7-3电学实验基础 一、选择题 1．以下说法中，正确的是(　　) A．采用伏安法测电阻时，只要仪器选得正确，可保证没有系统误差 B．用伏安法测电阻，不论是用电流表外接法，还是电流表内接法，都存在系统误差 C．用欧姆表测电阻，既准确又方便 D．伏安法测电阻，存在系统误差的原因是由于电流表的分压 [答案]　B [解析]　对A、B选项，伏安法测电阻不可能没有系统误差，只能减小，故B选项正确，A选项错误．对C选项，欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大，电池用久了误差更大．因而C选项错误．对D选项，不同的测量电路引起误差的原因不同，故D选项错误． 2．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，Rx约为10Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小(　　)
A．甲电路，偏大　　　　　 B．甲电路，偏小 C．乙电路，偏大 D．乙电路，偏小 [答案]　B [解析]　＝500，＝10，∴>，应采用电流表外接法，由于电压表分流，使IA>Ix，Rx的测量值比真实值偏小． 3．分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值．图(a)中两表的示数分别为3V、4mA，图(b)中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为(　　)
A．略小于1kΩ B．略小于750Ω C．略大于1kΩ D．略大于750Ω [答案]　D [解析]　先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用(a)图进行测量比较准确．(a)图中测量值较真实值偏小． 4.如右图所示电路，用伏安法测量电阻的大小．电阻R＝320Ω时，电流表的示数是15mA，电压表的示数是4.5V.如果用这个电路测量未知电阻R′，电流表的示数是13mA，电压表的示数是5.2V，则电阻R′的大小是(　　) A．R>420Ω B．400Ω时，电流表应内接，当<时，电流表应外接，该题中≈83，≈4，>，故应使电流表内接． 因为滑动变阻器电阻远小于Rx，限流接法时电路中电压和电流超过了电压表和电流表的量程，只能用分压接法． 6．用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值．实验电路图如图： (1)在以下备选器材中，电流表应选用________，电压表应选用________ ，滑动变阻器应选用________．
电源E(电动势3V、内阻可以忽略不计) 电流表A1(量程0～50mA，内阻约12Ω) 电流表A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω) 电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ) 电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ) 滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A) 滑动变阻器R2(0～1000Ω，允许最大电流0.5A) 定值电阻R(30Ω，允许最大电流1.0A) 开关、导线若干 (2)某次测量中，电压表读数为U时，电流表读数为I，则计算待测电阻阻值的表达式Rx＝________. [答案]　(1)A1　V1　R1　(2)－R [解析]　(1)电源电动势E＝3V，Rx的阻值约为20Ω，定值电阻R＝30Ω，流过电流表的最大电流Im＝≈0.048A，因此电流表应选A1，电压表应选V1，为了便于分压电路调节，滑动变阻器应选择R1.(2)由分压电路关系可得Rx＝－R. 7．(2011·海南)图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头
的量程为Ig＝600μA、内阻为Rg，
是标准电流表．要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空． (1)图1中分流电阻Rp的阻值应为________．(用Ig、Rg和I表示)．
(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，
表的示数如图2所示，由此读出流过
电流表的电流为________mA.此时流过分流电阻Rp的电流为________mA(保留一位小数)． [答案]　(1)　(2)49.5　49.0 [解析]　本题考查电流表改装的计算和校对问题，意在考查考生对课本基本实验的掌握情况．(1)中根据IgRg＝(I－Ig)Rp，解得Rp＝；(2)标准电流表的示数为49.5mA，根据分流关系有IRp＝I示×＝49.0mA. 8．为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω)．有以下一些器材可供选择． 电流表：A1(量程0～50mA，内阻约12Ω) A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω) 电压表：V1(量程0～3V，内阻很大) V2(量程0～15V，内阻很大) 电源：E(电动势约为3V，内阻约为0.2Ω) 定值电阻：R(30Ω，允许最大电流2.0A) 滑动变阻器：R1(0～10kΩ，允许最大电流2.0A) 滑动变阻器：R2(0～1kΩ，允许最大电流0.5A) 单刀单掷开关S一个，导线若干 (1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号) (2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图．(要求测量值的范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出) (3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待 测电阻阻值的表达式为Rx＝________. [答案]　(1)A1　V1　R1 (2)如图所示
(3)－R 9．(2011·广州模拟)某同学利用蓄电池、电压表(由灵敏电流计改装)、电阻箱、单刀开关S1、单刀双掷开关S2和若干导线来测量一个阻值未知的电阻Rx，实验原理图如图甲．
(1)根据原理图，在图乙的实物图中完成余下电路的连线． (2)完成下列相关内容 a．闭合开关________，把开关S2拔向1，调节电阻箱至示数如图丙所示，其电阻值是________，此时电压表示数是1.5V； b．把开关S2拔向2，此时电压表示数是0.8V；断开开关S1. (3)用以上测得的数据，计算出电阻Rx＝________Ω. (4)如果蓄电池内阻不计，测得的阻值与真实值之比________1.(填“>”、“<”或“＝”)
[答案]　(1)连线如图
(2)a.S1　600Ω　(3)320　(4)＝ [解析]　Rx左端与电压表一端相连，电压表的另一端与S2中间的接线柱相连，Rx右端的接线柱与S2右边的接线柱相连，电源的负极接线柱与S2左端接线柱相连．闭合开关S1，接通电路；根据图丙可得电阻箱的读数为600Ω 根据闭合电路欧姆定律：E＝1.5＋I1Rx，E＝0.8＋I2R； I1＝＋，I2＝＋；可得Rx＝320Ω. 根据上面的四个方程可以知道，电压表的内阻不会影响到Rx，因此测得的阻值与真实值之比等于1. 10．实验室有如下器材： 电流表A1(满偏电流约500μA，有刻度无刻度值，内阻rg约500Ω)； 电流表A2(量程0～300μA，内阻rA2＝1000Ω)； 电流表A3(量程0～1mA，内阻rA3＝100Ω)； 定值电阻R0(阻值1kΩ)； 滑动变阻器R(0～5Ω，额定电流2A)； 电池(电动势2V，内阻不计)； 开关、导线若干． 要求较精确地测出A1表的内阻和满偏电流． 在方框内画出测量电路； (2)应读取的物理量是________； (3)用这些量表示的A1表的满偏电流Ig＝__________，A1表的内阻rg＝________. [答案]　(1)电路如图所示
(2)A1表满偏时A2表的读数I2、A3表的读数I3 (3)I3－I2　 [解析]　(1)要测量A1表的内阻，需测出通过A1表的电流和它两端的电压U1.A1表没有刻度值，所以不能直接读出满偏电流，要通过A2、A3才能间接测得．U1m＝Igrg≈(5×10－4×500)V＝0.25V，因A2、A3表的内阻是确定值，故可以把它们当做电压表．A3表的电压量程U3＝Ig3·rA3＝0.1VU1m，所以应选择A2与A1并联，这样A2表两端的电压就是U1.若A3直接与A1、A2串联接在滑动变阻器的分压端，电压小于(U1m＋U3)＝0.35V，滑动变阻器调节不方便，所以可再串联一个定值电阻R0. (2)见答案． (3)当A1表满偏时，读出A2、A3表的读数I2、I3，有Ig＝I3－I2.A1表的内阻rg＝＝. 11．为了测量一个量程为3V的电压表的内阻RV(约几千欧姆)，可以采用图甲电路．
(1)试将图乙所给实验仪器按实验电路连成测量电路．
(2)在测量时，可供选择的实验步骤有： A．闭合开关S； B．将电阻箱R0的阻值调到最大； C．将电阻箱R0的阻值调到零； D．调节电阻箱R0的阻值使电压表的指针指示1.5V，记下此时R0的值； E．调节滑动变阻器R的滑动触头P，使电压表的指针指示3.0V； F．把变阻器R的滑动触头P滑到a端； G．把变阻器R的滑动触头P滑到b端； H．断开开关S； 把必要的合理步骤选出来，按操作顺序将字母代号填在横线上________． (3)若在步骤D中读出R0的阻值为图丙所示位置，则电压表的电阻为________Ω.用这种方法测出的电压表内阻与真实值相比偏________(填“大”或“小”)． [答案]　(1)如图所示　(2)GCAEDH　(3)2400　大
[解析]　(3)由图丙可知接入电路的R0的阻值为2×1000Ω＋4×100Ω＝2400Ω，由步骤D和E可推知，电压表的内阻与R0的阻值相等，即2400Ω.本实验的原理是R0接入电路后，滑动触头P和b之间的电压变化忽略不计，实际上接入R0后，外电路电阻变大，电路电流变小，从而滑动触头P和b之间的电压变大，由步骤D可知电压表的示数减小为原来的1/2，所以此时电阻箱两端的电压应该大于1.5V，即电阻箱接入电路的阻值大于电压表的内阻，故用这种方法测出的电压表内阻与真实值相比偏大． 12．(2011·江苏)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值．
(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表： 电阻R/Ω 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 45.0  电压U/V 1.00 1.50 1.80 2.14 2.32 2.45   请根据实验数据作出U－R关系图象．
(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V.利用(1)中测绘的U－R图象可得Rx＝________Ω. (3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”)．现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？______________________________________________________________________________________________________________________ [答案]　(1)图见解析　(2)20 (3)偏小　改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.5V. [解析]　(1)如图所示
(2)20　(19～21都对) (3)内阻增大时，有相同的外电阻，则电压表示数变小．仍用测绘的U－R图象测电阻，结果偏小．改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.5V，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的V－R图象实现对待测电阻的准确测定．

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