电学设计性实验

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电学设计性实验荥阳市第二高级中学——吴彩霞、陈玉东
1、以下器材准备用来测量待测电阻Rx阻值，其规格列表如下：
（1）由于待测电阻约1000Ω，滑动变阻器最大电阻为100Ω，要使滑动变阻器对待测电阻两端的电压及电流起到良好的调控作用，滑动变阻器必须使用________（填“限流式”或“分压式”）接法；
（2）本实验要求测量时电表的读数大于其量程的三分之一，在对流过待测电阻Rx的电流进行粗略估计（暂不考虑电源及各电表的内阻）时发现，通过Rx的最大电流约为__________mA；
（3）所以，本次实验选用________两只电表进行测量（填各电表的符号）；（4）请根据以上分析用直线将以下原理图连接完整，并在相应位置填出你选择的电表符号。
2、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；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。
RR



1
①(2分测量中要求电压表的读数不小于其量程的3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原
理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注。②(2分根据你所画的电路原理图在如上图所示的实物图上画出连线。
③(3分若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量
表示Rx的公式为Rx=_________________。
3、要测一个待测电阻RX（约200Ω）的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
A.电源E电动势3V，内阻不计
B.电流表A1量程0～10mA、内阻r1约为500ΩC.电流表A2量程0～500μA、内阻r2=1000ΩD.滑动变阻器R1最大阻值20Ω．额定电流2AE.定值电阻R2=5000ΩF.定值电阻R3=500Ω
（1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表串联定值电阻，将其改装成一个量程为3.0V的电压表
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（2）右图是画出测量RX两种甲、乙电路图，应选。
（3）若电流表A得读数为I=6.2mA，改装后的电压表V读数如图，则V读数是V。待测电阻RX=Ω。


4、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下：
(1用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω．
甲乙丙
(2该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R
A．金属丝L,长度为L0,直径为D
B．电流表A1,量程1mA,内阻r1=375ΩC．电流表A2,量程500μA,内阻r2=750ΩD．电压表V,量程10V,内阻10kΩE．电阻R1,阻值为100Ω,起保护作用F．滑动变阻器R2,总阻值约20ΩG．电池E,电动势1.5V,内阻很小H．开关S、导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号．
(3若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m．(保留2位有效数字5、某研究性学习小组利用下图所示电
路测量电池组的电动势E和内阻
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r．根据实验数据绘出如下图所示的R—I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝_______V，r＝______Ω．(保留两位有效数字

6、为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：
①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约为1.0Ω）②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为10Ω）③电流表A（量程0～0.60A，内阻约为0.10Ω）④滑动变阻器R1（0～20Ω，2A）⑤滑动变阻器R2（0～1000Ω，1A）⑥定值电阻R3＝990Ω⑦开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________（填仪器字母代号）；
（2）请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；
（3）图乙所示为某同学根据正确的电路图做出的I1－I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V（保留三位有效数字），内电阻r＝________Ω。（保留2位有效数字）
7、研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。
（1）为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图（a）所示电路。图中电源电动势未知，内阻不计。闭合开关，将电阻箱阻值调到20Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95Ω时，电流计指针指在如图（b）所示位置，则电流计的读数为mA。由以上数据可得电流计的内阻Rg=Ω。（2）同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图（c）所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将
（a）
（b）
（c）
SE
R
RxSE
R
两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为Ω（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为Ω。
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若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
8、某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源
(电动势未知，内阻约为2Ω；一个阻值未知的电阻R0；多用电表一只；电压表两只；电流表一只；滑动变阻器一只；开关一个，导线若干。
（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，所用量程为直流2.5伏，则该电表读数
为V；


（2）为较准确地测量该电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R0的阻值，他设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、Ｉ分别表示电表V１、V2、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、Ｉ的一系列值。并作出下列三幅U---I图线来处理实验数据，从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R0的值。
AB
阻R0的图是。
（3）本实验中定值电阻的测量存在误差，造成这一误差的原因是
V2
R0
R
V1Er
S
A
C
其中，可直接算出电源电动势和内电阻的图是，可直接算出定值电
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A．由电压表V1、V2分流共同造成B．由电压表V1、V2分流及电流表分压共同造成C．只由电压表V2分流造成D．由电流表、滑动变阻器分压共同造成
图1R
3.02.52.0
U/V
3.5
V
V
R
0
1.51.0
0.5
0
0.51.01.52.02.53.03.5
图2
I/mA
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10有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．A．待测电流表A0：满偏电流约为700～800
阻约100
B．电流表A：量程0.6A、内阻0.1C．电压表V：量程3V、内阻3kD．滑动变阻器R：最大阻值200
．．．
．A、
内
，已知表盘刻度均匀、总格数为N．
E．电源E：电动势约3V、内阻约1.5
F．开关S一个．
（1）根据你的测量需要，“B．电流表A”、“C．电压表V”中应选择____________．（只需填写序
号即可）（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图．
（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满
偏电流IAmax=_______________．
11、在“把电流表改装为电压表”的实验中，需要利用如图所示的电路测
定电流表的内阻，步骤如下：①接通S1（S2未接通），调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；
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②再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的1/3；③读出R2的阻值，可得到rg=（填表达式）
已知电源的电动势为3V，内阻不计；电流表满偏电流为500μA，其内阻约在100Ω左右。实验室配有的可变电阻有：
A．电阻箱（0～999.9Ω）B．滑动变阻器（0～200Ω）C．滑动变阻器（0～10KΩ）D．滑动变阻器（0～100KΩ）⑴电路中R1应选，R2应选。（填序号）
⑵上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比（选填“偏大”或“偏小”）
⑶如果测得该电流表阻值为100Ω，要将其改装为量程为3V电压表，应联一个阻值为Ω的电阻。
12、某待测电阻RX的阻值大约为100Ω，现要测量其阻值，实验室提供有如下器材：电流表A1（量程40mA、内阻r1=10Ω）电流表A2（量程100mA、内阻如约为3Ω）滑动变阻器R，最大阻值约为l0Ω定值电阻R0（阻值为100Ω）电源E（电动势4V、有内阻）开关、导线若干测量要求：电表读数不得小于其量程的1／2。能测多组数据。
（1）请你在虚线框内画出测量电阻RX的实验电路原理圈（用所给器材的符号标注）（2）用已知量和测量的量表示RX，RX=（若用到电表读数，分别用I1、I2表示A1、
A2的读数）

13、测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5
Ω）。
器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R＝4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。
①画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；
当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E＝______，r＝______。（用I1，I2，U1，U2及R表示）
14、为测定一节蓄电池的电动势和内阻(内阻约为0.5Ω，实验可能采用的电路图如图4甲、乙所示。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中连接了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：A．电流表(量程0.6A，内阻约0.5Ω
B．电压表(量程3V，内阻约6kΩ
C．电压表(量程15V，内阻约30kΩD．定值电阻(阻值1Ω，额定功率5WE.定值电阻(阻值10Ω，额定功率10W
F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω，额定电流2A
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图4

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G．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω，额定电流lA⑴实验应采用电路(填“甲”或“乙”；
⑵电压表应选，定值电阻应选,滑动变阻器应选。(填相应仪器的序号
15、.（07江苏卷）要描绘某电学元件（最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻R为1kΩ，用于限流；电流表量程为10mＡ，内阻约为5Ω；电压表（未画出）量程为10Ｖ，内阻约为10kΩ；电源电动势E为12Ｖ，内阻不计。
⑴实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值0到200Ω，额定电流0.3Ab、阻值０到20Ω，额定电流0.5A
本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”）⑵正确接线后，测得数据如下表U（V）I（mA）
1０.000.00
23.000.00
36.000.00
46.160.06
56.280.50
66.321.00
76.362.00
86.383.00
96.394.00
106.405.50
（a）根据以上数据，电压表是并联在M与之间的（填“O”或“P”）
（b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线为。

⑶画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图为（无需数值）

16.一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω,现将一阻值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6~7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2
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及若干线.
（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为V.
17.现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻。⑴实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0WC．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W
本实验应选用，其作用是。⑵该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示。⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为V，内电阻r为Ω。
1
/V
U
0.70.6
SR00.5
0.4
0.3ErRV0.21⑴C，作为保护电阻21
(10/0.1RR
1

0
甲
0
2
46
乙
81012
18.小明同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻，待测电阻R1，待测电阻R2，电流表A(量程为0.6A，内阻不计，电阻箱R(0-99.99Ω，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
①（第一空4分、第二空3分）先测电阻R1的阻值。请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，，读出此时电阻箱的示数r2。则电阻R1的表达式为R1＝。②（每空2分）小明同学已经测得电阻R1＝2.0Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图所示的1/I－R图线，则电源电动势E＝V，电阻R2＝Ω。

19、测量某电阻Rx的阻值.已知Rx约为5Ω左右.
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下表给出可供选择器材.请画出你所设计的实验原理图（至少3种），并标明所选器材的规格或
代号.
备注：另有导线若干，各器材数目均只一个

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