安徽省濉溪县第二中学高考物理 第8章 电学实验 电路的

电路的设计思想
【学习目标】（在学习完本节课后检查检查自己学习目标是否完成） 1、掌握电路设计的思路和基本方法， 【重点、难点】 重点： 难点：
【使用说明与学法指导】 一、有原理图的设计
1、现有一量程为3V 的电压表，内阻约为3k Ω.为了准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图l-2-17甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内阻．其中R 1是最大电阻值为9999Ω的电阻箱，R 2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器
(1)试根据如图1-2-17甲所示的电路图，完成如图乙所示的实验实物电路的连线．
(2)接通电路前应将滑动变阻器的滑片P 置于______端（ A ）
(3)根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤 解;1、连图R2在A 端；2、闭合S1、S2,调节R2使电压表满偏；3、P 不动，断开S2调节R1使电压表半偏；4、
读出R1数值，整理器材。

2、（合肥市2012年二检测）(1)某同学利用定值电阻R 0、电阻箱R 等实验器材测量电池的电动势和内阻，实验电路如图（a)所示。

实验时多次改变电阻箱的阻值，并记录其阻值R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据U ，绘出了如图(b)所示
关系图线,则由图线可
以得到被测电池的电动势E =______V ，内阻r______。

(2)若某元件的伏安特性曲线如图（c)所示,最佳工作电压为1.5V ，应给该元件串联一个阻值为________Ω的电阻后，接在（1)题被测电池两端能使其处于最佳工作状态。

3、(蚌埠二中2012年4月质量检测)听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池．他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中，根据记录数据在坐标纸上做出R -1/I 图线。

（1）利用作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V ，内阻为 Ω．
（2）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是： ． 1
Ⅲ．（1）0.75~1.2 （3分）；9000~11000（3分）
（2）电源内阻过大（2分）
4、（2011年安庆市高三二模) 某同学用如右图所示电路测量一毫安表的内阻，现提供器材如下：
a. 待测毫安表（量程为３mA，内阻约300Ω）
b. 电源（电动势约３Ｖ，内阻不计）
c. 定值电阻Ｒ０（作保护电阻用，阻值有400Ω、800Ω、2000Ω三个电阻
备选）
d. 电阻箱R
e. 开关S，导线若干
（1）为了保护整个电路，定值电阻Ｒ０应选Ω阻值的电阻
（2）该同学先把电阻箱调到最大值，闭合开关S，接着调节电阻箱使其阻值为R1时，毫安表的指针指在满刻度的三分之一处，再调节电阻箱使其阻值为R2时，毫安表的指针指在满刻度的三分之二处，则毫安表的内阻R A= （用R0、R1、R2表示）
(.800(2分); R A=R1-2R2-R0(4分)
二、设计原理图
1、实验室有如下器材：
电流表A1(满偏电流约500μA，有刻度无刻度值，内阻r g约500Ω)；
电流表A2(量程0～300μA，内阻r A2＝1000Ω)；
电流表A3(量程0～1mA，内阻r A3＝100Ω)；
定值电阻R0(阻值1kΩ)；
滑动变阻器R(0～5Ω，额定电流2A)；
电池(电动势2V，内阻不计)；
开关、导线若干．
要求较精确地测出A1表的内阻和满偏电流．
(1)在方框内画出测量电路；
(2)应读取的物理量是________；
(3)用这些量表示的A1表的满偏电流I g＝__________，A1表的内阻r g＝________.
解(1)电路如图所示
(2)A1表满偏时A2表的读数I2、A3表的读数I3
(3)I3－I2I2r A2 I3－I2
2、（2006全国高考Ⅰ）现要测量某一电压表v的内阻。

给定的器材有：
待测电压表v （量程2V ，内阻约为4 k Ω）； 电流表A(量程1.2mA ，内阻约500 Ω)； 直流电源E （电动势约2.4V ，内阻不计）；
固定电阻3个：R 1=4 000 Ω，R 2=10 000 Ω，R 3=15 000 Ω；电键S 及导线若干。

要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

ⅰ．试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。

（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。

）
ⅱ．电路接通后，若电压表读数为U ，电流表读数为I ，则，电压表内阻R v =__________
解析：I ．其实验电路如图所示，若选用电阻R 1，则并联电阻R 并=2 000Ω，
电压表读数 U=
2.4
R 2000 1.9212000500
mA
E
v
R r ⋅=
⨯=>++并并R
电流表读数
2.4
0.000960.62000500
mA
E I A mA
R r =
=
=>++并
R l 符合要求，同理可得R 2、R 3不符合要求，故选用R 1。

Ⅱ：电路接通后，通过R1的电流11U I R =
，则通过电压表的电流为I 2=I-I 1=I-1
U
R 所以电压表的内阻
121v UR U
R I R I U
=
=-
3．有一电压表V 1,其量程为3V,内阻约为3000Ω,要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:电源E ：电动势约15V,内阻不计； 电流表A 1：量程100mA,内阻r 1=20Ω ； 电压表V 2：量程2V,内阻r 2=2000Ω ； 定值电阻R 1：阻值20Ω； 定值电阻R 2：阻值3Ω；
滑动变阻器R 0：最大阻值10Ω，额定电流1A ； 电键一个,导线若干。

（1）实验中应选用的电表是 ；定值电阻应选用 。

（2）请你设计一个测量电压表V 1的实验电路图，画在虚线框内 （3）说明实验所要测量的物理量： （4）写出电压表V 1内阻的计算表达式 。

（8分） （1）V 2 ；R 1
（2）电路图如图所示。

（3）电压表V 1的示数U 1 ，电压表V 2的示数U 2
R 1
R 0
V 1 V 2
S
E
（4）
11
2
2=
v U R r U
4． (武昌区2011届高三五月调研)现有一块灵敏电流表A 1，量程为100 μA，内阻约为1000 Ω，要精确测出其内阻R 1，提供的器材有： 电流表A 2：量程1mA ，内阻R 2 = 20 Ω 电压表V ：量程3V ，内阻R V = 3 KΩ 滑动变阻器R ：阻值范围0～ 20 Ω 定值电阻R 0：阻值R 0 = 80 Ω
电源E ：电动势约为4.5 V 、内阻很小 开关S 一个,导线若干
（1）如将电流A 2与定值电阻R 0串联，改装成一个电压表，则此电压表的量程是 V ； （2）请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于多次测量A 1表内阻R 1的实验电路图，并能保证各电表示数超过其量程的
1
3
，请将电路图画在答题卷的方框中。

（3）在所测量的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算A 1表的内阻，计算表达式R 1
= ，表达式中各符号表示的意义是 。

（1）0.1；（3分） （2）如图(5分)（供电部分用分压电路给1分；测量部分知道把 A 2表改装且正确给2分；知道将V 表当保护电阻使用 再给2分）。

(3)
1
202)
(I R R I （2分）；I 2-A 2表示数；I 1-A 1表示数；R 2- A 2表内阻；R 0-
定值电阻（1分）
5. （江西省名校联盟2014届调研考试）为了探究额定功率为4W 、额定电压为4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，提供了如下的实验器材： A. 电压表V 1（0～2V ，内阻2k Ω） B. 电压表V 2（0~15V ，内阻15k Ω） C. 电流表A （0～1A ，内阻约1Ω） D. 定值电阻R 1＝2k Ω E. 定值电阻R 2＝16k Ω
F. 滑动变阻器R （15Ω，2A ）
G. 学生电源（直流6V ，内阻不计） H. 开关、导线若干
（1）为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用_________（均用序号字母填写）；
（2
）在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求
的电路图；
（3）根据设计的电路图，写出电压表读数U V 与小灯泡两端电压U 的关系__________。

若小灯泡的电功率为P ，则关系图线可能正确的是__________。

23.（8分）（1）A （或V 1）（1分） D （或R 1）（1分） （2）电路图如图（3分）
（3）U ＝2U V （1分） C （2分） 解析：（1）15 V 电压表量程太大，不宜使用，可以将2 V 的电压表扩大量程后使用，故实验中所用电压表应选用A ，定值电阻应选用R 1＝2 kΩ的D 。

（2）连接电路时，滑动变阻器采用分压电路，电流表用外接法。

（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数U V 与此时小灯泡两端电压U 的定量关系是U ＝
2U V 。

由
R U P 2
，R 随温度升高（电压增大）而增大，小灯泡的电功率P 与它两端电压的平方U 2
的关系曲线可能正确的是图C 。

6．（湖南省2014届高三四校联考）有一内阻为30 k Ω的直流电压表V ，其刻度盘上所标示的数值模糊不清，但共有30个均匀小格的刻度线是清晰的，并已知量程约为25 V ～35 V 。

为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用：
标准电压表V 1：量程3V ，内阻3 k Ω； 电流表A:量程0---3 A ，内阻未知； 滑动变阻器R:总阻值1 k Ω； 电源E ：电动势30 V ，内阻不能忽略； 电键、导线若干
（1）要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度，请选择所需要的器材在方框中域出实验电路图。

（3分）
（2）选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式U g= 300U1/N 。

式中各字母的意义是：。

（3）测出量程后便可以根据指针所指格数读取电压值了。

某同学想通过上述电压表V测量一个多用电表中欧姆挡的内部电源的电动势，他从多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间姐为30，将电压表V与选用“×l k”挡的多用电表直接相连，读出电压表的凑数为叭实验过程中。

一切操作都是正确的。

则欧姆表电池的电动势表达式为
E0= 2U （3分）．
【课后总结】[学完本节课，你一定要归纳一下物理方法或解题方法，标记出自己还没有掌握的或者有疑问的点，并督促自己尽快解决。

]
归纳内容：
1、
2、。