電學實驗專題

2023-01-17 11:00:04 字數 4950 閱讀 7140

專題一伏安法:

一、電路選擇:

例1:用伏安法較準確測量乙個阻值約為5ω的定值電阻,器材規格如下:

a.電池組(9伏,內阻不計)

b.安培表(0-0.6a, 內阻約1ω)

c.伏特表(0-3v, 內阻約幾千ω, )

d.滑動變阻器(0-6ω,5a)

f.電鍵1個,導線若干。

請設計合適的測量電路,並在實物圖上連線。

二、儀器選擇:

例2:用伏安法較準確測量乙個阻值約為5—8歐的定值電阻,額定功率1瓦。器材規格如下:

a.電池組(12伏,內阻很小不計)

b.安培表(0-0.6a,內阻約0.2ω)

c.安培表(0-3a ,內阻約0.05ω)

d.伏特表(0-3v,內阻約3kω)

e.伏特表(0-15v,內阻約15kω)

f.滑動變阻器(0-50ω,2a)

g.電鍵1個,導線若干。

請設計合適的測量電路,並在實物圖上連線。

原理圖例3:用伏安法較準確測量乙個阻值約為40—50歐的定值電阻。器材規格如下:

a.電池組(12伏,內阻約0.5ω)

b.安培表(0-0.6a, 內阻約1ω)

c.安培表(0-3a ,內阻約0.15ω)

d.伏特表(0-3v, 內阻約500ω, )

e.伏特表(0-15v,內阻約10kω)

f.滑動變阻器(0-10ω,2a)

g.滑動變阻器(0-1750ω,0.3a)

h.電鍵1個,導線若干。

請設計合適的測量電路,並在實物圖上連線。

原理圖例4:要測量乙個阻值約為20—50kω的電壓表內阻。器材規格如下:

a伏特表(0-3v)

b.電池組(4伏,內阻不計 )

c.安培表(200μa)

d.安培表(5ma)

e.安培表(0.6a)

f. 滑動變阻器(0-1kω)

g.電鍵1個,導線若干。

請設計合適的測量電路,並在實物圖上連線。

原理圖答案:專題一:1分壓外接 2abdfgh限流外接 3abefg 分壓外接 4abefg分壓

專題二測電動勢和內阻:

一、u-i法:

例1:測量電動勢和內阻的實驗電路如圖所示,給出的器材有:

a待測的電源(電動勢約為4v,內阻約為2ω),

b電壓表(內阻很大,有5v、15v兩個量程),

c電流錶(內阻不計,有0.1a和1a兩個量程),

d滑動變阻器(阻值範圍0—10ω),

e開關,另有導線若干。

按照電路圖畫出連線,將器材連線成實驗電路。(要求正確選擇電表量程,以保證儀器的安全並使測量盡可能高的精確度)

例2:測量電源的電動勢e和內阻r(e約為4.5v,r約為1.5ω):

a.量程為3v的理想電壓表

b.量程為0. 5a的安培表(具有一定的內阻)

c.固定電阻r=4ω

d.滑動變阻器r』,電鍵,導線若干

(1)畫出實驗電路圖

(2)實驗得:電流表示數為i1時,電壓表示數為u1;電流表示數為i2時,電壓表示數為u2

則電動勢e內阻r用i1 u1 i2 u2 及r表示)

例3:測量電源的電動勢e和內阻r:

a.乾電池一節(e約為1.5v)

b.直流電流錶( 0-0.6a, 內阻約0.10ω)

c.直流電流錶( 0-3a ,內阻約0.025ω )

d.直流電壓表( 0-3v, 內阻約5kω )

e.直流電壓表( 0-15v,內阻約25kω )

f.滑動變阻器( 0-15ω,允許最大電流1a )

g.滑動變阻器(0-1000ω,允許最大電流0.5a )

h.電鍵1個,導線若干,電池夾

選擇器材連線成實驗電路。(要求系統誤差較小)並在實物圖上連線。

二、i-r,u-r法

例4:利用如圖所示電路測量電流錶的內阻ra,圖中r1 、r2為電阻,k1、k2為電鍵,b是電源(內阻可忽略)

(1)按照電路圖畫出連線,將器材連線成實驗電路。

(2)己知r1=140ω,r2=60ω,當電鍵k1閉合,k2斷開時,電流錶的示數為6.4ma;當電鍵k1 、k2均閉合時,電流錶的示數為8.5ma

例5:利用如圖所示電路測量電壓表的內阻rv,圖中b是電源(內阻可忽略) r為電阻箱,k為電鍵,

(1)畫電路圖。

(2)寫出需要記錄的資料(用符號表示)。

(3 )寫出rv的表示式。

例6:有兩隻電壓表a和b,量程己知,內阻不知等於多少,只用這兩隻電壓表、電鍵和一些導線,能通過測量計算出這個電池的電動勢嗎?(己知電動勢不超過電壓表量程,乾電池不許拆開)

(1)畫電路圖。

(2)以測量量作為己知量,匯出計算電動勢的式子

專題三歐姆表測電阻及其它測電阻的方法:

一、黑箱

例1:盒內有導線和幾隻阻值相同的電阻組成的電路,合外4個接線柱為1、2、3、4,己測得接線柱間的電阻關係為r12=1.5r13=3r24,而3、4兩個接線柱間沒有明顯的電阻,試畫出圖中方框內電路結構(要求所用的電阻個數最少)

例2:盒內有導線和4只阻值相同的電阻組成的電路,合外4個接線柱為1、2、3、4,己測得接線柱間的電阻關係為r12=3r13 ,r23 = r24 = r34 =2r13,試畫出圖中方框內電路結構。

例3:盒內有乙個電源和5個阻值相同的電阻組成的電路,盒外4個接線柱,用電壓表測得u12=4v,u13=7v, u34=2v , u42=1v,試畫出圖中盒內電路圖。

例4:「黑盒子」表面有a、b、c三個接線柱,盒內總共有兩個電子元件,每兩個接線柱之間只可能連線乙個元件。為了探明盒內元件的種類及連線方式,某位同學用多用電表進行了探測:

第一步:用電壓擋,對任意兩接線柱正、反向測量,指標不發生偏轉

第二步:用電阻×1000擋,對任意兩個接線柱正、反向測量,指標偏轉情況如圖所示。

(1)請在圖的接線柱間,用電路圖符號畫出盒內的元件及連線情況

(2)左圖顯示了上圖(1)和(3)中歐姆表指標所處的位置,其對應的阻值分別是

(3)乙個小燈泡與3v電池組的連線情況如下圖所示。如果把下圖中e、f兩端用導線直接相連,小燈泡仍可正常發光。欲將e、f兩端分別與黑盒子上的兩個接線柱相連,使小燈泡仍可發光。

那麼,e端應連線到_______接線柱,f端應連線到_______接線柱。

二、替代

例5:某同學用以下器材測量電阻:

a.電流計 b.電阻箱 c.單刀雙擲電鍵

d.待測電阻 e.電源 f.限流電阻

如圖所示,實驗方法是利用單刀雙擲電鍵分別將電阻箱和待測電阻接入電路,用電阻箱替代待測電阻的方法來測定待測電阻的阻值。

(1)畫出電路圖

(2)本實驗中電鍵應先接通的是含有___(填電阻箱或待測電阻)的電路,用電鍵變換電路,調節電阻箱時,應使兩次測量的___大小相同,這時待測電阻的阻值可以從___上讀出。

例6:圖1為測量電阻的電路.rx為待測電阻.r的阻值已知.r'為保護電阻,阻值未知.電源e的電動勢未知.k1、k2均為單刀雙擲開關.a為電流錶,其內阻不計.

(1)按圖1所示的電路,在圖2 的實物圖上連線.

(2)測量rx的步驟為:將k2向d閉合,k1向______閉合,記下電流錶讀數i1.再將k2向c閉合,k1向______閉合,記下電流錶讀數i2.

計算rx的公式是rx

例7:為了測量電流錶a1的內阻,採用圖示的電路,其中電流錶a1的量程是0-300μa、內阻約為100ω(待測);a2是標準電流錶,量程0-200μa;r1為電阻箱,阻值範圍0-999.9ω;ε為電池,電動勢3v、內阻不計;s1為開關,s2為單刀雙擲開關.

按電路圖接好電路後,將可變電阻器r2和電阻箱r1適當調節後,將單刀雙擲開關s2扳到接點1處,接通開關s1,調節可變電阻r2,使兩電表的讀數都是150μa;然後將開關s2扳到接點2,調節電阻箱r1使標準電流錶的讀數仍是150μa , 若此時電阻箱各旋鈕位置如圖,則:

(1)電流錶a1的內阻rg=___ ω .

(2)為了保證兩電流錶的安全使

用,限流電阻r3 的阻值應選

a.100ω;b.150ω;

c.10kω;d.15kω。

(3)可變電阻r2 應選:a.2kω; b.5kω;c.200ω;d.500ω。

專題四半偏法:

一電流半偏法:

例1:圖1中e為電源,其電動勢為e, r1為滑動變阻器,r2 電阻箱,a為電流錶,用此電路,經以下步驟可近似測得a的內阻ra :①閉合k1,斷開k2,調節r1,使電流錶讀數等於其量程i0 ;②保持r1不變,閉合k2,調節r2 ,使電流錶讀數等於i0/2,然後讀出r2 的值,取ra ≈ r2。

(1)按圖1所示電路在圖2所給出的實物圖中畫出連線導線。

(2)真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結果的相對誤差,即,試匯出它與電源電動勢e、電流錶量程i0及電流錶內阻ra的關係式。

(3)若i0=10ma,真實值ra 約為30ω,要想使測量結果的相對誤差不大於5%,電源電動勢最小應為多少伏?

例2:將滿偏電流ig=300μa、內阻未知的電流錶改裝成電壓表並進行核對.

(1)利用如圖所示的電路測量電流錶的內阻(圖中電源的電動勢e=4v ):先閉合k1,調節r1,使電流錶指標偏轉到滿刻度;再閉合k2,保持r1不變,調節r2,使電流錶指標偏轉到滿刻度的 2/3,讀出此時r2 的阻值為200ω,則電流錶內阻的測量值rg= __ω.

(2)將該錶改裝成量程為3v的電壓表,需__ (填「串聯」或「併聯」)阻值為r0=___ω的電阻.

(3)把改裝好的電壓表與標準電壓表進行核對,試畫出實驗電路圖和實物連線圖.

例3:現有一塊59c2型小量程電流錶g(表頭),滿偏電流50μa、內阻約為800-850ω,把它改裝成1ma、 10ma的兩量程電流錶,可供選擇的器材有:

a滑動變阻器(0-20ω) e電池e1(1 .5v,內阻不計)

b滑動變阻器(0-100kω) f電池e2(3 .0v,內阻不計)

c電阻箱r2 (0-9999ω) g電池e3(4 .5v,內阻不計)

d定值電阻r0 (1kω) h標準電流錶a( ig=1.5ma)

i單刀單擲電鍵k1和k2,導線若干。

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