电学实验专题复习 电学实验专题复习(2)

流表应选A 1。根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻Rv ＝I

U

5、比较法

某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表），或因实验条件限

制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案。

例7．从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高

（1）画出电路图，标明利用器材的代号。

（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。

解析：分析题意知道需测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”

根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I2r2＝

I1r1得r1=

12

2 I r

I

此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏

安法的一种推广形式。

练习

1．有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示。此金属材料质量约为0.1～0.2kg，长约30cm，电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为ρ，密度为0

ρ。因管线内径太小，无法直接测量，请根据以下器材，设计一个实验方案测量其内径d。A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（600mA，10Ω）D．电流表（3A，0.1Ω）E．电压表（3V，6kΩ）F．滑动变阻器（2 kΩ，0.5A）G．滑动变阻器（10Ω，2A）H．直流稳压电源（6V，0.05Ω）

I．开关一个，带夹子的导线若干

（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有。（只填代号字母）（2）画出你设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。

（3）用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式。

2．（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是mm。

如图2

，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是mm。

（2）为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图3所示的实验电路。其中：E是待测电池组，内阻不能忽略；V1、V2是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知；S1、S2是单刀单掷开关；导线若干。

①请根据电路图3，在图4中连线，将器材连成实验电路。

②实验中需要测量的物理量

是。

③用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池电动势的表达式。（写出推导过程）

。

3．⑴用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量一个工件的长度，如图所示。由此读出工件的长度为__________mm。

⑵有一块小量程的电流表G，满偏电流为100μA，内阻为500Ω。若把它改装成3V和15V两量程的电压表，电流表G应与适当的电阻值连接。经计算，改装后与电流表连接的电阻值在3V挡时R1=_____k Ω，15 V挡时R2=____kΩ。

把改装的电压表和标准表校核，发现标准表的满刻度读数为15V时，改装表的读数为14.7V。则改装成的电压表相对于满刻度的百分误差为______。

现有标准电压表V、R1、R2、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电动势为20V的电源E、单刀单掷和单刀双掷开关S1、S2。请你在方框图中画出改装后的电压表与标准电压表进行核对的实验电路图（在图中标出3V、15V的接线柱）。

参考答案

1．：（1）ABCEGHI （说明螺旋测微器的作用是测量正方形的边长）

（2）电路原理图：注意电流表外接和变阻器分压）

（3）设长度为l ，截面外边长为a ，

电压为U ，电流强度为I ，电阻I U

S l

R ==ρ，截

面积U

Il S ρ=，

故有U

l I d a ρπ=-42

2，解得

U

lI U a d πρ-=22。

2 （1）13.55mm 0.680mm 或0.681mm （8分）

（2） ①图略。 （2分）

②闭合S 1，V 1的读数U 1，V 2的读数U 2。（2分） 再闭合S 2，V 1的读数U 1′。（2分）

③设电源内阻为r ，电压表V 1的内阻为R v1

r

R U U U E r

R U U E v v 1

12111

1++='

+'=导出1

121U U U U E -'

'

=

3． (1)104.05 (2)29.5；120或149.5；2％

校准电路如图a 或b 所示

四、电流表、电压表特殊使用

1．电流表当电压表使用

2．电压表当电流表使用

五、单刀双掷开关在电路中的使用