高二3电学实验

高二物理电学实验一 测量电路的连接：电流表的接法————内接与外接1．电流表的内接① 电流表测量的电流确是通过R X 的电流，但电压表所测并非R X 两端的电压，而是R X 与电流表串联后两端的总电压，所以IU R X 测比R X 实际值偏大（测量值实质为待测电阻与电流表的串联电阻），如果知道电流表的内阻，我们就可以求出待测电阻的阻值(无系统误差)。

② 在R x ＞＞R A 时，即R x 为大电阻时，电流表的分压作用很弱，则可采用如图所示电路，2．相关结论① “内大外小”的两层含义————内接法测量值偏大，外接法测量值偏小，————内接法适宜测量大电阻（与电压表接近的电阻），外接法适宜测量小电阻（与电流表接近的电阻）。

② 当待测电阻大小无法估计值时，要试触。

若电流表变化明显，（变化量与初值相比，比值较大），说明电压表分流作用明显，宜采用内接法。

若电压表变化明显，说明电流表分压作用明显，则采用外接法。

1.用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：⑴待测电阻R X （约100Ω）⑵直流毫安表（量程0-10mA ，内阻50Ω）⑶直流电压表（量程0-3V ，内阻5k Ω）⑷直流电源（输出电压3V ，内阻可不计）⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A ）⑹电键一只，导线若干。

根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。

2.某电压表的内阻在20~30k Ω之间，为了测量其内阻，实验室提供下列可用的器材：⑴待测电压表V （量程3V ）⑵电流表A 1（量程200μA ）⑶电流表A 2（量程5mA ）⑷电流表A 3（量程0.6A ）⑸滑动变阻器R （最大阻值1 k Ω）⑹电源E （电动势4V ）⑺电键。

在所提供的电流表中应选用______。

为了尽量减小偶然误差，要求多测几组数据。

试在右边方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）mA 图13.用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k Ω，电流表的内阻约为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。

⑴根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为R X =______Ω（保留2位有效数字）。

⑵在方框中画出实验电路图。

⑶将实物连接成实验电路。

二 控制电路的连接：滑动变阻器的接法————分压与限流1 限流接法 电路特征滑动变阻器部分接入电路，负载电阻两端的电压和电流不能从0开始变化。

实物连接图的此种接法上下各取一，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片滑到最下端，即开始时使负载部分电路两端的电压最小。

2 分压电路 电路特征 滑动变阻器全部接入电路，（部分在支路，部分在干路）负载部分电压和电流可以从0开始 变化；实物连接图的此种接法下边两接线柱全部接入电路，而再上下各取一去负载电路；实验前，应将滑动变阻器的滑片滑到如图所示的A 端，即使负载部分电压最小处。

3 在以下情况下必须采用分压接法ⅰ 实验要求负载电压自0开始。

ⅱ 实验要求尽可能地多取几组数据进行测量ⅲ 实验给定的滑动变阻器最大值远远小于待测电阻ⅳ 安全因素：若采用限接法，电路中的可能的最小电流为mX A R R r R E I +++=min （其中R A 为电流表内阻，r 为电源内阻，R X 为待电阻，R m 为滑动变阻器的最大阻值），若此最小电流仍大于电流表的量程或电路元件的额定电流时，必须采用分压接法。

mA变阻器的限流接法图8(甲)4．测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：A. 待测电压表（量程3V ，内阻约3K Ω)B．电流表（量程0.6A，内阻0.01Ω）C. 定值电阻 R （阻值2K Ω，额定电流0.5A ）D ．电源E （电动势约3V ，内阻不计）E ．开关两只，S 1、S 2，导线若干 （1）某同学设计了如图8(甲)所示的测量电路，在实验操作时，发现不可行。

你认为主要问题是 。

（2）请从上述所给器材中选用所需器材，帮助该同学设计一个能尽量减小实验误差的测量电路，并在虚线框内画出原理图，要求标明给定器材的符号。

用需要测量的物理量和电路中器材已给的物理量，写出电压表内阻的计算式Rv= 。

并从图8（乙）所给的器材中选出你所需要的器材，连接成实验电路图。

5、（2009年福建卷）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：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。

③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： 。

图8（乙）6．有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V 的范围内不同电压下的电功率，并作出其电功率P 与其两端电压的平方U 2的关系曲线。

有下列器材可供选择：A ．电压表V （0～3V ，内阻R V ＝3k Ω）B ．电流表G(0～500μA ，内阻R G ＝600Ω)C ．电阻箱R 1（0～99.99Ω）D ．滑动变阻器R 3（10Ω，2A ）E ．滑动变阻器R 4（1k Ω，0.5A ）F ．电源（直流4V ，内阻不计）①为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要____________________________（均用器材对应的字母填写）；②根据你设计的实验电路，完成下图的连线；③根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U 、I G ，则小灯泡在该条件下的功率表达式________________________________（均用字母表示）。

表达式中除U 、I G 以外，其他符号的意义是________________________________。

三 电表的改装（1）灵敏电流表（表头）原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。

电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g（2）电流表改装成电压表原理 用表头无法直接测量大电压，即无法将大电压直接加在表头两端，须有一个大电阻来分压。

即得使用串联电路，这样表头和分压电阻和总电压与加在表头两端的电压成正比，这样我们可以给表头换个表盘，使它不再显示表头两端的电压，而显示表头和分压电阻两端的总电压。

方法： 串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，则根据分压原理，需串联的电阻值 g g gR R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。

相关结论 ① 将表头改装成电压表，量程扩大到原来的N 倍，内阻就要扩大到原来的N 倍① 同一表头改装的电压表，内阻之比等于量程之比。

③ 若改装后的电压表测量电压时总是偏大，则说明表盘量程大，即实际改装表的量程偏小，说明所串的分压电阻偏小，需再给它串联一个合适的小电阻来校正其量程。

其余类推。

7.欲将量程为100μA 内阻为500Ω的灵敏电流表改装为量程为1mA 的毫安表。

⑴需要给它_____联一只R =_____Ω的电阻。

⑵需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。

校对所用的器材的实物图如下（其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联，以防烧表）。

校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA 。

请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线。

9．将铜片、锌片插入水果中，能制成“水果电池”。

某同学采用如图所示的实物图测量水果电池的电动势（E ）和内阻（r ）。

①实物图的导线连接仅有两处错误，分别是导线_______和导线________。

（用“A”～“F”表示）②更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，经数据处理得：水果电池的电动势E=3.60V 、内阻r =32.4Ω，由于粗心，该同学每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：E =_______V 、r =________Ω。

μA mA四 测量电源电动势和内电阻实验电路分析I10.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1k Ω。

右边为实验原理图，下边为所需器材实物图。

试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

一位同学记录的6组数据如下，试根据这些数据在下图中画出U -I 图线，根据图线读出电池的电动势E =____V ，根据图线求出电池的内电阻r =___Ω。

U /V I /A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 1.10 1.20 1.30 1.401.50 VA参考答案：1.外接法，分压2.A 1，分压3.内接法，分压，2.4×1034.（1）不可行理由：电流表量程太大，而电路中电流太小，电流表没有明显读数。

（3分）01210212 R U U U R R U U U R V V -=-=或 （2分）5. ①A 2 V 1 R 1②如图③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图像中电流0～0.14A ，电流表选A 2；电源电压6V ，但图像只要求电压在0～3V 之间调整，为了测量准确电压表选V 1；由于绘制图像的需要，要求电压从0～3V 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R 1。

6.①ACD （2分）②实物连线图如图所示（2分）③U (I G ＋I G R G R 1－U R V)；（2分） 其中R G 、R V 分别是电流表G 、电压表V 的内阻，R 1是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻。

（2分）7.⑴并，55.6；⑵分压 9. （1）①F 和D 或F 和C(2分)②E = _0.36____V 、r =__32.4______Ω。

（2分）10.1.46，0.719。