四川省什邡中学高二物理上学期复习专题电路实验专题(

四川省什邡中学高二（上）物理 《电路实验复习》专题训练
（一） 描绘小电珠的伏安特性曲线
一、滑动变阻器的限流接法和分压接法 U (1) 选择不同接法的原则⎩⎪⎨⎪
⎧
安全性原则⎩⎪⎨⎪
⎧
不超量程在允许通过的最大电流以内
电表、电源不接反
方便性原则⎩
⎪⎨⎪⎧ 便于调节
便于读数经济性原则：损耗能量最小
(2)两种接法的适用条件
①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．
②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．
③如果R 很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大．R 很大时，分压式接法中R 几乎不影响电压的分配，滑片移动时电压变化接近线性关系，便于调节． a ．若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法．
b．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压电路．c．若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法．
二、实验原理
1．用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．
2．电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，差明显较
大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化．
3、注意事项
1）．电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法，因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～
0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．
(2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化. 2）．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
3）．I－U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U0＝1.0 V左右描点要密，以防出现较大误差．
4）．电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即若使用“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程．
5）．当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录后马上断开开关．
6）．误差较大的点要舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线．
例1、图中器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U特性曲线的实验器材．
(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连
接完整．
(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于
________．(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)
(3)
根据表中的实验数据，在图中画出小灯泡的I－U特性曲线．
(4)若已知小灯泡灯丝在27 °C时电阻值约为1.5 Ω，并且其
电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功
率工作时灯丝的温度约为______°C.(保留三位有效数字)
例2、某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供
下列器材：
A．电压表V(量程为0～5 V，内阻约5 kΩ)
B．电流表A1(量程为0～25 mA，内阻约为0.2 Ω)
C．电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流1.5 A)
E．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，额定电流0.5 A)
F．定值电阻R0(R0＝1 000 Ω) G．直流电源(电动势6 V，内阻忽略不计) H．电键一个、导线若干
(1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7
(2)由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而________(选填“增大”或“减小”)．该同学选择的电流表是________(选填“B”或“C”)，选择的滑动变阻器是
________(选填“D”或“E”)．
(3)请在虚线框中画出该同学完成此实验的电路图(热
敏电阻符号为)
例3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6 V 1.5 W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：
A．直流电源(6 V，内阻不计) B．直流电流表(量程为3 A，内阻0.1 Ω以下) C．直流电流表(量程为300 mA，内阻约为5 Ω)
D．直流电压表(量程为10 V，内阻约为15 kΩ)
E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)
实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
(1)实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．(均用序号表示)
(2)在虚线框内画出实验电路图．
(3)试将如图所示的器材连成实物电路．
（二）测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)
一、螺旋测微器
1．读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读 出.测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估
读一位)×0.01(毫米) 二、伏安法测电阻 1
2．伏安法测电阻的电路选择
(1)、阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 较小，宜采用电流表外接法；若R x 较大，宜采用电流表内接法． (2)、临界值计算法
R x <R V R A 时，用电流表外接法； R x >R V R A 时，用电流表内接法．
(3)、实验试探法：按接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表
内接法 三、实验原理
1、由R ＝ρl S 得ρ＝RS l
，因此，只要测出金属丝的长度l ，横截面积S 和金属丝的电阻R ，
即可求出金属丝的电阻率ρ.
(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝
U
I
)．电路原理图如图所示． (2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S . (3)将测量的数据代入公式ρ＝RS l
求金属丝的电阻率．
2、注意事项
1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．
2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、
滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．
3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，
亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直反复测量三次，求其平均值．
4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．
5．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．
6、用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，
通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增
大
7．求R的平均值时可用两种方法：第一种是用R＝U/I算出各次的测量值，再取平均值；
第二种是用图象(U－I图线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离
拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可
以不予考虑．
例1、在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如
图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属
丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.
(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E．滑动变阻器0～10 Ω F．滑动变阻器0～100 Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应
选________．(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线
中的两处明显错误．
错误1：_________________，错误2____________________.
例2、某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5
Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：
A．电池组(3 V，内阻约1 Ω) B．电流表A1(0～3 A，内阻0.012 5 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω) D．电压表V1(0～3 V，内阻4 kΩ)
E．电压表V2(0～15 V，内阻15 kΩ F．滑动变阻器R1(0～20 Ω，允许最大电流1 A)
G．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A) H．开关、导线若干
(1)实验时应从上述器材中选用____________(填写字母代号)．
(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R x在组成测量电路时，应
采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图，则读为____ mm.
(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请
写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.
（三）测定电源的电动势和内阻
一、实验原理
1．实验依据：闭合电路的欧姆定律 2．实验电路：如图所示
3．E 和r 的求解：由U ＝E －Ir
得⎩⎪⎨⎪⎧
U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r
，解得⎩⎪⎨⎪
⎧
E ＝
I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2
r ＝U 2－U
1I 1
－I
2
4．作图法数据处理，如图所示．
(1)图线与纵轴交点为E . (2)图线与横轴交点为I 短＝E
r
. (3)图线的斜率表示r ＝ΔU
ΔI
.
特别提醒：图线斜率的绝对值为电源内阻r 的大小；当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴的交点坐标值；当U ＝0时，I 为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值．但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值． 二、注意事项
1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。

2．测出不少于6组的(I ，U )数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值． 3．画U －I 图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．
4．由于干电池的内阻较小，路端电压U 的变化也较小，这时画U －I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I 必须从零开始)．但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻．
例1、某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势
E 和内阻r ，R 为电阻箱，V 为理想电压表，其量程略大于电池的电
动势．实验中通过多次改变电阻箱的阻值R ，从电压表上读出相应的示数U ，该小组同学发现U 与R 不成线性关系，于是求出了相应
回答下列问题：
(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第______(填序号)组数据是错误的，原因是___________________________________.
(2)根据实验数据，请在图所给的坐标系中绘出1U －1
R
关系图线．
(3)由图可知，该干电池的电动势E ＝_ _ V ，内阻r ＝__ _ Ω. (保留两位有效数字)
例2、下列器材，请你完成一节干电池电动势和内阻的测定． A ．一节待测干电池(内阻大于2 Ω) B ．电流表，量程0.6 A ，内阻5 Ω左右
C ．电流表，量程1.5 A ，内阻0.5 Ω左右
D ．电压表，量程2.0 V ，内阻5 k Ω左右
E ．滑动变阻器，最大阻值为100 Ω
F ．滑动变阻器，最大阻值为10 Ω
G ．电键一只、导线若干
(1)该实验所需器材________(填器材前面字母)； (2)请画出该实验电路图；
(3)下表列出了某组同学测得的实验数据，其中有一组数据不符合读数要求，请将该组数
(4)根据表中数据，作出U －I 图线，并根据图线计算被测电池的电
动势为________V ，内阻为________ Ω.
（四） 练习使用多用电表
一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1．构造：如图所示，欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红黑表笔组成．
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联． 外部：接被测电阻R x . 全电路电阻R 总＝R g ＋R ＋r ＋R x 2．工作原理：闭合电路的欧姆定律I ＝
E
R g ＋R ＋r ＋R x
.
3．刻度的标定：红黑表笔短接(被测电阻R x ＝0)时，调节调零电阻R ，使I ＝I g ，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆表调零．
(1)当I ＝I g 时，R x ＝0，在满偏电流I g 处标为“0”．(图甲) (2)当I ＝0时，R x →∞，在I ＝0处标为“∞”．(图乙)
(3)当I ＝I g
2
时，R x ＝R g ＋R ＋r ，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．
二、注意事项
1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．
2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．4．刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流直流共用，下为交流 2.5 V 专用．
5．由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．
6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．
7．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
8．测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．
9．在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管．
10．使用完毕，选择开关要置于OFF挡．长期不用，应把表内电池取出．
例1、用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、
T.请根据下列步骤完成电阻测量：
(1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对
准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”)．
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比
较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量．
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
例2、如图为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”
的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
(1)所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表
测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)．
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.
(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_____ V.。