1、1电学实验考前冲刺一、电表内阻的测量1、伏安法及变式1电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻2两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻3两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻2、除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律（计算法）1替代法2半偏法3闭合电路欧姆定律（计算法）二、电学实验的器材选择和电路设计（1）电路结构完整的实验电路包括三个部分：测量电路，控制电路（变阻器、开关），电源VA V AA2A1V1 V2RA1 A2 V2V1 RGR2 S2R1S1R1SV R2G2G2R21 V1V2R21S SV S2RE r（电阻不计）12（2）思路（
2、3）方法电表选择：为了减小电表读数引起的偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，同时要考虑电表间、电表与电源间的配置是否合理，测量时各电表的最大偏转量都应接近量程分压、限流电路选择在下列情况下应选择分压电路1实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。2限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况3限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用滑动变阻器
3、的粗调和微调在限流电路中，对测量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用；在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路三、真题与解析1、 （ 2）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻 ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为 9.999 ，科r 当标准电阻用） 一只电流表（量程 =0.6A,内阻 ）和若干导线。RI0.1gr请根据测定电动势 E 内电阻 的要求，设计图 4 中器件的连接方式，画线把它们连接起r来。接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 ,R读处与 对应的电流表的示数 I,并作记录R当电阻箱的
4、阻值 时，2.6其对应的电流表的示数如图 5 所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值 I 的倒数 ;再制作 R- 坐标图，如图1I6 所示，图中已标注出了（ ）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图 5 实验数据对,R应的坐标点也标注在图 6 中上。在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线。根据图 6 描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E= V,内电阻 r3【解析】 （1）由游标 卡尺的读数规则可知x2=15.0mm+10.02mm=15.02mm；图 2（a）中暗纹与图 3（a）中暗纹间的间隔为 6 个，故x=（x 2- x1）/6=(15.02-1.16)/6=2.31mm ；由x=L/d
5、可知 =dx/L=0.20mm2.31mm/700mm=6.6102nm。（2 ）根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图 4 所示。由闭合电路欧姆定律有：E =I（R+r+r g） ，解得： ，根据 R-1/I 图线可知：电源的电动势等于图线)(1grIER的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。【答案】 （1）15.02 2.31；6.610 2 (2)
6、 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1.5（1.461.54） ；0.3（0.250.35）2、如图所示的电路中，1、2、3 、4、5、6 为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各点连接。（1 ）为了检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点 1、2 已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点 1、2 同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。（2 ）在开关闭合情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，则表明_ 可能有故障（3 ）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤
7、。答案（1）电压；欧姆（2）开关或连接点 5、 6（3 ） 调到欧姆档将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.【解析】(1)在 1、2 两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在 1、2 同时断开的情况下,应选用欧姆档(2)表明 5、6 两点可能有故障.4(3) 调到欧姆档将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.3、用多用电表进行了几次测量，指针分别处于 a 和 b 的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a 和 b 的相应读数是多少？请填在表格中。II （6 分）用右
8、图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值 其保护作用。除电池、开关和导线0R外，可供使用的实验器材还有：（a ）电流表（量程 0.6A、3A）;（b）电压表（量程 3v、15v） ；（c ）定值电阻（阻值 1 、额定功率 5w） ；（d）定值电阻（阻值 10 、额定功率 10w） ；（e）滑动变阻器（阻值范围 0-10 、额定电流 2A） ；（f）滑动变阻器(阻值范围 0-100 、额定电流 1A).那么（1 ） 要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；应选择_ 的定值电阻，R 应选择阻值范围是 _
9、的滑动变阻0R器。（2 ） 引起该实验系统误差的主要原因是_答案：I指针位置选择开关所处的档位读数直流电流100mA23.0mAa直流电压2.5V0.57Vb 电阻100 320解析：直流电流 100mA 档读第二行“010”一排，最小度值为 2mA 估读到 1mA 就可以了；直流电压 2.5V 档读第二行“0250”一排，最小分度值为 0.05V 估读到 0.01V 就可以了；5电阻100 档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100” 。II答案：（1）3，0.6，1，010。 （2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。解析：由于电源是一节干电池（1.
10、5V） ，所选量程为 3V 的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几 左右，加上保护电阻，最大电流在 0.5A 左右，所以选量程为 0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取 0100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成 E 测 E 真 ，r 测 r 真 。4、 （ 2） （ 12
11、分）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。图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）电流表（A 2）电压表（V 1）电压表（V 2）滑动变阻器（R 1）滑动变阻器（R 2）直流电源（E）开关（S）导线若干量程 050mA，内阻约为 50量程 0200mA，内阻约为 10量程 03V，内阻约为 10k量程 015V，内阻约为 25k阻值范围 015 ，允许最大电流 1A阻值范围 01k ，允许最大电流100mA输出电压 6V，内阻不计为提高实验结果的准确程度，电流表应选用 ；电压表应选
12、用 ；滑动变阻器应选用 。 （以上均填器材代号）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。若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点： ，不同点： 。答案 6（2）A 2 V1 R1如图相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系，该元件的电阻随电压的增大而减小，而笑电珠的电阻值随电压的升高而增大。【解析】 （1）游标卡尺方便地测量内径、外径和深度，而螺旋测微器只能测外径。故选 A多次测量取平均值的目的就是减小偶然误差。（2）图像中电流 00.14A，
13、电流表选 A2；电源电压 6V，但图像只要求电压在 03V之间调整，为了测量准确电压表选 V1；由于绘制图像的需要，要求电压从 03V 之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的 R1。该元件约几十 ， ，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；AVR实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法。从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点，突出都是“非线性” ，图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。5、 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏
14、电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为 0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2 两接线柱之间是励磁线圈，3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于 50mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3 、4 断开；电流小于50mA 时， 3、4 接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为 100mA。（1 ） 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。光敏电阻 ,符号 1RR17灯泡 L，额定功率 40
15、W，额定电压 36V，符号 保护电阻 ,符号2R电磁开关，符号 蓄电池 E，电压 36V，内阻很小；开关 S，导线若干。（2 ） 回答下列问题：如果励磁线圈的电阻为 200 ，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻 的2R阻值范围为 。在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱 3、4 之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答： 。任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答： 。答案 23. （11 分）（1 ）电路原理如图所示。 （4 分）（2 ） 20 （2 分） 160520（2 分）把触点从弹簧片右侧移到弹簧
16、片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4 之间接通：不吸合时，3、4 之间断开。电磁起重机6、 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：（1 ） 检查多用电表的机械零点。（2 ） 将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。（3 ） 将红、黑表笔_，进行欧姆调零。（4 ） 测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将 _ 表笔接二极管负极，读出电表示数。（5 ） 为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_（填“左侧” 、 “右侧”或“中央” ） ；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3） 、 （4） 。（6 ） 测量完成后，将选择开
17、关拔向_位置。答案（3）短接（4 ）红 黑R28（5 ）中央（6 ） OFF【解析】本题考查多用电表的使用.首先要机械调零.在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到 off 档.7、(2)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 Lx） 。某光
18、敏电阻 Rp 在不同照度下的阻值如下表：照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2电阻(k ) 75 40 28 23 20 18 根 据 表 中 数 据 ， 请 在 给 定 的 坐 标 系 （ 见 答 题 卡 ） 中 描 绘 出 阻 值 随 照 度 变 化 的 曲 线 ， 并说 明 阻 值 随 照 度 变 化 的 特 点 。 如 图 所 示 ， 当 1、 2 两 端 所 加 电 压 上 升 至 2V 时 ， 控制 开 关 自 动 启 动 照 明 系 统 ， 请 利 用 下 列 器 材 设 计 一 个 简 单电 路 。 给 1、 2 两 端 提 供 电 压 ， 要 求 当 天
19、 色 渐 暗 照 度 降 低至 1.0(1x)时 启 动 照 明 系 统 ， 在 虚 线 框 内 完 成 电 路 原 理 图 。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电源 E(电动势 3V，内阻不计) ；定值电阻：R 1=10k，R 2=20k ，R 3=40k（限选其中之一并在图中标出）开关 S 及导线若干。答案：（2）光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小9电路原理图如图所示。解析：当，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给 1、2 两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0(1x)时启动照明系统，
20、即此时光敏电阻阻值为 20k，两端电压为 2V，电源电动势为 3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为 10k ，即选用R1。8、 (1)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab 与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于 O 点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影
21、响可忽略不计。请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（ ） 、滑动变阻器( )、电流表（ ） 、开关（ ）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的 C、D 两端。若已知导轨间的距离为 d,匀强磁场的磁感应强度为 B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为 I1,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为 x1;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为 I2,弹簧对应的长度为 x2,则弹簧的劲度系数 k=_.解：（1 ） 设计的电路如图。 （只要电路
22、能正常工作且电流表测量的是通过 ab 的电流，电路设计就算正确。 ） （3 分） （3 分）1221()()Bdldlxx或9、 (2)图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流 =300 A,内阻 Rg=100 ，可RI变电阻 R 的最大阻值为 10 k ，电池的电动势 E=1.5 V,内阻 r=0.5 ，图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻 Rx 的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则 Rx= k .若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述 Rx 其测量结果与原结果相比较 （填“变大” 、 “变小”或“不变”
23、） 。（2）红，5，变大【解析】本题考查欧姆的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。10欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“+”进“-”出，即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去，所以与 A 相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即 Rx=0)时，电流表应调至满偏电流 Ig，设此时欧姆表的内阻为 R 内 此时有关系 得 ；内EIgk5gI当指针指在刻度盘的正中央时 I=Ig/2，有 ，代入数据可得 ；xgI内2x当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流 Ig不变，由公式，欧姆表内阻 R 内 得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，内REIg由 ，可知当 R 内 变小时， I 变小，指针跟原来的位置相内1III xgxgx比偏左了，欧姆表的示数变大了。10、 （1）如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。（2 ）某同学从标称为“220 V 25 W”、 “220 V 500 W”的 3 只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是_ ，标称的额定功率为_ 。答案（1）如图； （2 ）150， “220V 300W”（1）乙（2 ）2t 0，变大，变大
