单元小结练 电学实验综合练习
(限时：30分钟)
1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为( )
图1
A．略小于1 kΩ B．略小于750 Ω
C．略大于1 kΩ D．略大于750 Ω
答案 D
解析 先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图甲进行测量比较准确．图甲中测量值为R测＝＝750 Ω，较真实值偏小．故D项正确．
2．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图2所示，此示数为
________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)
测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图3所示，可读出圆柱的 图2
直径为________mm.
图3
答案 8.116 42.12
解析 螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标尺读数．
螺旋测微器读数为(8＋11.6×0.01) mm＝8.116 mm.
游标卡尺读数为(42＋6×0.02) mm＝42.12 mm.
3．如图4所示为一正在测量中的多用电表表盘．
图4
(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为________ Ω.
(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______ mA.
(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.
答案 (1)60 (2)7.2 (3)3.57
解析 用欧姆挡测量时，用最上面一排数据读数，读数为6×10 Ω＝60 Ω；用直流电流挡测量时，读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.2 mA；用直流电压挡测量时，读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为35.7×0.1 V＝3.57 V.
4．(2012·天津理综·9(3))某同学在进行扩大电流表量程的实验时，
需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电
流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的
电路，如图5所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中
R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验． 图5
①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号)；
A．合上开关S2
B．分别将R1和R2的阻值调至最大
C．记下R2的最终示数
D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终示数为r
E．合上开关S1
F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数
②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；
③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝________.
答案 ①BEFADC ②相等 ③
解析 ①开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S1，调整R1使G2满偏，测出G2的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻．故合理的顺序依次为BEFADC.
②根据串、并联电路的特点，R2、G2两端的电压相等，即rg＝r，所以rg＝r，即测量值与真实值相等．
③改装表的原理图如图所示，
则I1r＝(I－I1)RS
所以分流电阻RS＝.
5．(2012·四川理综·22(2))为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表
B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表
C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．
(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝____ V，内阻r＝________Ω.
答案 (1)或C 6 (2)见解析图 (3)7.5 10.0
解析 (1)、的内阻不确定，故应选择进行改装，串联电阻R＝(－1)RV＝(－1)×
3 kΩ＝6 kΩ.
(2)本实验的原理为U＝E－Ir，利用变阻箱和电压表可获取电流I，故电路图如图所示．
(3)根据闭合电路欧姆定律知：E＝3U＋·r
将U1＝1.50 V，R1′＝15.0 Ω及U2＝2.00 V，R2′＝40.0 Ω
分别代入上式联立解方程组得E＝7.5 V，r＝10.0 Ω.
6．两位同学在实验室中利用如图6甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线．回答下列问题：
甲 乙
图6
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知 ( )
A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据
D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是 ( )
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W
D．电源的效率达到最大值
(3)根据图乙，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6 A，试说明理由．
________________________________________________________________________
答案 (1)AD (2)BC (3)2 1.5 1 (4)见解析
解析 (1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，A正确，B错误；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确．
(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P＝U2I＝1.0×0.5 W＝0.5 W，C正确；电源的效率为：η＝＝，U越大，效率越大，D错误．
(3)从图象乙可以得出定值电阻R0的阻值为：R0＝＝ Ω＝2 Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.5 V，即电源的电动势为1.5 V，图象斜率的绝对值为：k＝||＝＝1，即电源的内阻为r＝1 Ω.
(4)该电路中的电流为：I＝，当R最小为0时，电流最大，最大值为：Im＝＝ A＝0.5 A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6 A.
7．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________．(填器材前的选项符号)
(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在下面的虚线框中画出实验电路图．
(3)P为图7中图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；对应P点，小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)
图7
答案 (1)A D E (2)见解析图 (3)增大 5.33
解析 (1)由灯泡“4 V,2W”可知，I＝＝0.5 A，故电压表选A，电流表选D，要求电压从0开始增大，可知用分压式接法，故滑动变阻器选E.
(2)由<可知电流表外接，电路图如图所示．
(3)I－U图象中图线的斜率为电阻的倒数，所以随着电压的增加，小灯泡的电阻增大，结合图象和R＝，可得R＝ Ω≈5.33 Ω.
8．某同学为了研究“3 V,0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：
电流表A1(量程400 mA，内阻r1＝5 Ω)；
电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；
电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；
定值电阻R0(5 Ω)；
滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；
滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；
电源E(电动势3 V，内阻较小)；
开关一个，导线若干．
(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．
(2)根据设计的方案，将图8中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．
图8
(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．
答案 (1)、(2)见解析图 (3)A1的示数为300 mA
解析 测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2－I1，小灯泡两端的电压为I1(R0＋r1)，故小灯泡的电阻为RL＝.
实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R2阻值太大，所以滑动变阻器选R1；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I1＝＝0.3 A＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示
使A1的示数为300 mA时，灯泡正常发光，此时RL＝，式中I2为A1表示数为300 mA时，电流表A2的读数，故I1＝300 mA.
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