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1、高中物理电学实验复习主要内容:1、描绘小电珠的伏安特性曲线2、测定金属的电阻率3、把电流表改装为电压表4、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻5、用多用电表探索黑箱内的电学元件 1、描绘小电珠的伏安特性曲线实验目的 通过实验来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 金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而使得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到十几倍,它的伏安特性曲线(IU图线)并不是一条直线即灯丝的电阻是非线性的,本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化,从而了解它的导电特性实
2、验电路图:如图所示,用采用滑线变阻器的分压式接法。实验器材 小灯泡,4V6V学生电源,滑动变阻器,伏特表,安培表,开关,导线若干实验步骤(l)按上图连接好电路,把滑动变阻器的滑动臂P调节到靠近A端处(2)闭合电键S,把滑动臂P调节到某个合适的位置,然后读出此时伏特表的示数U1和安培表的示数I1,并把它们记录到下面表格中(3)把滑动片P从近A端逐渐往B端调节,重复步骤(2),读出并记录下12组左右不同的电压值和电流值(4)断开电键S,拆除电路(5)以I为纵轴,U为横轴画出直角坐标系,选取适当的标度,在坐标平面内依次描出12组数据所表示的点,然后用平滑曲线连接这些点,此曲线就是小灯泡的伏安特性曲线
3、注意事项1本实验中,因被测小灯泡灯丝电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法2因本实验要作IU图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此变阻器要采用分压接法3电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端4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,可在伏特表读数每增加一个定值(如0.5V)时,读取一次电流值,并将数据(要求两位有效数字)记录在表中调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压5在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流,横轴表示电压,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸;要用平滑曲线将各数据点连接起来3、测定金属的电阻率实验目的
4、用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。实验原理根据电阻定律公式R= ,只要测量出金属导线的长度 和它的直径d,计算出导线的横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻R,即可计算出金属导线的电阻率。实验器材被测金属导线,直流电源(4V),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50),电键,导线若干,螺旋测微器,米尺等。实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S。2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值 。
5、4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,断开电键S,求出导线电阻R的平均值。5将测得的R、 、d值,代入电阻率计算公式 中,计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路,整理好实验器材。注意事项1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,亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。3实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑
6、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。4闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I的值不宜过大(电流表用00.6A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变化。3、把电流表改装为电压表【目的和要求】学会用分流法测定电流表的内阻,进一步理解并联分流的原理;练习把电流表改装成电压表,加深对串联分压作用的理解;掌握确定改装电压表的百分误差的方法。【仪器和器材】电流表(J0409型或J04091型),直流电压表(J0408型或J04081型),滑动变阻器(J
7、23541型),转柄电位器(22千欧)。简式电阻箱(J2262型),干电池23个,单刀开关2个(J2352型),导线若干。【实验方法】1电流表内电阻的测量(1)按图481接好电路。R0为电位器(22千欧),R为电阻箱(09999欧),G为电流表,选用G0挡(Rg80125欧,Ig300微安),电源为23节干电池。将R0的阻值调至最大,断开S2,试触S1,如果电路中电流超过电流表的满偏电流,则应串联一个定值电阻;如电路中电流未超过电流表的量程,则可以开始实验。(2)调节电位器R0的阻值,使电流表指针逐渐指到满刻度。(3)将电阻箱R的阻值调到最小,闭合S2,这时电流表G的示数很小。调节(增大)电阻
8、箱R的阻值,使电流表的指针正好指到满刻度的一半。(4)记下电阻箱R的阻值,它就是电流表内电阻Rg的阻值。2把电流表改装为电压表(1)根据上面实验结果计算出电流表的满偏电压UgIgRg,为了将它的量程扩大到U(一般U可取2伏),则它的量程扩大的倍数为nUUg,故应串联的分压电阻为R(n1)Rg。(2)将电流表与电阻箱串联,使电阻箱阻值为R(n1)Rg,即组成量程为U的电压表。(3)弄清改装后表盘的读数。首先明确表盘上每格表示多少伏。电流表的原量程为300微安,最大量程处标的是“30”,表盘上“030”之间是15格,改装成2伏的电压表后,每一格应表示215伏,如果指针指在110微安刻度上,实际电压
9、是2(110300)073伏,如果指针偏转3格,实际电压是(215)3040伏。一般来说可以按公式U(IIg)U来计算,式中Ig为电流表满偏电流值,I为表盘电流的刻度值,U为改装表的最大量程,U为改装表对应的刻度。3改装电压表的校准(1)按图483接好校准电路。滑动变阻器R1采用分压接法,开始时它的滑片置于分压最小的位置。电源用2节干电池。虚线框内为改装后的电压表,V为标准电压表。(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,依次使标准电压表的读数为05伏、10伏、15伏、20伏,在下表中记下改装电压表的相应的读数。实验次数标准表读数(伏)改装表读数(伏)105210315420(3)按下式计算改装电
10、压表的百分误差:式中U0为改装表的最大量程,U为标准表的相应的读数值。3、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻实验目的测定电池的电动势和内电阻。实验原理如图1所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r值,最后分别算出它们的平均值。此外,还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出UI图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。实验器材待测电池,电压表(03V),电流表(00.6A),滑动变阻器(10),电键,导线。实验步骤1电流表用0.6A量程,电压表用3V量
11、程,按电路图连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1),用同样方法测量几组I、U的值。4打开电键,整理好器材。5处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。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,可选用已使用过一段时间的1号干电池。2干电池在大电流放电时,电动势 会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A。因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、
12、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出 、r值再平均。4在画UI图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画UI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。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。4、练习使用多用电表(万用表)测电阻实验目的练习使用多用电表测电阻。实验原理多用电表由表头、选择开关
13、和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满偏电流约几十到几百 A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。测量电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有Ig= = (1)当电笔间接入待测电阻Rx时,有Ix= (2)联立(1)、(2)式解得 = (3)由(3)式知当Rx=R中时,Ix= Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆表的中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端
14、,就可以从表盘上直接读出它的阻值。由上面的(2)可知,电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。实验器材多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。实验步骤1机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“”插孔。2选挡:选择开关置于欧姆表“1”挡。3短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处,若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。4测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。5
15、换一个待测电阻,重复以上2、3、4过程,选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。6多用电表用完后,将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。注意事项1多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。2测量时手不要接触表笔的金属部分。3合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在 5R中的范围)。若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。4测量完毕后应拔出表笔,选择开关置OFF挡或交流电压最高挡,电表
16、长期不用时应取出电池,以防电池漏电。(4)测电学量名称备考要点电流表电压表1. 正确读数 合理选择量程,尽可能使指针偏在1/32/3的范围2. 表头原理:=BSI/K,即I3 量程的扩大:电流表并联分流电阻Rx=Rg/(n-1) 电压表串联分压(大)电阻Rx=(n-1)Rg多用电表1、 电路和原理图当选择开关分别接到1,2,3,4时,即可测直流电流,直流电压,交流电压,电阻2、 使用与读数:(1) 测电流和电压时,必须使电流以红笔进,从黑笔流出(2) 测电阻时,待测电阻要与电源及其它电阻断开,且不要用手接触表笔,合理选择量程,尽可能使指针在中央位置附近,否则应更换量程,每次更换量程时,都要重新
17、调零后才能测量(3) 三条主要刻线:最上面是欧姆档的刻度,零刻度在右侧,且刻线不均匀第二条是电压和电流刻线,零刻线在左侧,且刻线均匀第三条是交流低压刻线,零刻线在左侧,且刻线均匀测量直流电阻部分即欧姆档是根据闭合电路欧姆定律设计的,原理如图所示。当红黑表笔短接并调节R使指针满偏时有: IgE/(r+rg+ R)E/R中 (1)(R中 r+rg+ R) 当表笔接入待测电阻Rx时, Ix=E/(R中+Rx) (2) 由(1)(2)两式解得: Ix/Ig=R中/(Rx+R中) (3)由(3)式可知当Rx = R中时,Ix=Ig/ 2 ,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆档的中值电阻,并可知每一个R
18、x 都有一个对应的电流值Ix 如果在刻度盘上直接标出与Ix对应Rx的值,就可在表盘上读出待测电阻的阻值池的正极跟“一”插孔相连例题 (2003年广东,11)图为一正在测量中的多用电表盘。(1) 如果是用直流10V档测量电压,则读数为_V。(2) 如果是用 1档测量电阻 , 则读数为_欧。(3) 如果是用直流5mA档测量电流,则读数为_mA.。答案: 6.5 8.0 3.25(5) 调节仪器名称 备考要点滑动变阻器(1) 原理:R=L/S,实际接入电路的电阻丝长度L(2) 两种接法:限流器电路与分压器电路,两种接法的比较 电阻箱接入电路的初态R取最大值H变阻箱的读数【例16】如图所示,a、b、c
19、、d是滑动变阻器的4个接线柱。现把此变阻器串联接人电路中,并要求沿片P向接线柱C移动时,电路中的电流减小,则接入电路中的接线柱可能是() Aa和bBa和cCb和cDb和d解C、D变阻器串联接在电路中,改变其阻值电流随之变化根据欧姆定律,电路中的电流减小时,变阻器阻值应变大,所以保证P向C移动时,变阻器阻值变大即可【例29】在测定金属的电阻率的实验中,金属导线长约0.8m,直径小于1mm,电阻在5左右,实验步骤如下:(a)用米尺测量金属导线的长度,测三次,求出平均值L,在金属导线的不同位置用测量直径,求出平均值d.(b)用伏安法测量金属导线的电阻R试把图中所给的器材连接成测量R的合适的线路图中电
20、流表的量程为06A,内阻接近l,电压表的量程为3V,内阻为几千欧,电源的电动势为6V,变阻器的阻值为 020,在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处于正确位置(C)用上面测得的金属导线长度L、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式算出所测金属的电阻率(a)螺旋测微器;(b)连线如图所示;(c)d2R/4L例题(96全国)在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻为20千欧,电流表内阻为10欧,选择能够尽量减少误差的电路图进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图所示。(1) 根据各点表示的数据描出IU图线。由此求得该电阻的阻值Rx=_欧(保留两位小数)(2) 画出实验的电路原理图。答案:(
21、1)见图 (2)2.4103【例30】某同学按如图所示电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示:序号A1示数/AA2示数/AV1示数/VV2示数/V10.600.302.401.2020.440.322.560.48 将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零(1)电路中,r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为定值电阻,在这五个物理量中,可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)。 (2)由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是。 解 :(1)R2、R3、;(2)Rp短路或
22、R2断开由R3U1/I2求出R3,由R2U2/(I1I2)求出R2。由U1I1(R1r)和U1I1(R1r)可求出,也能求出(R1r)的值但不能求R1和r的具体值。例题 (2004上海)在测定一节干电池(电动势约为.15V,内阻约为2)的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选择:A.电压表量程为15V,B电压表量程为3V,A变阻器为(20,3A)B变阻器为(500,0.2A)电压表应该选_(填A或B),这是因为_.变阻器应该选_(填A或B),这是因为_.答案:(1)B;A电压表量程大误差大 (2)A;B变阻器额定电流过小且调节不变1例题:在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有
23、下列器材 干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于10) 电流表G(满偏电流3mA,内阻Rg=10) 电流表A(0-0.6A,内阻01) 滑动变阻器R1(0-20,10A) 滑动变阻器R2:(0-100,1A) 定值电阻R3=990 开关、导线若干 (1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是_(填写字母 代号)(1) 请在线框内画出你利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图(2) 上图为某同学根据他所设计的实验绘出的I1:I2图线(I1为电流表G的示数;I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=_V;内电阻r=_答案:(1)R1 (2)如图 (3)
24、1.48(1.47-1.49均可),0.8(0.78-0.82均可)【例13】为了测定一段金属丝的电阻(阻值大约为10),主要备选仪器如下:(A)电动势是6V的直流电源(B)量程是0600mA、内阻为2的电流表(C)量程是0100mA、内阻为15的电流表(D)量程是03V、内阻为3k的电压表(E)量程是015V、内阻为15k的电压表(F)阻值为010、额定电流为1.0A的滑动变阻器电流表应选用电压表应选用。(用代号表示)解:首先必须估算出电路中可能的最大电流值及电路两端的最大电压值,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中电流最大根据闭合电路欧姆定律可得:Imax/R0.6A。故应选电流表B。
25、同理,当电路中电流达到最大时,电阻两端的电压也为最大,其值可能达6V,故伏特表应选EmAVRx例题 如图所示,有一未知电阻Rx,为较准确测出阻值,先利用图1电路测得数据为2.8V,50mA;再利用图2电路测得数据为3.0V,4.0mA,那么该电阻的测量值是_欧 (C)mAVRxA.560 B.50 C.750 D.700图1 图213有一电阻Rx,其阻值大约在 4050之间,需要进一步测定其阻值,手边现有下列器材:器 材代 号规 格电池组E电动势9V,内阻约0.5电压表V量程0V10V,内阻20k毫安表A1量程0mA50mA,内阻约20毫安表A2量程0mA300mA,内阻约4滑动变阻器R1阻值
26、范围0100,额定电流1A滑动变阻器R2阻值范围01700,额定电流0.3A电键S几根连接用的导线;有两种可供选用的电路如图(a)、(b)所示;实验要求多测几组电流、电压值,画出电流一电压关系图为了实验能正常进行并减小测量误差,而且要求滑动变阻器便于调节,在实验中应选图 所示的电路,应选代号是 的毫安表和代号是 的滑动变阻器 解 选(a)电路;毫安表选 A2;滑动变阻器选R1Rx在4050之间属于阻值不大的电阻,且有Rx远小于RV,所以应选电流表的外接法根据电源的电动势和外电阻的阻值可估测干路中电流值,050 mA是不够的,应选 0300 mA的电流表滑动变阻器的作用是改变电流的大小,若阻值过
27、大使电路中电流值很小,不方便测量,所以应选0100的滑动变阻器15某电压表的内阻在20k50k之间,现需测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表V(量程3V) 电流表A1(量程200A) 电流表A2(量程5mA) 电流表A3(量程06A) 滑动变阻器R(最大阻值1k) 电源(电动势4V) 电键S (1)所提供的电流表中,应选用(填写字母代号) (2)为了尽量减小误差,要求测多组数据试在方框中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出) 解:选A1;电路如图所示为了测多组数据,必须利用滑动变阻器改变通过电压表的电流及电压表两端的电压滑动变阻器接入电路有两种连接方式,即限流
28、式接法与分压式接法在本题中应该采用哪种连接方式呢?不妨假设采用限流式接法,那么电压表两端得到的最小电压为:UminRV/(Rv+R)38(V),可见这个最小电压也超过了电压表的量程,违反了安全性原则;另一方面,在滑动变阻器调节的过程中,电压表两端电压的最大调节范围一定在02V以下,这样就使相邻的电压测量值非常接近,必定降低实验的精度综上所述,限流式连接方式对本题是不适用的故只能采用分压式接法实际上,在负载电阻Rx远远大于滑动变阻器的总阻值R时,通常都采用分压式接法本题符合要求的实验电路图如图所示。19有一电阻Rx,其阻值大约在4050之间,需要进一步测定其阻值,手边有下列器材: 电池组,电动势
29、9V,内阻约05; 伏特表V,量程010V,内阻20k; 毫安表A1,量程050mA,内阻约20; 毫安表A2,量程0300mA,内阻约4; 滑动变阻器R1、阻值范围0100,额定电流1A; 滑动变阻器R2、阻值范围01700,额定电流03A; 电键S及导线若干。 实验的电原理图如图所示,实验中要求多测几组电流、电压值在实验中应选一毫安表和滑动变阻器 解 首先估算电路中可能达到的最大电流值假设选毫安表A1,则Imax/(Rx+RA1)014(A),超过了A1的量程又假设毫安表 A2,则 Imax/(Rx+RA2) 018 A,未超出A2的量程,故应选毫安表A2这一选择遵循了安全性的原则。 对滑
30、动变阻器而言,假设选R1,电路中的最小电流约为Imin/(Rx+RA2+R1)006A,故电路中的电流强度范围为006018 A。又假设选R2,电路中的最小电流强度约为Imin/(Rx+RA2+R2)0005(A),电路中的电流强度范围为 0005018 A注意到电流表 A2的量程为03 A,当电流强度为006 A时,仅为电流表 A2量程的15,如果滑动变阻器阻值再增大,其电流表的示数将更小,读数误差会更大,因此对于R2而言,有效的调节长度太小,将导致电流强度值滑动片位置的变化太敏感,即调节不方便,故应选滑动变阻器R1这一选择就遵循了方便性原则【例31】欲将量程为 100A,内阻为 500的灵
31、敏电流表改装为量程为 lmA的毫安表(1)需要给它联一只R的电阻(2)需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对,校对所用的器材的实物图如图所示(其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联,以防烧表),校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA请按要求在方框中画出校对电路图,并在所给的实物图上连线解析:(1)电流表扩大量程应并联小电阻。分流电阻上的电流是满偏电流的9倍,因此阻值是表头内阻的1/9。(2)电流表的校对因将两表串联。为了从零开始,滑动变阻器用分压接法。答案:串,55.6(2)如图 34如图,一只黑箱有 A、B、C三个接线柱,每两个接线柱间最多只能接一个电器元件,已知黑箱内的电器元件
32、是一只电阻和一只二极管某同学用正确的操作方法利用多用电表欧姆挡进行了6次测量,各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示:由表中的数据可以判定:(1)电阻接在两点间,阻值为(2)二极管接在两点间,其中正极接在点(3)二极管的正向阻值为,反向阻值为答案:1A21500、75、7.53C4BD5D62507DHFAHGE8(1)A、B100(2)A、CA(3)9010K 33 150.6 336随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。不合格的纯净
33、水的电导率一定是偏_(填大或小)。对纯净水样品进行检验所用的设备如图所示,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆片电极密封。请画出检验电路图并把检测电路连接好(要求测量尽可能准确,已知水的电导率远小于金属的电导率,所用滑动变阻器的阻值较小)。(3)由以上检测电路测出的水的电导率比其真实值偏 (填大或小)。纯水的电阻率是很大的,因此电导率是很小的。不合格的纯净水一定是含有杂质,因此电导率偏大。测量部分用内接法,供电部分用分压电路。37.有一根细长而均匀的金属材料管线样品,横截面如图所示。此金属材料重约12N,长约为30cm,电阻约为10。已知这种金属的电阻率为,密度为0
34、。因管线内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,现有如下器材可选:A毫米刻度尺aaB螺旋测微器C电流表(600mA 1.0左右)D电流表(3A 0.1左右)E电压表(3V 6K左右)F滑动变阻器(2k 0.5A)G滑动变阻器(10 2A)H蓄电池(6V 0.05左右)I开关一个,带夹子的导线若干(1)除待测金属管线外,应选用的实验器材有 (只填代号字母)。(2)画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路。(3)实验中要测量的物理量有: ,计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0= 。(1)A、B、C、E、G、H、I(2)(3)横
35、截面边长a、管线长度L电压表示数U、电流表示数IS0= a2 38.图1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IU关系曲线图。(1)为了通过测量得到图1所示IU关系的完整曲线,在图2图3两个电路中应选择的是图 ;简要说明理由:(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0100 )(2)在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1250。由热敏电阻的IU关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为 V;电阻R2的阻值为 。39如图甲所示是一种测量电容的实验电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q,从而再求出待测电容器的
36、电容C某同学在一次实验时的情况如下:a按如图甲所示电路图接好电路;b接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是I0=490A,电压表的示数U0=80V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;c断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流i的值,将测得数据填人表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示(1)在图乙中画出it图线;(2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是 ;(3)该电容器电容为 F(结果保留两位有效数字);(4)若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的
37、真实值 (填“大”、“小”或“相等”)【例43】如图所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路(1)电压表V的(填“正”或“负”)接线柱应接在电源正极A上,电压表V的(填“正”或“负”)接线柱应接在探针D上,(2)当滑片P向右移动时,V的示数将(填“变大”、“变小”或“不变”)解 正;正;变小例题(2004全国理综)实验室内有一电压表mV,量程为150mV,内阻约为150,现要将其改装成量程为10mA的电流表,并进行校准。为此,实验室提供如下器材:干电池E(电动势为1.5V),电阻箱R,滑线变阻器R,电流表A(有1.5mA,15mA,150mA三个量程)及开关K。(a) 对电流
38、改装时必须知道电压表的内阻。可用图1中所示的电路测量电压表mV的内阻,在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下,电路中的电流表A应选用的量程是_(b) 在对改装成的电流表进行校准时,把A作为标准电流表,画出对改装成的电流表进行校准的电路图原理(滑线变阻器作限流使用),图2中各元件要用题中所给出的符号或字母标注。图中电阻箱的取值为_(取三位有效数字),电流表A应选用的量程是_.答案: (a) 1.5mA 143 (b)如图 16.8 15mA例题 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(9001000欧)电源E1具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750;电压表
39、V2,量程为5V,内阻为r2=2500;滑动变阻器R,最大阻值为100;单刀单掷开关S,导线若干。(1) 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Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。(2) 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线(3) 若电压表V1的读数用U1表示,电压表的读数V2用U2表示,则由已知量和测得量表示的公式为Rx=_V2V1Rx解析根据伏安法测电阻原理,需测出Rx两端电压和通过的电流,因电压表内阻已知,即既可当电压表使用又可当电流表使用。V2V1(1) 若用右上图所示的电路测量,因V1内阻较小,而V2与Rx并联后的电阻
40、V1与的内阻差不多,但量程差别较大,在V2测量范围内,V1的读数将小于量程的1/3,顾应将两电压表调换位置。(2) 若用右下图示所示的电路测量,因V1量程小,V2必限定在小于量程的1/3,故也应将两电压表位置调换。(3) 按图所示的电路图测量时,V1V2RxV2V1按图所示的电路测量时,(4) 由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻,故应采用分压接法。答案:(1)(如图)(a)(b)所示(2)如图所示 (3)四 实验复习对考生提出的基本要求(1) 加强对基本仪器使用的实践,坚持亲自动手做实验(2) 真正理解实验原理,对所有学生实验和重要演示实验原理要一一弄清,逐个掌握,且注重对实验思路,方法的理
41、解和掌握(3) 加强对实验数据处理方法和技巧的训练,重视实验思想的学习,且做实验前的充分准备(目的,原理,仪器性能,步骤,记录数据,处理数据,注意事项)(4) 形成实验的知识网络,特别重视知识的迁移。实验十一 用多用电表探索黑箱内的电学元件一、实验目的1练习用多用电表测电阻2用多用电表探索黑箱内的电学元件二、实验器材多用电表,干电池,电阻箱,定值电阻,晶体二极管,导线三、实验步骤(一)练习使用多用电表准备(1)观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程;(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零;(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔;测电压(4)将选择开关置于直流电压2.5V挡,测1.5V干电池的电压;(5)将选择开关置于交流电压250V挡,测220V的交流电压;(6)将选择开关置于直流电流10mA挡,测量1.5V干电池与200电阻串联回路的电流;测电阻(7)将选择开关置于欧姆表的“1”挡,短接红、黑表笔,转动调整欧姆零点的旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置。(8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端,读出欧姆表指示的电阻数值,并与标准值比较,然后断开表笔。(9)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡,重新调整欧姆零点,然后测定几百欧、几千欧的电阻,并将测定值与
限制150内