高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)典題型分析27個(gè)例題

1、教師：_ 學(xué)生：_ 時(shí)間:_年_月_日_段課 題電學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)典題型分析例1、 用伏安法測量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下：待測電阻rx（約100 ）;直流電流表（量程010 ma、內(nèi)阻50 ）;直流電壓表（量程03 v、內(nèi)阻5 k）;直流電源（輸出電壓4 v、內(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器（015 、允許最大電流1 a）；開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.圖10-5【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出，只需計(jì)算兩種接法哪種合適。【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內(nèi)接法和外接法，由于rx，故電流表應(yīng)采用外接法.在控制電路中，若采

2、用變阻器的限流接法，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大，通過負(fù)載的電流最小，imin=24 ma10 ma,此時(shí)電流仍超過電流表的量程，故滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.【總結(jié)】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則 ，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時(shí)，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動(dòng)變阻器全阻值相對(duì)電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。例2、 在某校開展的科技活動(dòng)中，為了要測出一個(gè)未知電阻的阻值rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表a、定值電阻r0、電阻箱r1

3、、滑動(dòng)變阻器r2、單刀單擲開關(guān)s1、單刀雙擲開關(guān)s2、電源和導(dǎo)線。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。寫出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟?！窘獗緶y量儀器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表（或給定的電表不能滿足要求時(shí)），可以用標(biāo)析】2 驗(yàn)電路如右圖所示。將s2與rx相接，記下電流表指針?biāo)肝恢?。將s2與r1相接，保持r2不變，調(diào)節(jié)r1的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下r1的值，則rxr1。例3、用以下器材測量一待測電阻rx的阻值（9001000）：電源e，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢約為9.0v；電壓表v1，量程為1.5v，內(nèi)阻r1750；電壓表v2，量程為5v，內(nèi)阻r22500；滑動(dòng)變阻器r，最大

4、阻值約為100；單刀單擲開關(guān)k，導(dǎo)線若干。測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖?！窘馕觥咳鐖D所示 例4用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材（代號(hào)）與規(guī)格如下：電流表a1（量程250ma,內(nèi)阻r1為5)；標(biāo)準(zhǔn)電流表a2（量程300ma,內(nèi)阻r2約為5）；待測電阻r1（阻值約為100）；滑動(dòng)變阻器r2（最大阻值10）；電源e（電動(dòng)勢約為10v，內(nèi)阻r 約為1）；單刀單擲開關(guān)s，導(dǎo)線若干。要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).需要直接測量的物理量是_,用測的量表示待測電阻r1的計(jì)算公式是r1_?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)電路圖如圖所示

5、。兩電流表a1、 a2的讀數(shù)為i1、i2和電流表a1的內(nèi)阻為r1，待測電阻r1的阻值的計(jì)算公式是：例5有一電阻rx，其阻值在100200之間，額定功率為0.25w。要用伏安法較準(zhǔn)確地測量它的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：安培表a1，量程為50ma，ra1=100安培表a2，量程為1a，ra2=20電壓表v1，量程為5v，rv1=10k電壓表v2，量程為15v， rv2=30k 變阻器r1，變阻范圍020 ，2a變阻器r2，變阻范圍01000，1a9v電源，電鍵，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是： 。 畫出所用實(shí)驗(yàn)電路圖?！窘馕觥吭试S通過電阻中電流可能的最大值由：得，。因?yàn)殡娮杩赡転?00，

6、所以通過被測電阻的電流的最大值可能是35ma，應(yīng)用電流表的示數(shù)來控制通過電阻的電流，因此，電流表應(yīng)選a1。又因?yàn)?所以 。因?yàn)殡娮杩赡転?00，所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5v，應(yīng)用電壓表的示數(shù)來控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應(yīng)選v1。因?yàn)閞1 r2,且2a35ma, 所以應(yīng)選變阻器r1。因?yàn)閞1rx 所以滑動(dòng)變阻器連接方式應(yīng)選用分壓電路。因?yàn)?lt;, 所以應(yīng)選用外接電路。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖所示例6（從下表中選取出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測量電流表a1的內(nèi)阻r1，畫在下面的方框中，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。器材(代號(hào))規(guī)格電流表（a1）量程10ma

7、，內(nèi)阻r1待測（約40）電流表（a2）量程500a，內(nèi)阻r2=750電壓表（v）量程10v，內(nèi)阻r3=10k電阻（r1）阻值約100，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器（r2） 總阻值約50電池（e）電動(dòng)勢1.5v，內(nèi)阻很小電鍵（s）導(dǎo)線若干 【解析】要測量電流表a1的內(nèi)阻，按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但根據(jù)本題所提供的儀器，我們可以首先肯定，在本實(shí)驗(yàn)中不可能用到電壓表，因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢只有1.5v，而電壓表的量程為10v，最多不到滿偏的1/6，用它來讀數(shù)誤差太大，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)苡玫降碾姳碇豢赡苡脙蓧K電流表。兩塊電流表有可能串聯(lián)，也有可能并聯(lián)，但題目中電流表a2的內(nèi)阻r2已知，因此將

8、兩電流表并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)規(guī)律i1r1=i2r2可求出電流表a1的內(nèi)阻r1=。加在電流表兩端的電壓最大值um=imr2=0.375v，而滑動(dòng)變阻的最大阻值只有50，如果將滑動(dòng)變阻器接成限流，會(huì)超過電流表的量程，將它們燒壞。如果僅僅將滑動(dòng)變阻器接成分壓，滑動(dòng)變阻器可調(diào)節(jié)的范圍很小，只有全長的1/4，這樣測量的次數(shù)比較少。故應(yīng)將定值電阻r1接在干路上用作限流，電路圖如圖所示。mavv例7 （2006年全國、）現(xiàn)要測量某一電壓表 的內(nèi)阻。給定的器材有：待測電壓表 （量程2v，內(nèi)阻約4k），電流表 （量程1.2ma，內(nèi)阻約500）；直流電源e（電動(dòng)勢約2.4v，內(nèi)阻不計(jì)）；固定電阻3個(gè)：r1=4000，r

9、2=10000，r3=15000；電鍵s及導(dǎo)線若干。要求測量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè)，與其它器材一起組成測量電路，并畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。）電路接通后，若電壓表讀數(shù)為u，電流表讀數(shù)為i，則電壓表內(nèi)阻rv =_。r1sevma【解析】實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，若選用電阻r1，則并聯(lián)電阻2000，電壓表讀數(shù)u·r×20001.921v，電流表讀數(shù)i0.00096a0.96ma0.6ma，r1符合要求，同理可得r2、r3不符合要求，故選r1。電路接通后，通過r1的電流i1，則通過電壓表的電流為i2ii1i，所以

10、電壓表的內(nèi)阻rv【備考提示】本題涉及實(shí)驗(yàn)器材選取和電路設(shè)計(jì)等，對(duì)考生的分析綜合能力提出了較高要求，解答此類試題必須根據(jù)測量要求和所提供的器材，由儀表的選擇原則和基本規(guī)律為分析的入手點(diǎn)?！咀兪筋}】a1例8（2006年全國）現(xiàn)要測定一個(gè)額定電壓4v、額定功率1.6w的小燈泡（圖中用表示）的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1v4v。a2v現(xiàn)有器材：直流電源e（電動(dòng)勢4.5v，內(nèi)阻不計(jì)），電壓表 （量程4.5v，內(nèi)阻約為4×104），電流表 （量程250ma，內(nèi)阻約為2），電流表 （量程500ma，內(nèi)阻約為1），滑動(dòng)變阻器r（最大阻值約為30），電鍵s，導(dǎo)線若干。如果既要滿足測量要求，又

11、要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是 ，下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是 。a2【解析】在測量小燈泡的伏安曲線時(shí)，由于題目要求電壓范圍為0.1v4v，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。根據(jù)估算通過小燈泡的額定電流為i=0.4a，因此電流表應(yīng)該選用 。在伏安法測量過程中，由于臨界電阻大于小燈泡電阻，因此應(yīng)該選擇電流表外接法即選擇甲電路進(jìn)行測量。例9、用右圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻r0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：（a） 電流表（量程0.6a、3a）；（b） 電壓表（量程3v、15v）（c） 定

12、值電阻（阻值1、額定功率5w）（d） 定值電阻（阻值10，額定功率10w）（e） 滑動(dòng)變阻器（陰值范圍0-10、額定電流2a）（f） 滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1a）那么（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇 v，電流表的量程應(yīng)選擇 a； r0應(yīng)選擇 的定值電阻，r應(yīng)選擇阻值范圍是 的滑動(dòng)變阻器。（2） 引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是 ?！窘馕觥浚?）3，0.6，1，010。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小。由于電源是一節(jié)干電池（1.5v），所選量程為3v的電壓表；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5a左右，所

13、以選量程為0.6a的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取010能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0100會(huì)出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成e測<e真，r測<r真。例10、某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：a待測干電池 b電流表g（03ma，內(nèi)電阻r1=20）c電流表a（00.6a，內(nèi)電阻r2=

14、0.20）d滑動(dòng)變阻器甲（最大阻值10）e滑動(dòng)變阻器乙（最大阻值100） f定值電阻r1=100g定值電阻r2=500 h定值電阻r3=1.5k開關(guān)、導(dǎo)線。由于沒有電壓表，為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路完成了實(shí)驗(yàn)要求的測量。為了方便并能較準(zhǔn)確測量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ，定值電阻應(yīng)選用 。（填寫定值電阻前的序號(hào)） 若某次測量中電流表g的示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2；改變滑動(dòng)變阻器的位置后，電流表g的示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2。則可知此電源的內(nèi)電阻測量值為r= ，電動(dòng)勢測量值為e= ?！窘馕觥?干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表g改裝為電壓表，

15、且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達(dá)到1.5v，則總電阻為，故定值電阻應(yīng)選用的序號(hào)為g的電阻，而滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的d；在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據(jù)全電路歐姆定律有 ，解之，得， 【例11】某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池。該同學(xué)想測量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢e 和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用） 一只電流表（量程=0.6a,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。請根據(jù)測定電動(dòng)勢e內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)i,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值時(shí)，其對(duì)

16、應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)。首先計(jì)算出每個(gè)電流值i 的倒數(shù);再制作r-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢e= v,內(nèi)電阻 解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實(shí)物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有

17、：e =i（r+r+rg），解得：，根據(jù)r-1/i圖線可知：電源的電動(dòng)勢等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。答案： 見答圖4 見答圖6 見答圖6 1.5（1.461.54）；0.3（0.250.35）【例12】某同學(xué)為了較精確的測量一阻值約為20的電阻rx的阻值.在以下備選器材中電流表應(yīng)選_,電壓表應(yīng)選_,變阻器應(yīng)選_.（只填寫器材對(duì)應(yīng)的字母代號(hào)）電源e（電動(dòng)勢3 v、內(nèi)阻可忽略不計(jì)）電流表a1（量程50 ma，內(nèi)阻約12）電流表 a2（量程3 a， 內(nèi)阻約0.12 ）電壓表v1（量程3 v，內(nèi)阻約3 k）電壓表v2（量程15 v，內(nèi)阻約15 k）滑動(dòng)變阻器r1（010 ，

18、允許最大電流2.0 a）滑動(dòng)變阻器r2（01000 ，允許最大電流0.5 a）定值電阻r（30，允許最大電流1.0a）開關(guān)及導(dǎo)線若干請?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖（要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對(duì)應(yīng)符號(hào)標(biāo)出）。若某次測量中，電壓表讀數(shù)為u，電流表讀數(shù)為i，則計(jì)算待測電阻的阻值表達(dá)式為rx_。 【解析】測量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應(yīng)選量程為3 v 的v1；根據(jù)歐姆定律容易求得電路中的最大電流，顯然超過了電流表a1 50 ma的量程，但電流表 a2的量程又太大，故我們可以將定值電阻r（30）與待測電阻rx相串聯(lián)，此時(shí)電路中的最大電流，利用電流表a1 測量電流即可。由于要求直

19、接測量量的變化范圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動(dòng)變阻器使用電阻較小的r1。最后我們確定電流表的解法：由于此時(shí)電路的臨界電阻，則應(yīng)該利用電流表的外接法。由此得到實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，當(dāng)電壓表讀數(shù)為u，電流表讀數(shù)為i，則計(jì)算待測電阻的阻值表達(dá)式.【例13】現(xiàn)有器材：量程為10.0ma、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè)，定值電阻r1=150，定值電阻r2=100，單刀單擲開關(guān)k，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動(dòng)勢約1.5v）的電動(dòng)勢。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動(dòng)勢的表達(dá)式為e= ，式中各直接測得量的意義是： .【解析】根據(jù)提供的器材，可任取一個(gè)

20、定值電阻與電流表、干電池、開關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路，用歐姆定律建立方程組進(jìn)行測量。但在本題中，電流表量程為10.0ma，干電池的電動(dòng)勢約為1.5v，如果把定值電阻r1與電流表、干電池、開關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路，則回路中總電阻約為180，回路中電流約為1.5v /180=8.3ma，而如果把定值電阻r2與電流表、干電池、開關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路，則回路中總電阻約為130，回路中電流約為1.5v /130=11.5ma，顯然，該電流已超過電流表的量程。考慮到實(shí)驗(yàn)的可行性，此時(shí)用定值電阻r2與r1串聯(lián)即可，故有如下解答：（1）連圖：左圖只用r1接入電路；右圖用r1和r2串聯(lián)接入電路。(連線如圖) （2）設(shè)i1是

21、外電阻為r1時(shí)的電流，i2是外電阻為r1和r2串聯(lián)時(shí)的電流，則有，rar滑g解之，可解得干電池電動(dòng)勢為：. 【例14】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：a待測干電池 b電流表g（03ma，內(nèi)電阻r1=20）c電流表a（00.6a，內(nèi)電阻r2=0.20）d滑動(dòng)變阻器甲（最大阻值10）e滑動(dòng)變阻器乙（最大阻值100） f定值電阻r1=100g定值電阻r2=500 h定值電阻r3=1.5k開關(guān)、導(dǎo)線。由于沒有電壓表，為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路完成了實(shí)驗(yàn)要求的測量。為了方便并能較準(zhǔn)確測量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ，定值電阻應(yīng)選用 。（填寫定值電阻前的序號(hào)） 若某次測量中電流表g的

22、示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2；改變滑動(dòng)變阻器的位置后，電流表g的示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2。則可知此電源的內(nèi)電阻測量值為r= ，電動(dòng)勢測量值為e= 。【解析】 干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表g改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達(dá)到1.5v，則總電阻為，故定值電阻應(yīng)選用的序號(hào)為g的電阻，而滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的d；在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據(jù)全電路歐姆定律有 ，解之，得， .【例15】小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（i和u分別表示小燈泡上的電流

23、和電壓）：（1）在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0-10）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小燈泡的u-i曲線.（3）某電池的電動(dòng)勢是1.5v，內(nèi)阻是2.0.將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？ 【解析】（1）為了作出小燈泡的u-i曲線，必須采用分壓的方法；而因?yàn)樾襞莸碾娮璞容^小，故采用電流表的外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖見下圖.（2）小燈泡的u-i曲線首先用描點(diǎn)法作出各個(gè)點(diǎn)，利用圓滑的曲線連接即可得到下圖。（3）作出圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實(shí)際功率為0.28瓦. 【例16】在

24、"測定金屬的電阻率"的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度l=0. 810 m金屬絲的電阻大約為4，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm. (2)在用伏安法測定金屬絲的電阻時(shí)，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：a直流電源：電動(dòng)勢約4.5 v，內(nèi)阻很??；b.電流表a1：量程00.6 a，內(nèi)阻0. 125; c電流表a2：量程03. 0 a，內(nèi)阻0. 025;d電壓表v：量程03 v，內(nèi)阻3 k;e.滑動(dòng)變阻器r1：最大阻值10；f.滑動(dòng)變阻器r2：最大阻值50

25、;g開關(guān)、導(dǎo)線等在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是 ，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 。(3)根據(jù)所選的器材，在如圖所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(4)若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為rx=4. 1，則這種金屬材料的電阻率為 ·m.（保留二位有效數(shù)字）【解析】(1)從螺旋測微器主尺讀出0.5 mm，再從游尺讀出，故金屬絲的直徑為0.522mm. ( 2)電路中的最大電流，顯然超過了電流表a1 0.6 a的量程，但電流表 a2的量程又太大，故電流表應(yīng)該選用a1，由于滑動(dòng)變阻器r1最大阻值為10，比被測電阻絲的電阻大，且容易調(diào)整，所以采用限流電路即可。由于此時(shí)電路的臨界電阻，故電流表采用外解法.(

26、3）實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 (4)利用電阻定律，則1.1×10-6·m.【例17】在測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：a待測的干電池（電動(dòng)勢約為1.5v，內(nèi)電阻小于1.0)b電流表g（滿偏電流3ma，內(nèi)阻rg=10)c電流表a(00.6a，內(nèi)阻0.1)d滑動(dòng)變阻器r1(020,10 a) e.滑動(dòng)變阻器r2(0200,l a)f定值電阻r0 (990) g開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖所示中甲的（a)、(b)兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是 圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑

27、動(dòng)變阻器應(yīng)選 （填寫器材前的字母代號(hào)）(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1)中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的i1i2圖線（i1為電流表g的示數(shù)，i2為電流表a的示數(shù)），則由圖線可以得被測電池的電動(dòng)勢e= v，內(nèi)阻r= ?！窘馕觥勘绢}中測定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻需要用電壓表和電流表，由于題中只給了兩個(gè)電流表，故可以通過改裝來實(shí)現(xiàn).因?yàn)槎ㄖ惦娮鑢0=990，則電流表g與之串聯(lián)較好，所以合理的是b圖所示的電路，滑動(dòng)變阻應(yīng)選d；根據(jù)全電路歐姆定律容易得到 ，即由i1i2圖線可以看出，圖線與縱軸的交點(diǎn)為1.48，即，故電動(dòng)勢e=1.48v；又因?yàn)閳D線的斜率，即，故.圖10-3【例18】如圖10-3所示，

28、滑動(dòng)變阻器電阻最大值為r，負(fù)載電阻r1=r，電源電動(dòng)勢為e,內(nèi)阻不計(jì).（1）當(dāng)k斷開，滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí)，r1兩端的電壓范圍是多少？（2）當(dāng)k閉合，滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí)，r1兩端的電壓范圍是多少？（3）設(shè)r的長度ab=l,r上單位長度的電阻各處相同，a、c間長度為x，當(dāng)k接通后，加在r1上的電壓u1與x的關(guān)系如何？【審題】電鍵斷開或閉合導(dǎo)致電路出現(xiàn)兩種截然不同的控制電路：限流和分壓，把握限流和分壓電路的原理是關(guān)鍵【解析】（1）若k斷開，則該控制電路為滑動(dòng)變阻器的限流接法，故u1e （2）若k閉合，則該控制電路為滑動(dòng)變阻器的分壓接法，故0u1e（3）u1=ir并，r并=,i= 得：u1=【總結(jié)】該題考察兩

29、種控制電路的原理即兩者獲取的控制電壓范圍不同【例19】用伏安法測量某一電阻rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測電阻rx（阻值約5 ,額定功率為1 w）；電流表a1（量程00.6 a,內(nèi)阻0.2 ）;電流表a2（量程03 a，內(nèi)阻0.05 ）;電壓表v1（量程03 v，內(nèi)阻3 k）;電壓表v2（量程015 v，內(nèi)阻15 k）;滑動(dòng)變阻器r0（050 ）,蓄電池（電動(dòng)勢為6 v）、開關(guān)、導(dǎo)線.為了較準(zhǔn)確測量rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選_，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.【審題】該題要求選擇實(shí)驗(yàn)儀器、測量電路及控制電路，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測電阻rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法【解析】由待測電阻rx額定功

30、率和阻值的大約值，可以計(jì)算待測電阻rx的額定電壓、額定電流的值約為u=v2.2 v,i=a=0.45 a.則電流表應(yīng)選a1，電壓表應(yīng)選v1.又因=24.5 rx，則電流表必須外接.圖10-4因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測電阻rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測電阻rx上的最小電流為imin=0.11 ai額，因該實(shí)驗(yàn)沒有對(duì)電流、電壓的調(diào)節(jié)范圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示.【總結(jié)】滑動(dòng)變阻器全阻值相對(duì)待測電阻較大，用分壓接法不便于調(diào)節(jié)，故限流接法是首選，只要能保證安全且有一定的調(diào)節(jié)范圍即可?！纠?0】用伏安法測量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下：待測電阻rx（

31、約100 ）;直流電流表（量程010 ma、內(nèi)阻50 ）;直流電壓表（量程03 v、內(nèi)阻5 k）;直流電源（輸出電壓4 v、內(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器（015 、允許最大電流1 a）；開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出，只需計(jì)算兩種接法哪種合適。圖10-5【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內(nèi)接法和外接法，由于rx，故電流表應(yīng)采用外接法.在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大，通過負(fù)載的電流最小，imin=24 ma10 ma,此時(shí)電流仍超過電流表的量程，故滑

32、動(dòng)變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.【總結(jié)】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則 ，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時(shí)，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動(dòng)變阻器全阻值相對(duì)電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法?！纠?1】 圖10-7為用伏安法測量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：圖10-7 （1）待測電阻rx（約100） （2）直流電源（輸出電壓4v，內(nèi)阻可不計(jì)） （3）直流毫安表（量程010ma，內(nèi)阻50） （4）直流電壓表（量程03v，內(nèi)

33、阻5k） （5）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍015，允許最大電流1a） （6）電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干條 根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在實(shí)物圖上連線。并用“”標(biāo)出在閉合電鍵前，變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處的正確位置?！緦忣}】本題不要求選擇儀器，只是對(duì)已有的儀器進(jìn)行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測電阻與電壓表阻值相差較多，滑動(dòng)變阻器阻值相對(duì)較小。圖10-8【解析】因滑動(dòng)變阻器阻值小于待測電阻rx的阻值，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓接法；待測電阻與電表相比，rx的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應(yīng)選用安培表外接電路，實(shí)物連接如圖10-8所示?；瑒?dòng)變阻器分壓接法時(shí)，在閉合電鍵前，變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)置于使

34、負(fù)載電壓為零處，如圖箭頭所示?！究偨Y(jié)】（1）設(shè)計(jì)測量電阻的電路必須考慮兩個(gè)方面，首先要確定滑動(dòng)變阻器是分壓電路還是限流電路，再考慮是安培表外接電路還是安培表內(nèi)接電路。（2）連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)該先干路，再支路?；瑒?dòng)變阻器分壓接法是要注意電鍵能控制全電路電流，即斷開電鍵后，電路中無電學(xué)儀器仍處于通電狀態(tài)，電鍵對(duì)支路不起作用是滑動(dòng)變阻器分壓接法時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤?！纠?2】某電壓表的內(nèi)阻在2050k之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材:待測電壓表v(量程3v)，電流表a1(量程200a)，電流表a2(量程5ma)，電流表a3(量程0.6a)，滑動(dòng)變阻器r(最大阻值1k)，電源e(電源電壓為4

35、v)，開關(guān)s.(1)所提供的電流表中應(yīng)選用(填字母代號(hào)).圖10-9(2)為了盡量減小誤差，要求多測幾組數(shù)據(jù)，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路(其中電源和開關(guān)及連線已畫出).【審題】測量電壓表的內(nèi)阻，從已知條件看，需測量通過電壓表的電流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。同時(shí)，滑動(dòng)變阻器的全阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，控制電路應(yīng)采用分壓接法?！窘馕觥侩妷罕淼氖緮?shù)等于通過電壓表的電流與本身內(nèi)阻的乘積，估算電路中的最大電流為所以應(yīng)選電流表a1，與電壓表串聯(lián)在電路中.滑動(dòng)變阻器的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻.如果用滑動(dòng)變阻器連成限流電路，一則它對(duì)電路的調(diào)控作用很不明顯，二則是待測電

36、壓表分得的最小電壓約為e 圖10-10大于電壓表的量程，變阻器明顯不能組成限流電路，這樣變阻器應(yīng)作為分壓器接在電路中，就不會(huì)出現(xiàn)上述問題，電路如圖10-10所示. 【總結(jié)】對(duì)于電表的選擇，必須先根據(jù)已知條件估算電路中的最大電壓或電流值，以此確定選用略大于且量程最小的電表。圖10-11【例23】有一改裝的電流表a1需要與一標(biāo)準(zhǔn)電流表a2進(jìn)行校對(duì)，采用如圖所示10-11的電路，其中e為電源，r0為一限流電阻，r為一可變電阻，s為電鍵，限流電阻能夠限制電路中的最大電流，使之不超出電流表的量程過多，從而對(duì)電流表起保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)中已有的器材及其規(guī)格如下： 蓄電池e（電動(dòng)勢6v，內(nèi)阻約為0.3）， 改裝電

37、流表a1（量程00.6a, 內(nèi)阻約為0.1） 標(biāo)準(zhǔn)電流表a2 ( 量程00.6a3a, 內(nèi)阻不超過0.04）實(shí)驗(yàn)中備有的電阻器規(guī)格如下： a固定電阻（阻值8，額定電流2a） b固定電阻（阻值15，額定電流2a） c滑動(dòng)變阻器（阻值范圍020，額定電流2a） d，滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0200，額定電流2a） 已知兩個(gè)表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從0.1a起對(duì)每條刻線一一進(jìn)行核對(duì)，為此，從備用的電阻器中，r0應(yīng)選用 ，r應(yīng)選用 。（用字母代號(hào)填寫） 【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實(shí)驗(yàn)要求電流范圍在0.10.6a之間，即電路中僅有限流電阻時(shí)的電流要略大于0.6

38、a，同時(shí)要配合滑動(dòng)變阻器，保證電路中的最小電流不超過0.1a?！窘馕觥恳阎难b表量程為00.6a，要求從0.1a起對(duì)每條刻線進(jìn)行核對(duì)，所以，電路中最大電流不能小于0.6a，最小電流不能大于0.1a。電源電動(dòng)勢為6v，根據(jù)歐姆定律，電路中最小總電阻不能大于10，電路中除固定電阻和滑動(dòng)變阻器外，其它電阻總阻值等于0.44，所以固定電阻r0應(yīng)選用a（8）；又因最大總電阻不能小于60，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用d（200）?！究偨Y(jié)】（1）要正確理解限流電阻的限流作用-使電路中的電流不超過電流表的量程過多，應(yīng)理解為：在保證電流表能達(dá)到滿量程的條件下，通過電流表的電流不過大。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表達(dá)到滿

39、偏時(shí)的阻值。（2）注意區(qū)分限流電阻與滑動(dòng)變阻器的作用，限流電阻的作用是使電路中的電流不要過?。ú恍∮?.6a），而滑動(dòng)變阻器的作用是使電路中的電流要達(dá)到足夠?。ú淮笥?.1a）?！纠?4】用伏安法測量某一電阻rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：a、待測電阻rx（阻值大約為5，額定功率為1w）b、電流表a1（00.6a，內(nèi)阻0.2）c、電流表a2（03a，內(nèi)阻0.05）d、電壓表v1（03v，內(nèi)阻3k）e、電壓表v2（015v，內(nèi)阻15k）f、滑動(dòng)變阻器r0（050）g、蓄電池（電動(dòng)勢為6v）h、電鍵、導(dǎo)線為了較準(zhǔn)確測量rx的阻值，保證器材的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應(yīng)選擇_，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖

40、。【審題】本題中待側(cè)電阻的額定功率、電阻估計(jì)值已知，可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關(guān)鍵，另外，電流表的內(nèi)外接法及滑動(dòng)變阻器的接法也需要計(jì)算確定。圖10-12【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻rx的額定電壓、額定電流分別為 則電流表選用a1，電壓表選用v1 2、確定電流表的內(nèi)、外接法計(jì)算臨界電阻 ，rx<r，則安培表必須外接。 3、確定控制電路因滑動(dòng)變阻器的全阻值r0大于被測電阻rx，故首先考慮變阻器的限流接法。限流接法：rx上限流取值范圍為：最小： 最大：i額=0.45a那么，滑動(dòng)變阻器的阻值（滑動(dòng)頭移動(dòng)時(shí)）不得小于 。rx的電壓變化范圍為0.5

41、5v2.25v，安全可行。若采用變阻器的分壓接法，因r0>rx，會(huì)操作不方便，因此應(yīng)選擇變阻器的限流接法。電路如圖10-12所示?！究偨Y(jié)】本題需要選擇電流表、電壓表量程以及測量電路和控制電路，解題時(shí)為避免混亂，可分步選擇，將題目分解，既明確，又不易遺漏?！纠?5】 測量某電阻rx的阻值.已知rx約為5左右.下表給出可供選擇器材.請畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖（至少3種），并標(biāo)明所選器材的規(guī)格或代號(hào).備注：另有導(dǎo)線若干，各器材數(shù)目均只一個(gè)【審題】該題要求至少應(yīng)用3種設(shè)計(jì)方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發(fā)揮題目中所

42、給儀器的作用?！窘馕觥繄D10-16方案一：應(yīng)用伏-安法測電阻，見圖10-16.選r2，還是選r1，就是出于對(duì)實(shí)驗(yàn)安全方面的考慮.r2與g表，可改裝成3v左右的電壓表；r1與g表，只能改裝成0.3v左右電壓表，這樣小的電壓表既不能安全實(shí)驗(yàn)，也不能進(jìn)行精確測量.電流表外接而不內(nèi)接，是出于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確程度的考慮.因?yàn)楦难b后的電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于rx，這樣測量系統(tǒng)誤差較小.選a1表，而不選a2表是出于精確讀數(shù)的考慮.a1、a2誠然都能滿足安全的要求，但小量程表讀數(shù)相對(duì)誤差要小得多，顯然這是精確原則的應(yīng)用.圖10-17r3作為控制線路的主元件，其控制電壓方便與否，與r3、rx值相對(duì)大小有關(guān).當(dāng)兩電阻相近時(shí)，為了線路簡單、經(jīng)濟(jì)，控制電路適宜用限流接法，這主要是出于實(shí)驗(yàn)操作是否方便的考慮.方案二：應(yīng)用全電路歐姆定律測電阻.見圖10-17.原理：令rx短路，調(diào)r1，測得i1后，由全電路歐姆定律得e=i1（r+r1+0+ra）接著去掉短路線，可得i2，同理得e=i2（r+r1+rx+ra）可求rx.圖10-18 討論：用r1為何不用r2？顯然是考慮了測量方便問題，是方便原則的應(yīng)用.因?yàn)閞1調(diào)節(jié)時(shí)能用到0.1變化，對(duì)電流調(diào)整是有利的.圖2設(shè)計(jì)較圖1，主要是考慮了節(jié)省器材原則，這也可以說是經(jīng)濟(jì)原則的應(yīng)用.方案三：歐姆表原理測電阻，見圖10-18.原理：先讓ab短路，調(diào)r1