免费下载！
[!--downpath--]热学专题☆☆☆电学实验二．热学实验姓名（一）检测内阻【例1】伏安法如图甲，是为了用伏安法检测定值内阻Rx而联接的电路，但不完整。（1）将电路联接完整（只能降低导线）；乙（2）在乙框中画出对应的电路图；（3）本实验的原理是；（4）按甲图联接完整后的情况确定：只有将滑片p移到端（填“A”或“B”），开关就能闭合，这样做的目的是；（5）滑动变阻器在本实验中，不仅（4）中的作用外，另一个主要作用是哪些？。（6）实验时，若出现以下现象，请你强调问题所在：=1*GB3①闭合开关后，无论如何联通滑片，电压表示数总为0，电流表有示数但不变。问题是；=2*GB3②闭合开关后，联通滑片，电流表示数总为0，电压表有示数且变化。问题是；=3*GB3③闭合开关后，联通滑片，电压表示数变大时电流表示数却变小。问题是；=4*GB3④闭合开关后，联通滑片，电压表和电流表有示数却不变。问题是。（7）假如Rx约为10Ω，滑动变阻器为“20Ω1.5A”，电压表和电流表都接小阻值且在检测时要求表针偏转都在半偏以上，电源电流起码V；（8）考虑到电压表的内阻不为0、电压表的内阻有限大的诱因，按此电路检测的内阻值偏；（9）若用小灯泡替换Rx来检测小灯泡的内阻，按照检测的数据画出U—I图像应当是，这一图像表示灯丝的阻值。
I0UA.I0UB.I0UC.（10）如右两图中，图乙与图甲相比，电流表和电压表的示数变化范围；假如Rx比R大好多，能实现对Rx多次检测的是图。【例2】单表法之一（只有电流表）甲小明朋友在检测定值内阻Rx时，只有一只电流表，没有电压表。他找老师要来一只电阻已知的定值内阻R0，设计了如图甲所示的电路，也能测出Rx。请你跟他一起进行实验和思索问题：（1）由图示电路进行实验的步骤是：=1*GB3①连接电路；=2*GB3②闭合S和S1，断掉S2，读出电流表的示数为U1；=3*GB3③闭合S和，断掉，读出电流表的示数为U2。由此估算Rx=。（2）为了对Rx进行多次检测，下述举措可行的是。A．改变电源电流B．在支路上串联一个滑动变阻器C．更换R0（3）用一只单刀双掷开关取代S1和S2，实物如图乙，请你将它联接完整。（4）在电源电流恒定不变的条件下，可用图丙（R0已知）的电路检测Rx。请你写出实验步骤（用字母表示所测的数学量）和估算式。乙RxR0（5）若电源电流恒定不变且已知滑动变阻器的最大电阻Rm，也能由图丁测出Rx。请你写出实验步骤（用字母表示所测的数学量）和估算式。丙pRxSV丁甲S1ba【例3】单表法之二（只有电压表）如图甲是小梅朋友联接的检测定值内阻Rx的电路。
（1）画出对应的电路图；（2）请将实验步骤补充完整：=1*GB3①连接电路；=2*GB3②闭合S1，S2接a，调节滑动变阻器滑片到适当位置，读出电压表示数为I1；=3*GB3③S2接b，滑动变阻器滑片（选填“一定不联通”、“一定联通”或“可动可不动”），读出电压表示数为I2。估算Rx=。（3）若电源电流恒定，已知滑动变阻器的最大电阻Rm，只用电压表怎么检测Rx？画出电路图。【例4】等效取代法=1*GB3①如图甲，闭合S1，S2接1，调节p到适当位置，记下电压表的示数；再将S2接2，滑片不动，调节阻值箱R0，直至电压表的示数与先前示数相同。则Rx=。xR0A=2*GB3②如图乙，闭合S1，S2接1，调节p到适当位置，记下电流表的示数；再将S2接2，滑片不动，调节阻值箱R0，直至电流表的示数与先前示数相同。则Rx=。甲乙【例5】测量电瓶的电阻rU等效电瓶内部也有内阻（称为电阻），如图，一个电板组虽然相当于一个电流为U的电源和一个电阻r串联。并且，电流表难以接到电阻两端，电阻就不能直接用伏安法检测。测法：=1*GB3①连接电路，闭合S1，断掉S2，读出电压表和电流表的示数分别为I1和U1；=2*GB3②断开S1，闭合S2，读出电压表和电流表的示数分别为I2和U2。
估算：每次可以看成定值内阻与电阻串联，则U=U1+I1r……（1）U=U2+I2r……（2）由（1）和（2）联立多项式组可求得：U=，r=变化1：去除电流表，只测I1和I2，R1和R2已知。U=，r=变化2：去除电压表，只测U1和U2，R1和R2已知。U=，r=总结：综合以上，检测内阻的方式是间接检测法（直接检测内阻要使用欧姆表）。检测原理是欧姆定理；检测方式都是联接合理的电路检测一些数学量加上已知量，按照欧姆定理和电路规律估算待测阻值。【习题】1.如图所示的四种电路中，内阻RO已知，当通过闭合或断掉电路中的不同开关时，不能测算出未知内阻Rx电阻的电路是[]2.为了比较内阻R1和R2的大小，四位朋友分别设计了如图所示的电路，其中不可行的是[]3.某同事用电压表、电压表检测定值内阻R的电阻，他已联接了部份电路，如图甲所示，请你接着完成下述步骤。（1）用笔划线取代导线，将图甲中电路补画完整（注意：电源为三节干电瓶，电流表示数要能达到半偏）。（2）正确联接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应当放在端（选填“A”或“B”）。闭合开关后，假如发觉1）：无论如何联通滑片，电压表示数为零，电流表示数为4.5V，则故障可能是；假如发觉2）：无论如何联通滑片，电流表示数为零，电压表示数变化，则故障可能是。
0最大电阻R滑U0U最大电阻R滑0U最大电阻R滑0U最大电阻R滑A．B．C．D．（3）当电流表示数为2.2V时，电压表的示数如图乙所示，这时电路中的电压是A，内阻丝的内阻为Ω。那位朋友通过改变被测内阻两端的电流，共测得3组实验数据，最后算出阻值的平均值，这样做的目的是。（4）在多次检测中，电流表的示数随滑动变阻器内阻变化的图像是。I0UA.U0IB.I0UC.U0ID.（5）若将前面实验中的定值内阻R换成标有“3.8V”字样的小灯泡，钨丝内阻约为15Ω，后来那位朋友在多次测内阻的过程中，发觉当电流表的示数减小时，电流表与电压表的示数的比值将（选填“变大”、“不变”或“变小”），形成这一现象的缘由是。能反映这些变化的图像是。.小明想借助一块电压表和电阻已知的内阻R0检测未知内阻RX的电阻．小明选择了满足这个实验要求的实验器材，并联接了部份实验电路，如图所示，电源电流恒定。（1）为了测出内阻RX的电阻，请你只添加两根导线完成图所示的实验电路的联接，并画出对应的电路图。（2）只闭合开关S1，电压表的示数用I1表示；开关S1、S2都闭合时，电压表的示数用I2表示．请你用I1、I2和R0表示RX。
RX=。（3）若用如图所示的电路检测RX，电源电流恒定，R的最大值已知为R0，请完成以下过程：=1*GB3①连接电路，将滑片p移至B端，闭合S，读出电流表示数为U1；=2*GB3②将滑片p移至A端，闭合S，。则用R0和以上所测的量估算RX=。5.用电压表和电流表测电压和电流时，一般并不考虑仪表本身内阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即觉得电压表的电阻为零，电流表的电阻为无限大。实际上，电压表和电流表都有一定的内阻值，因此我们可以把电压表看成一个能显示通过自身电压大小的其电阻很小的内阻；可以把电流表看成一个能显示自身两端电流大小的其电阻很大的内阻。所以，把电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中联一个内阻，把电流表接入待测电路时，就相当于在待测电路中联一个内阻。（1）现有一个是阻值为0.6A，电阻为0.13欧的电压表，能够用它检测某段电路两端的电流？若不能，请说明理由，若能，请说明用它能检测的最大电流值。。RrvR+rv（2）在电路的估算中，由于电压表的内阻很小，近似情况下可以看做等于零；而电流表的内阻很大，近似情况下可以看做无限大。并且，实际上电压表的内阻虽小，但其实不等于零；同样，电流表的内阻也不是无穷大。
所以在热学实验中，电压表和电流表本身的内阻必然会对实验形成影响。在借助伏安法测内阻的实验中，电流表和电压表有甲、乙两种接法，设电压表电阻为rA、电压表电阻为rv，被测内阻为R，则甲图所测内阻实际为；乙图所测内阻实际为。A.RB.R+rAC.R+rvD.6.物理电瓶内部的电解液有一定的内阻，这个内阻构成了电瓶电阻。与新电瓶相比，旧电瓶的电流似乎并没有发生太大的变化，但它的电阻却显得很大。这就是为何小灯泡接新电瓶时很亮，而接旧电瓶几乎不亮的诱因。对于旧电瓶，我们可以将它等效为一个电流恒定不变的新电瓶与一个定值内阻r串联，如图乙所示。为了探究某一电瓶的电流和电阻，小明设计了如下的实验：（1）请依照电路图甲，将下述图a中的实物联接成电路图。（2）假如电路中电流表和电流表的读数如图b所示，则电压表的读数为A，电流表的读数为V，滑动变阻器介入电路部份的内阻与灯泡电阻之和为Ω。再调节滑动变阻器，得到电压表和电流表的示数分别为0.6A和2.1V，由以上数据可求得电瓶的电阻为Ω。（3）通过调节滑动变阻器改变电路的阻值，小明获得了多组U和I的数据，系列描述U和I的关系的图线正确的是。7.实验室外所用导线很短，导线的阻值可以忽视不计。
但长距离输电须要两条输电缆线，输电缆线的阻值则不能忽视不计。当输电缆线某处发生漏电时，要及时检查出漏电的位置并加以修补。（1）请你借助学过的热学知识，在下边的实线框内为检修人员设计一个检修电路（器材和仪表任选），可以按照仪表的示数进行有关的估算，以确定输电缆线短路的位置。已知输电缆线的阻值是0.01Ω/m。估算“短路点与检测点之间的距离”的表达式为：S=。（2）若在相距S0的甲乙两地之间架设了直的双股供电线。某三天中途某处发生漏电，于是，检修人员在甲地用电流为U的电源和电压表联接甲地导线的两端，测得电压为I1；又在乙地用同样的方式测得电压为I2。由此可以判定漏电的位置距离甲地S=（用S0、U、I1、I2表示）。（二）检测电功率【例1】伏安法如图，是用伏安法检测小灯泡电功率的部份电路。部份器材尺寸为：电流U=8V的恒压电源；额定电流为U0=3.8V的小灯泡（额定功率约为1.5W）；滑动变阻器三只：R1（10Ω1A）、R2（20Ω1.5A）、R3（50Ω1.5A）。实验要求：检测小灯泡在三种情况下的电功率，在额定电流下、低于额定电流（最低电流1V）、高于额定电流（最高为额定电流的1.2倍），不怜悯况可以多次检测。
（1）滑动变阻器选择；（2）实验原理是；（3）将电路联接成检测额定功率时的电路；（4）小明所检测的数据如下表，由此可求得小灯泡的额定功率为W。实验次数/V2.03.03.84.04.5I/A0.280.360.40.420.从数据表可以发觉：小灯泡的实际功率随实际电流的减小而。【例2】单表法之一（只有电流表）如图，只有电流表，没有电压表，定值内阻R0已知,小灯泡的额定电流U0已知，检测小灯泡的额定功率P0。步骤：=1*GB3①连接电路（开关，滑片放在端）；=2*GB3②闭合S，S/先接，联通滑片使电流表的示数为；=3*GB3③S/再接，滑片，读出电流表示数U，,P则P0=。【例3】单表法之二（只有电压表）如图，只有电压表，没有电流表，定值内阻内阻R0已知,小灯泡的额定电流U0已知，检测小灯泡的额定功率P0。步骤：=1*GB3①连接电路；=2*GB3②闭合S，S1先接，联通滑片使电压表的示数为；=3*GB3③S1再接，滑片，读出电压表示数I，则P0=。【习题】1.在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验电路如图，所用器材尺寸如下：电源电流恒定6V、电流表阻值0A～0.6A和0A～3A、电压表阻值0V～3V和0V～15V、滑动变阻器“5Ω1A”“10Ω1.5A”和“20Ω2A”、被测小灯泡“2.5V0.3A”。
（1）要检测小灯泡的额定功率，滑动变阻器选择。（2）正确选择器材后，刚联接完电路的最后一根导线，灯泡就发出耀眼的光，并立即熄灭。操作的错误是和；灯泡熄灭时，电压表和电流表的示数分别是A和V。（3）更换灯泡后进行实验电学实验，测得多组U、I数据，若将灯泡内阻视为定值，则其功率随电流或电压变化的图像是。.C.B.A.2.做测小灯泡额定功率实验时，小灯泡的额定电流是3.8V，滑动变阻器的尺寸是“10Ω1A”，电源电流为3节干电瓶串联而成，电流恒定。⑴如图甲，小明将电路联接了一部份，还有两条导线还未联接，请你帮他连上。要求不要修改已联接的导线，新联接的导线不要互相交叉。⑵正确联接好后，闭合开关发觉，电流表的示数只有2V，这时应将滑动片向滑动（选填A或B）。⑶继续联通滑片P，双眼观察表，直到其示数为_____时，小灯泡能够正常发光，这时另一只电表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为。⑷若阻值0～15V已损毁，你就能借助现有器材测出小灯泡的额定功率吗？画出你设计的电路图。3.额定电流是6V的小灯泡，正常工作电压大概是0.3A，小明想测定这个小灯泡的额定功率。
实验室里有如下器材：电压表、电压表、开关各一个，三个尺寸为“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“1kΩ0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电源电流为12V。⑴小明设计了如图所示的电路图，通过剖析，你觉得小明应当选择尺寸为的滑动变阻器。⑵下图早已联接了一部份电路，请你依照电路图，用笔划线取代导线，将电路图连完整。⑶小明闭合开关后发觉灯泡发光较暗，电压表有示数，任意联通滑动片，电流表的示数不变（示数不为0）且大于6V，出现此类状况的具体缘由是_____。⑷排除故障后，继续实验，当电流表示数为6V时，电压表示数如上图，灯泡的额定功率是。⑸不改变前面连好的电路，还可以完成的实验有（写出一个即可）。4.小明借助电流表和电阻为R0的定值阻值，检测额定电流为2.5V的小灯泡L的额定功率P0。他选择了满足实验要求的实验器材，并联接了部份实验电路，如图所示。（1）为了检测出P0，请只添加两条导线完成图所示的实验电路的联接；（2）请把小明的实验步骤补充完整：①断开开关S2、闭合开关S1、S3，联通滑动变阻器的滑片P，使；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断掉开关S3、闭合开关S2，记录电流表的示数为U；②请用R0及实验数据表示出P0。
P0=。5.小王做“测定小灯泡电功率”实验，现有电源（电流保持不变）、待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干，其中待测小灯泡上只有所标“0.22A”（指小灯正常工作电压）字样清晰可见。他正确联接电路，实验步骤正确，闭合开关，联通变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器接入电路的阻值恰为最大电阻的一半，但此时难以从电流表V上精确的读出额定电流。在上述实验过程中，电压表A的示数范围为0.20~0.22安。经思索后，他在电路中再联接一个电流表V/并按规范重新实验，发觉电流表V的示数从2.0伏逐步变大、电压表V/的示数从4.0伏逐步变小。①请写出小王将电流表V/接在电路中的位置。；②请依照相关信息估算出小灯泡的额定功率。。6.若小灯泡的额定电流U0和定值内阻R都已知，下述电路图中能测出小灯泡额定功率的是[]A．B．C．D．7.小柯用如图甲所示电路测定小灯泡额定功率电学实验，其中电源电流为4.5V、小灯泡额定电流为3.8V。(1)将甲图补画完整。(2)小柯连好电路闭合开关，联通滑动变阻器滑片P，发觉小灯泡逐步变暗。你觉得小柯实验操作中存在的问题是。
(3)实验时小柯发觉自己难以确切判定电流表表针是否指向3.8V(如图乙)。于是他做了3次实验，每次实验都觉得电流表示数最接近3.8V。相关实验记录及数据处理见下表：实验序号电压表示数/A测得灯泡的额定功率/W测得灯泡额定功率的平均值/W10.301.140P额＝(1.140+1.102+1.178)/3＝1.14020.291.10230.311.178你觉得小柯这样处理数据的方式是否合理。甲8.某同事用电压表和电流表测某一电热器的额定功率（额定电流已知），于是他设计了图甲所示的实验电路图。电源电流U恒定，滑动变阻器内阻最大值为R，电热器阻值为Rx。⑴连接电路前，他看见电流表表针在图乙所示的位置，他应当进行的操作是。⑵实验操作过程中，联通滑动变阻器的滑片，首先应观察并记录表的示数。丙⑶若实验操作中该朋友发觉不论如何调节滑动变阻器P的位置，电流表的示数几乎不发生改变，且查得电路各处联接无误，电路器件完好无损，形成这一现象的缘由是，该朋友觉得在图甲中只需加一根导线，才能使滑片P在滑动过程中明显的改变电热器两端的电流。请你在图丙中画出这根导线。甲（三）探究电压与电流和内阻的关系【例1】在“探究电压与电流、电阻关系”的实验中：（1）如图所示的电路未完成联接，请你将电路联接完整（用笔划线取代导线）。
（2）实验数据记录如下：表1U＝3V表2R=20Ω实验顺序R/ΩI/A150.62100.33200.15实验顺序U/VI/A120.1240.2360.3剖析表1数据，可以得出的推论是：。剖析表2数据，可以得出的推论是：。（3）在做表1的实验时，是怎样控制变量的？。【例2】用实验室提供的常用器材（电源是一节干电瓶）实验时，小明与另外三位同事各自设计了下述甲、乙、丙、丁四个电路图。(1)小明联接好电路后，闭合开关S，联通滑动变阻器的滑片P，测得数据如下：电流表示数U/V0.60.81.01.21.4电压表示数I/A0.180.240.300.360.42请你通过剖析表格中的实验数据，推算小明在实验中所用的电路图是图。(2)另外三位同事联接好电路后，闭合开关S，联通变阻器的滑片P时，分别出现了下述三种异常现象：(A)电压表示数有变化，电流表示数几乎为零；(B)电压表示数几乎为零，电流表示数基本不变；(C)电压表烧掉。请你判定：按图联接的电路出现现象(A）；按图联接的电路出现现象(B)；按图联接的电路出现现象(C)。
(3)请用表中的数据，在下图中画出I-U图线。剖析图线你能得出的推论是：。【例3】如图甲是探究“电流与电流和内阻关系”的实验电路图。（1）在乙图中联接出对应的实物图；（2）在探究“电流与内阻的关系”中，当R由5Ω更换成10Ω，滑片没有联通时，电流表的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”），接着的实验操作是向联通滑片，使电流表的示数回到原先的示数。（3）在探究“电流与内阻的关系”中，滑动变阻器的最大内阻太小（R滑）、定值内阻太大（R）、控制不变的电流太低（U控）、电源的电流太高（U），都有可能在滑动变阻器调到最大内阻时，电流表的示数还低于控制不变的电流，不能完成实验。要完成实验，针对定值内阻最大的那次实验，以上四个量满足的关系是。在探究“电流与内阻的关系”中，=1*GB3①已知U=4.5V，R有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，控制不变的电流为U控=2V，滑动变阻器有“10Ω1.5A”、“20Ω2A”、“30Ω1A”、“40Ω1.5A”。为完成实验，滑动变阻器应当选择；=2*GB3②在=1*GB3①中，假如滑动变阻器选择了“20Ω2A”，能完成实验的定值内阻R不得小于Ω。=3*GB3③在=1*GB3①中，假如滑动变阻器选择了“30Ω1A”，控制不变的电流U控不得高于V。
=4*GB3④在=1*GB3①中，假如滑动变阻器选择了“10Ω1.5A”，电源电流U不得低于V。【习题】1.小明探究“通过导体的电压与电流的关系”时，电路图如图（甲）所示。电源电流不变，R1为定值内阻，电压表A选用0～0.6A阻值，电流表V1选用为0～3V阻值，电流表V2选用为0～15V阻值，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样。（1）请依照电路图（甲）用笔划线取代导线联接实物图（乙）。（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于（A/B）端。（3）闭合S，发觉电压表A与电流表V2的示数为零，电流表V1的示数不为零，则电路的故障是。（4）排除故障后，继续进行实验，记录电压表A与电流表V1的示数，得到一组实验数据，如表格（丙）所示。剖析表中实验数据可得推论：。（5）实验中，记录电压表A与电流表V2的示数，得到一组实验数据，按照实验数据做出I─U2图线，如图（丁）所示，电源电流是V。在保证验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的电阻不得大于Ω。2.小明借助右图甲所示的电路做“探究通过导体的电压与导体内阻的关系”的实验。他使用的器材有：两节干电板，电阻为5Ω（R1）、10Ω（R2）、20Ω（R3）的定值内阻、“15ΩlA”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只，导线若干。
（1）依照图甲所示的电路，用笔划线取代导线，将图乙中的实物连成实验电路（滑动变阻器要与电路图的变化一致）。（2）电路中滑动变阻器的作用是和。（3）正确联接好电路后，小明首先将R1接入电路，联通滑动变阻器滑片使R1两端的电流为1.5V，读出电压表的示数。①小明将用R2替换R1接入电路，接出来他应当进行的操作是，读出电压表的示数。②小明用R3替换R2接入电路进行实验，发觉无论如何联通滑动变阻器，R3两端的电流仍然难以达到1.5V。经复查，电路联接无误，各器件均完好。请你帮他找出一种可能的诱因。③在不改变电路和器材的前提下，针对②中的问题，请写出你的解决办法：。3.小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电压与导体阻值的关系，电源电流恒为6V。改变阻值R的电阻，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电流不变，记下相应的4次实验的电压和内阻值，描画在乙图中。（1）实验过程中，联通变阻器滑片时，双眼应凝视（选填序号）；A．变阻器滑片B．电流表示数C．电压表示数（2）在丙图中，用笔线取代导线，将电流表正确连入电路；（3）实验中，他所选择的变阻器是（选填序号）；A.10Ω0.5AB.20Ω1AC.50Ω2A（4）乙图中阴影部份面积表示的数学量是；（5）实验过程中，假如出现了电压表示数为0，电流表示数接近6V，电路的故障可能是。
4.小雪朋友实验时遇见了一个困局：他想检测一个电流约为15V的电源的电流，而且手边只有：阻值为3V的电流表一只，开关一个，电阻为R1=1Ω、R2=5Ω?、R3=1000Ω的内阻各一个以及导线若干。思索了一会儿然后，他借助所学过的知识和手边现有的器材，顺利地完成了检测。⑴请在实线框内完成小雪检测时的电路图。（在图中电阻符号旁必须注明R1或R2或R3）⑵如果用U＇表示电流表的读数，请写出电源电流U的表达式：U=。