高中物理《电学实验》专题经典试题

1物理选修3-1第4-5章《电学实验》专题练习一、电表的使用及读数方法1．如图7－3－1甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“＋”和“－0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；当使用电流表的“＋”和“－3”两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过________V，每小格表示________V，图中指针示数________V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示________V，图中指针示数________V.二、伏安法测电阻，等效替代的方法来测电阻，电表内阻的测量2．用伏安法测电阻，可采用7－3－2所示的甲、乙两种接法．如所用电压表内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω.(1)当测量100Ω左右的电阻时，宜采用________电路．(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10V、0.5A，则此电阻的测量值为______Ω，真实值为________Ω.3、要测量一个未知电阻Rx的阻值(阻值约为4Ω)，现有如下器材：读数不准的电流表A(满偏电流约为0.6A)，滑动变阻器R(最大阻值20Ω)，电阻箱R1(最大阻值99.9Ω)，电源E1(电动势为2V，内阻不计)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．现要求尽量精确地测量Rx的阻值．(1)画出实验电路图；(2)写出主要实验步骤．24、某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V(量程3V)、电流表A1(量程200μA)、电流表A2(量程5mA)、电流表A3(量程0.6A)、滑动变阻器R(最大值1kΩ)、电源E(电动势4V)，开关S.(1)所提供的电流表中，应选用________．(2)为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图．三、测定金属的电阻率5．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段用米尺测出长度为L的电线，用螺旋测微器测量电线直径为D，它的刻度位置如图7－4－3所示，用多用电表测其电阻发现阻值小于1Ω.为提高测量的精度，他用图7－4－2器材中的元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用Rx表示)的电阻图7－4－2A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计B．电压表V1：量程为0～3.0V，内阻约为2kΩC．电压表V2：量程为0～15.0V，内阻约为6kΩD．电流表A1：量程为0～0.6A，内阻约为1ΩE．电流表A2：量程为0～3.0A，内阻约为0.1ΩF．滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，额定电流2.0AG．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ，额定电流1.0AH．开关S一个，导线若干(1)从图7－4－3中读出螺旋测微器测得电线的直径D的读数如图7－4－3，则读数为________mm.(2)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选_______(填元件符号)．(3)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号．(4)在实物图7－4－2中用笔画线替代导线连接元件．(5)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.四、描绘小灯泡的伏安特性曲线6．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L，“3.8V、0.3A”电压表V，量程0～5V，内阻5kΩ电流表A1，量程0～100mA，内阻4Ω电流表A2，量程0～500mA，内阻0.4Ω3滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流1.0A滑动变阻器R2，最大阻值5Ω，额定电流0.5A直流电源E，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω(1)在上述器材中，滑动变阻器应选;电流表应选.(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如右下图7－5－6所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)()AA．①③B．②④C．①④D．②③图7－5－6五、练习使用多用电表7.某同学在做多用电表测电阻的实验中：（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用____________档（填×1Ω档或×100Ω档），换档后，在测量前要先_________________。（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。若用A档测量，指针偏转如D，则读数是________；若用B档测量，指针偏转如D，则读数是________；若用C档测量，指针偏转如D，则读数是________。8．（1）某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡（×10），发现表针偏转角度极小。现将旋钮调至另外一档，进行第二次测量使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的可能进行的操作：A．将两表笔短接，并调零B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置C．将多用电表在板上旋钮调到×100档D．将多用电表面板上旋钮调到×1档E．随即记下表盘的读数，乘以欧姆表的倍率挡，测得电阻值Dv50VABC0001101k10030251510504201001503068401020115.4根据上述有关操作，请选择合理实验步骤并按操作顺序写出。(2)使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示。若选择开关处在“×10Ω”的电阻档时指针位于a，则被测电阻的阻值是Ω．若选择开关处在“直流电压2.5V”档时指针位于b，则被测电压是V；(3)两位同学使用完多用电表后，分别把选择开关置于图丙和图丁位置，你认为图的位置比较好，最好是将多用电表面板上旋钮调到位置。六、测定电源的电动势和内阻①用一只电压表和一只电流表测量9．用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A.电压表V（量程3V）B.电流表A1（量程0.6A）C.电流表A2（量程3A）D.定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）E.滑动变阻器R（阻值范围0—20Ω，额定电流1A）（1）电流表应选；(填器材前的字母代号)（2）将图乙中的实物按图甲的电路连线；（3）根据实验数据作出U—I图像（如图丙所示），则蓄电池的电动势E＝V，内阻r=Ω；（4）定值电阻R0在电路中的作用是（只要求写出一点）。②可用一只电流表和一只电阻箱测量10.听说水果也能作电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池.他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图右所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内（丙）（丁）5电阻.实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中.(1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I图，而乙同学认为应该作IR1图，你认为哪个同学的想法更科学？_________(填“甲”或“乙”)，其简单理由是:_______________________.外电阻R/Ω电流I/mA电流倒数1/1mAI90000.050219.9280000.052818.9360000.059416.8450000.063315.8040000.068014.71图10-14(2)按照(1)中选择的方案，有人在给出的坐标纸上已作出图象，那么利用作出的图象，就可求出该柠檬电池的电动势为________V，内阻为________Ω.(3)完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是___________________________________.七、电路故障11.在图2－8－11电路中，当合上开关S后，两个标有“3V、1W”的灯泡均不发光，用电压表测得Uac＝Ubd＝6V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明()A．开关S未接通B．灯泡L2的灯丝断了C．灯泡L1的灯丝断了D．滑动变阻器R电阻丝断了6物理选修3-1第4-5章《电学实验》专题答案1、答案：对图甲：0.60.020.340.11.70对图乙：3.00.12.200.511.02、解析：(1)＝200，与Rx≪RV和Rx≫RA两个条件相比，显然待测电阻更符合Rx≫RA这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的分流造成的误差小，所以选甲图．(2)R测＝Ω＝20Ω电压表中的电流IV＝A＝0.002ARx中电流IR＝I测－IV＝(0.5－0.002)A＝0.498A所以R真＝Ω＝20.08Ω.答案：(1)甲(2)2020.083、解析：本题提供了一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻．(1)根据实验所给器材，设计实验电路如右图所示．(2)主要步骤：①闭合S1，将S2与Rx接通，记下电流表指针所指位置；②将S2与R1接通，调节R1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，记下R1的值；③则Rx＝R1.答案：(1)(2)见解析4、解答：(1)电压表的读数即为其内阻上的电压U，若将它与电流表串联，测出流过它(即流过其内阻)的电流I，即可转化为由“伏安法”测出其内阻RV＝U/I.取电压表内阻的最小可能值20kΩ，并结合电压表的量程3V，可求得流过电流表的最大电流Im＝3/(20×103)A＝1.5×10－4A＝0.15mA＝150μA.为使与电压表串联的电流表能大角度偏转(这样读数误差小)，而其又不被损坏，故选A1.根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻RV＝(2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如右图所示．5、答案：(1)0.900mm.（2）BEF(3)见下图(4)见下图(5)πUD24IL6、解析：(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R2，则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小，故电流表应当选择A2.(2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，7电流表用外接法．(3)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P＝U2R知B图正确，由P＝I2R知D图正确．答案：(1)R1A2(2)电路图如解析图所示(3)B7.(1)×1Ω档、先调零（2）1300Ω、5.4mA、27V8．（1）CABE.(2).500Ω,2V(3)丙，OFF9.（1）B（2分）（2）如右图（2分，有一处错就不给分。）（3）2.10V，0.20Ω（每空2分，共4分。）（4）a、保护作用；b、增大等效内阻的测量值，减小误差；c、当改变滑动变阻器阻值时，电压表示数变化大。（2分，回答一个就可，有其它合理答案，同样给分。）10、解析:由电路原理图可知E=I(R+r),则rIER,故IR1图线为直线，由该图线斜率与截距可比较方便地求出水果电池的电动势和内阻.答案:(1)乙画出的Ir1图线是一条直线，容易求出电池的电动势和内电阻(2)如图所示(3)0.75～1.29000～11000(4)电源内阻过大11、答案：B