电学试验2

电学试验复习专题2

实验一： 测定金属丝的电阻率

【实验目的】学会用螺旋测微器的使用和读数，学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。

【实验原理】用毫米刻度尺测一段金属导线的长度l ，用螺旋测微器测量导

线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R （伏安法、内接外接、限流分压），根据电阻定律l

S R ρ=，金属的电阻率l

R d l RS 42πρ==. 【重点难点解析】 1．测金属直径时，应用螺旋测微器在导线的三个不同的位置上各测量一次，求出其平均值.

2．导线的长度是指接入电路的导线的有效长度（而不是金属丝的总长度），并且测量三次，求出其平均值.

3．用伏安法测电阻时，应测出几组电流、电压值，求出电阻的平均值.

4．测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免电阻丝因发热升温导致电阻率增大，影响测量准确性.

5．求R 的平均值可以用两种方法：第一种视用I U R

/=算出各次的测量值再取平均值；第二种是用图像U －I （图线）的斜率求出。

【实验误差的来源与分析】

① 直径的测量，②长度的测量，③测量电路中电流表及电压表的内阻对电阻测量的影响，通电电流大小，时间长短，致使电阻丝发热，电阻率随之变化。

② 由于本实验采用电流表外接法，所以R 测

【例题1】 有一个电阻Rx ，其阻值大约是25 kΩ ，可供选择的器材是：

电流表A 1 (0----100μA, 2 kΩ) 电流表A 2 (0----500μA, 300Ω)

电压表V 1 (0----10V, 100 kΩ） 电压表V 2 (0----50V , 500 kΩ） 直流稳压电源 E （15V ，1A ）

滑动变阻器 R (1kΩ, 1W)

电键K 和若干根导线．

试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能

准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。

练习1. 图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图，器材规格如下：

（1）待测电阻R x （约100Ω）

（2）直流电源（输出电压4V ，内阻可不计）

（3）直流毫安表（量程0~10mA ，内阻50Ω）

（4）直流电压表（量程0~3V ，内阻5K Ω）

（5）滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A ）

（6）电键一个，导线若干条

根据器材的规格和实验要求，在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处的正确位置。

+

－ 图10-7

练习2.检测一个称值为5Ω的滑动变阻器。可供便用的器材如下：

A ．待测滑动变阻器Rx ，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）

B ．电流表A 1，量程0.6A ，内阻0.6Ω

C ．电流表A 2，量程3A ，内阻约0.12Ω

D ．电压表V 1，量程15V ，内阻约15k Ω

E ．电压表V 2，量程3V ，内阻约为3k Ω

F ．滑动变阻器R ，全电阻约20Ω

G ．直流电源E ，电动势3V ，内阻不计

H ．游标卡尺 I ．毫米刻度尺 J ．电键S 、导线若干

（1）用伏安法测定Rx 的全电阻值，所选电流表为________（填“A 1或A 2”），所选电压表为____________（填“V 1”或“V 2”）。

（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接测量电路。

实验二：描绘小电珠的伏安特性曲线

【实验目的】

描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律。

【实验原理】

金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍或几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。根据部分电路欧姆定律，R U I

=可得R U I 1=，即在I －U 坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。

【重点难点解析】

1．因本实验要作出I －U 图线，要求测一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。

2．本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。

3．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。

4．小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的10%－20%，所以加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，决不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏灯泡。

5．电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A 点。

【例题2】（全国卷II ） 现要测定一个额定电压4V 、额定功率为1.6W 的小灯泡（图中作○×表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1～4V 。

现有器材：直流电源E （电动势4V 、内阻不计），电压

表○V （量程4.5V ，内阻约为4×104Ω，电流表○A1（量程

250mA ，内阻约为2Ω），电流表○A2（量程为500mA ，内阻约为1Ω），滑动变阻器R （最大阻值约为30Ω），电键S ，导线若干。

如果既要满足要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是＿＿＿＿，上面两个电路应该选用的是＿＿＿。

练习3.(上海)如图甲所示，为某一热敏电阻(电阻值

随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I —U 关系

曲线图.

(1)为了通过测量得到如图所示的I —U 关系的完整曲

线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图_____，简

要说明理由____________.(电源电动势9 V ，内阻不

计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)

(2)在如图丁所示电路中，电源电压恒为9 V ，电流表

读数为70 mA ，定值电阻R 1=250Ω，由热敏电阻的I

—U 关系曲线可知，热敏电阻两端电压为 _____V ，电

阻R 2的阻值为_____Ω.

练习 4.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下

数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）：

（1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.

E

E 甲 乙