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第41 讲 电学实验必须熟练掌握的基本技能
目录
01 模拟基础练
【题型一】基本仪器的读数
【题型二】电路的选择
【题型三】电表的改装
02 重难创新练
【题型一】基本仪器的读数
1.某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为________ mm;用游标卡尺测量某
物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为______ cm。另一位学生用游标尺上标有50 等分刻度的游标卡
尺测一工件的长度,测得的结果如图丙所示,则该工件的长度L=________ cm。
2.某同学利用三个不同规格的游标卡尺测量三个物体的长度,示数如图所示,则三个物体的长度分别为
________mm、________mm、________mm。
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3.图甲读数为________mm,图乙读数为________mm。
4.(1)如图甲所示,当电流表使用的量程为0~0.6 A 时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针
所指位置的示数为________A;当电流表使用的量程为0~3 A 时,对应刻度盘上每一小格代表
________A,图中表针所指位置的示数为______A。
(2)如图乙所示,当电压表使用的量程为0~3 V 时,每一小格代表______V,图中表针所指位置的示数为
______V;当电压表使用的量程为0~15 V 时,表盘刻度每一小格代表________V,图中表针所指位置的示
数为______V。
5.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量
圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和乙所示,长度为________mm,直径为________mm;
正确连接电路后,测得电压表、电流表示数如图所示,接3 V 量程时读数为________V,接0.6 A 量程时读
数为________A。
【题型二】电路的选择
6.某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W 的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用电压表内
阻约为6 kΩ,电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
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(1)实验中得到的电流I 和电压U 的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图(____)(填“a”或“b”)。
(2)若选择另一个电路图进行实验,在图(c)上用实线画出实验中应得到的I-U 关系曲线的示意图。
7.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为
)和电流表(内阻约为
)测量一个电阻的阻值(约为
)。要求尽量
减小实验误差,应该选择的测量电路是图1 中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约
电阻的阻值,下列实验步骤正
确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“
”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2 是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移
动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况
下,他将电压表连接
位置的导线端分别试触
、、d 三个位置,发现试触
、、d 时,电压表均没有示
数。若电路中仅有一处故障,则________(选填选项前的字母)。
A.导线
断路
B.导线
断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
【题型三】电表的改装
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9.某实验小组把一只满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=100Ω 的灵敏电流计,改装成双量程电压表(0~3V 和
0~15V)。该小组根据电表改装原理设计电路图如图,请结合电路图完成下列问题:
(1)选0~3V 量程时应该使用 两个接线柱;选0~15V 量程时应该使用 两个接线柱(选填
“AB”、“AC”);
(2)若要达到改装目的,图中两个电阻的阻值应为:R1= Ω,R2= Ω。
10.用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻,有如图甲、乙所示的两种电路,测得多组数据,把它们
标在丙图的坐标纸上,并作出路端电压U 与干路电流I 间的关系
图像。
(1)由丙图的图像可知,电源的电动势
V,内电阻
。(结果均保留两位有
效数字)
(2)如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像,所得的电源电动势E 的测量值
(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)如果做实验时,实验室没有合适量程的电表,需要进行改装,以下电表改装正确的是___________。
A.将一个量程为10mA、内阻为20Ω 的电流表,串一个280Ω 的电阻可以改装为量程为3V 的电压表
B.将一个量程为10mA、内阻为20Ω 的电流表,并一个1Ω 的电阻可以改装为量程为0.6A 的电流表
C.将一个量程为10mA、内阻为20Ω 的电流表,并一个300Ω 的电阻可以改装为量程为3V 的电压表
D.将一个量程为3V、内阻为2kΩ 的电压表,串一个8kΩ 的电阻可以改装为量程为10V 的电压表
11.为了精确测量阻值约为120 欧姆的待测电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.待测电阻
B.电压表V(量程
、内阻
)
C.电流表
(量程
、内阻
)
D.电流表
(量程
、内阻
)
E.滑动变阻器
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F.滑动变阻器
G.电阻箱
H.电源(电动势
、内阻不计)、开关,导线若干
(1)该同学分析实验器材,发现电压表的量程太小,需将该电压表改装成
量程的电压表,应 (填
“串联”或“并联”)电阻箱
,并将
的阻值调为
;
(2)实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,请将设计的电路画在虚线框中,并标出
所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号 ;
某次测量时,电压表与电流表的示数分别为U、I,则待测电阻的阻值
(用已知物理量的字母
表示)。
1.用伏安法测某金属丝的电阻Rx(约为5 Ω)。现有电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、滑动变阻器R0(0~20
Ω,额定电流2 A)、双量程电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω;0~3 A,内阻约0.025 Ω)、双量程电压表(0
~3 V,内阻约3 kΩ;0~15 V,内阻约15 kΩ)、开关、导线若干。
(1)为减小测量误差,该实验中,电流表量程应选用________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”),电压表量
程应选用________(选填“0~3 V”或“0~15 V”)。
(2)在图(a)中选择测量Rx的电路原理图________(选填“甲”或“乙”),并在图(b)中完成相应的实物连线图。
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(3)如图(c)所示,请利用图中的实验数据绘出电阻Rx 的U-I 图线。由图线可得金属丝的阻值Rx=
__________ Ω(保留两位有效数字)。
(4)实验中,在不损坏电表的前提下,随着滑动变阻器滑片从最右端向左移动的距离x 的变化,电池组的总
功率P 也会发生变化。下列能正确反映P-x 关系的是________。
2.物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值,可用器材有:电压表(量程为15
V,内阻约为5 000 Ω),电流表(量程为0.6 A,内阻为5 Ω),电源E(电动势为12 V,内阻不计),滑动变阻
器R 最大阻值为10 Ω,定值电阻R0阻值为15 Ω,开关S,导线若干。(R0、Rx、R、电流表、电压表、电源、
开关等仪器均无断路和短路,导线无断路)
(1)将图甲所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图。要求电流表和电压表的示数从零开始变化。
(2)连接电路后,闭合开关,逐渐移动滑片,发现电流表始终没有示数,电压表示数逐渐增大最终接近电源
电压。则出现该现象的原因可能是________。
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(3)该电路中R0的作用是________。
(4)测出多组数据,作出I-U 图像,如图乙所示。则Rx阻值为________ Ω。
3.智能手机中都配有气压传感器,传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组在室温下用
以下可供选择的器材探究“气压传感器的电阻值Rx随气压变化规律”:
A.阻值随气压变化而变化的气压传感器一个(阻值变化范围从几十欧到几百欧);
B.直流电源,电动势6 V,内阻不计;
C.电压表V1,量程为0~3 V,内阻为3 kΩ;
D.电压表V2,量程为0~15 V,内阻为15 kΩ;
E.电流表A1,量程为0~0.6 A,内阻忽略不计;
F.电流表A2,量程为0~60 mA,内阻忽略不计;
G.定值电阻R1=3 kΩ;
H.定值电阻R2=12 kΩ;
I.滑动变阻器R,最大阻值约为50 Ω;
J.开关与导线若干。
(1)小明设计了如图甲所示的实验电路原理图,其中电压表应选择________,电流表应选择________,定值
电阻应选择________。(均选填实验器材前字母)
(2)请在图乙中将实物图连线补充完整。
(3)当气压传感器所处环境压强为p 时,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为U=2.30 V 和I=23.0
mA,则气压传感器阻值Rx=________ Ω。
(4)当环境压强p 改变时,测得不同的Rx值,绘成图像如图丙所示,由图可得Rx和压强p 的关系表达式为Rx
=________ Ω。
4.某同学要测量一个未知电阻的阻值,实验室提供的器材有:
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A.电流表A1:量程为0~3 mA,内阻r1约为15 Ω
B.电流表A2:量程为0~1.5 mA,内阻r2为25 Ω
C.定值电阻R1:R1=9 975 Ω
D.定值电阻R2:R2=1 975 Ω
E.滑动变阻器R3:最大阻值为10 Ω
F.电源E,电动势为3 V,内阻很小
G.开关S 及导线若干
(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路,闭合开关S 之前,滑动变阻器R3 的滑片应置于
________(选填“最左端”或“最右端”)。
(2)实验中需要量程为0~3 V 的电压表,则电路图中的电流表①应选择________,定值电阻R 应选择
________(均填器材前面的字母)。
(3)①、②位置放置好电流表,调节滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片置于合适的位置,若此时电流表A1
的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则待测电阻Rx=________(用物理量的符号表示)。
5.(2023·江苏卷·12)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有:干电池(电动势约1.5
V,内阻不计)2 节;两量程电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ;量程0~15 V,内阻约15 kΩ)1 个;滑动变
阻器(最大阻值50 Ω)1 个;定值电阻(阻值50 Ω)21 个;开关1 个及导线若干。实验电路如图甲所示。
(1)电压表量程应选用________(选填“3 V”或“15 V”)。
(2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电
池盒上接线柱A 与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”或“D”)连接,再闭合开关,开始实验。
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O 与1,2,…,21 之间的电压。某次测
量时,电压表指针位置如图丙所示,其示数为________ V。根据测量数据作出电压U 与被测电阻值R 的关
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系图线,如图丁中实线所示。
(4)在图甲所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为R1,定值
电阻的总阻值为R2,当被测电阻为R 时,其两端的电压U=________(用E、R1、R2、R 表示),据此作出U
-R 理论图线如图丁中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差较小。
(5)分析可知,当R 较小时,U 的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对测量结
果影响较小。小明认为,当R 较大时,U 的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因。你是否同意
他的观点?请简要说明理由
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