第一部分 专题六 第2讲 电学实验

(3)将实验乙中得到的数据在实验甲的同一 U－I 坐标系 内描点作图，得到图线 b，若将实验甲中的电池与乙中的小 0.72 灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为________W. 解析：(1)图线 a 与纵轴交点的纵坐标为电源电动势的大
小，图线斜率为电源内电阻的大小．(2)由于小灯泡的电阻较
第2讲 电学实验
1．(2011 年广东卷)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实
验中，所用器材有：小电珠(2.5 V 0.6 W)，滑动变阻器，多 用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干． ×1 (1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________(选填 “×1”、“×10”或“×100”)倍率的电阻挡；调零后，将 表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 6－2－1 甲所示， 7.5 结果为______Ω.
F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A) G．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)
甲 图 6－2－12
乙
(1)用如图 6－2－12 甲所示的电路进行测量，电压表应 A D 选用_________，电流表应选用_________，滑动变阻器应选 E 用_________．(用序号字母表示) (2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由 10 图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω. (3)若将此灯泡与电动势 6 V、内阻不计的电源相连，要 11 使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．
(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确
ab 的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据(选
填“ab” “bc” “cd” “de”或“ef”). 数据点
a
0.00
b
0.50ห้องสมุดไป่ตู้
c
1.00
d
1.50
e
2.00
f
2.50
U/V I/A
0.000 0.122 0.156 0.185 0.216 0.244
1.02×10－6 Ω·m _______________(保留三位有效数字)．
图 6－2－6
从近三年电学实验来看，考查的主要内容以及考查方向
为：
(1)基本仪器的使用． (2)测电阻相关实验，以电流表内外接及滑动变阻器分压 限流接法为重点．
基本电学仪器的使用与读数 1．多用电表 【例1】多用电表表头如图 6－2－7 所示．在正确操作 的情况下：
2．安培表和伏特表
【例2】图6－2－9 所示是电压表的刻度盘．若当时使
用的是该表的 0～3 V 量程，那么电压表读数为多少？若当时
使用的是该表的 0－15 V 量程，那么电压表读数又为多少？
图 6－2－9
解析：0～3 V 量程最小刻度是 0.1 V，是 10 分度的，因
此要向下估读一位，读 1.15 V(由于最后一位是估读的，有偶
2．实验电路选择 【例 5】某同学先后完成下面两个实验： 甲：测定一节干电池的电动势和内阻； 乙：描绘小灯泡的伏安特性曲线．
(1) 用甲实验测量得到的数据作
出 U－I 图线如图 6－2－13 中 a 所示， 1.5 测得干电池电动势为______V，内电
0.75 阻为______Ω.
图 6－2－13
小，故电流表应外接；电压要求可从零开始调节，故滑动变
阻器应用分压式连接，所以应选取的电路是 C，应选取的滑
动变阻器是 E，电流控制效果较好．(3)由图线可得，小灯泡 此时的电压为 0.6 V，电流为 1.2 A，所以小灯泡的实际功率 为 0.72 W.
1．测量电路——电流表内外接法选取 (1)电路的对比
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据
此绘出了图 6－2－5 的关系图线，其斜率为__________A-1· -1 m 10.5～10.6 (保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表
电源的内阻与电阻箱 了____________________的电阻之和．
图 6－2－5
(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小误差， 方便调节，在给定的四个电路图和三个滑动变阻器 E、F、G E C 中，应选取的电路是______，应选取的滑动变阻器是______．
E．总阻值 15 Ω，最大允许电流 2 A F．总阻值 200 Ω，最大允许电流 2 A G．总阻值 1000 Ω，最大允许电流 1 A
3．(2009 年广东卷)某实验小组利用实验室提供的器材探 究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为 3 V 的直
流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、
米尺、电阻箱、开关和导线等．
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后
固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹 上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上 移动．请根据现有器材，设计实验电路， 并连接电路实物图 6－2－4. 图 6－2－4
图 6－2－7
(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是
直流电压 1.10 V __________，测量结果为__________． (2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是 直流电流 __________，测量结果为__________． 44 mA (3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 6－2－6 所示．金属丝的直径是__________．图 6－2－5 中 0.200 mm 图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物 金属丝的电阻率 9.69×10－7～ 理量是_________________，其数值和单位为___________
电阻 __________，测量结果为__________． 1 700 kΩ
(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指
针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：
_____________________________________________________ 改用“×1 kΩ”倍率，重新调零；将红黑表笔分别接触被测电阻 的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 __________________________________________________.
(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到______挡或者 OFF ______________________． 交流电压500 V挡位置
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应
红 正 该从________色表笔经______插孔流入电表． 用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小 (即指针所指的刻度值太大)，应该增大倍率重新调零后再测； 如果指针偏转角度太大(即指针所指的刻度值太小)，应该减 小倍率重新调零后再测．
(2)仪器的选择注意事项 ①准确性原则：选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误 差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针 偏转不到满偏角度的 1/3，读数误差较大． ②安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电 流不能超过其允许的最大电流． ③便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变 化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作．
2.(2010 年广东卷)某同学利用电压表和电阻箱测定干电 池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一 个，开关两个，导线若干，实验原理图如图 6－2－3 甲所示．
图 6－2－3
(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成 余下电路的连接． 答案：如图 40 所示
图 40
甲
乙 图 6－2－1
(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图 6－2－1 乙完成实物图 6－2－2 中的连线．
图 6－2－2 答案：如图 39 所示
图 39
A (3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于______ b 端．为使小电珠亮度增加，P 应由中点向______端滑动．
(2)请完成下列主要实验步骤：
A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如 20 Ω 图丙所示，读得电阻值是____________； B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V； 闭合 C．将开关S2________，电压表的示数是 1.16 V；断开 开关 S1. 0.69 Ω (3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______ (计算结果保留两位有效数字)． (4)由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势 小 比实际值偏________(填“大”或“小”)．
2．(2011 年深圳一模)有一个额定电压为 2.8 V，功率约 为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 I－U 图线， 有下列器材供选用： A．电压表(0～3 V，内阻 6 kΩ)
B．电压表(0～15 V，内阻 30 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻 0.1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω) E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
V1(V2量程太大) R1(电流控制更 __________电压表______________，滑动变阻器____________， 程才0.1 A) E2 有效) ______电源________．(填器材的符号)．
(1)电路的连接注意事项 ①连线时把导线接在接线柱上； ②电表的正负接法：电流从电表的正接线柱流入，从负接线 柱流出； ③滑动变阻器应处于有效的控制状态．
除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
图 6－2－11
电流表：A1(量程 100 mA，内阻约 2 Ω)；A2(量程 0.6 A， 内阻约 0.3 Ω)；
电压表：V1(量程 5 V，内阻约 5 kΩ)；V2(量程 15 V，内
阻约 15 kΩ)； 滑动变阻器：R1(阻值范围 0～10 Ω)；R2(阻值范围 0～ 2 kΩ) 电源：E1(电动势为 1.5 V，内阻约为 0.2 Ω)；E2(电动势 为 4 V，内阻约为 0.04 Ω)． A2(A1量 为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_______，
然误差，读成 1.14 V～1.16 V 之间都算正确).0～15 V 量程最
小刻度为 0.5 V，不是 10 分度的，因此只要求读到 0.1 V 这 一位，所以读 5.7 V(5.6 V～5.8 V 之间都算正确)．
基本实验方法 1．电路的连接与仪器的选择
【例3】利用图 6－2－10 甲所示的电路测量电流表 mA
连接方式
误差
来源
测量值与真实值关系
适用
范围
测小 电阻 测大 电阻
外接法
电压表 电流表的读数大于流过待 分流 测的电流，故：R测<R真
内接法
电流表 电压表读数大于待测电阻 分压 两端的电压，故：R测>R真
(2)判断方法 ①直接比较法： 当待测电阻 Rx 较小且远小于电压表内阻 RV 时，应选用外接法；当待测电阻 Rx 较大且远大于电流表 内阻 RA 时，应选用内接法． ②临界值法：当待测电阻 Rx< RARV时，视 Rx 为小电阻， 应选用外接法；当 Rx> RARV时，视 Rx 为大电阻，应选用内 接法；当 Rx＝ RARV时，两种接法均可．
答案：(1)如图 41、42 所示．
图 41
图 42
(2)实验的主要步骤如下： ①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上 开关； ②读出电流表的示数，记录金属夹的位置； 改变接入电路中的金属丝的长度 ③断开开关，__________________________________， 合上开关，重复②的操作．
1．某同学测量一只未知阻值的电阻．他先用多用电表进行
测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图 6－2－8 所示． 则读出的阻值大小为__________Ω；为了使多用电表测量的结 1 000
大些 果更准确，该同学应该选用倍率________(填“大些”或“小
些”)的挡位再进行测量．
图 6－2－8
的内阻 RA.图中 R1、R2为电阻，K1、K2为电键，B 是电源(内 阻可忽略)．
甲 图 6－2－10
乙
根据图甲所给出的电路原理图，在图乙的实物图上连 线． 答案：电路见图 43，注意按顺序连，注意正负极连接不
要出错．
图 43
【例 4】某同学用图 6－2－11 所示的电路，测绘标有
“3.8 V，0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化图象．