电学实验例题分析

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1、电学实验例题分析【例题1】要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法”，其实验电路如图1所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱心的最大阻值大于电压衣的内电阻。Si（1）将下面的主要实验步骤补充完整：①将滑动变阻器R的滑动头c调至,将R2的阻值调至:②依次闭合S?和S】，调节&使电压表满偏；③断开S2,保持滑动变阻器的滑动头C的，调节尺2使电压表半偏；④记下r2的示数作为电压农内电阻的测量值。（2）实验室备有如下四个滑动变阻器，它们的最大阻值分别为图1A.100B.lkflC.10kQD.100kQ为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器川应选择O（填字母图2

2、序号）（3）若电阻箱心的各个旋钮的示数如图2所示，则电压表的内阻测量ffi为o该测量值比电压表的实际内阻（填“偏大”或“偏小”）（4）若需要将该电压表的量程扩大为原来的2倍，则需要A.将该电压表并联一个5110Q的定值电阻B.将该电压表串联一个5110Q的定值电阻C.将该电压表并联一个10220Q的定值电阻D.将该电压表串联一个10220Q的定值电阻【命题意图】电压表内阻的测暈屮J采用通常的伏安法，又可釆用不同于一般电阻和电流农内阻的测量方法。本题围绕电表内阻测量，要求考生设计创新测量方案。考查《大纲》要求的各项实验能力。【解析】（1）在采用“电压半值法”测量电压表内阻实验时

3、，必须保持6/点与滑动变阻器的滑动头C之间的电压恒定。（2）在分压电路中，滑动变阻器应选用总阻值远小于测量电路阻值的滑动变阻器，故&应选择A（100）。（3）断开S2,电压表与电阻箱&串联，增大了心部分两端的电压（大于电压表满偏电压），当电压表半偏时，电阻箱$的电压大于电压农的电压，故&大于电压衣的实际内阻，使测量结果偏大。这也是川应选阻值最小的变阻器以减小实验误差的原因。（4）若需要将该电压衣的量程扩大为原來的2倍，则需要将该电压表串联一个与电压表内阻等值的定值电阻。【答案】（1）①最左端，最大；③位置不变（2）A；（3）5110Q,偏大；（4）B【易错点分析】滑动变阻器&

4、的选择以及测量误差的分析是本题的易错点。，【点评】“电压半值法”测量电压衣内阻的实验原理，与半偏法测电流表内阻类似，可采用类似方法分析。内阻为R的电压表扩大量程的方法是：若将该电压衣扩大量程为原量程的n倍，则需要串联一个S-1）R的定值电阻；内阻为R的电流表扩大量程的方法是：若将该电流表扩大量程为原量程的「倍，则需要并联一个R!（7?-1）的定值电阻。【例题2】有一根细而均匀的导电材料样品，截而为同心圆环，如图（1）所示，此样品长厶约为3cm,电阻约为100Q,已知这种材料的电阻率为°,因该样品的内径太小，无法直接测量。现提供以下实验器材：A.20等分刻度的游标卡尺B.螺旋测

5、微器C.电流表A】（量程50mA,内阻的准确值□为100Q）D.电流表A2（量程100mA,内阻/*2大约为40Q）E.滑动变阻器川（0〜10Q,额定电流2A）F.直流电流E（12V,内阻很小）G.导电材料样品R?（长L约为3cm,电阻心?约为100Q）6H.电键S,导线若干请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该—样品内径d的实验方案，冋答下列问题：(1)于25rWr=-200乙（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图（2）甲所示，其示数厶二用螺旋测微器测得该样品的外径如图（2）乙所示，其示数D二o（2）在虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材后的符号。（3）用已知物理量

6、和所测得物理量的符号表示样品的内径d,并写出推导过程。答案：（1）游标卡尺示数30.35mm；螺旋测微器示数3.205〜3.208-（2）本题没有给定电压表，但电流表九内阻已知，可以当作电压表使用，据此设计测量电路部分;另外，为了尽可能精确地测量，控制电路部分应采用分压式。设计电路图如图所示。（3）设电流表旳、血的示数分别为A、鼻2,则I-r=（?2-人）•尺2rh电阻定律r2=p~由儿何知识s=^（z）2-/）4联立以上各式解得d-4/?L（；2~Z1）。V加"