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第十章 电路及应用 专题强化练十五 电学实验基础
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这是一份第十章 电路及应用 专题强化练十五 电学实验基础，共5页。
2．如图，螺旋测微器的读数为______ mm；电压表的读数为_____ V；电流表的读数为____ A.
3．某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)
C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)
E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F．电源(电动势 12 V，额定电流2 A，内阻不计)
G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图．
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________________________
________________________________________________________________________.
4．(2023·山东临沂市第一中学模拟)某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示．已知电源电压为6 V，R0＝10 Ω，滑动变阻器规格为“50 Ω 0.6 A”．
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不能交叉；
(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0.现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故障是________________；
(3)排除故障后，闭合开关调节滑片，利用电压表和电流表测出了多组实验数据，并作出了电压表与电流表示数的关系图像，如图乙所示，则Rx阻值为________Ω；
(4)调节滑动变阻器，当电压表的示数为3 V时，Rx消耗的电功率是________ W；
(5)电路中串联R0的作用是________(填正确答案前的字母)．
A．增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数
B．增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数
5．某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供的器材有：
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，内阻很小但不可忽略
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________(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)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)．
6．(2023·四川攀枝花市模拟)电阻Rx的阻值在3～5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
电压表V(量程3 V，内阻约为30 kΩ)
电流表A1(量程100 μA，内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程1 mA，内阻约为10 Ω)
滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)
电源E(电动势4 V)
开关S及导线若干
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题：
(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号)；
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应在________(选填“a”或“b”)端；
(3)请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；
(4)实验中得到的I－U图线如图丙中的实线d所示，电阻Rx的测量值为________ kΩ；
(5)由于本实验存在误差，你认为电阻Rx的真实I－U图线应为图丙中图线________(选填“c” 或“e”)；
(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V内阻的电路，请在方框内画出该同学修改部分的电路，并在图中标出所选用的器材．
7．为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．某活动小组设计了如图甲所示的电路．实验的主要步骤如下：
A．闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；
B．闭合S2，保持RP阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.
(1)按电路图在实物图乙上连线．
(2)写出被测电阻的表达式Rx＝____________(用两电表的读数表示)．
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
专题强化练十五 电学实验基础
1．1.020 6.710
解析 游标卡尺为20分度，精确度为0.05 mm，可得圆柱体的长度为l＝10 mm＋4×0.05 mm＝10.20 mm＝1.020 cm，圆柱体的直径为d＝6.5 mm＋21.0×0.01 mm＝6.710 mm.
2．0.695 2.60 0.52
解析 螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm；电压表的读数为2.60 V；电流表的读数为0.52 A.
3．(1)B C F (2)见解析图
(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)
解析 (1)若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，此时两电流表均达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C.
(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流式接法接入电路的滑动变阻器起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示．
(3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，U测＞U实，而R＝eq \f(U,I)，
所以R测＞R实．
4．(1)见解析图 (2)开关断路(或开关接触不良) (3)2 (4)0.125 (5)A
解析 (1)滑动变阻器的接线柱要“一上一下”串联接入电路，因为要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，连接电路如图所示．
(2)连接电路后，闭合开关，发现电流表示数为0，说明电路发生了断路，电压表示数为0，说明与电压表并联以外的电路断路．用一根导线在题图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，说明R0、Rx和滑动变阻器都没有故障，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则说明开关断路．
(3)由题图乙知电压表测量的电阻阻值为R总＝R0＋Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(6 V,0.5 A)＝12 Ω，故Rx阻值为Rx＝R总－R0＝12 Ω－10 Ω＝2 Ω.
(4)由题图乙可知，当R0和Rx阻值一定时，电流表示数与电压表示数成正比，所以当电压表的示数为3 V时，通过Rx的电流为0.25 A，所以Rx消耗的电功率为P＝I′2Rx＝0.252×2 W＝0.125 W.
(5)为了增大串联电阻，增大分压，使电压表易于读数，所以在该电路中串联R0，故A正确，B错误．
5．(1)最左端 (2)B D
(3)eq \f(I2r2＋R2,I1－I2)
解析 (1)为了实验安全，闭合开关S之前，应使电路中电流从最小值开始调节，滑动变阻器采用分压接法，故应将滑片置于最左端．
(2)实验器材中没有电压表，要用电流表改装，只有内阻已知的电流表才能改装成电压表，所以电流表选择B.
根据电压表改装原理可得R＝eq \f(U－IA2r2,IA2)＝eq \f(3－1.5×10－3×25,1.5×10－3) Ω＝1 975 Ω，故定值电阻应选择D.
(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有I2(r2＋R2)＝(I1－I2)Rx
解得Rx＝eq \f(I2r2＋R2,I1－I2).
6．(1)A2 (2)a (3)见解析图 (4)4
(5)c (6)见解析图
解析 (1)电路中的最大电流为
I＝eq \f(U,Rx)＝eq \f(3,3 000) A＝1 mA，故电流表选择A2.
(2)滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部分的电压为零，故滑动触头P应在a端．
(3)按实验电路图将实物图补充完整，如图所示．
(4)根据I－U图像求得电阻Rx＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(2,0.5×10－3) Ω＝4.0 kΩ.
(5)本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和Rx两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应是c.
(6)由于电压表的内阻很大，而满偏电流Im＝eq \f(Um,RV)＝eq \f(3,30×103) A＝10－4 A＝100 μA
恰好在电流表A1的量程之内，所以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图所示．
7．(1)见解析图 (2)eq \f(U1U2,U1I2－U2I1)
(3)等于
解析 (1)实物连线如图所示．
(2)由欧姆定律，第一次测量的电阻为电压表和RP的并联电阻，即eq \f(U1,I1)＝R并；第二次测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻，eq \f(U2,I2)＝eq \f(RxR并,Rx＋R并)，联立解得Rx＝eq \f(U1U2,U1I2－U2I1).
(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，故其测量值等于真实值．
2．如图，螺旋测微器的读数为______ mm；电压表的读数为_____ V；电流表的读数为____ A.
3．某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)
C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)
E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F．电源(电动势 12 V，额定电流2 A，内阻不计)
G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图．
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________________________
________________________________________________________________________.
4．(2023·山东临沂市第一中学模拟)某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示．已知电源电压为6 V，R0＝10 Ω，滑动变阻器规格为“50 Ω 0.6 A”．
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不能交叉；
(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0.现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故障是________________；
(3)排除故障后，闭合开关调节滑片，利用电压表和电流表测出了多组实验数据，并作出了电压表与电流表示数的关系图像，如图乙所示，则Rx阻值为________Ω；
(4)调节滑动变阻器，当电压表的示数为3 V时，Rx消耗的电功率是________ W；
(5)电路中串联R0的作用是________(填正确答案前的字母)．
A．增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数
B．增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数
5．某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供的器材有：
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，内阻很小但不可忽略
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________(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)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)．
6．(2023·四川攀枝花市模拟)电阻Rx的阻值在3～5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
电压表V(量程3 V，内阻约为30 kΩ)
电流表A1(量程100 μA，内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程1 mA，内阻约为10 Ω)
滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)
电源E(电动势4 V)
开关S及导线若干
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题：
(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号)；
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应在________(选填“a”或“b”)端；
(3)请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；
(4)实验中得到的I－U图线如图丙中的实线d所示，电阻Rx的测量值为________ kΩ；
(5)由于本实验存在误差，你认为电阻Rx的真实I－U图线应为图丙中图线________(选填“c” 或“e”)；
(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V内阻的电路，请在方框内画出该同学修改部分的电路，并在图中标出所选用的器材．
7．为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．某活动小组设计了如图甲所示的电路．实验的主要步骤如下：
A．闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；
B．闭合S2，保持RP阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.
(1)按电路图在实物图乙上连线．
(2)写出被测电阻的表达式Rx＝____________(用两电表的读数表示)．
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
专题强化练十五 电学实验基础
1．1.020 6.710
解析 游标卡尺为20分度，精确度为0.05 mm，可得圆柱体的长度为l＝10 mm＋4×0.05 mm＝10.20 mm＝1.020 cm，圆柱体的直径为d＝6.5 mm＋21.0×0.01 mm＝6.710 mm.
2．0.695 2.60 0.52
解析 螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm；电压表的读数为2.60 V；电流表的读数为0.52 A.
3．(1)B C F (2)见解析图
(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)
解析 (1)若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，此时两电流表均达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C.
(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流式接法接入电路的滑动变阻器起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示．
(3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，U测＞U实，而R＝eq \f(U,I)，
所以R测＞R实．
4．(1)见解析图 (2)开关断路(或开关接触不良) (3)2 (4)0.125 (5)A
解析 (1)滑动变阻器的接线柱要“一上一下”串联接入电路，因为要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，连接电路如图所示．
(2)连接电路后，闭合开关，发现电流表示数为0，说明电路发生了断路，电压表示数为0，说明与电压表并联以外的电路断路．用一根导线在题图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，说明R0、Rx和滑动变阻器都没有故障，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则说明开关断路．
(3)由题图乙知电压表测量的电阻阻值为R总＝R0＋Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(6 V,0.5 A)＝12 Ω，故Rx阻值为Rx＝R总－R0＝12 Ω－10 Ω＝2 Ω.
(4)由题图乙可知，当R0和Rx阻值一定时，电流表示数与电压表示数成正比，所以当电压表的示数为3 V时，通过Rx的电流为0.25 A，所以Rx消耗的电功率为P＝I′2Rx＝0.252×2 W＝0.125 W.
(5)为了增大串联电阻，增大分压，使电压表易于读数，所以在该电路中串联R0，故A正确，B错误．
5．(1)最左端 (2)B D
(3)eq \f(I2r2＋R2,I1－I2)
解析 (1)为了实验安全，闭合开关S之前，应使电路中电流从最小值开始调节，滑动变阻器采用分压接法，故应将滑片置于最左端．
(2)实验器材中没有电压表，要用电流表改装，只有内阻已知的电流表才能改装成电压表，所以电流表选择B.
根据电压表改装原理可得R＝eq \f(U－IA2r2,IA2)＝eq \f(3－1.5×10－3×25,1.5×10－3) Ω＝1 975 Ω，故定值电阻应选择D.
(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有I2(r2＋R2)＝(I1－I2)Rx
解得Rx＝eq \f(I2r2＋R2,I1－I2).
6．(1)A2 (2)a (3)见解析图 (4)4
(5)c (6)见解析图
解析 (1)电路中的最大电流为
I＝eq \f(U,Rx)＝eq \f(3,3 000) A＝1 mA，故电流表选择A2.
(2)滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部分的电压为零，故滑动触头P应在a端．
(3)按实验电路图将实物图补充完整，如图所示．
(4)根据I－U图像求得电阻Rx＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(2,0.5×10－3) Ω＝4.0 kΩ.
(5)本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和Rx两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应是c.
(6)由于电压表的内阻很大，而满偏电流Im＝eq \f(Um,RV)＝eq \f(3,30×103) A＝10－4 A＝100 μA
恰好在电流表A1的量程之内，所以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图所示．
7．(1)见解析图 (2)eq \f(U1U2,U1I2－U2I1)
(3)等于
解析 (1)实物连线如图所示．
(2)由欧姆定律，第一次测量的电阻为电压表和RP的并联电阻，即eq \f(U1,I1)＝R并；第二次测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻，eq \f(U2,I2)＝eq \f(RxR并,Rx＋R并)，联立解得Rx＝eq \f(U1U2,U1I2－U2I1).
(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，故其测量值等于真实值．
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