高二物理电学实验
实验1、电阻的测定
例1、欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组(3 V，内阻1 Ω)
B．电流表(0～3 A，内阻0.012 5 Ω)
C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)
G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，额定电流0.3 A)
H．开关、导线
(1)上述器材中应选用的是________________；(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表________________接法；(填“内”或“外”)
(3)设实验中，电流表、电压表的某组示数如图1所示，图示中I＝________A，U＝________V.
图1
(4)为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A范围内改变，请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻R x的原理电路图．
(5)某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图2甲所示，则该金属丝的直径d＝________mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L＝________mm.
图12
练习1、探究金属丝的电阻与长度关系的实验中，取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室提供了下列器材：电压表V(0～3 V～15 V)、电流表A(0～0.6 A～3 A)、4 V直流电源、滑动变阻器(0～20 Ω)、刻度尺、开关和导线若干．
(1)用刻度尺测量金属丝AP段长度l，用电压表和电流表测量AP段的电阻R，请你用笔划
线代替导线，在图3甲中用三根导线连接好电路．闭合开关前，应注意________．
(2)实验过程中，某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示，则电流表和电压表的读数
分别为I＝______A，U＝________V.
图3 图4
(3)实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表：
l/cm30.0040.0050.0060.0070.0080.00
R/Ω 2.1 2.9 3.5 4.2 5.0 5.7 请在图4坐标中，描点作出R－l图线；根据图线得到的结论是________________________．
(4)某实验小组在实验中，调节金属夹P时，发现电压表有示数，电流表的示数为零，原因
可能是________．
实验2、描绘小灯泡的伏安特性曲线
例2、在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、
开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图5甲所示是没有连接完的实物电路．(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)
图5
(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．
(2)连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，若要测量小灯泡的
额定功率，应将滑片P向________(填“左”或“右”)端滑动．
(3)通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成了如图乙所示
的U－I图线，根据U－I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率为________W.
(4)小灯泡的U－I图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______
_________________________________________________________________．
练习2．在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有
A．小灯泡(额定电压为2.0 V，额定电流约为0.5 A)；
B．电源E：电动势为3.0 V，内阻不计；
C．电压表V：量程为0～3 V，内阻约为1 kΩ；
D．电流表A：量程为0～0.6 A，内阻约为0.6 Ω；
E．滑动变阻器R1：最大阻值为15 Ω，额定电流为1.0 A；
F．滑动变阻器R2：最大阻值为150 Ω，额定电流为1.0 A；
G．开关S及导线若干
实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压)：I/A0.000.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/V0.000.200.400.600.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
(1)实验中滑动变阻器应选用________(请填写选项前对应的序号字母)．
(2)请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图11中把还需要连接的导线补上．闭合
开关前，应使变阻器滑片放在最________(填“左”或“右”)端．
(3)在下面的坐标系(如图12)中画出小灯泡的U－I曲线．
(4)若将本题中的小灯泡连接在电动势是1.5 V、内阻是1.0 Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为________W(保留两位有效数字)．
实验3、测电源电动势和内阻
例3、采用如图6所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．
(1)除了选用图7中的部分器材外，________(填选项)；
A．还需要电压表B．还需要电流表
C．还需要学生电源D．不再需要其他器材
图6 图7
(2)测量所得数据如下：
测量次数
1 2 3 4 5 6
物理量
R/Ω 1.2 1.00.80.60.40.2
I/A0.600.700.800.89 1.00 1.20
U/V0.900.780.740.670.620.43
用作图法求得电池的内阻r＝________；
(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻R A＝________．
练习3、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1.5 V、内电阻大约为1.0 Ω)
B．电压表V(0～15 V)
C．电流表A(0～0.6 A、内阻0.1 Ω)
D．电流表G(满偏电流3 mA、内阻R g＝10 Ω)
E．滑动变阻器R1(0～10 Ω、10 A)
F．滑动变阻器R2(0～100 Ω、1 A)
G．定值电阻R3＝990 Ω
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)如图8所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＝________ Ω.
图8
实验4、多用电表的读数
例4、某同学测量一只未知阻值的电阻R x.
(1)他先用多用电表进行测量，指针偏转如图9甲所示，为了使多用电表的测量结果更准
确，该同学应选用________挡位，更换挡位重新测量之前应进行的步骤是__________________________．
(2)接下来再用“伏安法”测量该电阻，所用仪器如图1乙所示，其中电压2表内阻约为
5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，变阻器最大阻值为100 Ω.图中部分连线已经连接好，为了尽
可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线．
(3)该同学用“伏安法”测量的电阻R x的值将________(选填“大于”“小于”或“等
于”)被测电阻的实际值．
图9
练习4、如图10所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，3表针指示如图所示，则：
图10
(1)所测电阻的阻值为________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的
电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”
或“×1 k”)．
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位
置，则所测电流为________ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA.
(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________ V.
实验5、电表内阻的测量
例5、要测量电压表V1的内阻R V，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：
电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；
电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；
定值电阻R1，阻值30Ω；
定值电阻R2，阻值为3KΩ；
滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。
（1）有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出R V。该方案实际上不可行，其最主要的原因是___________。
（2）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻R V的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号。
（3）由上问写出V1内阻R V的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。
半偏法测电流表内阻：
①测量方法：电流表半偏法测电阻的电路图如图，R为滑动变阻器，R0为电阻箱，G为待测电流表内阻。实
验时，先合上S1，断开S2，调节R使电流计的指针满偏；再合上S2，调节R0使电流计的读数为满刻度的一半，这时，电阻箱的数值即为电流计的内阻。（注意：实验前，变阻器的阻值应放在最大位置；调节R0时，R不动）
②测量原理：S2打开时，设电流表满偏电流I g=，因为R＞R g，R＞＞r，所以I g≈E/R，当S2闭
合时，R0和R g并联，并联后总阻值R并＜R g＜＜R，故S2闭合后，电路中总电流几乎不变，即I g≈E/R，调
节R0使电流表半偏为I g/2，所以流过R0的电流也为I g/2，所以R0=R g。
③器材选择：从上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R＞＞R g。故实验器材
选择应满足①电源电动势尽可能大，②R尽可能大。
半偏法测电压表的内阻：
电路如图：实验时，将R1的滑动片P放在左边，合上S1和S2，调节R1，使电压表的读数满偏；保持R1不变，断开S2，调节R0，使电压表的读数为满刻度的一半。则R V=R0。