专题44 电学实验基础 讲义-2027届高考物理一轮复习
2026-05-26
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 恒定电流 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.03 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 清开灵物理数学工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58048189.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理高考复习教案聚焦电学实验基础专题,涵盖常用仪器读数、测量与控制电路选择、器材选取及实物连接等核心考点,按“仪器原理-电路设计-实验操作”逻辑层次展开,通过考点梳理、方法指导、真题精讲三个环节,帮助学生构建系统的电学实验知识体系和解题框架。
资料采用“原理讲解-错误分析-分层训练”教学策略,如游标卡尺读数结合半毫米刻度线判断、伏安法内外接对比分析,培养学生科学探究和科学思维能力。设置基础例题到综合精练的梯度练习,配合电路连接错误案例分析,确保高效突破实验难点,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
专题44 电学实验基础
题型一 常用仪器的读数 1
题型二 测量电路与控制电路的选择 10
题型三 实验器材的选取与实物图的连接 18
课时精练 30
题型一 常用仪器的读数
1. 螺旋测微器
(1)构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
(2)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,则可动刻度示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
2.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图所示)
(2)用途:测量厚度、长度、宽度、内径、外径等。
(3)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的差值制成。
刻度格数
(分度)
刻度
总长度
每小格与
1 mm的差值
精确度
(可精确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度) mm。
3.常用电表的读数
先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数。
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,这时要求“格估读”,即读到0.1 V。
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。
注意:(1)最小分度是“1、0.1、0.01、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位)。
(2)最小分度是“2、0.2、0.02、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。
(3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。
【例题精讲】
1.如图为某同学正确使用游标卡尺测量窄口瓶深度的测量结果,则深度为( )
A.40mm+0.05mm×8=40.40mm
B.40mm+0.05mm×8.0=40.400mm
C.42mm+0.05mm×8=42.40mm
D.42mm+0.05mm×8.0=42.400mm
【答案】C
【解答】解:先读取主尺上对齐游标尺0刻度的刻度为42mm,再读取20分度游标尺第8条对齐刻度的读数为0.05mm×8,两者相加得到深度,即42mm+0.05mm×8=42.40mm,故C正确,ABD错误。
故选:C。
2.游标卡尺是常用的测量工具,若所用卡尺为20分度尺,则下面读数正确的是( )
A.读数为:19.50mm
B.读数为:5.15mm
C.读数为:2.3mm
D.读数为:23.25mm
【答案】D
【解答】解:A、游标卡尺主尺读数20mm,游标上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×10mm=0.50mm,所以最终读数为:主尺读数+游标读数为20mm+0.50mm=20.50mm,故A错误;
B、游标卡尺主尺读数50mm,游标上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×3mm=0.15mm,所以最终读数为:主尺读数+游标读数为50mm+0.15mm=50.15mm,故B错误;
C、游标卡尺主尺读数2mm,游标上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×6mm=0.30mm,所以最终读数为:主尺读数+游标读数为2mm+0.30mm=2.30mm,故C错误;
D、游标卡尺主尺读数23mm,游标上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×5mm=0.25mm,所以最终读数为:主尺读数+游标读数为23mm+0.25mm=23.25mm,故D正确。
故选:D。
3.在测量金属丝电阻率的实验中,小张同学利用游标卡尺测量其直径的过程如图所示,甲图为校零时的示数,乙图为测量时的示数,则金属丝的直径为( )
A.4.8mm B.5.5mm C.5.8mm D.6.2mm
【答案】C
【解答】解:根据游标卡尺校零示意图甲,可知存在的误差为Δd=﹣3×0.1mm=﹣0.3mm
乙图游标卡尺读数为固定尺读数5mm,游标尺读数5×0.1mm=0.5mm,故d=5mm+5×0.1mm=5.5mm
则金属丝的直径为d﹣Δd=5.5mm﹣(﹣0.3mm)=5.8mm
故选C。
4.某同学用螺旋测微器测量一直径如图所示,由图可知该直径为( )
A.4.700mm B.4.70mm C.4.200mm D.4.20mm
【答案】A
【解答】解:螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm,故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.如图所示,在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学使用螺旋测微器测量金属丝的直径,该读数为( )
A.0.480mm B.0.580mm C.0.980mm D.1.020mm
【答案】C
【解答】解:螺旋测微器的精确值为0.01mm,金属丝的直径为d=0.5mm+48.0×0.01mm=0.980mm
故ABD错误,C正确。
故选:C。
6.游标卡尺和螺旋测微器都是物理实验中常用的测量工具,如图是用游标卡尺和螺旋测微器测量某样品的长度和直径时的读数情况,下列说法正确的是( )
A.游标卡尺所测样品的长度为5.10cm
B.游标卡尺所测样品的长度为5.010cm
C.螺旋测微器所测样品的直径为4.70mm
D.螺旋测微器所测样品的直径为9.200mm
【答案】B
【解答】解:AB、游标卡尺的最小分度值为0.05mm,
主尺的读数为50mm,
游标尺读数为2×0.05mm=0.10mm
所以最终读数为:50mm+0.10mm=50.10mm=5.010cm
故A错误,B正确;
CD、螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,
螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,
可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm,
所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm.
故CD错误。
故选:B。
7.如图甲,螺旋测微器由于使用磨损暂时无法调零(测量前使测微螺杆与测砧接触,可动刻度左边缘无法与零刻度线对正)。某同学测量金属丝直径的情况如图乙所示,则该金属丝的直径应该为( )
A.0.22mm B.0.24mm C.0.26mm D.0.260mm
【答案】D
【解答】解:螺旋测微器的精确度是0.01mm,图甲的起始读数为﹣2.0×0.01mm=﹣0.020mm,测量时的读数为24.0×0.01mm=0.240mm,则金属丝的直径为d=0.240mm﹣(﹣0.020)mm=0.260mm,故D正确,ABC错误。
故选:D。
8.某次“导体电阻率的测量”实验中,电压表(0~3V量程)的指针位置如图所示,则读数为_____V( )
A.2.40 B.2.400 C.12.0 D.12
【答案】A
【解答】解:该电压表的精确度为0.1V,根据电压表的读数规则,其读数为2.40V,故A正确,BCD错误。
故选:A。
9.下列读数正确的是( )
A.如果选择直流电压50V的挡位,左图测得的电压值为23.0V
B.如果选择直流电流1mA的挡位,左图测得的电流值为0.48mA
C.如果选择欧姆挡×10的倍率,左图测得的电阻值为17Ω
D.游标卡尺的读数为5.01cm
【答案】A
【解答】A、如果选用直流电压50V量程,对应表盘最上方0~50的刻度,精确度为1V,由图可见指针约在第23小格处(满刻度50小格),故读数约为23.0 V,故A正确;
B、若选用直流电流1 mA量程,则表盘同样使用0~50刻度,每小格对应0.02 mA,即,精确度为0.02mA,图中指针约在第23小格附近,读数应约为0.46 mA,并非0.48 mA,故B错误;
C、如果选择欧姆挡×10的倍率,示数为17乘以10,则电阻为170Ω,故C错误;
D、游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为50mm+2×0.05mm=50.10mm=5.010cm,故D错误。
故选:A。
10.以下测量仪器读数可能正确的是( )
A.1.50cm
B.3.2N
C.3.14mm
D.2.6v
【答案】A
【解答】解:A.图中刻度尺的最小分度值为1mm,则读数为15.0mm=1.50cm,故A正确;
B.图中弹簧测力计的最小分度为0.1N,则读数为3.20N,故B错误;
C.图中游标卡尺的最小分度值为0.1mm,读数为
31mm+4×0.1mm=31.4mm
故C错误;
D.图中电压表最小分度为0.1V,则读数为2.60V,故D错误。
故选:A。
11.下列读数正确的是( )
A.如果选择直流电压50V的挡位,图1测得的电压值为22.0V
B.如果选择直流电流1mA的挡位,图1测得的电流值为0.44A
C.如果选择欧姆挡×10的倍率,图1测得的电阻值为19Ω
D.游标卡尺的读数为5.01cm
【答案】A
【解答】解:A.如果选择直流电压50V的挡位,精确度为1V,根据电压表的读数规则,图1测得的电压值为22.0V,故A正确;
B.如果选择直流电流1mA的挡位,精确度为0.02mA,图1测得的电流值为0.44mA,故B错误;
C.如果选择欧姆挡×10的倍率,图1测得的电阻值为18×10Ω=180Ω,故C错误;
D.游标卡尺的精确度为0.05mm,其读数为50mm+2×0.05mm=50.10mm=5.010cm,故D错误。
故选:A。
12.欧姆表的内部结构如图甲所示,先将a、b两表笔短接,表头满偏,再将阻值为R0的电阻接在a、b之间,发现指针正好指向灵敏电流计表盘的正中央;某个欧姆表的表盘,用来测量某个电阻时,指针的刻度如图乙所示,设指针向右的偏角为θ,下列说法正确的是( )
A.乙图的读数为13Ω
B.甲图欧姆表的内阻为2R0
C.a是红表笔、b是黑表笔
D.对乙图,重新欧姆调零来测阻值更大的电阻时,指针向右的偏角一定小于θ
【答案】C
【解答】解:A.因为乙图没给欧姆表的倍率,所以读数可能是13Ω、130Ω、1300Ω等,故A错误;
B.对甲图,根据闭合电路的欧姆定律,满偏时有,同理,半偏时有,则R内=R0,故B错误;
C.对于欧姆表测量电阻时,电流由红表笔流进,黑表笔流出,则红表笔接内部电源的负极,黑表笔接正极,故C正确;
D.对乙图,若增大欧姆表的倍率,再来测量阻值更大的电阻,指针向右的偏角可能小于θ,也可能大于θ,还可能等于θ,故D错误。
故选:C。
13.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,用多用电表的电阻“×100”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为( )
A.2500Ω B.500Ω C.570Ω D.2200Ω
【答案】D
【解答】解:根据欧姆表的读数规则,其读数为22×100Ω=2200Ω,故D正确,ABC错误。
故选:D。
14.用20分度的游标卡尺测量某小球的直径d,示数如图所示,则该小球的直径d= 20.70 mm。
【答案】20.70
【解答】解:20分度游标卡尺的精度为,主尺读数为20mm,游标读数为0.05×14=0.70mm,所以最终读数为20.70mm。
故答案为:20.70
15.如图所示,用螺旋测微器测金属棒直径,其读数为 6.125 mm
【答案】6.125。
【解答】解:螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为6mm+12.5×0.01mm=6.125mm。
故答案为:6.125。
16.用游标卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度L= 50.20 mm;
用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D= 4.700 mm。
【答案】50.20,4.700。
【解答】解:游标卡尺的最小分度值为0.05mm,读数为5cm+4×0.05mm=50.20mm;
用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D=4.5mm+20×0.01mm=4.700mm。
故答案为:50.20,4.700。
17.①用游标卡尺测某容器的深度h,示数如图1所示,则该容器的深度h= 50.70 mm。
②实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径,示数如图2所示。则该金属丝的直径为 0.753 mm。
【答案】①50.70。②0.753。
【解答】解:①游标卡尺的精确度为0.05mm,其读数为50mm+14×0.05mm=50.70mm。
②螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为0.5mm+25.3×0.01mm=0.753mm。
故答案为:①50.70。②0.753。
18.游标卡尺和螺旋测微器是生产实践中常用的测量工具,图甲中游标卡尺的读数为 0.230 cm;图乙中螺旋测微器的读数为 3.775 mm。
【答案】0.230,3.775。
【解答】解:根据20分度游标卡尺(精度0.05mm)游标尺上的第6个刻度线和主尺的对齐,则读数为l=2.0mm+0.05×6mm=2.30mm=0.230cm
螺旋测微器的精度为0.01 mm,读数为3mm+0.5mm+27.5×0.01mm=3.775mm
故答案为:0.230,3.775。
题型二 测量电路与控制电路的选择
1.电流表的内、外接法
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==<Rx
测量值小于真实值
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
两种接法
选择标准
当RA≪Rx或Rx>时,选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx<时,选用电流表外接法
2.滑动变阻器两种连接方式
(1)两种连接方式对比
限流式接法
分压式接法
对比说明
电路图
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围(不计电源内阻)
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
闭合S前滑片位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
(2)滑动变阻器两种接法的选择
滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式接法结构简单、耗能少,优先使用限流式接法。
滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:
①要求电压表能从零开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大;
②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
3.实验误差分析
(1)系统误差
①伏安法测电阻系统误差来源:电压表的分流或电流表的分压。
②减小系统误差
根据题目中给出的电阻大约值,选用合适的实验器材,采用误差小的实验方案(如电流表的内、外接法)。
③消除系统误差
题目给定的条件充分(电表内阻已知),合理设计电路可消除系统误差。
(2)偶然误差
①电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。
②描点、计算等对数据处理造成的误差。
③通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。
【例题精讲】
1.如图所示,用电流表(内阻约4Ω)和电压表(内阻约3kΩ)测量电阻R的阻值。某次按照如图所示电路的测量情况:电流表的示数是5mA,电压表的示数是2.5V。下列说法正确的是( )
A.测量值500Ω等于电阻R的真实值
B.测量值500Ω略小于真实值
C.测量值500Ω略大于真实值
D.如果采用电流表外接法测量,结果更加精确
【答案】C
【解答】解:根据欧姆定律可得测量值为R,因为是采用的电流表内接法,误差来源于电流表的分压,所以测量值大于真实值。因为,所以采用电流表内接法比较精确,故C正确,ABD错误。
故选:C。
2.如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9V,电流表示数为0.30A;当开关S接b点时,电压表示数为10V,电流表示数为0.25A,则( )
A.电压表示数相对变化显著
B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确
C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值
D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值
【答案】B
【解答】解:A.由题意可得
电流表示数相对变化显著,故A错误;
B.由于电流表示数相对变化显著,说明电压表分流作用较大,要选择电流表内接法测量,即开关S应接在b点,故B正确;
CD.开关S接在b点时,Rx的测量值偏大,而S接在a点时,Rx的测量值偏小,故CD错误;
故选:B。
3.某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为0.6Ω,测量时把电压表示数和电流表示数的比值作为Rx的测量值,那么有关待测电阻Rx的说法正确的是( )
A.Rx的测量值比真实值小
B.Rx的真实值为79.4Ω
C.Rx的真实值为80Ω
D.由于电流表的分压,无法得到Rx的真实值
【答案】B
【解答】解:根据欧姆定律
代入数据
待测电阻的真实值Rx=79.4Ω
故B正确,ACD错误。
故选:B。
4.用伏安法测电阻时,电路接法有两种,如图所示,则( )
A.乙图的测量值更接近真实值
B.为了减小误差,测量小电阻时宜采用甲图
C.采用甲图,测量的电阻值比真实值小
D.采用乙图,真实的电阻值比测量值大
【答案】D
【解答】解:CD.甲图是电流表内接,电流表所测的电流值是准确的,由于电流表的分压作用,电压表测量值偏大,由欧姆定律可知测量的电阻值偏大;乙图是电流表外接,电压表所测的电压是准确的,由于电压表的分流作用,使得电流表测量值偏大,所以测量的电阻值偏小,真实的电阻值比测量值大,故C错误,D正确;
AB.甲图中要想让电压表的误差减小,则应使电流表分得的电压减小,则待测电阻越大,误差越小,故测量大电阻时宜采用甲图;乙图中要想让电流表的误差减小,则应使电压表分得的电流减小,故测量小电阻时宜采用乙图,故AB错误。
故选:D。
5.如图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B.图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C.图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
【答案】D
【解答】解:A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法,故A错误;
B.图甲中,由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,由可知,R测<R真
图乙中,由于电流表的分压作用,导致电压测量偏大,由可知,R测>R真,故B错误;
C.结合上述分析可知,图甲中,待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻,故C错误;
D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,可以计算待测电阻两端的电压,此法将没有系统误差,故D正确。
故选:D。
6.某小组探究在“限流电路”和“分压电路”中滑动变阻器最大阻值对电压调节的影响,设计如下实验。
(1)在探究“限流电路”时,用电阻箱替代滑动变阻器,设计了图(a)的电路图。已知Rx1=10Ω,调节R1,记录电阻箱阻值R1和电压表读数U,绘制U﹣R1图像如图(b)。
分析图(b)可知,采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值选择 B 最合理。
A.5Ω
B.50Ω
C.100Ω
(2)在探究“分压电路”时,在图(c)的基础上,用两个电阻箱R1、R2替代滑动变阻器R,设计电路如图(d),R1+R2=Rm(Rm为滑动变阻器的最大阻值),最大阻值Rm分别取1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω。
已知Rx2=100Ω取Rm=1Ω,调节R1和R2,记录电阻箱阻值R1和R2及电压表读数U,绘制图像,如图(e)中图线①。改变Rm值,重复上述过程,共得到四条图线。
分析图(e)可知,若使电压U调节范围尽量大些,则最应排除 ① ;若使电压U随滑动变阻器滑片移动趋于均匀变化,则最应排除 ④ 。(选填“①”、“②”、“③”或“④”)
(3)某同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm越小越好。该观点 不正确 (选填“正确”或“不正确”),请简要说明理由: 见解析 。
【答案】(1)B;(2)①、④;(3)不是;见解析。
【解答】解:(1)采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器作为限流元件;若阻值过小,调节滑动变阻器的滑动片时,电流变化不明显;若阻值过大,不方便调节滑动变阻器的滑动片,当滑动变阻器的滑动片有微小变化,电路在的电流就会有显著变化;滑动变阻器的阻值与待测电阻相当,既能起到限流主要,又方便调节,故AC错误,B正确。
故选:B。
(2)分析图(e)可知,图线①的电压调节范围约为0~2V,为了使电压U调节范围尽量大些,则最应排除的是图线①;
图线④在,出现了明显的弯曲,使电压U随滑动变阻器滑片移动趋于均匀变化,则最应排除图线④;
(3)根据上述(2)分析可知,当RM=1Ω时,电压调节范围最小,用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm并不是越小越好;因此当滑动变阻器最大阻值过小时,电压调节范围会过小。
故答案为:(1)B;(2)①;④;(3)不是;见解析。
7.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω.为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1量程300mA,内阻约1Ω.)
B.电流表A2量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2量程15.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):
电流表 A ,电压表 C 、滑动变阻器 E .应采用的电路图为图中的 B .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:电阻额定电流约为:300mA,电流表应选A;
额定电压为3V,电压表应选C;电阻丝的电阻值仅约10Ω,与100Ω的滑动变阻器的电阻值相差较大,所以滑动变阻器阻值越小调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选E;
根据选择的器材计算30010,即电压表的内阻远大于待测电阻,故电压表的分流可以忽略,电路采用电流表外接法;
由于实验要提高精度,也需要测量多组数据,则滑动变阻器要用分压接法
综合以上两点,只有电路图B符合要求;
故答案为:A;C;E;B.
(多选)8.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是( )
A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零
D.要求Rx上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
【答案】BD
【解答】解:A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法,是一上两下共有三个接线柱连入电路,故A错误;
B.在闭合开关测量前,为确保电路安全,甲图中滑动变阻器应该全部接入电路,滑片P应置于b端,乙图中Rx两端的电压应该从零开始变化,滑片P也应置于b端,故B正确;
C.图乙属于分压式接法,待测电阻上的电压可以调到零;图甲属于限流式接法,滑片滑到b时,待测电阻两端的电压最小,但无法调节到零,故C错误;
D.乙图中电压和电流都可以从零开始,而甲图中电压和电流都无法调节到零,故图乙的电压和电流调节范围较大,故D正确。
故选:BD。
9.某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 A .电压表 C .滑动变阻器 E .
(2)应采用的电路图为下列图中的 B或C .
【答案】A;C;E;B或C
【解答】解:(1)根据欧姆定律,流过电阻的最大电流I0.3A故电流表选A;
电阻额定电压为3V则电压表选C即可;
为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻器,为了方便调节,滑动变阻器选小阻值的E.
(2)即被测电阻为小电阻,选取电流表外接,题目要求为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式或限流式.故电路图选B或C.
故答案为:(1)A,C,E;(2)如图;(3)B或C.
10.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω,为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 A .电压表 C .滑动变阻器 E .
(2)应采用的电路图为图中的 B .
【答案】A;C;E;B
【解答】解:(1)根据欧姆定律,流过电阻的最大电流约为I0.3A故电流表选A;
电阻额定电压为3V则电压表选C即可;为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式接法,为了方便调节,滑动变阻器选小阻值的E.
(2)由实验器材可知:即被测电阻为小电阻,选取电流表外接,题目要求为了尽可能提高测量准确度,选择滑动变阻分压式.故电路图选B.
故答案为:(1)A;C;E;(2)B.
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
1.实验器材选择的技巧
(1)电压表、电流表:不超过量程,且要超过满偏刻度的。有时也可以从测量数据来确定选择的电表。
(2)滑动变阻器:分压式接法选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器,限流式接法选最大阻值为待测电阻2~3倍的滑动变阻器。电流表半偏法测电阻,滑动变阻器选阻值大的。
(3)定值电阻:若用于电表改装,阻值与改装后的量程匹配,若用于保护电路,应使电流表、电压表读数在满偏刻度的以上且不超过电流表、电压表量程。
2.实物图连接的注意事项
(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。
(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。
(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(4)滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)。
【例题精讲】
1.从如表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
电键(S)
导线若干
(1)电流表应选用 A1 ,电压表应选用 V1 。
(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(3)在实验中,有的同学连成如图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在图中表格相应的位置中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
ce
不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源
撤消ce连线。
【答案】(1)A1;V1;(2)见解析;(3)ce;不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源;撤消ce连线。
【解答】解:(1)根据闭合电路的欧姆定律,通过电阻的电流最大约为
为了减小误差,电流表选择量程为300μA的电流表A1;
由于电源的电动势为3V,为了减小误差,电压表选择3V量程的V1。
(2)由于滑动变阻器的阻值较小,为了保证电路安全且能测多组数据,因此滑动变阻器采用分压式接法;
由于,因此电流表采用内接法
综上分析,实物连接图如图所示:
(3)接线错误的两个接线柱是ce,因为它接起来后,电压表与电源直接连接,变阻器的滑片如何滑动都不会影响电压表示数的变化了,当滑动滑片移动到最下端时,电源也可能短路,故是不可以的,应该将其去掉才行。
故答案为:(1)A1;V1;(2)见解析;(3)ce;不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源;撤消ce连线。
2.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为5Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验误差最小,电流表应选用 C ;电压表应选用 D ;滑动变阻器应选用 G 。(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图并在实物图中完善连线。
【答案】(1)C;D;G;(2)如上图所示。
【解答】解:(1)根据P=UI解得
为了读数更准确电流表应选C;
小灯泡的额定电压是3V,因此电压表选D;
小灯泡的电压需要从零开始测量,滑动变阻器选用分压连接,滑动变阻器选G;
(2)小灯泡电阻小,选择电流表外接,滑动变阻器分压接法,电路图如图
依照电路图,连接实物图如图
故答案为:(1)C;D;G;(2)如上图所示。
3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为50Ω,除了开关、导线外,提供的器材还有:
A.电池组(电动势3.0V,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程0~100mA,内阻约为0.05Ω)
C.电流表(0~3A,内阻约为0.01Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
F.滑动变阻器R2(0~500Ω,允许最大电流0.3A)
(1)某同学用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示,该金属丝的直径为 1.705 mm。
(2)为了获得多组数据,尽量精确测量待测金属丝的电阻值,电流表应选 B ,滑动变阻器应选 E (填序号)。根据所选择的仪器,设计实验电路并在答题卡的虚线框中画出实验电路图。
(3)若测得金属丝的直径用d表示,金属丝的长度用L表示,电阻用R表示,则该金属丝的电阻率ρ= 。
【答案】(1)1.705;(2)B;E;见解析;(3)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,金属丝的直径为d=1.5mm+20.5×0.01mm=1.705mm
(2)电路中的最大电流为
为使电流表指针偏转角度超过,所以电流表应选量程为0~100mA。
故选:B。
为使测量尽量精确,滑动变阻器采用分压式,所以滑动变阻器选阻值较小的R1。
故选:E。
由于
因此电流表采用内接法,电路如图所示:
(3)根据电阻定律
解得电阻率。
故答案为:(1)1.705;(2)B;E;见解析;(3)。
4.实验室提供的器材列在表中,请从其中选择合适的实验器材来测量电阻Rx的阻值。要求:能得到多组数据并有尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15k
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
开关(S),导线若干
(1)电流表应选用 A1 ,电压表应选用 V1 。
(2)在图甲中完成实物连线,保证开关闭合时电表的示数最小。
(3)图乙为某同学的实验电路,其中、b、c、…、k是表示实验器材接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤除或增添)填在表中。
接线错误
引起的后果
改正方法
cd
R失去调节作用,可能使电源短路
撤除
(4)某同学完成上述实验后,想进一步测量表中电源的电动势和内电阻。选用表中的实验器材, 能 (填“能”或“不能”)测量该电源的电动势和内电阻。
【答案】(1)A1;V1;(2)见解析;(3)cd;R失去调节作用,可能使电源短路;撤除;(4)能
【解答】解:(1)由于电动势E=3V,内阻很小,则电压表应该选V1,待测电阻Rx阻值约10kΩ,则最大电流约为:
所以电流表应选用A1;
(2)滑动变阻器采用分压器接法,电流表的内电阻远小于Rx,所以采用内接法,如图所示:
(3)ce接线错误,这样接等于滑动变阻器并联接入电路,当滑片位于d端时,会引起全电路短路,有可能烧坏电源,所以应将ce去掉;
(4)实验仪器有电流表、电压表、滑动变阻器,可以用伏安法测电源电动势、内阻.
故答案为:(1)A1;V1;(2)见解析;(3)cd;R失去调节作用,可能使电源短路;撤除;(4)能
5.从表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
电键(S)
导线若干
(1)电流表应选用 A1 ,电压表应选用 V1 。
(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(3)在实验中,有的同学连成图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在表格相应的位置中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
ce
会引起全电路短路,可能烧坏电源
撤消ce
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由于电动势E=3V,内阻很小,则电压表应该选V1,
待测电阻Rx阻值约10kΩ,则最大电流约为IA=300μA,所以电流表应选用A1;
(2)滑动变阻器采用分压器接法,电流表的内电阻远小于Rx,所以采用内接法,如图所示:
(3)ce接线错误,这样接等于滑动变阻器并联接入电路,当滑片位于d端时,会引起全电路短路,有可能烧坏电源,所以应将ce去掉。
故答案为:(1)A1、V1;(2)如图所示;(3)ce;引起全电路短路,有可能烧坏电源;撤消ce。
6.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
H.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用 C ;滑动变阻器应选用 F 。(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图。
(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,描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断图乙中正确的是 BD (图中P为小灯泡的功率)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)因灯泡的额定电压为3.0V,由P=UI得,灯泡的额定电流I0.5A,故电流表应选择0~0.6A的量程,故选C;
而由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选F;
(2)在用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线的实验中,电压要从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法;因电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示。
(3)由b图知电阻随小灯泡两端电压的增大而增大,P,P﹣U2图像的斜率表示电阻的倒数,故斜率应该越来越小,故B正确;
P=I2R,P﹣I2图像的斜率表示电阻,故斜率应该越来越大,故D正确;
故选:BD;
故答案为:(1)C;F;(2)如图所示;(3)BD
7.现要研究小灯泡在不同电压下的功率情况,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V 0.6W”
B.电流表(量程200mA,内阻约为20Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程6.0V,内阻约为20kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻约为0.2Ω)
I.电键及导线等
(1)为了使实验测量误差小,电压变化范围尽量大,电流表应选用 B ;电压表应选用 D ;滑动变阻器应选用 G .(填写器材前面的字母)
(2)如图所示实验电路图中开关S应 断开 (填写“闭合”或“断开”),电压表V的一端C应接电流表A的 a 端(填写“a”或“b”).
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)灯泡额定电流I0.2A,电流表选B(量程200mA,内阻约为20Ω);
灯泡额定电压是3V,电压表选D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ);灯泡正常发光时电路电流为0.2A,
为保证电路安全,滑动变阻器应选G:滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A);
(2)实验开始时,开关S应断开,小灯泡两端电压从零开始连续变化,滑动变阻器应采用分压接法;
灯泡正常发光时的电阻R15Ω,0.75,666.67,
,电流表应采用外接法,因此电压表V的一端C应接在a端;
故答案为:(1)B;D;G;(2)断开;a
8.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成得更好,电流表应选用 C ;电压表应选用 D ;滑动变阻器应选用 G .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1虚线框内画出实验电路图.
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图2所示.则电压值为 1.80 V,电流值为 0.33 A,小灯泡的实际功率为 0.59 W.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)从测量精确度考虑,小灯泡的额定电压为3V,所以电压表选取量程为3V的,小灯泡的额定电流IA,所以电流表选取量程为0.6A的,最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大,所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选C、D、G.
(2)由于电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻R6Ω,远小于电压表内阻,与电流表内阻相当,属于小电阻,“小外偏小”,采取电流表的外接法.电流图如下.
(3)电压表量程为3V,所以1格等于0.1V,所以电压表读数为1.80V.电流表量程为0.6A,所以1格等于0.02A,所以电流表读数为0.33A.P=UI=1.80×0.33W=0.59W.
故答案为:(1)C,D,G;
(2)如图所示;
(3)1.80,0.33,0.59.
9.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡(3.0V、1.5W)
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成得更好,电流表应选用 C ;电压表应选用 D ;滑动变阻器应选用 G .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1方框内画出满足实验要求的电路图,并把由图2中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图
(3)正确连线后,实验开始前,应将滑动变阻器的滑片置于 左 端(填“右或左”).
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)从测量精确度考虑,小灯泡的额定电压为3V,所以电压表选取量程为3V的,小灯泡的额定电流I0.5A,所以电流表选取量程为0.6A的,最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大,所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选C、D、G.
(2)由于电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻R6Ω,远小于电压表内阻,与电流表内阻相当,属于小电阻,“小外偏小”,采取电流表的外接法.电流图如下.
(3)为了让开始时测量电路中电压为零,故滑片开始时应滑到最左侧;
故答案为:(1)C; D; G (2)如图 (3)左;
10.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成得更好,电流表应选用 C ;电压表应选用 D ;滑动变阻器应选用 G .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1虚线框内画出实验电路图.
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图2所示.则电压值为 1.80 V,电流值为 0.33 A,小灯泡的实际功率为 0.59 W.
(4)把图3中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)从测量精确度考虑,小灯泡的额定电压为3V,所以电压表选取量程为3V的,小灯泡的额定电流I0.5A,所以电流表选取量程为0.6A的,最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大,所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选C、D、G.
(2)由于电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻R6Ω,远小于电压表内阻,与电流表内阻相当,属于小电阻,“小外偏小”,采取电流表的外接法.电流图如下.
(3)电压表量程为3V,所以1格等于0.1V,所以电压表读数为1.80V.电流表量程为0.6A,所以1格等于0.02A,所以电流表读数为0.33A.P=UI=1.80×0.33W=0.59W.
(4)对照电路图连接实物图,注意电流从电流表电压表正接线柱流入,如图:
故答案为:(1)C;D;G (2)如图 (3)1.80;0.33;0.59.
(4)如图
课时精练
1.某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω)。为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 A 、电压表 C 、滑动变阻器 E 。
(2)应采用的电路图为如图中的 B 。
【答案】(1)A;C;E;(2)B。
【解答】解:(1)因电阻额定电压为3V,故电压表选择V1;
根据欧姆定律,流过电阻的最大电流,故电流表选A;
为了保证电路安全和方便调节,滑动变阻器应选R1;
(2)因为,
因此满足
所以为了减小误差,应选择电流表外接法;滑动变阻器选择分压电路,故选B。
故答案为:(1)A;C;E;(2)B。
2.某待测电阻的额定电压为3V(阻值大约为100Ω),为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B:电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C:电压表V1(量程3.0V,内阻约3KΩ)
D:电压表V2(量程5.0V,内阻约5KΩ)
E:滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)
F:滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G:电源E(电动势5V,内阻可忽略)
H:电键、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为 (只需填写器材前面的字母即可)电流表 A ;电压表 C ;滑动变阻器 F .
(2)下列给出的测量电路中,最合理的电路是 C .
(3)选择合理电路后,电阻的测量值 大于 真实值(填“大于”、“等于”、“小于”).
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据欧姆定律电路中最大电流为Im=0.3A,故电流表应选A,电压表额定电压为3V,故电压表应选C,
电阻约为100Ω,若采用1000Ω滑动变阻器则很难调节,故而变阻器应选F.
②由上面分析知,变阻器F约为待测电阻的5倍,故可以采用限流接法; 因100; 30,故,故应采用电流表内接法; 故选C;
(3)因采用电流表内接法,因电流表内阻的影响,使电压表示数偏大,由欧姆定律可知,电阻的测量值偏大;
故答案为:(1)A;C;F; (2)C; (3)大于
3.某实验小组在甲、乙两图中选择一个来测量干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
A.1节干电池
B.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.电压表V1(量程为0~3V,内阻未知)
E.电压表V2(量程为0~15V,内阻未知)
F.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)
H.开关及导线若干
(1)为减小电表带来的误差及方便调节,电流表选择 B (填“B”或“C”),电压表选择 D (填“D”或“E”),滑动变阻器选择 F (填“F”或“G”),实验电路图选择 乙 (填“甲”或“乙”);
(2)该实验小组选择了合理的实验电路进行实验,测得电流表和电压表的多组数据,作出的U﹣I关系图像如图丙所示,则干电池的电动势E= 1.50 V,内阻r= 0.50 Ω。
【答案】(1)B,D,F,乙;(2)1.50,0.50。
【解答】解:(1)一节干电池的电动势约为1.50V,电压表应选择量程为0~3V的D,为减小实验误差,电流表应选择内阻已知的B,滑动变阻器总阻值应选择与电源内阻接近的F。电流表内阻已知,实验电路图应选择乙。
(2)根据闭合电路欧姆定律有U=E﹣I(RA+r),结合图像有E=1.50V,,解得r=0.50Ω。
故答案为:(1)B,D,F,乙;(2)1.50,0.50。
4.有一额定电压为2.5V、额定功率为0.5W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用
电压表V(量程0~300mV,内阻等于1kΩ)
电流表A1(量程0~0.6A,内阻约5Ω)
电流表A2(量程0~250mA,内阻约为6Ω)
电阻箱R(0~9999.9Ω)
滑动变阻器R1(最大电阻15Ω,允许最大电流2.5A)
滑动变阻器R2(最大电阻2000Ω,允许最大电流2A)
两节干电池(电动势约为3.0V,内阻可忽略不计)
开关、导线若干
(1)为了描绘出更完整的伏安特性曲线,需将电压表改成3V量程,则要 串联 (填“串联”或“并联”)电阻箱,并将电阻调为 9000.0 Ω。
(2)为提高实验的精确程度,电压表应选用改装后的电压表;电流表应选用 A2 ;滑动变阻器应选用 R1 (以上均填器材代号)。
(3)请在图甲虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图(标上器材的符号)。
(4)通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,某同学将一电源(电动势E=2V,内阻r=5Ω)与此小灯泡直接连接时,小灯泡的电阻是 11 Ω。(保留两位有效数字)
【答案】(1)串联;9000.0;(2)A2;R1;(3)
(4)11。
【解答】解:(1)电压表V的满偏电压为300mV,内阻等于1kΩ,将其改成3V的量程,即量程扩大为原来的10倍,需要串联电阻箱分压,电阻箱分压为原满偏电压的9倍,根据串联分压原理,可知电阻箱的阻值为电压表内阻的9倍,故将电阻箱的电阻调为9000.0Ω。
(2)灯泡额定电流为:I0.2A=200mA,电流表A2的量程为250mA更合适,电流表A1的量程为0.6A过大,测量精度不足,故电流表应选用A2;
描绘伏安特性曲线时电压要从零开始调节,则需采用分压接法,滑动变阻器R1的最大阻值为 15Ω与灯泡电阻(正常发光时约12.5Ω)相近,便于调节;滑动变阻器R2的最大阻值为2000Ω过大,调节不精细,故滑动变阻器应选用R1。
(3)小灯泡内阻较小,电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,作出电路图如下图所示:
(4)电源的电动势E=2V,内阻r=5Ω,设小灯泡的电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定律得:
U=E﹣Ir,即:U=2﹣5I(V)
在小灯泡的伏安特性曲线中画出此式的图像如下图所示:
两图线的交点(1.4V,0.13A)为小灯泡的工作点,可得小灯泡的电阻为:
RL11Ω。
故答案为:(1)串联;9000.0;(2)A2;R1;(3)
(4)11。
5.某同学要测量一段金属丝的电阻率,可供选择的实验器材有:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻r1约为2Ω)
B.电流表A2(量程为0~3mA,内阻r2=100Ω)
C.定值电阻R1=900Ω
D.定值电阻R2=9900Ω
E.滑动变阻器R3(0~20Ω,允许通过的最大电流为3A);
F.滑动变阻器R4(0~100Ω,允许通过的最大电流为3A);
G.电池E(电动势为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线。
(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径,某次测量时如图甲所示,读出该金属丝的直径d= 0.150mm##0.149mm##0.151mm mm。
(2)该同学设计了如图乙所示的测量电路,滑动变阻器应选择 R3 (填“R3”或“R4”);定值电阻R应选择 R1 (填“R1”或“R2”);A处电流表应该选 A2 (填“A1”或“A2”)。
(3)某次测量时,电流表A示数为2.40mA,电流表B示数为0.50A,则待测金属丝的电阻值为 4.8 Ω。(计算结果保留2位有效数字)
(4)调节滑动变阻器,测得多组电流表A的示数IA和电流表B的示数IB,并作出IB﹣IA图像如图丙所示,图像的斜率为k。测得金属丝的长度为L,定值电阻R和电流表A的总阻值用R0表示,可知该金属丝的电阻率ρ= (用R0、d、k、L的字母表示)。
【答案】(1)0.150mm;(2)R3,R1,A2;(3)4.8;(4)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,可知金属丝的直径d=15.0×0.01mm=0.150mm
(2)滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器选用最大阻值较小的R3
因题中没有提供电压表,故需要将电流表A2与定值电阻R1=900Ω串联,改成一个电压表,其量程为U=I2max(r2+R1)=3V
(3)电流表A示数为2.40mA,则对应的改装电压表的电压为U'=I2(r2+R1)=2.4V
电流表B示数为0.50A,则待测金属丝的电阻值为
(4)由欧姆定律可知
解得
图像的斜率
解得
故答案为:(1)0.150mm;(2)R3;,R1;,A2;(3)4.8;(4)。
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专题44 电学实验基础
题型一 常用仪器的读数 1
题型二 测量电路与控制电路的选择 7
题型三 实验器材的选取与实物图的连接 13
课时精练 20
题型一 常用仪器的读数
1. 螺旋测微器
(1)构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
(2)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,则可动刻度示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
2.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图所示)
(2)用途:测量厚度、长度、宽度、内径、外径等。
(3)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的差值制成。
刻度格数
(分度)
刻度
总长度
每小格与
1 mm的差值
精确度
(可精确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度) mm。
3.常用电表的读数
先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数。
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,这时要求“格估读”,即读到0.1 V。
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。
注意:(1)最小分度是“1、0.1、0.01、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位)。
(2)最小分度是“2、0.2、0.02、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。
(3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。
【例题精讲】
1.如图为某同学正确使用游标卡尺测量窄口瓶深度的测量结果,则深度为( )
A.40mm+0.05mm×8=40.40mm
B.40mm+0.05mm×8.0=40.400mm
C.42mm+0.05mm×8=42.40mm
D.42mm+0.05mm×8.0=42.400mm
2.游标卡尺是常用的测量工具,若所用卡尺为20分度尺,则下面读数正确的是( )
A.读数为:19.50mm
B.读数为:5.15mm
C.读数为:2.3mm
D.读数为:23.25mm
3.在测量金属丝电阻率的实验中,小张同学利用游标卡尺测量其直径的过程如图所示,甲图为校零时的示数,乙图为测量时的示数,则金属丝的直径为( )
A.4.8mm B.5.5mm C.5.8mm D.6.2mm
4.某同学用螺旋测微器测量一直径如图所示,由图可知该直径为( )
A.4.700mm B.4.70mm C.4.200mm D.4.20mm
5.如图所示,在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学使用螺旋测微器测量金属丝的直径,该读数为( )
A.0.480mm B.0.580mm C.0.980mm D.1.020mm
6.游标卡尺和螺旋测微器都是物理实验中常用的测量工具,如图是用游标卡尺和螺旋测微器测量某样品的长度和直径时的读数情况,下列说法正确的是( )
A.游标卡尺所测样品的长度为5.10cm
B.游标卡尺所测样品的长度为5.010cm
C.螺旋测微器所测样品的直径为4.70mm
D.螺旋测微器所测样品的直径为9.200mm
7.如图甲,螺旋测微器由于使用磨损暂时无法调零(测量前使测微螺杆与测砧接触,可动刻度左边缘无法与零刻度线对正)。某同学测量金属丝直径的情况如图乙所示,则该金属丝的直径应该为( )
A.0.22mm B.0.24mm C.0.26mm D.0.260mm
8.某次“导体电阻率的测量”实验中,电压表(0~3V量程)的指针位置如图所示,则读数为_____V( )
A.2.40 B.2.400 C.12.0 D.12
9.下列读数正确的是( )
A.如果选择直流电压50V的挡位,左图测得的电压值为23.0V
B.如果选择直流电流1mA的挡位,左图测得的电流值为0.48mA
C.如果选择欧姆挡×10的倍率,左图测得的电阻值为17Ω
D.游标卡尺的读数为5.01cm
10.以下测量仪器读数可能正确的是( )
A.1.50cm
B.3.2N
C.3.14mm
D.2.6v
11.下列读数正确的是( )
A.如果选择直流电压50V的挡位,图1测得的电压值为22.0V
B.如果选择直流电流1mA的挡位,图1测得的电流值为0.44A
C.如果选择欧姆挡×10的倍率,图1测得的电阻值为19Ω
D.游标卡尺的读数为5.01cm
12.欧姆表的内部结构如图甲所示,先将a、b两表笔短接,表头满偏,再将阻值为R0的电阻接在a、b之间,发现指针正好指向灵敏电流计表盘的正中央;某个欧姆表的表盘,用来测量某个电阻时,指针的刻度如图乙所示,设指针向右的偏角为θ,下列说法正确的是( )
A.乙图的读数为13Ω
B.甲图欧姆表的内阻为2R0
C.a是红表笔、b是黑表笔
D.对乙图,重新欧姆调零来测阻值更大的电阻时,指针向右的偏角一定小于θ
13.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,用多用电表的电阻“×100”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为( )
A.2500Ω B.500Ω C.570Ω D.2200Ω
14.用20分度的游标卡尺测量某小球的直径d,示数如图所示,则该小球的直径d= mm。
15.如图所示,用螺旋测微器测金属棒直径,其读数为 mm
16.用游标卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度L= mm;
用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D= mm。
17.①用游标卡尺测某容器的深度h,示数如图1所示,则该容器的深度h= mm。
②实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径,示数如图2所示。则该金属丝的直径为 mm。
18.游标卡尺和螺旋测微器是生产实践中常用的测量工具,图甲中游标卡尺的读数为 cm;图乙中螺旋测微器的读数为 mm。
题型二 测量电路与控制电路的选择
1.电流表的内、外接法
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==<Rx
测量值小于真实值
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
两种接法
选择标准
当RA≪Rx或Rx>时,选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx<时,选用电流表外接法
2.滑动变阻器两种连接方式
(1)两种连接方式对比
限流式接法
分压式接法
对比说明
电路图
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围(不计电源内阻)
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
闭合S前滑片位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
(2)滑动变阻器两种接法的选择
滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式接法结构简单、耗能少,优先使用限流式接法。
滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:
①要求电压表能从零开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大;
②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
3.实验误差分析
(1)系统误差
①伏安法测电阻系统误差来源:电压表的分流或电流表的分压。
②减小系统误差
根据题目中给出的电阻大约值,选用合适的实验器材,采用误差小的实验方案(如电流表的内、外接法)。
③消除系统误差
题目给定的条件充分(电表内阻已知),合理设计电路可消除系统误差。
(2)偶然误差
①电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。
②描点、计算等对数据处理造成的误差。
③通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。
【例题精讲】
1.如图所示,用电流表(内阻约4Ω)和电压表(内阻约3kΩ)测量电阻R的阻值。某次按照如图所示电路的测量情况:电流表的示数是5mA,电压表的示数是2.5V。下列说法正确的是( )
A.测量值500Ω等于电阻R的真实值
B.测量值500Ω略小于真实值
C.测量值500Ω略大于真实值
D.如果采用电流表外接法测量,结果更加精确
2.如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9V,电流表示数为0.30A;当开关S接b点时,电压表示数为10V,电流表示数为0.25A,则( )
A.电压表示数相对变化显著
B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确
C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值
D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值
3.某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为0.6Ω,测量时把电压表示数和电流表示数的比值作为Rx的测量值,那么有关待测电阻Rx的说法正确的是( )
A.Rx的测量值比真实值小
B.Rx的真实值为79.4Ω
C.Rx的真实值为80Ω
D.由于电流表的分压,无法得到Rx的真实值
4.用伏安法测电阻时,电路接法有两种,如图所示,则( )
A.乙图的测量值更接近真实值
B.为了减小误差,测量小电阻时宜采用甲图
C.采用甲图,测量的电阻值比真实值小
D.采用乙图,真实的电阻值比测量值大
5.如图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B.图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C.图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
6.某小组探究在“限流电路”和“分压电路”中滑动变阻器最大阻值对电压调节的影响,设计如下实验。
(1)在探究“限流电路”时,用电阻箱替代滑动变阻器,设计了图(a)的电路图。已知Rx1=10Ω,调节R1,记录电阻箱阻值R1和电压表读数U,绘制U﹣R1图像如图(b)。
分析图(b)可知,采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值选择 B 最合理。
A.5Ω
B.50Ω
C.100Ω
(2)在探究“分压电路”时,在图(c)的基础上,用两个电阻箱R1、R2替代滑动变阻器R,设计电路如图(d),R1+R2=Rm(Rm为滑动变阻器的最大阻值),最大阻值Rm分别取1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω。
已知Rx2=100Ω取Rm=1Ω,调节R1和R2,记录电阻箱阻值R1和R2及电压表读数U,绘制图像,如图(e)中图线①。改变Rm值,重复上述过程,共得到四条图线。
分析图(e)可知,若使电压U调节范围尽量大些,则最应排除 ;若使电压U随滑动变阻器滑片移动趋于均匀变化,则最应排除 。(选填“①”、“②”、“③”或“④”)
(3)某同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm越小越好。该观点 (选填“正确”或“不正确”),请简要说明理由: 。
7.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω.为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1量程300mA,内阻约1Ω.)
B.电流表A2量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2量程15.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):
电流表 ,电压表 、滑动变阻器 .应采用的电路图为图中的 .
(多选)8.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是( )
A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零
D.要求Rx上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
9.某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 .电压表 .滑动变阻器 .
(2)应采用的电路图为下列图中的 .
10.某电阻额定电压为3V,阻值大约为10Ω,为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 .电压表 .滑动变阻器 .
(2)应采用的电路图为图中的 .
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
1.实验器材选择的技巧
(1)电压表、电流表:不超过量程,且要超过满偏刻度的。有时也可以从测量数据来确定选择的电表。
(2)滑动变阻器:分压式接法选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器,限流式接法选最大阻值为待测电阻2~3倍的滑动变阻器。电流表半偏法测电阻,滑动变阻器选阻值大的。
(3)定值电阻:若用于电表改装,阻值与改装后的量程匹配,若用于保护电路,应使电流表、电压表读数在满偏刻度的以上且不超过电流表、电压表量程。
2.实物图连接的注意事项
(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。
(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。
(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(4)滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)。
【例题精讲】
1.从如表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
电键(S)
导线若干
(1)电流表应选用 ,电压表应选用 。
(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(3)在实验中,有的同学连成如图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在图中表格相应的位置中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
ce
不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源
撤消ce连线。
2.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为5Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验误差最小,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图并在实物图中完善连线。
3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为50Ω,除了开关、导线外,提供的器材还有:
A.电池组(电动势3.0V,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程0~100mA,内阻约为0.05Ω)
C.电流表(0~3A,内阻约为0.01Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
F.滑动变阻器R2(0~500Ω,允许最大电流0.3A)
(1)某同学用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示,该金属丝的直径为 mm。
(2)为了获得多组数据,尽量精确测量待测金属丝的电阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填序号)。根据所选择的仪器,设计实验电路并在答题卡的虚线框中画出实验电路图。
(3)若测得金属丝的直径用d表示,金属丝的长度用L表示,电阻用R表示,则该金属丝的电阻率ρ= 。
4.实验室提供的器材列在表中,请从其中选择合适的实验器材来测量电阻Rx的阻值。要求:能得到多组数据并有尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15k
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
开关(S),导线若干
(1)电流表应选用 ,电压表应选用 。
(2)在图甲中完成实物连线,保证开关闭合时电表的示数最小。
(3)图乙为某同学的实验电路,其中、b、c、…、k是表示实验器材接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤除或增添)填在表中。
接线错误
引起的后果
改正方法
cd
R失去调节作用,可能使电源短路
撤除
(4)某同学完成上述实验后,想进一步测量表中电源的电动势和内电阻。选用表中的实验器材, (填“能”或“不能”)测量该电源的电动势和内电阻。
5.从表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,又尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电阻(Rx)
阻值约10kΩ
电流表(A1)
0~300μA,内阻约100Ω
电流表(A2)
0~0.6A,内阻约0.125Ω
电压表(V1)
0~3V,内阻约3kΩ
电压表(V2)
0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器(R)
总阻值约50Ω
电源(E)
电动势3V,内阻很小
电键(S)
导线若干
(1)电流表应选用 ,电压表应选用 。
(2)完成图1中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(3)在实验中,有的同学连成图2所示的电路,其中a,b,c,…,k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在表格相应的位置中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
ce
会引起全电路短路,可能烧坏电源
撤消ce
6.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
H.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图。
(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,描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断图乙中正确的是 BD (图中P为小灯泡的功率)
7.现要研究小灯泡在不同电压下的功率情况,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V 0.6W”
B.电流表(量程200mA,内阻约为20Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程6.0V,内阻约为20kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻约为0.2Ω)
I.电键及导线等
(1)为了使实验测量误差小,电压变化范围尽量大,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(填写器材前面的字母)
(2)如图所示实验电路图中开关S应 (填写“闭合”或“断开”),电压表V的一端C应接电流表A的 端(填写“a”或“b”).
8.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1虚线框内画出实验电路图.
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图2所示.则电压值为 V,电流值为 A,小灯泡的实际功率为 W.
9.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡(3.0V、1.5W)
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1方框内画出满足实验要求的电路图,并把由图2中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图
(3)正确连线后,实验开始前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(填“右或左”).
10.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B.电流表(量程3A,内阻约为1Ω)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.电压表(量程3.0V,内阻约为10kΩ)
E.电压表(量程15.0V,内阻约为50kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
H.电源(电动势为4.0V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在图1虚线框内画出实验电路图.
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图2所示.则电压值为 V,电流值为 A,小灯泡的实际功率为 W.
(4)把图3中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.
课时精练
1.某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω)。为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程5.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可):电流表 、电压表 、滑动变阻器 。
(2)应采用的电路图为如图中的 。
2.某待测电阻的额定电压为3V(阻值大约为100Ω),为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B:电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C:电压表V1(量程3.0V,内阻约3KΩ)
D:电压表V2(量程5.0V,内阻约5KΩ)
E:滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)
F:滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G:电源E(电动势5V,内阻可忽略)
H:电键、导线若干
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为 (只需填写器材前面的字母即可)电流表 ;电压表 ;滑动变阻器 .
(2)下列给出的测量电路中,最合理的电路是 .
(3)选择合理电路后,电阻的测量值 真实值(填“大于”、“等于”、“小于”).
3.某实验小组在甲、乙两图中选择一个来测量干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
A.1节干电池
B.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.电压表V1(量程为0~3V,内阻未知)
E.电压表V2(量程为0~15V,内阻未知)
F.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)
H.开关及导线若干
(1)为减小电表带来的误差及方便调节,电流表选择 (填“B”或“C”),电压表选择 (填“D”或“E”),滑动变阻器选择 (填“F”或“G”),实验电路图选择 (填“甲”或“乙”);
(2)该实验小组选择了合理的实验电路进行实验,测得电流表和电压表的多组数据,作出的U﹣I关系图像如图丙所示,则干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
4.有一额定电压为2.5V、额定功率为0.5W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用
电压表V(量程0~300mV,内阻等于1kΩ)
电流表A1(量程0~0.6A,内阻约5Ω)
电流表A2(量程0~250mA,内阻约为6Ω)
电阻箱R(0~9999.9Ω)
滑动变阻器R1(最大电阻15Ω,允许最大电流2.5A)
滑动变阻器R2(最大电阻2000Ω,允许最大电流2A)
两节干电池(电动势约为3.0V,内阻可忽略不计)
开关、导线若干
(1)为了描绘出更完整的伏安特性曲线,需将电压表改成3V量程,则要 (填“串联”或“并联”)电阻箱,并将电阻调为 Ω。
(2)为提高实验的精确程度,电压表应选用改装后的电压表;电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
(3)请在图甲虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图(标上器材的符号)。
(4)通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,某同学将一电源(电动势E=2V,内阻r=5Ω)与此小灯泡直接连接时,小灯泡的电阻是 Ω。(保留两位有效数字)
5.某同学要测量一段金属丝的电阻率,可供选择的实验器材有:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻r1约为2Ω)
B.电流表A2(量程为0~3mA,内阻r2=100Ω)
C.定值电阻R1=900Ω
D.定值电阻R2=9900Ω
E.滑动变阻器R3(0~20Ω,允许通过的最大电流为3A);
F.滑动变阻器R4(0~100Ω,允许通过的最大电流为3A);
G.电池E(电动势为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线。
(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径,某次测量时如图甲所示,读出该金属丝的直径d= mm。
(2)该同学设计了如图乙所示的测量电路,滑动变阻器应选择 (填“R3”或“R4”);定值电阻R应选择 (填“R1”或“R2”);A处电流表应该选 (填“A1”或“A2”)。
(3)某次测量时,电流表A示数为2.40mA,电流表B示数为0.50A,则待测金属丝的电阻值为 Ω。(计算结果保留2位有效数字)
(4)调节滑动变阻器,测得多组电流表A的示数IA和电流表B的示数IB,并作出IB﹣IA图像如图丙所示,图像的斜率为k。测得金属丝的长度为L,定值电阻R和电流表A的总阻值用R0表示,可知该金属丝的电阻率ρ= (用R0、d、k、L的字母表示)。
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