1、1实验题题型专练(二) 电学实验1请读出以下测量仪器的示数，其中游标卡尺读数为_cm，螺旋测微器读数为_mm，多用电表挡位为直流电压挡 50 V 时读数为 _V，若用欧姆表100 挡时的读数为_。解析 根据游标卡尺读数规则，游标卡尺主尺读数为 1.1 cm，游标尺第 8 个刻度线与主尺刻度线对齐，20 分度游标尺精度为 0. 05 mm，游标尺读数为 80.05 mm 0.40 mm，测量值为 1.1 cm0.40 mm1.140 cm。根据螺旋测微器读数规则，读数为 4.5 mm0. 215 mm4. 715 mm。多用电表挡位为直流电压挡时，按照中间的刻度盘刻度读数，为30.0 V；若用欧
2、姆表100 挡时读数为 10100 1 000 。答案 1.140 4.715 30 1 0002某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻 R0的阻值及电源的电动势和内阻。(1)根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整。2(2)实验时用 U1、 U2、 I 分别表示电表 V1、V 2 、A 的读数，定值电阻 R0的计算表达式是： R0_(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得 R0的值_(填“大于” 、 “等于” “小于”)实际值。(3)将滑动变阻器的滑片 P 移动到不同位置时，记录了 U1、 U2、 I 的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出 U1I、
3、U2I 图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是_图线(填“ U1I”或“ U2I”)。若用该图线来求电源电动势 E 和内阻 r，且电表 V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是_。解析 (2)定值电阻 R0两端电压为 U U1 U2，由欧姆定律可得定值电阻 R0计算表达式为： R0 。由于电压表的分流，定值电阻中的实际电流大于电流表读数，所以测量U1 U2I值大于真实值。(3) U1 I 图线为电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻；U2 I 图线为把定值电阻视为电源内阻一部分的等效电源的伏安特性曲线，其斜率绝对值表示电源内阻与定值电阻之和；所以所作图线斜率绝对值较小的是 U1 I 图线
4、。若用该图线来求电源的电动势和内阻，则引起实验系统误差的主要原因是电压表 V1分流。答案 (1)如图 (2) 大于 (3) U1 I 电压表 V1分流U1 U2I33某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1的内阻 r11.0 k，电阻 R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R03.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现 aa、 bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量a、 b间电压，读数不为零，再测量 a、 a间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开：若读数为零，
5、则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2的多组 I1、 I2数据，作出图象如右图。由 I1 I2图象得到电池的电动势E_ V，内阻 r_。解析 用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在 ab间后有示数，说明电路被接通，即 ab间有断路故障，再测量aa间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到 aa间，则一定是 aa导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在 bb间。4根据闭合电路的欧姆定律： E I1(R1 r1)( I1 I2)(R0 r)， I1
6、I2，上式可简化为 E I1(R1 r1) I2(R0 r)，读出两点坐标：(60,0.12)和(260,0.05)，代入方程解得：电动势 E1.41 V，内阻 r0.5 。答案 aa bb 1.41(1.361.44 均可) 0.5(0.40.6 均可)4实验室中有一块量程较小的电流表 G，其内阻约为 100 ，满偏电流为 100 A，将它改装成量程为 1 mA、5 mA 的双量程电流表，现有器材如下：A滑动变阻器 R1，最大阻值 50 ；B滑动变阻器 R2，最大阻值 50 k；C电阻箱 R，最大阻值 9 999 ；D电池 E1，电动势 3.0 V；E电池 E2，电动势 4.5 V；(所有电
7、池内阻均不计)F单刀单掷开关 S1和 S2，单刀双掷开关 S3，及导线若干。(1)采用如图甲所示电路测量电流表 G 的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_，选用的电池为_(均填写器材前的字母序号)；采用此种方法电流表 G内阻的测量值_(选填“大于” “等于”或“小于”)真实值。(2)如果在步骤(1)中测得电流表 G 的内阻为 90 ，将电流表 G 改装成双量程电流表，设计电路如图乙所示，则在此电路中， R1_， R2_。答案 (1)B E 小于 (2)2 85某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势 E、内阻 r 和电阻 R1的阻值。实验器材有：待测电源(电动势为 E，内阻为 r)
8、；待测电阻 R1；电压表 V(量程 1. 5 V，内阻5很大)；电阻箱 R(099. 99 )；开关 S1；单刀双掷开关 S2；导线若干。(1)先测量电阻 R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 U1保持电阻箱示数不变，将 S2切换到 b 读出电压表的示数 U2则电阻 R1表达式为 R1_。(2)该同学已经测得电阻 R14.95 ，继续测量电源电动势 E 和内阻 r 做法是：闭合S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的 图线，则电源电动
9、势 E_V，内阻1U 1Rr_。(保留三位有效数字)解析 (1)根据欧姆定律，电阻箱的电流 I ， R1的电压为 U2 U1，所以可求： R1U1R0 R0；U2 U1I U2 U1U1(2)根据闭合电路的欧姆定律：E U (R1 r)，整理得 ，所以图象与纵轴的截距 ，可得电动势UR 1U R1 r1E 1R 1E 1U 1EE1.43 V，斜率 k ，可求内阻 r1.05 。R1 rE答案 (1) R0 (2)1.43 V；1.05 U2 U1U16某同学测量直流恒流源的输出电流 I0和定值电阻 Rx的阻值，电路如图 1 所示。实6验器材如下：直流恒流源(电源输出的直流电流 I0保持不变，
10、 I0约为 0.8 A)；待测电阻 Rx(阻值约为 20 )滑动变阻器 R(最大阻值约为 50 )；电压表 V(量程 15 V，内阻约为 15 k)；电流表 A(量程 0.6 A，内阻约为 0.2 )；请回答下列问题。(1)实验所用器材如图 2 所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。(2)电路开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应滑动到_处(选填“ a”、 “b”)，其理由是_；(3)所得实验数据如下表，请在图 3 所示的直角坐标系上画出 U I 图象。1 2 3 4 5电流表的示数 I/A 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60电压表的示数 U/V 13.9 12
11、.1 10.2 7.60 6.17(4)根据所画 U I 图象，可求得直流恒流源输出电流 I0_A，待测电阻的阻值 Rx_。(结果保留两位有效数字)解析 (1)连线如图(2)电路开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应滑动到 a 处，其理由是开关 S 闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程；(3)图象如图(4)由图象可知，当 U0 时电流表示数即为恒流源电流 I0.90 A；当 I0 时，此时电流都通过 Rx，则 IRx18.0 V，解得 Rx20 。答案 (1)如图。8(2)a 开关 S 闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程(4)0.87 A0.92 A 19 22 7用伏安
12、法测定电源的电动势和内阻，提供的实验器材有：A待测电源(电动势约 18 V，内阻约 2 )B电压表(内阻约几十 k，量程为 6 V)C电流表(内阻约为 0.3 ，量程为 3 A)D滑动变阻器(050 ，3 A)E电阻箱(最大阻值 999 999 )F开关G导线若干(1)为完成实验，该同学将量程为 6 V 的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：_。9(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到 6
13、.0 V；保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为 2.0 V 时，电阻箱的阻值如图丙所示，示数为_：保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为_V。(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丁所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的 U I 图象如图戊所示，则电源的电动势为_V，内阻为_。(结果保留三位有效数字)10答案 (1)电路中的电流太小，电流表无法准确测量(2)50 452 18(3)17.4 1.608某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L(额定电压 3.8 V
14、，额定电流 0.32 A)；电压表 V(量程 3 V，内阻 3 k)；电流表 A(量程 0.5 A，内阻 0.5 )；固定电阻 R0(阻值 1 000 )；滑动变阻器 R(阻值 09.0 )；电源 E(电动势 5 V，内阻不计)；开关 S；导线若干。(1)实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大” “不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_(填“增大” “不变”或“减小”)。11(3)用另一电源 E0(电动势 4 V，内阻 1.00 )和题给器材连接成
15、图(b)所示的电路，调节滑动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关 S，在 R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。(结果均保留两位小数)解析 (1)要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如图(2)由 I U 图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律 R 知，电阻率增大；(3)当滑动变阻器的阻值为 9 时，电路电流最小，灯泡ls实际功率最小，此时 E U I(r R)得 U410 I，在图中作出该直线如图所示交点坐标约为 U1.75 V， I225 mA， P1 UI0.39 W；设滑动变阻器的阻值为 R 时，灯泡功率最大。 E U I(r R)整理得： I U 。当直线的斜率最大时，与灯泡1R r ER r的 I U 曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值 R0 时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为 U3.67 V， I0.32 A，如图所示，最大的功率为12P3 UI1.17 W。答案 (1)(2)增大；增大；(3)0.39 W 1.17 W
