資源簡介

2025屆高三物理一輪復習講義：電學實驗復習題一
一、電學實驗儀器使用
1．　(1)有一金屬材料制成的圓柱形物體，當用游標卡尺來測它的截面直徑d時，示數如圖甲所示，則d＝________ mm。然后利用伏安法測量該物體的電阻，此時電壓表和電流表的示數如圖乙、丙所示，則金屬物體兩端的電壓為U＝________ V，流過該物體的電流為 I＝________ A。
(2)在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖丁所示，校零時的讀數為_______ mm，合金絲的直徑為_______ mm。
2．某學生實驗小組利用如圖1所示電路進行實驗，使用的器材有：多用電表、電壓表(量程5 V，內阻十幾 kΩ)、滑動變阻器(最大阻值5 kΩ)、導線若干．
(1)將多用電表擋位調到電阻“×100 Ω”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，進行________；
(2)將圖1中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端；
(3)若多用電表擋位調到電阻“×100 Ω”擋測量，指針偏轉角度過小，應換________擋(填“×10 Ω”或“×1 k”)
(4)換擋并重新進行歐姆調零后，將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數如圖2甲所示，這時電壓表的示數如圖乙所示．多用電表和電壓表的讀數分別為________和________．
圖1 圖2
3．現測定長金屬絲的電阻率。
(1)某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結果如圖所示，其讀數是________ mm。
(2)利用下列器材設計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100 Ω，畫出實驗電路圖，并標明器材代號。
電源E(電動勢10 V，內阻約為10 Ω)
電流表A1(量程0～250 mA，內阻R1＝5 Ω)
電流表A2(量程0～300 mA，內阻約為5 Ω)
滑動變阻器R(最大阻值10 Ω，額定電流2 A)
開關S及導線若干
(3)某同學設計方案正確，測量得到電流表A1的讀數為I1，電流表A2的讀數為I2，則這段金屬絲電阻的計算式Rx＝________。從設計原理看，其測量值與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
4．某研究性小組在實驗室找到一阻值未知的電阻Rx，用歐姆表粗略測量其阻值大約為2 kΩ，該小組同學在實驗室找到了如下的實驗儀器：
電流表A1，量程1 mA，內阻約為50 Ω
電流表A2，量程300 μA，內阻約為300 Ω
電壓表V1，量程10 V，內阻約為15 kΩ
電壓表V2，量程3 V，內阻約為10 kΩ
滑動變阻器R，總阻值50 Ω，額定電流為1 A
電池組E，電動勢3 V，內阻很小但不能忽略
開關、導線若干
(1)在線框中畫出測量Rx阻值的電路圖，要求標明各儀器符號。
(2)由于電壓表、電流表內阻未知，實驗結果存在系統誤差，為了消除系統誤差，該小組同學又在實驗室找到一阻值大約為1 kΩ的定值電阻R0，設計了如圖所示的測量電路。
①請完成下列操作過程：
第一步：先將滑動變阻器R的滑片滑至最左端，單刀雙擲開關S2合向a，然后閉合電鍵S1，調節滑動變阻器，使電壓表和電流表的示數盡量大些(不超過量程)，讀出此時電壓表和電流表的示數U1、I1；
第二步：______________________________________。
②根據以上記錄數據寫出被測電阻Rx的表達式Rx＝__________。
③根據實驗原理圖連接好實物圖。
二、測電阻的其它方法
（一）.“替代法”測電阻
[例1] 某同學測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻．
(1)分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數如圖甲和圖乙所示，長度為________cm，直徑為________mm.
(2)按圖丙連接電路后，實驗操作如下：
①將滑動變阻器R1的阻值置于最________(選填“大”或“小”)處；將S2撥向接點1，閉合S1，調節R1，使電流表示數為I0；
②將電阻箱R2的阻值調至最_______(選填“大”或“小”)，將S2撥向接點2；保持R1不變，調節R2，使電流表示數仍為I0，此時R2阻值為1280 Ω；
③由此可知，圓柱體的電阻為________Ω。
[即時訓練]
1．如圖為測量電阻Rx的電路原理圖，R為電阻箱，R′為起保護作用的滑動變阻器，電源E的電動勢約為6 V，S為單刀雙擲開關，電流表量程為0.6 A．
(1)以下四種規格的滑動變阻器，最適合本實驗的是________．
A．1 Ω 　　　　　　　　　　 B．10 Ω
C．100 Ω D．1000 Ω
(2)請在圖中以筆畫線代替導線按實驗原理圖將實物圖補充完整．
(3)請簡述測量待測電阻Rx的實驗步驟_____________________
_________________________________________________________。
(4)一同學想利用本實驗電路測電源電動勢，需將開關擲于
________位置。該電路滑動變阻器R′接入電路部分的
電阻未知，能否測出電源的內阻r？__________________________。
（二）.“電橋平衡法”測電阻
測量電路如圖，實驗中調節電阻箱R3，當A、B兩點的電勢相等時，R1和R3兩端的電壓相等，設為U1。同時R2和Rx兩端的電壓也相等，設為U2。根據歐姆定律有：
＝，＝。由以上兩式解得：。這就是電橋平衡
的條件，由該平衡條件也可求出被測電阻Rx的阻值。
[例2] 用如圖所示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關，改變滑動頭P的位置，當通過電流表的電流為零時，測得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為(　　)
A．R0 B．R0
C．R0 D．R0
（三）.“半偏法”測電表內阻
測電流表內阻 測電壓表內阻
原理圖
原理 閉合S2，調節R2，使R2分走一半電流 斷開S2，調節R2，使R2分走一半電壓
測量值 Rg=R2 RV=R2
誤差
注意事項 電源E 的電動勢盡量要大，滑動變阻器R1盡量要大 電源E的電動勢要適當小些，滑動變阻器R1盡量要小
注意:對于半偏法測量電阻是常用方法。有時不一定半偏，偏、偏等只要成比例就可以求解。
[例3] 在把電流表改裝成電壓表的實驗中，需要利用如圖所示的電路測量電流表的內阻，其主要操作步驟如下：
①閉合S1，調節R1，使電流表指針偏轉到滿刻度；
②再閉合S2，調節R2，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半；
③讀出R2的阻值，即可認為電流表的內阻rg＝R2。
現備有如下器材：
A.電流表(量程0～100 μA，內阻約為100 Ω)
B.電阻箱(范圍0～9.9 Ω)
C.電阻箱(范圍0～999.9 Ω)
D.電阻箱(范圍0～99999 Ω)
E.電源(電動勢3 V，內阻不計)
F.電源(電動勢6 V，內阻不計)
G.開關和若干導線
(1)電路圖中R1應選________，R2應選________，電源應選________。(填入所選器材前的字母)
(2)實驗中讀得R2的阻值為100 Ω，若將此電流表改裝成量程為3 V的電壓表，應______聯一個阻值為________Ω的電阻。
(3)若用此改裝表去測量一穩恒電壓，則測量值和真實值相比________。(填“偏大”或“偏小”)
[例4] 有一只量程為0～3 V的電壓表，內阻約為5～8 kΩ，某同學要精確地測量該電壓表的內阻，設計的測量電路如圖甲所示，其中R2為最大電阻9999 Ω的電阻箱，R1為滑動變阻器，電源電動勢為4.5 V，內阻很小。實驗步驟如下：
①按電路圖連接電路；
②閉合開關S2；
③將滑動變阻器滑片調至最左端；
④閉合開關S1；
⑤調節滑動變阻器，使電壓表滿偏；
⑥斷開開關S2，調節電阻箱，調至電壓表半偏，并記下電阻箱的讀數，并認為此時電阻箱的電阻為該電壓表的內阻。
(1)乙圖電阻箱的讀數為________kΩ。
(2)實驗室中有兩個滑動變阻器：A.最大阻值為20 Ω，標定電流為1 A；B.最大阻值為10 kΩ，標定電流為1 A。為了能精確測量電壓表內阻，實驗中應選擇滑動變阻器________(填變阻器前的字母代號)。
(3)實驗中開關S2從閉合到斷開(斷開開關S2之前，電阻箱置于9999 Ω)，斷開后A、B兩點間的電壓UAB____3 V(填“>”“<”或“＝”)。
(4)實驗中由于電路設計所存在的實驗誤差(系統誤差)，導致測量值________真實值(填“>”“<”或“＝”)。
[課下作業]
1．(1)某學生用螺旋測微器測量不同金屬導線的直徑，其示數如圖a、b、c所示，該金屬導線的直徑讀數為：
a．________ mm　b．________ mm　c．________ mm
(2)用游標尺為50分度的游標卡尺測量某工件的長度時，示數如圖d所示，則測量結果應該讀作________ mm。
(3)正確讀出圖中各表的讀數：
①如圖e，接0～3 V量程時讀數為________ V；接0～15 V 量程時讀數為________ V。
②如圖f，接0～3 A量程時讀數為________ A；接0～0.6 A 量程時讀數為________ A。
2．如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，表針指示如圖所示，則：
(1)所測電阻的阻值為________ Ω；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104 Ω的電阻，為了使測量結果比較精確，應選用的歐姆擋是________(選填“×10”“×100”或“×1 k”)．
(2)用此多用電表進行測量，當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為______ mA；當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________ mA.
(3)當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________ V．
3．用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200 Ω)，實驗室提供如下器材：
電池組E：電動勢3 V，內阻不計；
電流表A1：量程0～15 mA，內阻約為100 Ω；
電流表A2：量程0～300 μA，內阻為1000 Ω；
滑動變阻器R1：阻值范圍0～20 Ω，額定電流2 A；
電阻箱R2：阻值范圍0～9999 Ω，額定電流1 A；
開關S、導線若干。
要求實驗中盡可能準確地測量Rx的阻值，請回答下列問題：
(1)為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表________(填寫器材代號)與電阻箱串聯，并將電阻箱阻值調到________ Ω，這樣可以改裝成一個量程為3.0 V的電壓表。
(2)在圖1中畫出完整測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標明器材代號。
(3)調節滑動變阻器R1，兩表的示數如圖所示，可讀出電流表A1的示數是________ mA，電流表A2的示數是________ μA，測得待測電阻Rx的阻值是________ Ω。
4．某同學用圖甲所示電路測量電流表G1的內阻r1。供選擇的儀器如下：
待測電流表G1(0～5 mA，內阻約200 Ω)；電流表G2(0～10 mA，內阻約100 Ω)；定值電阻R1(100 Ω)；定值電阻R2(200 Ω)；滑動變阻器R3(0～1000 Ω)；滑動變阻器R4(0～400 Ω)；電源E(電動勢6 V，內阻可不計)；開關S及導線若干。
(1)實驗中要求電流表G1能達到滿偏，則定值電阻應選________(填“R1”或“R2”)，滑動變阻器應選________(填“R3”或“R4”)，按照電路圖，閉合開關S前應將滑動觸頭移至________(填“a”或“b”)端。
(2)在圖乙所示實物圖中，已正確連接了部分導線，請根據圖甲電路完成剩余部分的連接。
(3)實驗步驟如下：按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至一端；閉合開關S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應的G1、G2的讀數I1、I2；以I1為縱坐標，I2為橫坐標，作出相應圖線，如圖丙所示。若圖中直線的斜率為k，請用題中所給符號寫出待測電流表內阻的表達式 r1＝________。
5．如圖所示是用半偏法測量電壓表內阻的電路圖。以下是備用儀器：
A．待測電壓表(量程3 V，內阻約為1500 Ω)
B．電源E(電動勢4 V，允許通過的最大電流為2 A，內阻很小)
C．電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)
D．電阻箱(最大阻值為9999.9 Ω)
E．滑動變阻器(最大阻值為20 Ω，允許通過的最大電流為3 A)
F．滑動變阻器(最大阻值為2000 Ω，允許通過的最大電流為2 A)
G．開關兩個，導線若干
(1)為保證測量的準確性，電阻箱應選用________，滑動變阻器應選用________。(填代號)
(2)完善下列實驗步驟：
①閉合開關S2并將滑動變阻器的滑片調至最________(填“左”或“右”)端，然后閉合開關S1；
②調節滑動變阻器使電壓表恰好滿偏；
③____________________________，使電壓表恰好指在中間刻度(半偏)，此時電阻箱的示數為R。那么，該電壓表內阻的測量值為________。電壓表內阻的測量值比真實值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)若把被測的電壓表改裝成量程為15 V的電壓表，應該________(填“串聯”或“并聯”)一只阻值為________的定值電阻。
[參考答案]
[例1] (1) 5.01 5.315 (2) ①大 ②大 ③1280
[即時訓練]1.(1) B (2)如圖所示
(3)將開關S擲于a，記下電流表示數I；將開關S擲于b，
調節電阻箱R，使電流表示數達到I，電阻箱讀數即為Rx阻值
(4) b 不能
[例2] C
[例3]（1）D C F （2）串 29900 （3）偏小
[例4]（1）7.5 （2）A （3）> （4）>
課下作業
1．(1)4.592(4.591～4.594均可)　1.880(1.879～1.881均可)　8.600(8.599～8.601均可)
(2)10.40　(3)①2.18　10.8　②0.80　0.16
2．(1)1.5×103　×1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正確)　154　(3)6.2
3．(1)A2　9000(2)電路如圖所示 (3)8.0　150　191
4．(1)R2　R3　a　(2)如圖所示　 (3)R2
5．(1)D E
(2)①左 ③斷開開關S2，調節電阻箱的阻值 R 偏大
(3)串聯 4R

展開更多......

收起↑