专题 9 电学实验 【估读原则】最小单位为 1、0.1、0.01 等，按 读；最小单位为 5、0.5、0.05 等，按 1 1 10 估读；最小单位为 2、0.2、0.02 等，按 2 估 1 5 估读。 1．电流表、电压表的示数如图 a、图 b 所示。电流表的读数为 2．下图中弹簧测力计的读数为 ，电压表的读数为 。 N。 【伏安法测电阻】百分误差分析 【滑动变阻器的限流式主电路和分压式主电路】 1．负载电阻的阻值 Rx 远大于滑动变阻器的总电阻 R，须用分压式主电路。 2．要求负载电压、电流变化范围较大（或从零开始连续可调），须用分压式主电路。 3．限流限不住，须用分压式主电路。 【测定电源的电动势和内电阻】 1．电路选择：如果用乙电路，误差来源于电流表的分压，测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部 分，而电流表内阻和电源内阻很接近，故电源内阻测量误差大；用甲电路，误差来源于电压表的分流 ， 因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻，故电压表分流很小，测量引起的误差小，故本实验用甲 电路图。 2．百分误差分析。 【多用电表的使用】 1．电流方向：“黑出红入”。 2．区分机械调零和电阻调零，测电阻时每换一次挡都要进行电阻调零。 3．刻度线 3 条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流直流共用，下为交流 2.5V 专用。 4．读数方法：按相应的 1 1 1 、 和 估读，其中电阻本身是粗测。 10 2 5 5．使用完毕，选择开关要置于 OFF 挡（或交流电压最大挡），长期不用应把表内电池取出。 【提高训练】 1.某同学将量程为 200μA、内阻为 500Ω 的表头 改装成量程为 1mA 和 10mA 的双量程电流表， 设计电路如图甲所示。定值电阻 R1=500Ω，R2 和 R3 的值待定，S 为单刀双掷开关，A、B 为接线柱。回 答下列问题： （1）按图甲在图乙中将实物连线； （2）表笔 a 的颜色为 色（填“红”或“黑”）; （3）将开关 S 置于“1”挡时，量程为 （4）定值电阻的阻值 R2= Ω，R3= mA； Ω。（结果取 3 位有效数字） （5）利用改装的电流表进行某次测量时，S 置于“2”挡，表头指示如图丙中所示，则所测量电流的 值为 mA。 2．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用 螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图 （a）和图（b）所示。 （1）由上图读得圆柱体的直径为 _________mm，长度为_________ _cm。 （2）若流经圆柱体的电流为 I，圆柱体两端之间的电压为 U，圆柱体的直径和长度分别用 D、L 表示， 则用 D、L、I、U 表示的电阻率的关系式为 ρ =____________。 3．实验室购买了一捆标称长度为 100m 的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先 2 8 测得导线横截面积为 1.0mm ，查得铜的电阻率为 1.7 10  m ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电 阻 Rx ，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有： 电流表：量程 0.6A，内阻约 0.2Ω； 电压表：量程 3V，内阻约 9kΩ； 滑动变阻器 R1：最大阻值 5Ω； 滑动变阻器 R2：最大阻值 20Ω； 定值电阻：R0=3Ω； 电源：电动势 6V，内阻可不计； 开关、导线若干。 回答下列问题： （1） 实验中滑动变阻器应选 （填“ R1 ”或“ R2 ”），闭合开关 S 前应将滑片移至 端（填“ a ” 或“ b ”）。 （2） 在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。 （3） 调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。 （4） 导线实际长度为 m（保留 2 位有效数字）。 4.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200Ω，电压表的内阻约为 2kΩ，电流表的内阻约为 R 10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由 x = U I 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则 （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1 量值 Rx2 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 5.如图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图，图中 R0 是保护电阻（10Ω），R1 是电阻箱（0 ～99.9Ω），R 是滑动变阻器，A1 和 A2 是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小）。 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下： （i）连接好电路，将滑动变阻器 R 调到最大； （ii）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1 为适当值，再调滑动变阻器 R，使 A1 示数 I1 = 0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 示数 I2。 （iii）重复步骤（ii），再测量 6 组 R1 和 I2； （iv）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点。 根据实验回答以下问题： ① 现有四只供选用的电流表： A．电流表（0～3mA，内阻为 2.0Ω） B．电流表（0～3mA，内阻未知） C．电流表（0～0.3A，内阻为 5.0Ω D．电流表（0～0.3A，内阻未知） A1 应选用 ，A2 应选用 。 ② 测得一组 R1 和 I2 值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1 示数 I1 = 0.15A，应让滑动变阻 器 R 接入电路的阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小” ）。 ③ 在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系图。 ④ 根据以上实验得出 Rx = Ω。（保留 2 位有效数字） 6.某同学通过实验测量一种合金的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题图甲所 示的部件 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。 （2）图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器 的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断 电路中 （选填图中表示接线柱的数字）之间出现了 （选填“短路”或“断路”）。 （ 3 ） 在 电 路 故 障 被 排 除 后 ， 调 节 滑 动 变 阻 器 ， 读 出 电 压 表 和 电 流 表 的 示 数 分 别 为 2.23V 和 38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值， 在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。 。 7.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图中的________（选项“甲”或“乙”）。 （2）现有电流表（0-0.6A），开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表（0-15V） B.电压表（0-3V） C.滑动变阻器（0-50Ω） D.滑动变阻器（0-500Ω） 实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）。 （3）某同学记录的 6 组数据如下表所示，其中 5 组数据的对应点已经标在图 2 的坐标纸上，请标出 余下一组数据的对应点，并画出 U-I 图线。 序号 1 2 3 4 5 6 电压 U（V） 电流 I（A） 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 （4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势 E=____V，内电阻 r=_____  。 （5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数 U 以及干电池的输出功率 P 都会发生变化， 图 3 的各示意图中正确反映 P-U 关系的是____ 8.某同学为了测量一个量程为 3V 的电压表的内阻，进行了如下实验。 （1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图甲所示，得到电压表的内阻为 3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势 为 1.5V，则电压表的示数应为 V（结果保留两位有效数字）。 （2）为了更准确地测量该电压表的内阻 Rv，该同学设计了图乙所示的电路图，实验步骤如下： A．断开开关 S，按图乙连接好电路； B．把滑动变阻器 R 的滑片 P 滑到 b 端； C．将电阻箱 R0 的阻值调到零； D．闭合开关 S； E．移动滑动变阻器 R 的滑片 P 的位置，使电压表的指针指到 3V 的位置； F．保持滑动变阻器 R 的滑片 P 位置不变，调节电阻箱 R0 的阻 值使电压表指针指到 1.5V，读出此时 电阻箱 R ０的阻值，此值即为电压表内阻 Rv 的测量值； G．断开开关 S． 实验中可供选择的实验器材有： a．待测电压表 b．滑动变阻器：最大阻值 2000Ω c．滑动变阻器：最大阻值 10Ω[来源:学|科|网] d．电阻箱：最大阻值 9999.9Ω，阻值最小改变量为 0.1Ω e．电阻箱：最大阻值 999.9Ω，阻值最小改变量为 0.1Ω f．电池组：电动势约 6V，内阻可忽略 g．开关，导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： ①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用 （填“b”或“c”），电阻箱中选用 （填“d”或“e”）。 ②电压表内阻的测量值 R 测和真实值 R 真相比，R 测　　　　R 真（填“＞”或“＜”）；若 RV 越大，则 ¿ R测− R真｜ 越 R真 （填“大”或“小”） 9.在“DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中 （1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成电 路如图（a）所示。图中未接导线的 A 端应接在 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”）。 （2）实验得到的 U-I 关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为  V，内电阻阻值为 。 （3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 或“E”），所得到的 U-I 关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻阻值为 答 案 【估读原则】115mA、5.00V、3.6 【提