高考電路試題
實驗設計的基本思路
2．有乙隻電壓表，量程已知，內阻為ｒｖ，另有一電池（電動勢未知，但不超過電壓表的量程，內阻可忽略）．請用這只電壓表和電池，再用乙個開關和一些連線導線，設計測量某一高值電阻ｒｘ的實驗方法．（已知ｒｘ的阻值和ｒｖ相差不大）
（1）畫出實驗電路．
（2）簡要寫出測量步驟和需記錄的資料，匯出高值電阻ｒｘ的計算式．
圖9 （2）測量步驟：
ａ．按（甲）圖連線實驗電路，閉合開關ｓ，讀出電壓表的示數ｕ１．
ｂ．按（乙）圖連線實驗電路，閉合開關ｓ，讀出電壓表的示數ｕ２．
ｃ．根據閉合電路歐姆定律
聯立解得
3．在「測定金屬的電阻率」的實驗中，電阻絲的電阻值約為40～50ω，可供選擇的主要器材如下：
ａ．電壓表（內阻20ｋω，量程0～10ｖ）
ｂ．電流錶（內阻約20ω，量程0～50ｍａ）
ｃ．電流錶（內阻約4ω，量程0～300ｍａ）
ｄ．滑動變阻器（額定電流1ａ，阻值為100ω）
ｅ．滑動變阻器（額定電流0.3ａ，阻值為1700ω）
ｆ．電池組（電動勢為9ｖ，內阻為0.5ω）
（1）電流錶應選 ，滑動變阻器應選 ．
（2）把如圖3－98甲所示的器材連線成測電阻值的實驗電路．
（3）用螺旋測微器測電阻絲的直徑，讀數如圖3－98（乙）所示，則電阻絲的直徑ｄ＝ ｍｍ．
4．用電流錶和電壓表測1節乾電池的電動勢和內電阻，如圖3－105中給出了ａ、ｂ兩個供選用的電路圖，為了較精確地測定電動勢和內電阻，實驗中應選用電路，正確選用電路後，試根據實驗資料畫出的ｕ－ｉ圖線，得到電池的電動勢＝ ｖ，內電阻ｒ＝ ω．
4．ｂ，1.50，0.50
5．用如圖3-74所示電路測量電源的電動勢和內阻ｒ，改變ｒ的阻值，得到一系列ｉ、ｕ值，最後用ｕ-i圖象來處理實驗資料，得到和ｒ的值．由於實驗原理帶來的系統誤差，使得求得的值偏________，內阻值ｒ偏________，為了減小誤差，必須選用內阻________的電壓表和阻值________的電阻ｒ．
6．用伏安法測量乙個定值電阻的阻值，備用器材如下：
待測電阻ｒｘ（阻值約200ω，額定功率0．05ｗ）
電壓表ｖ１（量程0～1ｖ，內阻10ｋω）
電壓表ｖ２（量程0～10ｖ，內阻100ｋω）
電流錶ａ（量程0～50ｍａ，內阻30ω）
電源ｅ１（電動勢3ｖ，額定電流1ａ，內阻不計）
電源ｅ２（電動勢12ｖ，額定電流2ａ，內阻不計）
滑動變阻器（電阻0～10ω，額定電流2ａ）
開關及導線若干
為使測量盡量準確，要求進行多次測量，並取平均值，請你在方框中畫出實驗電路原理圖，其中，電源選用________，電壓表選用________．
5．小小大小
6．利用電流錶和兩個阻值不同的定值電阻，可以測定電源的電動勢和內電阻．在所用器材中電流錶ａ量程為0～0．6～3ａ，定值電阻ｒ１和ｒ２的阻值都約在5～10ω之間．電源為一節乾電池，還有開關ｓ１、單刀雙擲開關ｓ２及電線若干．
（1）請按如圖3-83所示電路圖要求在如圖3-84所示實物圖上連線．
（2）若考慮到電流錶內阻ｒａ對測量的影響，那麼測量值與真實值相比，有測________真，ｒ測________ｒ真（選填「＞」、「＜」或「＝」）
7．用圖3-85所示的電路（ｒ１、ｒ２為標準定值電阻）測量電源的電動勢和內電阻ｒ時，如果偶然誤差可忽略不計，則下列說法中正確的是填字母序號）
ａ．電動勢的測量值等於真實值
ｂ．內電阻的測量值大於真實值
ｃ．測量誤差產生的原因是電流錶具有內阻
ｄ．測量誤差產生的原因是測量次數太少，不能用圖象法求和ｒ
若將圖3-85中的電流錶去掉，改用量程適中的電壓表來測定電源的電動勢和內電阻ｒ．
（1）需要讀取的資料是
（2）其計算公式是
（3）在下面虛線框內畫出實驗電路圖
．6．（1）如圖15所示
圖14圖15
（2）＝ ＞
7．ａ、ｂ、ｃ （1）兩次電壓表的讀數ｕ１和ｕ２ （23）電路圖略（將電壓表接在電源兩極上）
8. 在「測定金屬導體的電阻率」的實驗中，待測金屬導線的電阻rx 約為5．實驗室備有下列實驗器材
a．電壓表v1(量程3v，內阻約為15k)
b．電壓表v2 (量程15v，內阻約為75k)
c．電流錶a1(量程3a，內阻約為0.2)
d．電流錶a2(量程600ma．，內阻約為1)
e．變阻器r1 (0～100，0.3a)
f．變阻器r2 (0~2000，0.1 a)
g．電池e(電動勢為3v，內阻約為0.3)
h．開關s，導線若干
(1)為提高實驗精確度，減小實驗誤差，應選用的實驗器材有 。
(2)為減小實驗誤差，應選用下圖中 (填「a」或「b」)為該實驗的電原理圖，並按所洗擇的電原理圖把實物圖用導線連線起來．
(3)若用刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得導線的直徑為0.635mm，兩電表的示數分別如下圖所示，則電阻值為 ，電阻率為
5. 答案：(1)a d e g h
(2)b 實物連線如圖
(3)2.4；1.27×10—6 q·m(答1.25×10-6~1.30×106·m均按正確．)
當待測電阻阻值與電壓表、電流錶的阻值相差不多時，如何確定被測電阻r是較大還是較小呢？我們要計算兩種接法的相對誤差，可用與相比較.
當即時，宜採用電流錶外接法；
當即時，宜採用電流錶內接法；
6，某同學為了較精確的測量一阻值約為20ω的電阻rx的阻值.
①在以下備選器材中電流錶應選電壓表應選_______,變阻器應選只填寫器材對應的字母代號）
電源e（電動勢3 v、內阻可忽略不計）
電流錶a1（量程50 ma，內阻約12ω）
電流錶 a2（量程3 a， 內阻約0.12 ω）
電壓表v1（量程3 v，內阻約3 kω）
電壓表v2（量程15 v，內阻約15 kω）
滑動變阻器r1（0～10 ω，允許最大電流2.0 a）
滑動變阻器r2（0～1000 ω，允許最大電流0.5 a）
定值電阻r（30ω，允許最大電流1.0a）
開關及導線若干
②請在方框中畫出實驗電路圖（要求直接測量量的變化範圍盡可能大一些，所選器材用對應符號標出）。
③若某次測量中，電壓表讀數為u，電流錶讀數為i，則計算待測電阻的阻值表示式為rx
【解析】測量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應選量程為3 v 的v1；根據歐姆定律容易求得電路中的最大電流，顯然超過了電流錶a1 50 ma的量程，但電流錶 a2的量程又太大，故我們可以將定值電阻r（30ω）與待測電阻rx相串聯，此時電路中的最大電流，利用電流錶a1 測量電流即可。由於要求直接測量量的變化範圍盡可能大一些，故只能採用分壓電路，且滑動變阻器使用電阻較小的r1。最後我們確定電流錶的解法：
由於此時電路的臨界電阻，則應該利用電流錶的外接法。由此得到實驗電路圖如圖所示，當電壓表讀數為u，電流錶讀數為i，則計算待測電阻的阻值表示式.
7、從下表中選取出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流錶a1的內阻r1，畫在下面的方框中，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，並能測出多組資料。
【解析】要測量電流錶a1的內阻，按常規思想應用伏安法，將電壓表併聯在待測電流錶兩端，但根據本題所提供的儀器，我們可以首先肯定，在本實驗中不可能用到電壓表，因為電源的電動勢只有1.5v，而電壓表的量程為10v，最多不到滿偏的1/6，用它來讀數誤差太大，因此該實驗能用到的電表只可能用兩塊電流錶。
兩塊電流錶有可能串聯，也有可能併聯，但題目中電流錶a2的內阻r2已知，因此將兩電流錶併聯，根據併聯規律i1r1=i2r2可求出電流錶a1的內阻r1=。
加在電流錶兩端的電壓最大值um=imr2=0.375v，而滑動變阻的最大阻值只有50ω，如果將滑動變阻器接成限流，會超過電流錶的量程，將它們燒壞。如果僅僅將滑動變阻器接成分壓，滑動變阻器可調節的範圍很小，只有全長的1/4，這樣測量的次數比較少。
故應將定值電阻r1接在幹路上用作限流，電路圖如圖所示。
8.半值法（半偏法）。
半值法是上面比例法的乙個特例，測電流錶內阻和測電壓表內阻都可以用半值法，電路圖如圖10-15所示。
甲圖實驗時先斷開開關s』，閉合s，調整滑動變阻器r01（限流法連線），使電流錶a滿度（即指標指滿刻度處）；再閉合s』，調整電阻箱r1，使電流錶a的指標恰好指到半滿度處，讀出此時電阻箱的阻值r，則電流錶a的電阻ra=r。（測量結果偏小）
乙圖實驗時先閉合開關s』及s，調整滑動變阻器r02（分壓法連線），使電壓表v滿度；再斷開s』，調整電阻箱r2，使電壓表v的指標恰好指到半滿度處，讀出此時電阻箱的阻值r，則電壓表v的電阻rv=r。（測量結果偏大）
例8： 測量某電阻rx的阻值.已知rx約為5ω左右.下表給出可供選擇器材.請畫出你所設計的實驗原理圖（至少3種），並標明所選器材的規格或代號.
【審題】該題要求至少應用3種設計方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發揮題目中所給儀器的作用。
【解析】
方案一：應用伏-安法測電阻，見圖10-16.
選r2，還是選r1，就是出於對實驗安全方面的考慮.r2與g表，可改裝成3v左右的電壓表；r1與g表，只能改裝成0.3v左右電壓表，這樣小的電壓表既不能安全實驗，也不能進行精確測量.
電流錶外接而不內接，是出於對實驗結果精確程度的考慮.因為改裝後的電壓表內阻遠大於rx，這樣測量系統誤差較小.選a1表，而不選a2表是出於精確讀數的考慮.
a1、a2誠然都能滿足安全的要求，但小量程表讀數相對誤差要小得多，顯然這是精確原則的應用.
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