关,电流表和电压表的指针均发生偏转,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5V且几乎不变,直到当滑片滑至接近B端时电压表的示数急剧变小。
出现上述情况的原因是。
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