电学实验练习
电学实验练习1.如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分，它们的读数依次为________mm，________mm.2．(2013·安徽卷，21Ⅱ)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.(2)为了精确测量合金丝的电阻 R x，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接． 3．有一待测的电阻器 R x，其阻值在 40～50 Ω 之间，实验室准备用来测量该电阻器阻值的实验器材有：
电压表 V(量程 0～10 V，内阻约 20 kΩ)； 电流表 A 1(量程 0～300 mA，内阻约 20 Ω)； 电流表 A 2(量程 0～800 mA，内阻约 4 Ω)； 滑动变阻器 R 1(最大阻值为 10 Ω，额定电流为 2 A)； 滑动变阻器 R 2(最大阻值为 250 Ω，额定电流为 0.1 A)； 直流电源 E(电动势为 9 V，内阻约为 0.5 Ω)； 开关及若干导线． 实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出 U－I 图线．(1)电流表应选用________(填写器材代号)．(2)滑动变阻器应选用________(填写器材代号)．(3)请在如图 17 甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中的器材连接成符合要求的电路．
4．为了测量一只量程为 0～3 V、内阻值为数千欧的电压表的内阻，可采用一只电流表与它串联后接入电路．(1)本实验测量电压表内阻依据的公式是________．(2)若提供的实验器材有：
A．待测电压表； B．电流表 A 1(0～0.6 A，内阻约 0.2 Ω)； C．电流表 A 2(0～100 mA，内阻约 2 Ω)； D．电流表 A 3(0～10 mA，内阻约 50 Ω)； E．滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流 0.5 A)； F．直流电源(输出电压 6 V)； G．开关、导线． 为减小读数误差，多次测量取平均值．为顺利完成实验，应选用的实验器材为________(填英文序号)．(3)画出实验电路图 5．实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G 1 内阻 r 1 的电路如图 25 所示．供选择的仪器如下：
①待测电流表 G 1(0～5 mA，内阻约 300 Ω)； ②电流表 G 2(0～10 mA，内阻约 100 Ω)； ③定值电阻 R 1(300 Ω)； ④定值电阻 R 2(10 Ω)； ⑤滑动变阻器 R 3(0～1 000 Ω)； ⑥滑动变阻器 R 4(0～20 Ω)； ⑦干电池(1.5 V)； ⑧电键 S 及导线若干．(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(填写序号)(2)将实物图连接完整．
(3)补全实验步骤：①连接好实验电路，将滑动触头移至最________端(填“左”或“右”)； ②闭合电键 S，移动滑动触头至某一位置，记录 G 1、G 2 的读数 I 1、I 2 ； ③多次移动滑动触头，记录相应的 G 1、G 2 读数 I 1、I 2 ； ④以 I 2 为纵坐标，I 1 为横坐标，作出相应图线，如图 26 所示．(4)根据 I 2 －I 1 图线的斜率 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式：________________________________________________________________________.6．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．如图所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
器材(代号)规格 电流表(A 1)量程 0～50 mA，内阻约为 50 Ω 电流表(A 2)量程 0～200 mA，内阻约为 10 Ω 电压表(V 1)量程 0～3 V，内阻约为 10 kΩ 电压表(V 2)量程 0～15 V，内阻约为 25 kΩ 滑动变阻器(R 1)阻值范围 0～15 Ω，允许最大电流 1 A 滑动变阻器(R 2)阻值范围 0～1 kΩ，允许最大电流 100 mA 直流电源(E)输出电压 6 V，内阻不计 电键(S)、导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．
7．[2013·天津卷，9(3)]要测绘一个标有“3 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作．已选用的器材有：
电池组(电动势为 4.5 V，内阻约 1 Ω)； 电流表(量程为 0～250 mA，内阻约 5 Ω)； 电压表(量程为 0～3 V，内阻约 3 kΩ)； 电键一个、导线若干． ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)． A．滑动变阻器(最大阻值 20 Ω，额定电流 1 A)B．滑动变阻器(最大阻值 1 750 Ω，额定电流 0.3 A)②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)． ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5 V，内阻为 5 Ω 的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W.8．(2013·长春一调)用 DIS 测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为 0.5 A.(1)实验时应选用下列哪种滑动变阻器________． A．1 000 Ω，0.1 A B．50 Ω，2.0 A C．10 Ω，2.0 A D．50 Ω，0.1 A(2)根据实验得到的图象如图乙所示，可求得干电池的内电阻为 r＝________ Ω.9．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5 V 的干电池外，还有一个方形的层叠电池．为了测定层叠电池的电动势和内阻，实验室中提供了如下器材：
A．电流表 A 1(满偏电流 10 mA，内阻 10 Ω)B．电流表 A 2(0～0.6 A～3 A，内阻未知)
C．滑动变阻器 R 0(0～100 Ω，1.0 A)D．定值电阻 R(阻值 990 Ω)E．开关 S 与导线若干 该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图所示的 I 1 －I 2图线(I 1 为电流表 A 1 的示数，I 2 为电流表 A 2 的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势 E＝________V，内阻 r＝________Ω.(保留两位有效数字)10．若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻 R x 时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：
①将选择开关置于________； ② 将 红、黑 表 笔 短 接 进 行________； ③将待测电阻 R x 接在________进行测量． 若按照以上①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图 13 所示，则该电阻的阻值是________ Ω.11．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T.请根据下列步骤完成电阻测量．(1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．(2)将 K 旋转到电阻挡“×100”的位置．(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(选填“0 刻线”或“∞刻线”)．(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量． A．将 K 旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将 K 旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准(5)选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
①所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×10 4 Ω 的电阻，为了使测量结果比较准确，应选用的电阻挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)． ②用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流时，表针位于图所示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，表针位于图所示位置，则所测电流为________mA.③当选用量程为 10 V 的直流电压挡测量电压时，表针也位于图示位置，则所测电压为________V.多用电表内电池的电动势为________V(保留三位有效数字)．
1.答案(1)17.7；23.852.解析(1)按照螺旋测微器的读数原则，校零时的读数为 0.007 mm，合金丝的直径为 0.645 mm－0.007 mm＝0.638 mm(在 0.636 mm～0.640 mm 都算正确)．(2)连线如下图所示． 答案(1)0.007 0.638(在 0.636 mm～0.640 mm 都算正确)(2)见解析图 3.解析(1)加在待测电阻器上的电压最大值约等于电源的电动势，即为 9 V，而待测电阻器 R x 的阻值在 40～50 Ω 之间，此时通过待测电阻器的最大电流约为 225 mA，故电流表应选用 A 1.甲(2)实验要求电表读数从零开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器选用最大阻值较小的，即 R 1.(3)由于待测电阻器阻值较小，所以电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，设计的电路图如解析图甲所示，实物连接图如图乙所示． 乙 答案(1)A 1(2)R 1(3)实验电路图如解析图甲所示；实物连接图如解析图乙
所示． 4.解析 测量电压表内阻依据的实验原理是部分电路欧姆定律，可得 R V ＝ UI；根据电压表的量程和大约阻值，可估算最大电流值，故选电流表 A 3，滑动变阻器的总阻值远小于电压表内阻，故应采用分压式接法． 答案(1)R V ＝ UI(2)A、D、E、F、G(3)如下图所示 5.解析 根据实验原理，待测电阻 r 1 ＝ I2 －I 1I 1R，因为两电流表的量程之差与待测电流表的量程相当，所以与 G 1 并联的定值电阻的阻值与 r 1 差不多，约为 300 Ω，故定值电阻选 R 1 ；滑动变阻器用的是分压式接法，应选用阻值较小的变阻器，选 R 4.由 r 1 ＝ I2 －I 1I 1R 1 ＝ I 2I 1 －1 R 1，解得 r 1 ＝(k－1)R 1.答案(1)③ ⑥(2)如下图所示(3)左(4)r 1 ＝(k－1)R 1 6.解析(1)图象中电流在 0～0.14 A 之间，电流表选 A 2 ；电源电压为 6 V，但图象只要求电压在 0～3 V 之间调整，为了测量准确，电压表选 V 1 ；由于绘制图象的需要，要求电压在 0～3 V 之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便于调节电压，滑动变阻器应选用最大阻值较小的 R 1.(2)该元件约几十欧，R V ≫R，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法． 答案(1)A 2 V 1 R 1(2)如图所示
7 解析 ①为便于操作实验，滑动变阻器应选择总阻值小的滑动变阻器，故选A.②因为灯泡两端的电压由零逐渐增加到 3 V，故滑动变阻器应采用分压接法．小灯泡的电阻 R＝ U2P＝15 Ω，与电流表的内阻 5 Ω 相差不大，因此电流表采用外接法．故 B 图正确． ③在小灯泡的伏安特性曲线图上作出电源的伏安特性曲线(如图)，由两曲线的交点的电流 I＝0.10 A，电压 U＝1.0 V，得小灯泡消耗的功率 P＝IU＝0.10×1.0 W＝0.1 W.答案 ①A ②B ③0.1 8.解析(1)因干电池允许的最大供电电流为 0.5 A，因此排除选项 A 和 D；为便于调节，选用最大阻值为 10 Ω 的滑动变阻器即可．(2)图乙中，U－I 图线斜率的绝对值等于电池的内电阻阻值，即 r＝ ΔUΔI＝ 1.05－1.450.2－0 Ω＝2.0 Ω.答案(1)C(2)2.0 9..解析 由闭合电路的欧姆定律可得：E＝(I 1 ×10－ 3 ＋I 2)r＋I 1(10＋990)×10 －3，E＝I 1 ×10 － 3 r＋I 2 r＋I 1，其表达式中的 I 1 ×10 － 3 r 非常小，表达式可近似处理
为以下形式：I 1 ＝E－I 2 r，参照图 24 结合数学知识不难得出图象纵轴的截距大小为电源电动势，其斜率的绝对值表示内阻，延长图象与纵轴相交，得电动势E＝9.0 V；由图象可求得内阻为 r＝|k|＝ 8.0－4.00.5－0.1 Ω＝10 Ω.答案(1)实物连接如下图所示(2)9.0 10 10 解析 表头指针偏转角度过小，说明选择挡位太小，因此应换用较高的挡位，即选用×100 挡；换成×100 挡后应重新进行欧姆挡调零；最后将红、黑表笔接触待测电阻 R x 两端进行测量．图中所显示的待测电阻阻值为 2 200 Ω.答案 ①×100 挡 ②欧姆挡调零 ③红、黑表笔之间 2 200 11.解析(1)机械调零需调节S.(3)欧姆调零需调节调零旋钮T.(4)指针偏转角度过小，说明该电阻是一个大电阻，需换用较大的电阻挡来测量才准确，换挡之后需要重新进行欧姆调零．故正确顺序应为 ADC.(5)①欧姆表读数：在表盘上读出的刻度值为 14，倍率为“×100”，读数为 1.4×10 3 Ω.为使欧姆表的示数在表盘中值附近，测量阻值约为 2.0×10 4 Ω 的电阻应选用的电阻挡是“×1 k”．②选 50 mA 的电流挡测量电流时，每一大格表示 10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为 1 mA，应估读到 0.1 mA，指针对应的读数为 26.0 mA；选择量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，每一大格表示 50 mA，每一小格表示 5 mA，测量的精确度为 5 mA，应估读到 1 mA，指针对应的读数为 130 mA.③选择 10 V 的直流电压挡测量电压时，每一大格表示 2 V，每一小格表示 0.2 V，测量的精确度为 0.2 V，应估读到 0.1 V，指针对应的读数为 5.2 V.答案(1)S(3)T 0刻线(4)ADC(5)①1.4×10 3 ×1 k ②26.0 130 ③5.2
