高中物理电学实验练习题(含详解答案)

图10-5 电学实验练习题

例1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻（约100 Ω）;直流电流表（量程0~10 、内阻50 Ω）;直流电压表（量程0~3 V 、内阻5 kΩ）;直流电源（输出电压4 V 、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A ）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.

【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于＜v A R R ，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用

变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负

载的电流最小，x

A R R R E ++24 ＞10 ,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.

例2、在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值，现有如下器材：读数不准的电流表A 、定值电阻R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线。

⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。

⑵写出主要的实验操作步骤。

【解析】⑴实验电路如右图所示（此法俗称”替代法”）。

⑵①将S 2与相接，记下电流表指针所指位置。②将S 2与R 1相接，保持R 2不变，调节R 1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R 1的值，则＝R 1。 例3、用以下器材测量一待测电阻的阻值（900～1000Ω）：

电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ；电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω；

电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω；滑动变阻器R ，最大阻值约为100Ω； ）单刀单掷开关K ，导线若干。测量中要

求电压表的读数不小于其量程的1/3，试

画出测量电阻的一种实验电路原理图。

【解析】如图所示

(用已知内阻的电压表代替电流表)

例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：

电流表A 1（量程250,内阻r 1为5Ω)；标准电流表A 2（量程300,内阻r 2约为5Ω）； 待测电阻R 1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R 2（最大阻值10Ω）；

电源E （电动势约为10V ，内阻r 约为1Ω）；单刀单掷开关S ，导线若干。

⑴要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图并标明每个器材的代号. ⑵需要直接测量的物理量是,用测的量表示待测电阻R 1的计算公式是R 1＝。

【解析】⑴实验电路图如图所示(用已知内阻的电流表代替电压表)。

⑵两电流表A 1、 A 2的读数为I 1、I 2和电流表A 1的内阻为r 1，待测

电阻R 1的阻值的计算公式是：11211r I I I R -= 例5有一电阻，其阻值在100～200Ω之间，额定功率为0.25W 。要

用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：

安培表A 1，量程为50，1=100Ω,安培表A 2，量程为1A ，2=20Ω

电压表V 1，量程为5V ，1=10kΩ,电压表V 2，量程为15V ， 2=30kΩ

变阻器R 1，变阻范围0～20Ω ，2A,

变阻器R 2，变阻范围0～1000Ω，1A ,9V 电源，电键，导

线。

⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别

是： 。 ⑵画出所用实验电路图。

【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由：R I P 2=得，mA I mA I 503521==。因为电阻可能为200Ω，所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35，应用电流表的示数来

控制通过电阻的电流，因此，电流表应选A 1。又因为R

U P 2

=,所以V U V U 1.7521== 。因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V ，应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压，因此电压表应选V 1。因为R 1＜ R 2,且2A ＞35, 所以应选变阻器R 1。因为R 1＜ 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为x R

例6（2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。 ⑴在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

器材（代号） 规 格

电流表（A 1） 量程10，内阻r 1待测（约40Ω）

电流表（A 2） 量程500μA ，内阻r 2=750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10Ω

电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用

滑动变阻器（R ）

总阻值约50Ω

电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小

导线若干，电键K

⑵若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式为r 1，式中各符号的

意义是。

【解析】⑴如图所示(用已知内阻的电流表代替电压表)。⑵21

21r I I r =，I 1表示通过电流表A 1的电流，I 2表示通过电流表A 2的电流，r 2表示电流表

A 2的内阻。

例7（2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材

有：待测电压表 （量程2V ，内阻约4k Ω）；电流表 （量程1.2，内阻约500Ω）；直流电源E （电动势约2.4V ，内阻不计）；固定电阻3个：R 1=4000Ω，R 2=10000Ω，R 3=15000Ω；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。

⑴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。）

⑵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 。

【解析】⑴若直接将电压表与毫安表串联，因毫安表的量程过大

（即两电表量程不匹配）,故应将电压表与一定值电阻并联。实验

电路如图所示，若选用电阻R 1，则并联电阻并R ＝2000Ω，电压表

读数U ＝mA R E r 并+·R 并＝50020004.2+×2000＝1.92＞1V ，电流表读数I ＝mA ＋r R E

并＝500

20004.2+＝0.00096A ＝0.96＞0.6，R 1符合要求，同理可得R 2、R 3不符合要求，故选R 1。

⑵电路接通后，通过R 1的电流I 1＝1R U ，则通过电压表的电流为I 2＝I －I 1＝I －1R U ，所以电压表的内阻＝2I U ＝11RU R I U

－ V V R 1 S E

V