电学实验练习题
1.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A.干电池E(电动势约为1.5V、内电阻大约为)
B.电压表V(0~15V)
C.电流表A(0~0.6A、内阻)
D.电流表G(满偏电流3mA、内阻)
E.滑动变阻器R1(、10A)
F.滑动变阻器R2(、1A)
G.定值电阻
H.开关、导线若干
(1)为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_____(填写“R1”或
“R2”)；
(2)请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号；
(3)图示为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1—I2图线(I1为电流表G的示数， I2
为电流表A的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E =_____V，内电阻
r =_____.
2.某同学在实验室发现一废旧电阻元件,其上标注“2.5 V 1.2 W”的字样,为描绘出该元件的U—I图线,该同学在实验室找到了下列实验器材:
A.直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)
B.电流表(量程0~3 mA,内阻为1 Ω)
C.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
E.滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
F.定值电阻(阻值为999 Ω)
G.定值电阻(阻值为99 Ω)
H.开关、导线若干
(1)电流表应选 ;由于没有电压表,应将电流表 和定值电阻 串联后作为电压表使用;滑动变阻器应选 。(填写器材前的字母标号)
(2)如图甲所示为该同学连接的部分电路,请你帮助他完成剩余部分的连线。
(3)该同学通过实验得到该元件的U—I图线如图乙所示,由图线可知,该元件的阻值随温度的升高而 (选填“增大”、“不变”或“减小”),若将该元件直接接到电动势为1.5 V、内阻为2 Ω的电源上,该元件消耗的功率为 。
3.某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率。可供选择的器材有:
A.电池组E(电动势为3.0 V，内阻约5 Ω);
B.电压表V(量程为0~3 V，内阻约15 kΩ);
C.电阻箱R(0~999.9 Ω);
D.开关、导线若干。
完成下列填空:
(1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图甲所示，其读数为
d= mm。
(2)将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上，在被固定的电阻丝上夹一个与接线柱c相连的小金属夹P。实验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱的阻值减小时，接入电路的电压表读数保持不变，如图乙所示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路的连接。
(3)图乙中电压表读数为U= V。
(4)改变金属夹P与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所示。重复多次，记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L，数据如表格所示。断开开关，整理实验器材。请在图丁中描点，并作出R—L图象。
R/Ω 21.0 17.0 13.0 9.0
L/cm 20.00 40.00 60.00 80.00
(5)根据R—L图象和已知数据，可求出该电阻丝的电阻率为 Ω·m。(计算结果保留两位有效数字)
4.某学校进行实验考试,在实验桌上摆放了下列器材(如图),要求测定一节干电池的电动势和内电阻:
A.待测的干电池(电动势约为1.5 V,内电阻小于1.0 Ω)
B.电流表G(量程0~3 mA,内阻)
C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻)
D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0~300 Ω,1 A)
F.电阻箱R3(0~999 Ω)
G.开关和导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是 (填写器材前的字
母代号)。
(2)图中电阻箱所示的阻值数是 。
(3)请你利用本题提供的器材和题中所示的电阻箱阻值数设计测量电池电动势和内阻
的电路,并用线连接成实验电路。
(4)如图所示为该同学根据他所设计的实验数据绘出的I1 —I2图线(I1为电流表G的示
数,I2为电流表A的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动
势E = V,内阻r = Ω。
5.有一标有“6V，0.5A”的小型直流电动机，转子是由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为0.8Ω 。某兴趣小组设计一个实验测量此电动机线圈的电阻。实验室现提供的器材除导线和开关外还有：
A.直流电源E：8V(内阻不计)
B.直流电流表A1：0~0.6A(内阻约为0.5Ω)
C.直流电流表A2：0~3A(内阻约为0.1Ω)
D.直流电压表V1：0~3V(内阻约为5kΩ)
E.直流电压表V2：0~15V(内阻约为15 kΩ)
F.滑动变阻器R1：0~10Ω，2A
G.标准电阻R2：3Ω
(1)为能较准确地测出电动机线圈电阻，应选择以下的 电路图。图中M表示电动机。
(2)为使电表指针有较大角度的偏转，需要选用的电流表是________，电压表是______。(填写实验器材前面的序号)
(3)闭合开关后，调节滑动变阻器控制电动机不转动时读出电流表、电压表示数。若某次实验电压表的示数为2.00V，电流表的示数为0.50A，电动机线圈电阻为_________Ω。
由此可计算出该电动机正常工作输出的机械功率为_________W。
(以上两空计算结果均保留三位有效数字)
6.有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用:
A.电压表V1(0~5 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表V2(0~10 V,内阻约20 kΩ)
C.电流表A1(0~0.3 A,内阻约1 Ω)
D.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,2 A)
F.滑动变阻器R2(0~100 Ω,0.2 A)
G.学生电源(直流6 V)、开关及导线
(1)为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表 ,电流表 ,滑动变阻器 。(填器材的选项符号)
(2)为使实验误差尽量小,要求从零开始多取几组数据。请在方框中画出实验电路图。
(3)如图所示,P为I—U图线上的一点,PN为图线过P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则随着所加电压的增加,小灯泡的电阻将 (填“增大”、“减小”或“不变”);对P点,小灯泡的电阻约为 Ω(保留三位有效数字)。
7.某课题研究小组的同学收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等元件。现从这些材料中选取两个待测元件：一是定值电阻R0(约为2kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)，另外在操作台上还准备了如下所列的实验器材：
A.电压表V(量程4V，电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA，电阻RA1约5Ω)
C.电流表A2(量程2mA，电阻RA2约50Ω)
D.滑动变阻器R1(0～40Ω，额定电流1A)
E.电阻箱R2(0～999.9Ω)
F.开关一只、导线若干
(1)为了测量定值电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路图，所选取的相应器材(电源用待测的锂电池)均标在了图上，在其设计的电路或器材选取中仅有一处不妥，你认为是哪一处，请写在横线上： ________。
(2)①在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1、A2均已损坏，现要用余下的器材测量锂电池的电动势E和内电阻r，请在方框中画出你所设计的测量电路(电路要标明相应的器材)；
②为了便于分析，一般采用线性图象处理实验数据，请在下列横线上写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系： 。
8.用如图所示电路，测定一节电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A)；
(b)电压表(量程3 V)；
(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；
(d)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
(e)滑动变阻器(阻值范围0～1000 Ω、额定电流1 A)
那么：
(1) R应选择阻值范围是________ (选填d、或e)的滑动变阻器。
(2)为使电压表读数增大，滑动变阻器滑动端应向 (选填a、或b)滑动，电流表的内阻对测量结果是否有影响 (填“有”“无”)
(3)根据实验记录，画出的U—I图线如图(乙)所示，从中可求出待测电池的电动势为 V，内电阻为 Ω(结果保留到小数点后二位)
(4)若因电池的内阻较小，调节过程电压表的变化不明显，影响测量的准确度，为使测量的准确度提高，请你按原有的实验器材对电路进行改进并画出电路图
9.(1)下列电路中既能减小实验误差又能测量出电源电动势和内阻的是 ;
(2)在选择好合适的电路后,将测量的数据点描在坐标中,其中纵轴为电压、横轴为电流,则合理的是 (填“甲”或“乙”);
(3)根据所选择的图线可得,该电源的电动势大小为 V,该电源的内阻为______________Ω(结果保留两位小数)。
10.为测量某一玩具电动机M中的线圈的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下:
(1)用螺旋测微器测得绕制线圈的同种规格导线的直径d如图1所示，则d= mm.
(2)如图2为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻rg=100 Ω，调零电阻最大阻值R=50 kΩ，串联的固定电阻R0=50 Ω，电池电动势E=1.5 V，用它测量电阻Rx，能较准确测量的阻值范围是 (填选项).
A.30~80 kΩ B.3~8 kΩ
C.300~800 kΩ D.3 000~8 000 kΩ
用多用电表测量电动机中导线线圈的电阻RM:选择“×1”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图3(此过程电机不转动)，则RM= Ω.
(3)为提高精度，实验小组又用以下仪器再次测量导线线圈的电阻RM:
电流表A1(0~3 A、约5 Ω)；
电流表A2(0~30 mA、约10 Ω)；
滑动变阻器R1(0~1 kΩ)；
滑动变阻器R2(0~50 Ω)；
定值电阻R0=60 Ω；
电源(4 V、约1 Ω)；
开关、导线若干.
①实验小组为使测量过程中电机不转动而采用了如图4所示电路图，应选择的电流表是 ，滑动变阻器是 (填写符号).
②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压2.5 V”挡作为电压表使用，请依据图4将图5实验电路中的仪表连接欠缺的两处补完整.
③图6是该实验小组根据测得的数据描绘出的图像，其斜率表示的是 (填“A”或“B”).
A.导线线圈的电阻
B.导线线圈的电阻与R0阻值之和
参考答案
1.(1)R1
(2)如图：
(3)1.47 0.83
【解析】(1)由于R1的阻值比R2的小，在实验中更容易操作、方便测量多组数据，绘出的图像更加准确
(2)电源电动势约为1.5V，提供的电压表V(0~15V)，量程太大。所以用电流表G、定值电阻R3串联后改装成新的电压表，如上图
(3)由全电路欧姆定律可知，变形可得由图像可知：；，解得：；
2.(1)C B F D (2)实物连线如图所示 (3)增大 0.28 W
【解析】 (1)实验中电流表选用量程为0~0.6 A的C,需将另一电流表B和F串联,改装为量程为3 V的电压表,描绘该元件的U—I图线时,电压应从零开始测量,故应采用分压电路,为了便于操作,滑动变阻器选择D。(2)实物连线中,由于待测元件阻值较小,电流表分压作用明显,故电流表应采用外接法。(3)从题图乙中图线判断,电流增大,元件的阻值增大;直接接在电源上时,有U=1.5-2I(V),作出此时该元件的U—I图线,如图所示,两图线的交点即为元件的实际电流与电压,故该元件消耗的功率P=0.28 W。
3.(1)0.400 (2)如图1所示 (3)2.50 (4)如图2所示 (5)2.5×10-6
【解析】(1)螺旋测微器的读数要估读到0.001 mm，读数为0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm。(2)实验要求a、c接入电路，且P右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量两者的电压和。(3)电压表估读到0.01 V，故电压表读数为2.50 V。(5)由作出的R—L图象可知，|k|=20 Ω/m，由电阻定律可知，，代入题给数据得。
4.(1)D
(2)990 Ω
(3)如图所示
(4)1.5 0.8
【解析】(1)R2的阻值太大,不方便调节,所以选用R1。
(3)将已知内阻的电流表G与电阻箱R3串联,可改装成一个内阻为1 kΩ、量程为3 V的电压表。
(4)根据闭合电路欧姆定律可得,变形可得,图象在纵轴上截距为,解之得,在图线上任取两点,读出其坐标,则直线的斜率等于两点纵坐标的差值除以横坐标的差值,解之可得。
5.(1)乙；(2)B，D；(3)1.00 2.75
【解析】(1)电动机不转时，两端最大电压约为：U=0.5×0.8=0.4V，滑动变阻器应采用分压接法，电动机线圈电阻约为0.8Ω，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻约为5kΩ，电流表应采用外接法，因线圈的电阻太小，因此为保护电动机，则将定值电阻与电动机串联，故应选择乙电路图；
(2)测电动机线圈电阻，应控制电动机不转，测出电动机两端电压与通过电动机的电流，电动机不转时，通过电动机的电流与电动机两端电压都很小，电流表选B，电压表选D；
(3)由欧姆定律可知：；
解得：r=4﹣3=1.00Ω
电动机正常工作时，总功率：P=UI=6×0.5=3W，
线圈产生的热功率：PQ=I2r=0.52×1=0.25W，
电动机正常工作输出的机械功率：P机械=P﹣PQ=3﹣0.25=2.75W。
6.(1)A D E
(2)如图所示
(3)增大 5.33
【解析】(1)由于小灯泡的额定电压是4 V,接近电压表V1的量程5 V,故电压表选A。由于小灯泡的额定电流是0.5 A,接近电流表A2的量程0.6 A,故电流表选D。由于滑动变阻器R1的阻值较小,便于调节,而且保险电流也较大,故滑动变阻器选用E。(2)由于小灯泡电阻更接近电流表内阻,所以电流表外接,为使实验误差尽量小,能从零开始多取几组数据,滑动变阻器采用分压式接法,故电路图如图所示。(3)由题图可知随着所加电压的增加,图线上各点与原点连线的斜率k=I/U在减小,可见电阻在增大。由题图可知,对于P点,小灯泡的电压是2.4 V,电流是0.45 A,可以算出电阻约5.33 Ω。
7.(1)用A2替换A1 (2)①电路图如图所示
②
【解析】本题考查伏安法测电阻及滑动变阻器在电路中的连接方法。
(1)流过R0的最大电流约为远小于100mA，因此使用电流表A1时，电表示数太小，误差太大，故应调换为A2。
(2)①电路如图所示；
②根据闭合电路欧姆定律得：，整理得：
8.(1)d；(2)b；无；(3)1.44；0.57；(4)如图所示:
【解析】(1)由于电源是一节干电池(1.5V)，所选量程为3V的电压表；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象.
(2)为了使电压表读数增大，滑动变阻器接入电阻应增大使电流减小，故滑动变阻器滑片应向b端滑动；本实验中引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值.电流表的内阻对实验结果没有影响；
(3)由图示电源的U﹣I图象可知，电源的电动势为：，
图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为；
(4)因电源内阻较小，实验误差较大，为了减小误差可以采用等效的方法增大等效内阻；即将R0直接与电源相连；如图所示:
9.(1)D (2)甲 (3)1.45 0.93
【解析】(1)测定电源的电动势及内阻的实验中,原理是闭合电路的欧姆定律,电压表要测量路端电压,电流表要测电路中的总电流,所以A、B项错误;为了使内阻测量准确,电流表要采用内接法,所以C项错误,D项正确。(2)描出点后应用直线把各点连接起来,所以选甲。(3)利用图象纵轴上的截距求得电动势为1.45 V,图线斜率的绝对值为电源的内阻值,约为0.93 Ω。
10.(1)0.155(0.153~0.156均可) (2)B 22.0 (3)①A2 R2 ②如图所示 ③B
【解析】(1)固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为15.5×0.01 mm=0.155 mm，所以d=0.155 mm.
(2)欧姆调零指针满偏时，，所以，若较准确测量出被测电阻的阻值，应让指针指在到范围内，，得，，得R2=2.5 kΩ，故能较准确测量的电阻范围为2.5 kΩ≤Rx≤10 kΩ，选项B正确.RM=22.0×1 Ω=22.0 Ω.
(3)①通过电机的最大电流约为，电流表应选A2，由于采用了分压式接法，变阻器应选最大阻值较小的，因此选R2.②红表笔与电动机右接线柱相连，电源负极与滑动变阻器左下方接线柱相连.③U是R0与RM的总电压，因此斜率表示导线线圈的电阻与R0阻值之和，应选B.
