人教版高二物理选修3-1电学实验练习

电学实验练习
一、实验题
1. 要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。

已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）
电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）
电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）
电键一个、导线若干
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________。

A.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
B.滑动变阻器（最大阻值
20Ω，额定电流1A)
（2）请在下列方框中将实验的电路图补充完整。

（3）某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了数据的对应点，请你做出该小灯泡的伏案特性曲线。

图中电压较小时近似为直线，电压较大时图象明显弯曲，其原因是
____________________________。

（4）如果将两个这样的小灯泡并联接到电动势为3.0V、内阻为1.5Ω的电源两端，每个小灯泡消耗的功率是________W（保留2位有效数字）。

2. 某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。

已选用的器材有：电池组E(电动势
3.0V)、小灯泡L(额定功率1W，额定电流0.5A)、电流表(0～0.6A)、开关和导线若干。

(1)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)
A、电压表(0-3V)
B、电压表(0-15V)
C、滑动变阻器(0-5Ω)
D、滑动变阻器(0-50Ω)
(2)该同学设计了如图1所示的实验电路。

图2是实验器材实物图，图中已连接了部分导线。

请根据图1所示的实验电路，补充完成图2中实物间的连线。

(3)实验得到小灯泡L的伏安特性曲线如图3所示。

现将小灯泡L接入如图4所示的电路。

已知电源电动势E=3.0V、内阻r=1.0Ω、R0=5.0Ω，闭合开关S，小灯泡消耗的功率
P=________W(结果保留两位有效数字)。

3. 甲、乙两位同学在测量电阻的实验中：
（1）甲用图1所示电路来测量定值电阻R x阻值，提供的器材如下：R x阻值约10Ω，滑动变阻器R p1（0～10Ω），滑动变阻器R p2（0～200Ω），电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V），电源E（电动势为3V），开关S，导线若干。

①为便于调节和读数，滑动变阻器R p应该选择（选填“R p1”或“R p2”）；
②请帮助该同学将图2中实物电路连接完整；
（2）乙用图3电路测量另一待测电阻R x’的阻值，电阻箱R（0～999.9Ω），滑动变阻器
R p3（50Ω，1A），电压表（0～3V），电源E（电动势为3V）。

测量步骤如下：
第1步：将R x’接在电路中A、B两点间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电压表的示数为2V．断开开关S，移走R x’；
第2步：再将电阻箱R接在A、B两点间，闭合开关S，保持滑动变阻器滑片位置不变，调节R使电压表的示数仍为2V，此时R接入电路中的阻值48Ω；
则该同学测得R x’的阻值为Ω；
（3）与真实值相比，甲同学利用图1电路测得R x的阻值偏；若乙同学在进行第2步
实验时，无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动了少许，则他测得R x’的阻值将偏
（上述两空均选填“大”或“小”）。

4. 利用电压表和电阻箱可以测量电池的电动势和内电阻，某同学找到了如下的器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω），灵敏电流计G（满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=100Ω），定值电阻，定值电阻，变阻箱（阻值范围
0~9.9Ω可调），开关、导线若干。

该同学发现还需要一个合适的电压表，于是把上述G 表改装成电压表.
（1）将G表改装成量程为6V的电压表，需将G表与________（选填或）串联.
（2）为了准确地测量出电池组的电动势和内电阻，请在图甲虚线框中把实验电路图补充完整，并在对应的电阻旁边标上（或），如果为变阻箱，请补充完整其符
号._____
（3）某次测量，电压表示数如图乙，其读数为_______V.
（4）经过多次测量，得出图丙所示的图像，由图可求得该电池组的电动势为_______V，内阻为_______Ω（结果保留两位有效数字）.
5. 下图为测定电源电动势和内电阻的几个实验电路，回答下列问题。

（1）由于伏特表内阻不是无穷大，安培表内阻也不是零，这些都会对实验结果造成影响。

①四个电路图中，（选填甲、乙、丙、丁）电动势和内电阻测量值都偏小。

②四个电路图中，（选填甲、乙、丙、丁）电动势的测量值无系统误差。

（2）若甲图中安培表可视为理想电表，采用图像法处理测量数据。

若纵坐标为电阻箱的
读数R，则横坐标为（选填I或1
）此时描点连线所得才为一条直线。

该直线的斜率
I
表示（用物理量符号表示）；直线与纵轴截距绝对值表示（用物理量
符号表示）
6. 某实验小组设计如图（1）所示电路图来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为2V、内阻较小：所用电压表量程为3V.内阻非常大。

可看作理想电压表
①按实验电路图在图（2）中补充完成实物连线。

②先将电阻箱电阻调至如图（3）所示，则其电阻读数为Ω.闭合开关S，将S1打到b端，读出电压表的读数为1.10V；然后将S1打到a端，此时电压表读数如图（4）所示，则其读数为 V.根据以上测量数据可得电阻R0= Ω.（计算结果保留两位有效数字）.
③将S1打到b端，读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U、不断调节电阻箱电阻，得
到多组R值与相应的U值，作出1
U −1
R
图如图（5）所示，则通过图象可以得到该电源的电
动势E= V.内阻= Ω.（计算结果保留三位有效数字）
7. 研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，其电阻约为5Ω，步骤如下：用伏安法测定该圆柱体的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：
A.电流表A1(量程0～0.6A，内阻约0.5 Ω)
B.电流表A2(量程0～3A，内阻约0.1Ω)
C.电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)
D.电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)
E.直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)
H.开关S、导线若干
（1）为完成实验并且使实验误差减小，电压从零开始可调以测得多组数据，应选择的仪器为（填写仪器的代号）
（2）请在如图所示的虚线框中画出测量的电路图。

（3）被测圆柱体电阻的测量值与真实值比较，将（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
8. 现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（约20Ω）。

可供选择的器材如下：
电流表A1、A2（量程0～500μA，内阻约为500Ω）；滑动变阻器R（阻值0～100Ω，额定电流 1.0A）；定值电阻R1（阻值约为100）；电阻箱R2、R3（阻值0～999.9Ω）；开关、导线若干
由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图①电路进行测量。

（1）测量电流表A2的内阻，按图②电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作。

A.断开S1；
B.闭合S1、S2；
C.按图②连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大；
D.调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值；
E.断开S2，闭合S3；
F.调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1；
请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：_____________________。

（2）将电流表A2（较小量程）改装成电流表A（较大量程），如果（1）中测出A2的内阻为468.0Ω，现用R2将A2改装成量程为20mA的电流表A，应把R2设为_______与A2并联，改装后电流表A的内阻R A为_______Ω。

（3）利用电流表A和电阻箱R3，测电池的电动势和内阻。

用电流表A、电阻箱R3及开关S 按图①所示电路测电池的电动势和内阻。

实验时，改变R1的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻r。

a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式__________________________________;
b.请作出定性图象（要求标明两坐标轴所代表的物理量，用符号表示）;
c.图中_______________表示E，图中_______________表示r。

9. 研究性学习小组的同学们用如图6甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r。

实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围0～999.9）；开关、导线若干。

（1）请根据图6甲所示的电路图，在图6乙中画出连线，将器材连接成实验电路。

（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱
接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在U−U
图中。

请将图6丙、丁中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图7所R
图线。

示的坐标系中（用“+”表示），并画出U−U
R
（3）根据图7中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=_____V，内电阻测量值r =______Ω。

（保留3位有效数字）
（4）实验测量都存在误差，关于本实验的误差，下列说法中正确的是。

（选填选项前的字母）
A.由于读数所引起的误差属于偶然误差
B.利用图象法处理本实验数据可以减小系统误差
C.由于电压表内阻引起的误差属于系统误差
D.电压表的内阻越大，其引起的误差越大
（5）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。

同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图8所示的P-R和P-U图象。

若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是________。

（选填选项的字母）
10. 在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中：
（1）第一组同学利用如图a的实验装置测量，电压表应选择量程_____，（选填“3V”或“15V”），实验后得到了如图b的U-I图象，则电池内阻为_____Ω。

（电压表、电流表
均为理想电表）。

（2）第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于
滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后，电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图c所示，
则根据图象可知，电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。

11. 在练习使用多用电表的实验中，
（1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值R x，先把选择开关旋到
“×10”挡位，测量时指针偏转如图14所示。

以下是接下来的测量过程：
a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断
开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×1”挡
d．将选择开关旋到“×100”挡
e．将选择开关旋到“×1k ”挡
f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值R x，断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是（填写步骤前的字母）。

（2）重新测量后，指针位于如图15所示位置，被测电阻的测量值为Ω。

（3）如图16所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为I g=100μA，电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是kΩ。

（4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y，采用如图17所示的电路。

电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。

①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的（选填“红”或“黑”）表笔。

的关系②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R−1
I
如图18所示。

不计此时多用电表的内阻。

则R y＝Ω，电源电压U＝ V。

（5）一半导体电阻的伏安特性曲线如图19所示。

用多用电表的欧姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果数值不同。

用（选填“×100”或
“×1k”）挡测得的电阻值较大，这是因为。

12. 某同学用如下器材来测定一节干电池的电动势和内电阻
①干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）
②电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）
③电流表A（0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
④滑动变阻器R1（0~10Ω，10A）
⑤滑动变阻器R2（0~1000Ω，1A）
⑥开关、导线若干
（1）该同学设计了如图甲所示的电路图，在闭合开关前应该把滑动变阻器滑片滑动
端（填“a”“b”）
（2）为了操作方便且能够较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是（填写字
母代号）
（3）如图乙为该同学根据实验数据，绘出的U-I图线，由图线可求得被测电池的电动势
E= V，内阻r= Ω。

（结果保留两位小数）
（4）由于电压表的分流作用，使测出的E测与真实值比较：E测 E真，（填“>”、“<”或“=”）
答案：
1：（1）B；
（2）电路图如图所示：
（3）灯丝电阻受温度影响；（4）0.48
2:(1)A；C(2)如图所示
(3)0.27-0.33
3:（1）①R p1；②实物电路图如图所示；（2）48；（3）小；大。

4：（1）；（2）；（3）4.4；（4）5.0V；1.5Ω5：（1）①乙，丁；②甲，丙；（2）1
；E；r
I
6：①
②11.0 1.50 4.0
③1.67 1.00
7：
8：（1）CBFEDA；（2） 12，11.7；（3）
9：（1）如图1所示（2）如图2所示
（3）2.93V（2.85~3.00V）1.31Ω（1.25~1.40Ω）（4）AC（5）BC
10：（1）3V；1.5Ω。

（2）1.48，1
11：（1）dafb；（2）2200；（3）15kΏ；35kΩ；（4）①红；②200；8；（5）×1k；欧
姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大
12：（1）a（2）R1（3）1.47V，0.72Ω（4）<
13：。