设计性电学实验

1.现有一阻值R=10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表盘上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧）.要求: （1）画出实验电路图.

（2）简要写出完成接线后的实验步骤.

（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= .

2.某实验小组在实验室中测定一节干电池的电动势和内阻,他们观察实验桌上备用的器材编号如下:

A.干电池（电动势E约为1.5 V,内电阻r约为1.0Ω） B.电流表G（满偏电流3.0 mA,内阻Rg=10Ω） C.电流表A（量程0～0.6 A,内阻约为0.5Ω） D.滑动变阻器R（0～20Ω,10 A） E.滑动变阻器R′（0～100Ω,1A） F.定值电阻R2=990Ω G.开关S和导线若干

（1）为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是 .（填写器材

编号）

（2）请在虚线框内画出他们采用的实验原理图.（标注所选择的器材的符号）

（3）该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图象法分析处理数据,请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度,做出相应的图线.

（4）根据图线求出电源的电动势E= （保留三位有效数字）,电源的内阻r= （保

留两位有效数字）.

3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡标有“6 V,3 W”,其他可供选择的器材有:电压表V1（量程6 V,内阻20 kΩ）;电压表V2（量程20 V,内阻60 kΩ）;电流表A1（量程3 A,内阻0.2Ω）;电流表A2（量程0.6 A,内阻1Ω）;滑动变阻器R1（0～1 000Ω,0.5 A）;滑动变阻器R2（0～20Ω,2 A）;学生电源E（6～8 V）;开关S及导线若干.实验中要求电压表在0～6 V范围内读取并记录下11组不同的电压值U和对应的电流值I,见下表.

（1）在下面方框中画出实验所用的电路图,并注明所选器材的符号.

（2）在图中,画出伏安特性曲线.如果将本题中的小灯泡接在电动势E=1.5 V,内阻r=2.0Ω的电池的两端,则小灯泡的实际功率是多少?

（3）该实验画出的伏安特性曲线在电压较高段和电压较低段相比,哪段的系统误差较大?为什么? 4.学习了“欧姆定律”以及电路的知识后,李阳同学要帮妈妈制作一个自动控温孵化器,他到电子商城买了一只标称值为220Ω的半导体热敏电阻,由于不知道该电阻的温度特性,为此,他做了如下实验. （1）在室温下（约25℃）他正确使用多用表的欧姆挡测该热敏电阻的阻值,表的示数如

右图所示,可判定李阳同学测量时选用的是 挡,表的读数是 Ω.

（2）李阳同学要通过改变热敏电阻的温度并用伏安法测热敏电阻的阻值来研究热敏电阻的温度特性,他准备了如下器材:

蓄电池（电动势为6 V,内阻不计）及电键 伏特表（量程为0～6 V,内阻很大） 安培表（量程为0～20 mA,内阻Rg=10Ω） 定值电阻R0（R0=5Ω）

下列图中给出四个电路,其中李阳应该选择的是 （3）李阳同学得到的实验数据如下表

请你根据这些数据在下图所示的坐标纸上画出这个热敏电阻的电阻值随温度变化的关系图象（R—t图象）.

（4）下图是李阳同学利用这个热敏电阻制成的孵化器温度控制电路,其中控制电路的输入端A、B内接电

路可等效为一个电动势为2.0 V,内阻为100Ω的电源,当通过热敏电阻R的电流大于等于2.0 mA时,控制电路动作,输出端 的开关断开,加热器停止加热.孵化小鸡时,要求孵化箱恒温在39.5℃,为此,李阳将

孵化箱的最高温度设定为40℃;

为使恒温箱能在40℃时控制电路动作,定值电阻R0的阻值应为 Ω.

1、答案 （1）电路图如右图所示 （2）实验步骤为:

①断开开关,记下电压表偏转格数N1 ②合上开关,记下电压表偏转格数N2 ③利用公式r（3）

2、答案 （1）D （2）如右图所示

（3）如右图所示

（4）1.47（1.46～1.48） 0.82（0.80～0.90） 3、答案 （1）电路图如下图所示. （2）伏安特性曲线如下图所示

（3）电压较高时,灯泡消耗的功率较大,灯丝温度高,其电阻大,由于是外接法,故这时电压表的分流较大,所以电流的测量值偏大,故系统误差较大. 4、答案 （1）×10 （4）755

260

（2）D

（3）R—t图象如右图所示.

0.28 W

N1N2R计算电源内阻,式中R=10.0Ω. N2N1N2R N2