高三物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
要求方法简捷，R X两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的31，试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。
3. 两块电流表测电阻从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。
要求方法简捷，（2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。
4.现有实验器材如下：电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． （3）需要读出的物理量是 ，用这些物理量表示待测电流表内阻的计算公式是 ． 5.电压表和滑动变阻器（或电阻箱）测电阻 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A ”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻R x 。
请你设计一个能测出R x 电阻值的电路。
要求： （1）画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。
（2）简要写出实验操作步骤。
（3）根据你所测出的物理量写出表达式R x ＝_________。
6.电压表和开关测电阻给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R 0、两个开关及几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值，画出电路图，写出实验步骤及未知电阻的表达式。
7.电流表和滑动变阻器（或电阻箱）测电阻现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关，你如何测出被测电阻的阻值？8.电流表和开关测电阻有一个阻值看不清的电阻x R ，我们要测它的阻值，但手边只有一只电流表，一个已知阻值0R 的定值电阻，二个开关和几根导线：（1） 画出实验电路图。
（2） 写出实验步骤。
（3） 用测出量和已知量写出未知电阻x R 的表达式。
二、半偏法9. 将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压 表并进行核对．(1)利用如图所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的 电动势E=4V )：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转 到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，，使电流 表指针偏转到满刻度的32，读出此时R ′的阻值为200Ω， 则电流表内阻的测量值Rg= Ω．(2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”) 阻值为R 0= Ω的电阻．(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图．三、替换法10.为了测定电流表A1的内阻，采用如图所示的电路.其中A1是待测电流表，量程为300 μA，内阻约为100 Ω；A2是标准电流表，量程是200 μA；R1是电阻箱，阻值范围0~999.9 Ω；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关.（1）根据电路图14-81，请在图14-82中画出连线，将器材连接成实验电路.（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150 μA；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150 μA.若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱R1的阻值是______Ω，则待测电流表A1的内阻R g=________Ω.（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用________（填写阻值相应的字母）.A.200 kΩB.20 kΩC.15 kΩD.20 Ω（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________（填写阻值相应的字母）是最佳选择.A.1 kΩB.5 kΩC.10 kΩD.25 kΩ11.现要按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1.5 V）和内阻r(约20 Ω),可供选择的器材如下:电流表A1、A2（量程0~500 μA,内阻约为500 Ω），滑动变阻器R（阻值0~100 Ω，额定电流1.0 A）,定值电阻R1(阻值约为100 Ω),电阻箱R2、R3（阻值0~999.9 Ω）,开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图①电路进行测量.(1)测量电流表A2的内阻.按图②电路测量A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作.A.断开S1B.闭合S1、S2C.按图②连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D.调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值E.断开S2，闭合S3F.调节滑动变阻器R,使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：________ _____.(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)如果(1)中测出A2的内阻为468.0 Ω,现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A，应把R2调为______Ω与A2并联，改装后电流表A的内阻R A为______Ω.(3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻，实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电动势E和内阻r.a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式____________________________.b.请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴代表的物理量,用符号表示)c.图中_______表示E. 图中______表示r.12. 某同学用以下器材测量电阻：①电流计、②电阻箱、③单刀双掷电键(这种电键在掷刀a倒向b时ab接通，倒向c时ac接通)、④待测电阻、⑤电源、⑥限流电阻，如图所示.实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值.（1）在图中完成电路的连接(其中有两条导线已连接好);（2）本实验中电键应先接通的是含有________(填“待测电阻”或“电阻箱”)的电路.用电键变换电路，调节电阻箱时，应使两次测量的____ ____大小相同，这时待测电阻的值可以从__ _____上读出.电阻测量补充练习参考答案1.解：由于改装成的电压表内阻已知，故必须选择外接法。
电路图如图所示。
2.解：（1）（2）（3）2112211r U r U r r U -或112)(U U U -3.解析： r 1=122I r I 式中I 1、Ｉ2分别是电流表A 1、A 2的读数，r 1、r 2分别是电流表A 1、A 2的内阻4.解析：（1）宜选用A 1、A 3测定，且将A 1接在A ′处．（2）若测A 3的内阻r 3，实际连接方式方法是：A 3与R 0并联后，再与A 1、R 、S 、E 串联，注意让电流从电流表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
滑动变阻器的一个固定接线柱接A 1的“-”接线柱，与可动片相通的金属杆的一端接开关S ．（3）若A 1、 A 3的示数分别为I 1、I 3，电阻箱R 0的阻值为R x ，则被测电流表A 3的内阻x R I I I r 3313-=．5.解（1）电路如图所示。
（2） ①如图所示连接电路，将滑片移到阻值为零的位置，记下电压表示数U 1。
②将滑片移到阻值最大位置，记下电压表示数U 2。
（3） 求解：)(20212Ω⨯-=U U U R x说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。
缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小，且不能进行多次测量求平均值以减小误差。
6.解：（1） 如图所示连接好电路，闭合“替代开关”S ，记下电压表示数U 1；（2） 断开“替代开关”，记下电压表示数U 2； （3） 求解：因为R U R U U 2021=-，所以0212R U U U R ⨯-=。
说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。
缺点是：由于没有使用滑动变阻器，电路中的电压表应该接在较大的量程上，所以测量结果误差较大。
7.解： （1） 如图所示连接电路，滑片位于阻值最小的位置，记下电流表示数I 1；（2）滑片位于阻值最大的位置，记下电流表示数I 2； （3） 求解：因为)'(21R R I R I +⨯=⨯ 所以'212R I I I R ⨯-=。
说明：这种方法优点为：使用元件少，操作简单；缺点是：不能进行多次测量以减小误差。
8.解：因题中只有电流表可测出电流，而无法测知电压，故可根据并联电路电流分配规律求解（并联电路中电流的分配跟电阻成反比）。
（1）实验原理图如图8。
图8（2）实验步骤： ①按图8连接好电路②将电路瞬时接通，进行试触，若电流表指针偏转，不至过大，再接通电路。