电路重点难点易错点高频考点必刷经典题目——电学实验

这是一份电路重点难点易错点高频考点必刷经典题目——电学实验，共9页。试卷主要包含了安培表内接与外接的判断，滑动变阻器限流与分压的选取，实验器材的选取，螺旋测微器，实验原理的理解，测定金属丝的电阻率等内容，欢迎下载使用。
1、如图，用伏安法测电阻，当被测电阻阻值不能估计时，可采用试接法．让伏特表一端接在电路的a点上，另一端先后接在b点和c点，注意观察两个电表的示数．若安培表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 表内阻可以比拟，伏特表应接在a、 两点，并且测量结果 .
a 图
b图
2、有一个未知电阻Rx，用图10中（a）和（b）两种电路分别对它进行测量，用（a）图电路测量时，两表读数分别为6V，6mA，用（b）图电路测量时，两表读数分别为5.9V，10mA，则用______图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值Rx=______Ω ，测量值比真实值偏______（填：“大”或“小”）。
3、3、如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是（ ）
A．此接法的测量值大于真实值
B．此接法的测量值小于真实值
C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D．开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端
小结：
a
b
c
方法一：在、均不知的情况下，可采用试触法。如图
所示，分别将a端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电
压表示数变化明显，说明_____表分流作用大，应采用_____
_法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，
说明______分压作用大，应采用_________法。
⑴电流表的内、外接问题：（甲）所示电路为电流表外接电路（简称外接法）；（乙）所示电路为电流表内接电路（简称内接法）。两种接法的选择可按下列方法进行：
方法二：设电流表、电压表内阻分别为、，被测电阻为，则
当时，电流表分压作用_______，应选用______接法
当=时，电流表分压作用和电压表分流作用相差不大，两种方法均可。
二、滑动变阻器限流与分压的选取
甲
乙
为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：_____________ (是待测电阻，R是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻)。如图（乙）是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：______________（不计电源内阻时）。
选取接法的原则：
①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用_________式接法。
②负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用_______式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的________式接法。
④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用_______式接法。
⑤两种电路均可使用时应优先用________式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。
三、实验器材的选取
【例题1】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。
四、螺旋测微器、游标卡尺及电流表、电压表的读数方法
1．需要估读的仪器：在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度（即最小分度值）和实验误差要求两个因素共同决定。
根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法，一般：
最小分度是2的，（包括0.2、0.02等），采用1/2估读，如安培表0～0.6A档；
最小分度是5的，（包括0.5、0.05等），采用1/5估读，如安培表0～15V档；
最小分度是1的，（包括0.1、0.01等），采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表0～3A档、电压表0～3V档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用1/2估读。
2．不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。
⑴游标卡尺的读数：游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为1mm)，和游标尺两部分组成。按照游标的精度不同可分为三种：（a）10分游标，其精度为0.1mm；（b）20分游标，其精度为0.05mm；（c）50分游标，精度为0.02mm。游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数L2，则总的读数为：L1+ L2。
⑵机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是30s。因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间；所以不能估读出比0.1 s更短的时间。位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针，表针走一周是15 min，每小格为0.5 min。秒表的读数方法是：短针读数（t1）+长针读数（t2）。
⑶电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。
【例题2】读出下列50分度游标卡尺的示数。
【例题3】试读出下列螺旋测微器的读数（工作原理及读数方法与双缝干涉测波长中的测微目镜手轮的读数相同）
【例题4】按照有效数字规则读出下列电表的测量值。
0
1
2
3
0
5
10
15
V
0
0.2
0.4
0.6
0
1
2
3
A
⑴ ⑵

接0~3V量程时读数为________V。 接0~3A量程时读数为_______A。
接0~15V量程时读数为_______V。 接0~0.6A量程时读数为______A。
五、实验原理的理解
（一）定值电阻的测量方法
1．欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆
表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。
用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。
2．替代法：替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。
【例题5】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。
3．伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基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），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。
4．伏安法拓展：某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表），或因实验条件限制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案。
⑴利用已知内阻的电压表:利用“伏伏”法测定值电阻的阻值
【例题6】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。
【例题7】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＝________。
⑶电压表、电流表混合用
【例题8】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。
（三）电表内阻的测量方法
1．互测法：
⑴电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻：
V
A
V
A
V1
V2
A2
A1
⑵两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻：
⑶两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻：
V2
V1
R
R
A1
A2
2．替代法：
R
2
1
S
V1
V
R
2
1
S
A1
A
S
（R1«R2）
V
R2
R1
S1
A
R2
S2
R1
（R1»R2）
3．半偏法：
S
R
V
2
1

4.闭合电路欧姆定律计算法：(不计电源内阻)
【例题9】从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
⑴在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。
⑵若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=____________，式中各符号的意义是____________。
六、测定金属丝的电阻率
【例题10】测定阻值约为4Ω的金属丝的电阻率，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料常温下的电阻率．
（1）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材供选择：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小
B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω
C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻约为0.025Ω
D．电压表V1：量程0～3V，内阻约为3kΩ
E．电压表V2：量程0～15V，内阻约为15kΩ
F．滑动变阻器R1：最大阻值20Ω
G．滑动变阻器R2：最大阻值500Ω
H．开关、导线若干
（2）为了提高实验的测量精度和仪器操作的方便，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，电压表是 ，滑动变阻器是 （填仪器的字母代号）．
（3）根据所选的器材，要求电压可以从零开始变化，用铅笔在上图所示的虚线方框中画出完整的实验电路图．
（4）实验需要测量的物理量是_____________,用测量的量表示电阻率的计算公式ρ=_______.
随堂练习
1.如右图所示，螺旋测微器的读数为________mm.
2．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出下图中的示数，游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为________cm，螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为________mm.
3．某同学做“测定金属电阻率”的实验．
(1)需要通过实验直接测量的物理量有：_________________________________(写出名称和符号)．
(2)这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________Ω.
4．有一待测电阻R，其阻值在1 000～1 100 Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V(量程0～15 V，内电阻约20 kΩ)
电流表A1(量程0～30 mA，内电阻约20 Ω)
电流表A2(量程0～300 mA，内电阻约40 Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A)
滑动变阻器R2(最大阻值为300 Ω，额定电流为0.1 A)
直流电源E(电动势为9 V、内电阻约为0.5 Ω)
开关及导线若干
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流—电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则( )
(1)电流表应选用________(填实验器材的代号)．
(2)滑动变阻器应选用________(填实验器材的代号)．
(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是________图．
5．某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下供选择的器材：
A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)
B．电流表A1(0～3 A，内阻0.012 5 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
D．电压表V1(0～3 V，内阻4 kΩ)
E．电压表V2(0～15 V，内阻15 kΩ)
F．滑动变阻器R1(0～20 Ω，允许最大电流1 A)
G．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)
H．开关、导线若干
(1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前字母代号)．
(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表________接法，将设计的电路图画在下面方框内．

(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图，则读数为________ mm.
(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________.
6.如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内：Ⓐ为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知RT在95℃时的阻值为150 Ω，在20℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃之间的多个温度下RT的阻值．
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．
(2)完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线．
②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃.
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．
④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录____________．
⑤将RT的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数____________，记录________________．
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________________.
⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤、⑥.
7、在图6中，A. B两图分别为测灯泡电阻 R的电路图，下述说法不正确的是 [ ]
A．A图的接法叫电流表外接法，B图的接法叫电流表的内接法
B．A中R测 ＞R真，B中R测＜R真
C．A中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使RRA，故此法测较大电阻好
实验二：描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验原理的理解
例題1：某同学在研究标有“3V，0.3A”字样的小电珠的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：
（1）在方框内画出实验电路图
（2）在方格纸内画出I-U图线
（3）根据I-U图线分析小电珠的电阻随温度升高而___________________
（4）小电珠工作电压为3V时，测得实际电功率为________________W
针对训练：热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值为4～5 Ω，热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：
A．电流表A1，量程0.6 A，内阻约1 Ω
B．电流表A2，量程3 A，内阻约2 Ω
C．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ
D．电压表V2、量程3 V，内阻约5 kΩ
E．滑动变阻器R1(0～100 Ω)
F．滑动变阻器R2(0～20 Ω)
G．电源E(3 V，内阻可忽略)
H．盛有热水的水杯(图中未画出)
I．开关、导线若干
(1)实验中应选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)，应选用的电压表为________(填“V1”或“V2”)，应选用的滑动变阻器为________(填“R1”或“R2”)．
(2)在方框中画出实验电路原理图，要求测量误差尽可能小．
(3)根据电路原理图，在实物图上连线．
随堂练习
1．一只小灯泡，标有“3 V,1.5 W”字样．现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线．实验器材有：
A．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器
B．电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源
C．量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1
D．量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2
E．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1
F．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2
G．开关、导线若干
(1)电压表应选用________；电流表应选用________．(将选项代号的字母填在横线上)
(2)在该实验中，设计了如下图所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)．
(3)以下是该实验的操作步骤：
A．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路
B．调节滑动变阻器触头的位置，保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大
C．闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(U，I)，移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据
D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线
指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：________
2．某同学测绘标有“4.8 V,0.3 A”小电珠的电功率随电压变化的图象，要使小电珠两端电压从0至4.8 V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有( )
A．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω
B．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω
C．电压表：量程0～6 V，内阻约为2 kΩ
D．电压表：量程0～15 V，内阻约为4.5 kΩ
E．滑动变阻器：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A
F．滑动变阻器：阻值范围0～2 kΩ，额定电流0.5 A
G．电池组：电动势6 V，内阻约为1 Ω
(1)选用的器材代号为________；
(2)画出电路图；
(3)根据实验测量的数据描出P－U图线，如右图所示，则小电珠在1.5 V电压下的电阻值R＝________ Ω.
3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按下图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：
(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．
(2)某同学测出电源和小电珠的U－I图线如右图所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R＝________Ω.
(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如下图所示中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是( )
A．a可以作为标准电阻使用
B．b能作为标准电阻使用
C．b的阻值随电压升高而增大
D．c的阻值随电压升高而增大
4、表格中所列数据是测量小灯泡U—I关系的实验数据：
（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图 （填“甲”或“乙”）
（2）在方格纸内画出小灯泡的U—I曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而 （填“变大”、“变小”或“不变”）
⑶如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上。已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为 A。
5、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
⑴在左下框中画出实验电路图。 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10 Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
U(V)
1.6
1.2
0.8
0.4
I(A)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
⑵在右图中画出小灯泡的U – I 曲线。
⑶如果将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0 Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第⑵小题的方格图中）
6．现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用 eq \\ac(○,×)表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V～4V。
A2
A1
V
现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表 （量程4.5V，内阻约为4×104Ω），电流表 （量程250mA，内阻约为2Ω），电流表 （量程500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电键S，导线若干。
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，下面两个电路应该选用的是 。
实验一：伏安法测电阻及测定金属丝的电阻率
参考答案
【例题1】【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由：得，。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，电流表应选A1。又因为,所以 。因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是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