第第2 2讲讲电学实验电学实验1(2011 年广东卷)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V 0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干17.5(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_(选填“1”、“10”或“100”)倍率的电阻挡；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 621 甲所示，结果为_.甲乙图 621(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图621 乙完成实物图 622 中的连线图 39图 622答案：如图 39 所示数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于_端为使小电珠亮度增加，P 应由中点向_端滑动(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点_间多测几组数据(选填“ab” “bc” “cd” “de”或“ef”).Abab2.(2010 年广东卷)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05 )一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图 623 甲所示图 623(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接图 40答案：如图 40 所示(2)请完成下列主要实验步骤：A检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是_；20 B将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；C将开关S2_，电压表的示数是 1.16 V；断开开关 S1.闭合(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留两位有效数字)0.69 (4)由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_(填“大”或“小”)小3(2009 年广东卷)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为 3 V 的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图 624.图 624答案：(1)如图 41、42 所示图 41图 42(2)实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；改变接入电路中的金属丝的长度读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图 625 的关系图线，其斜率为_A-1m-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和图 62510.510.6电源的内阻与电阻箱(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图626 所示金属丝的直径是_图 625 中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_(保留三位有效数字)图 626金属丝的电阻率0.200 mm1.02106 m9.69107从近三年电学实验来看，考查的主要内容以及考查方向为：(1)基本仪器的使用(2)测电阻相关实验，以电流表内外接及滑动变阻器分压限流接法为重点基本电学仪器的使用与读数1多用电表【例1】多用电表表头如图 627 所示在正确操作的情况下：图 627(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_.直流电压1.10 V直流电流44 mA电阻1 700 k改用“1 k”倍率，重新调零；将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到_挡或者_(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_色表笔经_插孔流入电表用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小(即指针所指的刻度值太大)，应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大(即指针所指的刻度值太小)，应该减小倍率重新调零后再测OFF 交流电压500 V挡位置红正1某同学测量一只未知阻值的电阻他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图 628 所示则读出的阻值大小为_；为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选用倍率_(填“大些”或“小些”)的挡位再进行测量图 628大些1 0002安培表和伏特表【例2】图629 所示是电压表的刻度盘若当时使用的是该表的 03 V 量程，那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的 015 V 量程，那么电压表读数又为多少？图 629解析：03 V 量程最小刻度是 0.1 V，是 10 分度的，因此要向下估读一位，读 1.15 V(由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成 1.14 V1.16 V 之间都算正确).015 V 量程最小刻度为 0.5 V，不是 10 分度的，因此只要求读到 0.1 V 这一位，所以读 5.7 V(5.6 V5.8 V 之间都算正确)基本实验方法1电路的连接与仪器的选择【例3】利用图 6210 甲所示的电路测量电流表 mA的内阻 RA.图中 R1、R2为电阻，K1、K2为电键，B 是电源(内阻可忽略)甲乙图 6210根据图甲所给出的电路原理图，在图乙的实物图上连线答案：电路见图 43，注意按顺序连，注意正负极连接不要出错图 43【例 4】某同学用图 6211 所示的电路，测绘标有“3.8 V，0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化图象除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：图 6211电流表：A1(量程 100 mA，内阻约 2 )；A2(量程 0.6 A，内阻约 0.3 )；电压表：V1(量程 5 V，内阻约 5 k)；V2(量程 15 V，内阻约 15 k)；滑动变阻器：R1(阻值范围 010 )；R2(阻值范围 02 k)电源：E1(电动势为 1.5 V，内阻约为 0.2 )；E2(电动势为 4 V，内阻约为 0.04 )为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，_电压表_，滑动变阻器_，_电源_(填器材的符号)A2(A1量程才0.1 A)V1(V2量程太大)R1(电流控制更有效)E2(1)电路的连接注意事项连线时把导线接在接线柱上；电表的正负接法：电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出；滑动变阻器应处于有效的控制状态(2)仪器的选择注意事项准确性原则：选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的 1/3，读数误差较大安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作2(2011 年深圳一模)有一个额定电压为 2.8 V，功率约为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 IU 图线，有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻 6 k)B电压表(015 V，内阻 30 k)C电流表(03 A，内阻 0.1 )D电流表(00.6 A，内阻 0.5 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(200 ，0.5 A)G蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)甲乙图 6212(1)用如图 6212 甲所示的电路进行测量，电压表应选用_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为_.(3)若将此灯泡与电动势 6 V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为_的电阻ADE10112实验电路选择【例 5】某同学先后完成下面两个实验：甲：测定一节干电池的电动势和内阻；乙：描绘小灯泡的伏安特性曲线(1) 用甲实验测量得到的数据作出 UI 图线如图 6213 中 a 所示，测得干电池电动势为_V，内电阻为_.图 62130.751.5(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小误差，方便调节，在给定的四个电路图和三个滑动变阻器 E、F、G中，应选取的电路是_，应选取的滑动变阻器是_E总阻值 15 ，最大允许电流 2 AF总阻值 200 ，最大允许电流 2 AG总阻值 1000 ，最大允许电流 1 ACE(3)将实验乙中得到的数据在实验甲的同一 UI 坐标系内描点作图，得到图线 b，若将实验甲中的电池与乙中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为_W.解析：(1)图线 a 与纵轴交点的纵坐标为电源电动势的大小，图线斜率为电源内电阻的大小(2)由于小灯泡的电阻较小，故电流表应外接；电压要求可从零开始调节，故滑动变阻器应用分压式连接，所以应选取的电路是 C，应选取的滑动变阻器是 E，电流控制效果较好(3)由图线可得，小灯泡此时的电压为 0.6 V，电流为 1.2 A，所以小灯泡的实际功率为 0.72 W.0.72连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流，故：R测R真测大电阻1测量电路电流表内外接法选取(1)电路的对比调节范围限流式电路分压式电路电压调节范围0U 电流调节范围2控制电路滑动变阻器分压式、限流式接法选取(1)电路的对比说明：U 为电源端电压，R 为滑动变阻器最大电阻，Rx为待测电阻阻值(2)判断方法负载电阻 Rx 远大于滑动变阻器总电阻 R，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法采用限流电路时，电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用变阻器的分压式接法负载电阻的阻值 Rx 小于滑动变阻器的总电阻 R 或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小