高中物理电学实验习题.docVIP

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100Ω〕;直流电流表〔量程0~10mA、内阻50Ω〕;直流电压表〔量程0~3V、内阻5kΩ〕;直流电源〔输出电压4V、内阻不计〕；滑动变阻器〔0~15Ω、允许最大电流1A〕；开关1个，导线假设干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.

【审题】此题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种适宜。

图10-5【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＜，故电流表应采用外接法.在控制电路中，假设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==24mA＞10mA,此时电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.

图10-5

【总结】任一种控制电路必须能保证电路的平安，这是电学实验的首要原那么，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。

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。

【解本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表〔或给定的电表不能满足要求时〕，可以用标析】⑴实验电路如右图所示。

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，那么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，导线假设干。

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】如下图

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〕；

电源E〔电动势约为10V，内阻r约为1Ω〕；单刀单掷开关S，导线假设干。

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实验电路图如下图。

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：

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：得，。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，应用电流表的示数来控制通过电阻的电流，因此，电流表应选A1。又因为,所以。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,所以应选用外接电路。

⑵实验所用电路如下图

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。

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=1