高中物理电学实验经典题型分析(27个例题) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/26 18:54:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

教师:______ 学生:______ 时间:_____年_____月____日____段

课 题 电学实验经典题型分析 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Rx(约100 Ω);

直流电流表(量程0~10 mA、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.

【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。

【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Rx<

RARv,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,Imin=

E=24 mA>10 mA,此时电

R?RA?Rx图10-5

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.

【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则 ,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。

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Rx,现有如下器材:

读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、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。

【解本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表(或给定的电表不能满足要求时),可以用标析】 ⑵ 验电路如右图所示。

⑵①将S2与Rx相接,记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接,保持R2不变,调节R1的阻值,使电流表的指针指在原位置上,记下R1的值,则Rx=R1。

例3、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω): 电源E,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=750Ω; 电压表V2,量程为5V,内阻r2=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Rx的一种实验电路原理图。 【解析】如图所示

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A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω); 待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(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R1的计算公式是R1=________。 【解析】

⑴实验电路图如图所示。

⑵两电流表A1、 A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1,待测电阻R1的阻值的计算公式是:R1?I1r1

I2?I1

例5有一电阻Rx,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A1,量程为50mA,RA1=100Ω 安培表A2,量程为1A,RA2=20Ω 电压表V1,量程为5V,RV1=10kΩ

电压表V2,量程为15V, RV2=30kΩ 变阻器R1,变阻范围0~20Ω ,2A

变阻器R2,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:P?IR得,I1?35mAI2?50mA。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35mA,应用电流表的示数来控制通过电阻的电流,因此,电流表应

2U2选A1。又因为P?,所以U1?5VU2?7.1V 。因为电阻可能为100Ω,所以允许加在电阻两端的电压的

R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V1。因为R1< R2,且2A>35mA, 所以应选变阻器R1。因为R1<Rx 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为Rx

例6(从下表中选取出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,画在下面的方框中,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据。 器材(代号) 规格 电流表(A1) 量程10mA,内阻r1待测(约40Ω) 电流表(A2) 量程500μA,内阻r2=750Ω 电压表(V) 量程10V,内阻r3=10kΩ 电阻(R1) 阻值约100Ω,作保护电阻用 滑动变阻器(R2) 总阻值约50Ω 电池(E) 电动势1.5V,内阻很小 电键(S) 导线若干

【解析】要测量电流表A1的内阻,按常规思想应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但根据本题所提供的仪器,我们可以首先肯定,在本实验中不可能用到电压表,因为电源的电动势只有1.5V,而电压表的量程为10V,最多不到满偏的1/6,用它来读数误差太大,因此该实验能用到的电表只可能用两块电流表。

两块电流表有可能串联,也有可能并联,但题目中电流表A2的内阻r2已知,因此将两电流表并联,根据并联规律I1r1=I2r2可求出电流表A1的内阻r1=

I2r2。 I1加在电流表两端的电压最大值Um=Imr2=0.375V,而滑动变阻的最大阻值只有50Ω,如果将滑动变阻器接成限流,会超过电流表的量程,将它们烧坏。如果仅仅将滑动变阻器接成分压,滑动变阻器可调节的范围很小,只有全长的1/4,这样测量的次数比较少。故应将定值电阻R1接在干路上用作限流,电路图如图所示。

例7 (2006年全国Ⅰ、Ⅲ)现要测量某一电压表 V 的内阻。给定的器材有:待测电压表 (量程2V,V 内阻约4kΩ),电流表 mA (量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻