电学实验练习题
例1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约100 Ω）;直流电流表（量程0~10 mA、内阻50 Ω）;直流电压表（量程0~3 V、内阻5 kΩ）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.
【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于
Rx＜RARv，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=
E=24 mA＞10 mA,此时电
R?RA?Rx图10-5 流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.
例2、在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。 ⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。 ⑵写出主要的实验操作步骤。
【解析】⑴实验电路如右图所示（此法俗称”替代法”）。
⑵①将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则Rx＝R1。 例3、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω； ）单刀单掷开关K，导线若干。测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。 【解析】如图所示
(用已知内阻的电压表代替电流表)
例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：
电流表A1（量程250mA,内阻r1为5Ω)；标准电流表A2（量程300mA,内阻r2
约为5Ω）； 待测电阻R1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；
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电源E（电动势约为10V，内阻r 约为1Ω）；单刀单掷开关S，导线若干。 ⑴要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图并标明每个器材的代号. ⑵需要直接测量的物理量是______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1＝______。
【解析】⑴实验电路图如图所示(用已知内阻的电流表代替电压表)。 ⑵两电流表A1、 A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1，待测电阻R1的阻值的计算公式是：R1?I1r1 I2?I1例5有一电阻Rx，其阻值在100～200Ω之间，额定功率为0.25W。要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：
安培表A1，量程为50mA，RA1=100Ω,安培表A2，量程为1A，RA2=20Ω 电压表V1，量程为5V，RV1=10kΩ,电压表V2，量程为15V， RV2=30kΩ 变阻器R1，变阻范围0～20Ω ，2A,
变阻器R2，变阻范围0～1000Ω，1A,9V电源，电键，导线。
⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是： 。 ⑵画出所用实验电路图。
【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由：P?IR得，I1?35mAI2?50mA。因为电阻可能为200Ω，所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA，应用电流表的示
2U2数来控制通过电阻的电流，因此，电流表应选A1。又因为P?,所以
RU1?5VU2?7.1V 。因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最大值可
能是5V，应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压，因此电压表应选V1。因为R1＜ R2,且2A＞35mA, 所以应选变阻器R1。因为R1＜Rx 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为Rx 例6（2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。 ⑴在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。 2 器材（代号） 规 格 电流表（A1） 量程10mA，内阻r1待测（约40Ω） 电流表（A2） 量程500μA，内阻r2=750Ω 电压表（V） 量程10V，内阻r3=10Ω 电阻（R1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器总阻值约50Ω （R） 电池（E） 电动势1.5V，内阻很小 导线若干，电 键K ⑵若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=____，式中各符号的意义是_______。 【解析】⑴如图所示(用已知内阻的电流表代替电压表)。⑵r1?I2r2，I1I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的内阻。 例7（2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表 V 的内阻。给定的器材有：待测电压表 V （量程2V，内阻约4kΩ）；电流表 mA （量程1.2mA，内阻 约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。 ⑴试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。） ⑵电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV =_________。 【解析】⑴若直接将电压表与毫安表串联，因毫安表的量程过大（即两电表量程不匹配）,故应将电压表与一定值电阻并联。实验电路如图所示，若选用电阻R1，则并联电阻R并＝2000Ω，电压表 2.4E读数U＝·R并＝×2000＝1.92＞1V，电流表 2000?500R并?rmAR1 S E V mA 读数I＝ ER并＋rmA＝ 2.4＝0.00096A＝0.96mA＞0.6mA，R1符合要求，同 2000?500理可得R2、R3不符合要求，故选R1。 3 ⑵电路接通后，通过R1的电流I1＝ UU，则通过电压表的电流为I2＝I－I1＝I－，R1R1所以电压表的内阻RV＝ RUU＝1 R1I－UI2例8（2006年全国Ⅱ）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图 中用○×表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V～4V。 V 现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表 （量程4.5V，内 阻约为4×104Ω），电流表 A 1 （量程250mA，内阻约为2Ω），电流表 （量程 A1500mA，内阻约为，滑动变阻器R（最大阻值约2 Ω） 为30Ω），电键S，导线若干。如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，下面两个电路应该选用的是 。 【解析】在测量小灯泡的伏安曲线时，由于题目要求电压范围为0.1V～4V，因此滑动变阻器采用分压式接 A法。根据估算通过小灯泡的额定电流为I=0.4A，因此电流表应该选用 。在2 伏安法测量过程中，由于 临界电阻R?RARV?200?大于小灯泡电阻，因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。 例9、用右图所示的电路，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，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，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（阴值范围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； R0应选择 ?的定值电阻，R应选择阻值范围是 ?的滑动变阻器。 （2）引起该实验系统误差的主要原因是 。 （1）3，0.6，1，0～10。（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（1.5V），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Ω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 4
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