电路实验.docx

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电路实验

例1（双选）在闭合电路中，下列叙述正确的是（　　）

A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比

B．当外电路断开时，路端电压等于零

C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于∞

D．当外电阻增大时，路端电压也增大

例2如图所示，A、B、C三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P向下滑动时，三只电灯亮度的变化是（　　）

A．A、B、C都变亮B．A、B变亮，C变暗

C．A、C变亮，B变暗D．A变亮，B、C变暗

如图所示，电路中A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，P为滑动片，若将滑动片向下滑动，则（　　）

A．A灯变亮B．B灯变亮

C．R1上消耗功率变大D．总电流变大

2010·上海单科·5）在如图3所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是（　　）

A.

变大，

变大

B.

变小，

变大

C.

变大，

变小

D.

变小，

变小

如图12所示，电源的电动势为E，内电阻为r，两电表均可看做是理想电表．闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动，在此过程中（　　）

A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变暗，L2变亮

C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大

D．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小

如图13所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻

器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（　　）

A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大

图13

B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小

C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大

D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小

如图6所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的

滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　）

A．电流表的读数一直减小

B．R0的功率先减小后增大

C．电源输出功率先增大后减小

D．电压表的读数先增大后减小

如图7中电源的电动势为6V，内阻为1Ω，R1为2Ω，R2全阻值为3Ω，下列说法错误的是（　　）

A．当R2为3Ω时，R1消耗的功率最大

B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4V

C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大

D．当R2的阻值为3Ω时，R2消耗的功率最大

例3　如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是（　　）

A．电源的电动势为50V

B．电源的内阻为

Ω

C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω

D．输出功率为120W时，输出电压是30V

跟踪训练3　用标有“6V　3W”的灯泡L1、“6V　6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图9甲所示的实验电路，其中电源电动势E＝9V．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时（　　）

图9

A．电流表的示数为1AB．电压表的示数约为6V

C．电路输出功率为4WD．电源内阻为2Ω

如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的电动势和内阻是（　　）

A．3V,1Ω　　B．2V,1Ω

C．3V,0.5Ω　　D．2V,0.5Ω

在电学探究实验课中，某组同学在实验室利用如图8甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0，电源的电动势E和内电阻r.调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则有（　　）

甲　　　　　　　　　　　乙

图8

A．图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线

B．由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E＝1.50V，r＝1.0Ω

C．图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75W

D．图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值

如图11所示的电路中，电源的电动势为E、内电阻为

r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示

数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P

从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动

前相比（　　）

A．U变小B．I变小C．Q不变D．Q减小

如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标

有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω.若灯泡恰

能正常发光，以下说法中正确的是（　　）

A．电动机的输入功率为12W

B．电动机的输出功率为12W

C．电动机的热功率为2.0W

D．整个电路消耗的电功率为22W

电阻R和电动机M串联接到电路中，如图7所示，已知电阻

R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工

作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间

t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做

功为W2，产生热量为Q2，则有（　　）

A．U1

C．W1＝W2，Q1>Q2D．W1

如图所示，电阻R＝20Ω，电动机的电阻R′＝10Ω.当开关

断开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P.当开关合

上后，电动机转动起来．若保持电路两端的电压不变，电流

表的示数I′和电路消耗的电功率P′应是（　　）

A．I′＝3IB．I′<3IC．P′＝3PD．P′<3P

1．电流表、电压表的应用

电流表内接法

电流表外接法

电路图

误差

原因

电流表分压

U测＝Ux＋UA

电压表分流

I测＝Ix＋IV

电阻

测量值

R测＝

＝Rx＋RA>Rx

测量值大于真实值

R测＝

＝

测量值小于真实值

适用条件

RA≪Rx

RV≫Rx

口诀

大内偏大（大电阻用内接法测量，测量值偏大）

小外偏小（小电阻用外接法测量，测量值偏小）

2．伏安法测电阻的电路选择

（1）阻值比较法：

先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．

（2）临界值计算法

Rx<

时，用电流表外接法；

Rx>

时，用电流表内接法．

例1　在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属

丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的长度L，

金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然

后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

（1）从图中读出金属丝的直径为________mm.图13

（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：

A．电压表0～3V，内阻10kΩ

B．电压表0～15V，内阻50kΩ

C．电流表0～0.6A，内阻0.05Ω

D．电流表0～3A，内阻0.01Ω

E．滑动变阻器0～10Ω

F．滑动变阻器0～100Ω

①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．（填序号）

②实验中某同学的实物接线如图14所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错

误．

图14

错误1：

________________________________________________________________；

错误2__________________________________________________________________.

某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：

A．电池组（3V，内阻约1Ω）

B．电流表A1（0～3A，内阻0.0125Ω）

C．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.125Ω）

D．电压表V1（0～3V，内阻4kΩ）

E．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ

F．滑动变阻器R1（0～20Ω，允许最大电流1A）

G．滑动变阻器R2（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）

H．开关、导线若干

（1）实验时应从上述器材中选用____________（填写仪器前字母代号）．

（2）测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．

（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图15，则读

为____mm.

图15

（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请

写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.

例4　（2011·新课标全国·22）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图17所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：

图17

（1）将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；

（2）然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；

（3）多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量

值．

1．（2010·安徽理综·21（Ⅰ））

（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图18（a）所示，读数为________mm.

（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图（b）所示，读数为________cm.

（a）　　　　　　　　　（b）

图18

2．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：

（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图19甲所示，可知其长度为________mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________mm；

甲　　　　　　　　　乙

图19

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图20，则该电阻的阻值约为________Ω；

图20

（4）为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R

电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）

电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）

电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）

电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）

直流电源E（电动势4V，内阻不计）

滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω）

滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ）

开关S，导线若干

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号．

一、滑动变阻器的限流接法和分压接法

1．两种接法比较

方式

内容

限流式接法

分压式接法

对比说明

两种接法电路图

串、并

联关系

不同

负载R上电压调节范围

≤U≤E

0≤U≤E

分压电

路调节

范围大

负载R上电流调节范围

≤I≤

0≤I≤

分压电

路调节

范围大

闭合S前触头位置

b端

a端

都是为了

保护电路

元件

由上表可以看出：

滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围大，限流式接法较节能．

2．两种接法的选择

（1）选择不同接法的原则

（2）两种接法的适用条件

①限流式接法适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）．

②分压式接法适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）．

③如果R很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大．R很大时，分压式接法中R几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节．

a．若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流（或电压），则必须选用分压式接法．

b．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压电路．

c．若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法．

d．两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．

二、描绘小电珠的伏安特性曲线

实验目的

1．描绘小电珠的伏安特性曲线．

2．分析小电珠伏安特性曲线的变化规律．

实验原理

1．用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组（U，I）值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．

2．电流表外接：

因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化．

注意事项

1．电路的连接方式

（1）电流表应采用外接法，因为小电珠（3.8V,0.3A）的电阻很小，与0～0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．

（2）滑动变阻器应采用分压式接法，目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.

2．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．

3．I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U0＝1.0V左右描点要密，以防出现较大误差．

4．电流表选择0.6A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即若使用“3.8V,0.3A”的小电珠，选用电压表的15V量程；若使用“2.5V,0.6A”的小电珠，则选用电压表的3V量程．

5．误差较大的点要舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线．

例1　图3中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I－U特性曲线的实验器材．

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整．

图3

（2）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________．（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）

（3）实验中测得有关数据如下表：

U/V

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/A

0.10

0.16

0.20

0.23

0.25

0.26

0.27

根据表中的实验数据，在图4中画出小灯泡的I－U特性曲线．

图4

（4）若已知小灯泡灯丝在27°C时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______°C.（保留三位有效数字）

例2　某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：

A．电压表V（量程为0～5V，内阻约5kΩ）

B．电流表A1（量程为0～25mA，内阻约为0.2Ω）

C．电流表A2（量程为0～0.6A，内阻约为0.1Ω）

D．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流1.5A）

E．滑动变阻器R2（0～1000Ω，额定电流0.5A）

F．定值电阻R0（R0＝1000Ω）

G．直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）

H．电键一个、导线若干

（1）该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据（如下表），请你在图5中作出热敏电阻的伏安特性曲线.

电压U（V）

0.0

1.0

2.0

2.4

3.0

3.6

4.0

电流I（mA）

0.0

1.6

5.8

8.0

11.8

16.0

20.0

图5

（2）由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而________（选填“增大”或“减小”）．该同学选择的电流表是________（选填“B”或“C”），选择的滑动变阻器是________（选填“D”或“E”）．

（3）请在虚线框中画出该同学完成此实验的电路图（热敏电阻符号为

）

例3　某同学为了描绘一个标有“12V,6W”的小灯泡的伏安特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表，找到的器材规格如下：

A．电流表A1（0～0.5A，内阻为0.5Ω）

B．电流表A2（0～0.6A，内阻约为0.3Ω）

C．电阻箱R1（0～9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）

D．电阻箱R2（0～99.9Ω），最小调节量0.1Ω）

E．滑动变阻器R3（0～50Ω，额定电流为1.5A）

F．滑动变阻器R4（0～5Ω，额定电流为3A）

G．16V直流电源

H．开关、导线若干，待测灯泡

利用现有器材，结合所学知识，请你替这位同学设计本实验．

（1）画出实验原理图；

（2）以上器材中电阻箱应选用________，滑动变阻器应选用________（填代号）．

（3）写出小灯泡两端电压的表达式，并说明式中符号的意义：

_______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________.

1．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图6所示，所用小

电珠的额定电压是3.8V．关于该实验的系统误差，下列说

法中正确的是（　　）

A．系统误差主要是由电压表的分流引起的

B．系统误差主要是由电流表的分压引起的图6

C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的

D．系统误差主要是由读数时的估读引起的

2．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：

电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．图8是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

图8

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；

（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示

数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是________________________________

_____________________________________________________________________；

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向____端滑动（选填“左”“右”）；

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图9所示的U－I图象．根据U－I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W；

图9

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______________________________

_______________________________________________________________________.

3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6V　1.5W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：

A．直流电源（6V，内阻不计）

B．直流电流表（量程为3A，内阻0.1Ω以下）

C．直流电流表（量程为300mA，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程为10V，内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器（10Ω，2A）

F．滑动变阻器（1kΩ，0.5A）

实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．

（1）实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（均用序号表示）

（2）在虚线框内画出实验电路图．

（3）试将如图10所示的器材连成实物电路．

图10

图11

4．发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图11所示，正常使用时,带“＋”的一端接高电势，带“－”的一端接低电势,某同学用实验方法探究二极管的伏安特性,现测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.

U/V

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.6

2.8

3.0

I/mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

13.0

19.0

24.0

30.0

37.0

（1）在虚线框内画出实验电路图．（除电源、开关、滑动变阻器外；实验用电压表V：

内阻RV约为10kΩ，电流表mA：

内阻RA约为100Ω）

（2）在图12中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．

图12

（3）根据

（2）中画出的二极管的伏安特性曲线，简要说明发光二极管的电阻与其两端

电压的关系：

__________________________________________________________

______________________________________________________________________.

5．（2011·福建·19

（2））某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验

中：

（1）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至________挡进行测量．（填选项前的字母）

A．直流电压10V　　　　B．直流电流5mA

C．欧姆×100D．欧姆×1

（2）该同学采用图13所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，

为电压表（量程6V，电阻20kΩ），

为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．

图13

Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最______端；（填“左”或“右”）

Ⅱ.在实验过程中，已知各元件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是________点至________点的导线没有连接好；（图中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格

中请填写图13中的数字）

Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图14所示，则小

电珠的电阻值随工作电压的增大而________．（填“不变”、“增

大”或“减小”）图14