中学生物理实验技能竞赛试题（初中组）案例
目 录
[实验题目]：伏安法测电阻... 1
[实验题目]：测定小灯泡的功率... 7
[实验题目]：研究黑盒子中电阻的连接方式... 12
[实验题目]：磁电式直流电表的改装... 17
[实验题目]：测量直流稳压电源的电动势和内阻... 22
[实验题目]：分压电路的研究... 28
[实验题目]：测量铜块和石蜡的密度... 34
[实验题目]：测量匀变速直线运动的加速度... 39
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：伏安法测电阻
[实验器材]：
1．电池组（由1.5伏的两节干电池组成）1个
2．电流表（量程：1A ）1只
3．电压表（量程：3V ）1只
4．滑动变阻器（1000Ω，0.5A ）1只
5．单刀开关1个
6．待测电阻1个
7．导线若干
[实验要求]：用伏安法测量待测电阻的阻值，要求进行多次测量
[注意事项]：
1、每测量一组数据完毕，应将单刀开关断开。
2．按答题纸的要求答题。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：伏安法测电阻
（答题纸）
一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）
二、简要写出实验步骤（10分）
三、列表记录测量数据（15分）
四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）
五、回答思考题（10分）
1．你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（
5分）
2．在用伏安法测待测电阻Rx 的实验中，若电源电压为3伏，Rx 的值约为3欧姆。滑动变阻器有两只（规格分别是“0.2A，50Ω”和“1A，20Ω”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只？（5分）
参考答案
一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）
1．根据欧姆定律 ，可变形得 ，因而只要用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压 和通过它的电流 ，就可以计算出电阻值R 。这种测定电阻的方法叫伏安法。（10分）
2．（10分）
二、简要写出实验步骤（10分）
1．根据设计的电路图连接电路；
2．将滑动变阻器滑片移到使阻值最大点，检查无误后闭合开关；
3．移动滑动变阻器的滑片，以改变待测电阻两端的电压，测量对应的电流值，测量三次，记录两电表三次对应的读数；
4．断开开关，整理仪器；
5．根据实验数据分别求出三次实验对应的电阻值，并计算出它们的平均值。
三、列表记录测量数据（15分）
四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）
1．绘 图（7分）
2．求待测电阻的阻值可采用两种方法（8分）
（1）由 图的斜率求出
在曲线上选取两点A （101mA ，1.00V ），B （153mA ，1.50V ），则斜率为
所以，待测电阻的阻值约为 。
（2）由表格中的测量数据求出，由 ，得
所以，
五、回答思考题（10分）
1．你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（5分）
一是对电路起保护作用（限制电流过大）；二是改变被测电阻两端的电压和通过的电阻的电流（可以获得多组数据，求平均值）。
2．在用伏安法测待测电阻Rx 的实验中，若电源电压为3伏，Rx 的值约为3欧姆。滑动变阻器有两只（规格分别是“0.2A，50Ω”和“1A，20Ω”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只，为什么？（5分）
应该选择规格是“1A，20Ω”的滑动变阻器；因为当滑动变阻器的阻值无限小的时候，电路中的电流约为3伏/3欧=1安，如果选择规格是“0.2A，50Ω”的滑动变阻器，它将被烧毁。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测定小灯泡的功率
[实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V ）1个
2．电压表（量程：3V 、15V 两档）1只
3．电流表（量程：0.6A 、3A 两档）1只
4．滑动变阻器（10Ω，1.5A ）1只
5．滑动变阻器（20Ω，1A ）1只
6．单刀开关1个
7．待测小灯泡（2.5V ，0.3A ）1个
8．导线若干
[实验要求]：设计测量电路图，测定小灯泡的额定功率
[注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．电源电压最大不得超过6V ；
3．注意保护小灯泡，谨防烧毁。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：测定小灯泡的功率
（答题纸）
一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）
二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）
三、调节电源电压为6V ，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）
四、思考题（20分）
1．在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
2．在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
参考答案
一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）
1．测量电路图（15分）
2．测定小灯泡功率的实验原理：伏安法测定小灯泡功率的原理是利用电压表测电压，利用电流表测电流，利用公式P=UI计算功率，在额定电压下测出的功率就是额定功率。（5分）
二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）
1．因为待测小灯泡的额定电压和额定电流分别为2.5V 、0.3A ，所以电压表量程选择3V 这一档，电流表量程选择0.6A 这一档。
2．答：若电源电压为6V ，当滑动变阻器的滑片调节到阻值最大的一端时，两种滑动变阻器的最大电阻值为10Ω和20Ω，电路对应的最小电流值为别为：
（1） （2） ，由于小灯泡的额定电流值为0.3A ，为保护小灯泡不受烧毁，应选择“20Ω，1A”这种规格的滑动变阻器。
三、调节电源电压为6V ，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）
1．额定功率：
2. 实际功率：小灯泡的额定电流值为0.30A ，调节滑动变阻器使电流表的示数达到0.3A 时，电压表的示数为2.00V ，所以实际功率为
四、思考题（30分）
1．在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
（1）原因：该同学将开关错接在小灯泡两端。
（2）电路图
2．在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
（1）原因：该同学将电压表错接在滑动变阻器的两端。
（2）电路图
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：研究黑盒子中电阻的连接方式
[实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V ）1个
2．电流表（量程：0.6A 、3A 两档）1只
3．单刀开关1个
4．导线若干
[实验要求]：画出黑盒子中电阻的连接方式
[注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．电源电压连续可调。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：研究黑盒子中电阻的连接方式
（答题纸）
一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A 、B 、C 表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分）
二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的连接方式。（20分）
三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）
四、思考题（10分）
下图是一只直流电压表，量程有3V 和15V 两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。
参考答案
一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A 、B 、C 表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分）
二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的连接方式。（20分）
图一 图二
假如黑盒子中电阻连接方式如上图一，那么，将直流稳压电源调节到6V ，与电流表、单刀开关串联接成图二的测量电路。
（1）将A 、B 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；
（2）将A 、C 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；
（3）将B 、C 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数。
由 可判断出黑盒子中的电阻连接方式及阻值。
三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）
可将导线将A 、B 、C 三个接线柱任意两端短接，再用图二的测量电路测量第三端与短接端的电流，即可判断电阻的连接方式及阻值。
四、思考题（10分）
1．下图是一只直流电压表，量程有3V 和15V 两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。
（1）量程为 时，由 ，可求得
（2）量程为 时，由 ，可求得
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：磁电式直流电表的改装
[实验器材]：
1．待改装的磁电式电表的表头（量程：50μA）1只、
2．电阻箱（0~99999.9Ω）1只
3．电阻箱（0~9999.9）1只
4．滑动变阻器（1000Ω，0.5A ）1个
5．标准直流电压表（量程：3V ）1只
6．直流稳压电源（量程：10V ）1台
7．单刀开关2个
[实验要求]：将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表
[注意事项]：
1、直流稳压电源电动势可调范围约为1.5V?10V 。
2．按答题纸的要求答题。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：磁电式直流电表的改装
（答题纸）
一、用半偏法测量表头的内阻。（20分）
1、画出实验电路图（10分）
2、写出实验步骤，记录表头内阻的测量值（10分）
二、将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表（45分）
1、实验原理（15分）
2、画出校准直流电压表的实验电路（10分）
3、数据记录及处理（10分）
4、对改装后的电表进行校准，画出校准曲线（10分）
三、思考题（5分） 校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？
参考答案
一、用半偏法测量表头的内阻。（20分） 1、画出实验电路图（10分）
2、写出实验步骤，记录表头内阻的测量值（10分）
（1）先断开天关K2，将电阻箱R2（0~99999.9Ω）阻值调至最大，并调节滑动变阻器触头到a 端；
（2）接通开关K1，调节滑动变阻器触头使表头满偏；
（3）再接通开关K2，使电阻箱R0(0~9999.9Ω)与表头并联，并调节电阻箱的阻值，直到表头示值为满量程的1/2，因为R2>>Rg,故可认为R0≈Rg； （4）记录表头内阻的测量值Rg 。（该表头的内阻约为2650Ω，在范围为2500~2800Ω均给分） 二、将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表（45分） 1、实验原理（15分） (1)原理图(7分)
(2)公式推导(8分) 由上图可知, ，所以
将 代入上式，可得 （此值随表头内阻的测量值而改变）
2、画出校准直流电压表的实验电路（10分）
3、数据记录及处理（10分）
4、对改装后的电表进行校准，在计算纸上画出校准曲线（10分）
三、思考题（5分） 校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？
答:这是因为串联分压的电阻阻值与理论值相比偏大，导致该支路的电流减小，因而改装表的读数相对于标准表的读数都偏低。应将串联分压的电阻阻值调小。
中学物理实验技能竞赛试题
[实验题目]：测量直流稳压电源的电动势和内阻 [实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V 连续可调）1个 2．电压表（量程：3V ）1只 3．电流表（量程：0.5A ）1只 4．滑动变阻器（50Ω，1.5A ）1只 5．电阻箱（0-99999.9Ω）一个 6．单刀开关1个
7．定值电阻（2.40Ω）1个 8．导线若干
[实验要求]：设计测量电路图，利用作图法求出电源的电动势和内阻 [注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．直流稳压电源电压已调节好，考生不得另行调节，仅需从正负极输出端接线即可； 3．定值电阻（2.40Ω）可用于辅助测量；
4．测量数据不得少于6组。
中学物理实验技能竞赛试题
实验题目：测量直流稳压电源的电动势和内阻 （答题纸）
一、画出设计的测量电路图。（15分）
二、说明电路图的测量原理。（10分）
三、列表记录测量数据（10分）
四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）
五、分析实验结果产生误差的原因。（5分）
六、思考题（10分）
1．本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？（5分）
2．本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？（5分）
参考答案
一、画出设计的测量电路图。（15分）
二、说明电路图的测量原理。（10分）
答：采用伏安法进行测量，在闭合电路中，根据全电路欧姆定律，有 （1）
其中 表示电源的电动势， 表示电路的路端电压， 表示闭合电路中的电流， 表示电源的内阻。
由（1）式可变为 （2）
改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，绘出 图象。图象在 轴上的截距即为电源的电动势 ，直线的斜率即为内阻 的负值。
由于直流稳压电源的内阻较小，约为0.3Ω，在改变外电阻 时路端电压 变化不明显，为了测量方便，将定值电阻 与电源正极串联，此时可将 （3）
视为电源新的内阻，待测量出结果后，再由 求出 。 三、列表记录测量数据（10分）
四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）
1．电源电动势：
由上图可知， 图象是一条直线，在 轴上的截距为 ，即电源的电动势 ； 2．电源的内阻：
在直线上任取两点 ， ，则直线的斜率的绝对值为： ，故
五、分析实验结果产生误差的原因。（5分） 1．电压表、电流表的读数不准确； 2．滑动变阻器的阻值变化不连续，导致引起调节电压或电流的精度不高，易引起读数误差； 3．电压表、电流表的系统误差；
4．定值电阻有误差；
5．由作图法描点不准确引起误差。 六、思考题（10分）
1．本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？
滑动变阻器采用限流接法，其作用是改变外阻值以改变电路中的电流。 2．本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？ 答：除了采用伏安法外，还有
（1）安阻法 ：由（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，作出 - 图象。图象在 轴上的截距即为电源的内阻，直线的斜率即电源的电动势 。用安培表和电阻箱。
（2）伏阻法：（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 值，作出 图象。图象在 轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与截距的倒数乘积即为电源的内阻。用伏特表和电阻箱。
中学物理实验技能竞赛试题
[实验题目]：分压电路的研究
[实验仪器]：电压表1只、滑线变阻器（300Ω）、电阻箱RX 、直流电源（E=2.0V）、单刀开关1个、导线若干根。 [实验要求]：
1．画出分压电路图。
2．测量并画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与β和K(X)的关系图）。 3．按答题纸要求答题。
[提 示]：分压比Y 为负载电路上的电压UL 与电源电压E 之比，即Y=UL/E；β为负载电阻与变阻器全电阻之比，即β=RL/RO；K(X)为滑线变阻器上的电阻比，即K(X)= RAC/RAB=RX/RO， X 为从滑线变阻器的接头C 到接线端A 的几何长度与全长AB 的比值。
中学物理实验技能竞赛试题 实验题目：分压电路的研究 （答题纸）
一、画出分压电路图。（10分）
二、测量负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的Y 、K(X)。（30分）
三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。
四、对实验结果进行理论分析。（10分）
参考答案
一、画出分压电路图（10分）
二、测量负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的Y 、K(X)。（30分）
三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。
关系图见第3页
四、对实验结果进行理论分析。（10分）
1、当β=10时，图线是直线，电压UL 在0-E 整个区间内均匀变化，这时滑线变阻器阻值RO 小于负载电阻RL 。 理论分析： 从分压电路可知 当 时， （1） 有 （2） 从（1）、（2）两式可知，当取 时，在整个调节范围内负载电阻上电压UL 随滑线变阻器上
的分压电阻RAC 成线性变化，而且调节的粗细程度处处相同，即均匀调节。 2、从实验结果看，当β=0.1时，图线是非线性的，在K(X)较小时曲线较平坦，UL 增长缓慢，可以进行精细调节，在K(X)较大时，曲线较陡，UL 变化大，难以调节。 理论分析：
当 时， （3） 有 （4） 从（3）、（4）两式可知，整个调节范围内负载电表上的电压UL 是非线性变化的。它不仅与滑线变阻器上的改变量 有关，还与负载电阻上的电压UL 有关。
由此可见，RO 越小，分压越均匀，但对一定的RL 和E ，RO 越小，流经变阻器的电流越大，即电源消耗的功率越大，显然不经济，因此在选择变阻器时，需权衡考虑。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测量铜块和石蜡的密度 [实验器材]：
1．物理天平（含砝码）)1架 2．烧杯1个 3．细线 4．铜块1块 5．石蜡1段
6．蒸馏水（密度为 0=1克/厘米3）
[实验要求]：1、写出测量公式和测量方法。 2、测出铜块的密度。 3、测出石蜡的密度。
4、每个物理量测三次，列表记录测量数据，求出实验结果。 [说 明]：1、细线的质量不计。 2、实验操作、实验报告共50分钟。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组） （答题纸）
一、简述实验原理：
二、简述实验步骤：
三、数据记录及处理：
参考答案
一、简述实验原理： 根据阿基米德定律：浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的同体积液体的重力。
如果不计空气浮力，物体在空气中时重 ，全部浸人水中时重 ，其所受浮力为 ，应等于同体积水的重力 ，由此可得 ，所以： （1） 其中 、 分别为在空气和水中用天平测量的质量。 若甲物体的密度大于水的密度，乙物体的密度小于水的密度，乙物体在空气中受到的重力 ，测出甲、乙两物体用细线捆在一起浸没在水中的视重 （如图所示）。 设 ，则 （3） （4） 则： ， （5）
二、简述实验步骤： 1、测量铜块的密度
（1）用天平测铜块在空气的质量 。
（2）用细线将铜块吊起，用天平测铜块在水中的质量 。 （3）由（1）式算出铜块密度 2、测量石蜡的密度
（1）用天平测石蜡在空气中的质量 。
（2）用天平测出铜块和石蜡两物体用细线捆在一起浸人水中时质量 。 （3）由（5）式算出石蜡密度
三、数据记录及处理：
表一：测量铜块的密度数据记录
表二： 测量石蜡的密度数据记录
铜块的密度： =8.93g/cm3 石蜡的密度： =0.77 g/cm3
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测量匀变速直线运动的加速度 [实验器材]：
1．打点计时器（频率50HZ ）1个 2．物理小车1辆
3．学生交直流电源1台 4．纸带
5．米尺1把 6．坐标纸 7．木板1块 8．复写纸
[实验要求]：要求用做图法处理数据（至少测量5组数据进行描点作图），求出小车运动的加速度。 [说 明]：
1、自己连接和安装相关的仪器设备。
2、50分钟内完成实验操作及相关的实验数据记录、数据处理。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组） （答题纸）
一、简述实验原理（15分）：
二、简述实验步骤（20分）：
三、数据记录及处理（30分）：
四、结论（5分）
参考答案
一、简述实验原理：
电磁打点计时器可以记录运动物体的的时间和位移。本实验所用打点计时器的工作电压6-9V ，频率50 Hz 。接通电源后，振片和振针就会以点1/50s(即0.02s) 的周期振动起来。当纸带在运动物体的带动下运动时，振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点之间对应的时间间隔为0.02S ，相邻两点之间的距离可以用尺子测量。这样，打点计时器既记录了时间，又记录了相应的位移。我们便可利用这些时间和位移信息，通过公式 来求小车体运动的加速度。 二、简述实验步骤：
1．把木板放上实验桌，让木板形成斜面，把打点计时器固定在木板上。 2．连接好打点计时器电源，选择交流、工作电压为6~9伏。
3．打点器的位置放正，纸带在移动过程中不要与纸带限位框位孔的耳壁相碰。调整小车夹持纸带的位置，应与打点垫板处于同一高度，使纸带能够贴着打点垫板移动。 4．待打点计时器工作时，释放小车让小车拖着纸带一起运动，这样打出一条带点迹的纸带。 5．用尺量出若干点的位移s ，记录各点位移所用的时间t ，每相邻两点对应的时间间隔为0.02s. 6．在坐标纸上，用 表示纵坐标，用 表示横坐标，进行描点，如果这些点在一条直线上，就说明运动是匀加速度，加速度的大小为直线斜率的两倍。 三、数据记录及处理：
1、方法一：测各点迹的位移 和时间 由
令 ， ，则上述方程变为
画 图，直线的斜率 ∴ ∴ 例如：下图为打出来的纸袋，在纸带上，以6个点为一段划分纸带，用尺子量出每段的长度，每段的时间间隔就是6个点对应的时间间隔，即5×O.02s=0.1s。将时间和位移数据填人下表。
画图： 或：
2、方法二：
也可以计算各计数点的瞬时速度，通过做v-t 图求加速度。 四、结论
从图象中可以看出，这些点在一条直线上，说明了运动是匀加速度，加速度的大小为直线斜率的两倍。
中学生物理实验技能竞赛试题（初中组）案例
目 录
[实验题目]：伏安法测电阻... 1
[实验题目]：测定小灯泡的功率... 7
[实验题目]：研究黑盒子中电阻的连接方式... 12
[实验题目]：磁电式直流电表的改装... 17
[实验题目]：测量直流稳压电源的电动势和内阻... 22
[实验题目]：分压电路的研究... 28
[实验题目]：测量铜块和石蜡的密度... 34
[实验题目]：测量匀变速直线运动的加速度... 39
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：伏安法测电阻
[实验器材]：
1．电池组（由1.5伏的两节干电池组成）1个
2．电流表（量程：1A ）1只
3．电压表（量程：3V ）1只
4．滑动变阻器（1000Ω，0.5A ）1只
5．单刀开关1个
6．待测电阻1个
7．导线若干
[实验要求]：用伏安法测量待测电阻的阻值，要求进行多次测量
[注意事项]：
1、每测量一组数据完毕，应将单刀开关断开。
2．按答题纸的要求答题。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：伏安法测电阻
（答题纸）
一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）
二、简要写出实验步骤（10分）
三、列表记录测量数据（15分）
四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）
五、回答思考题（10分）
1．你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（
5分）
2．在用伏安法测待测电阻Rx 的实验中，若电源电压为3伏，Rx 的值约为3欧姆。滑动变阻器有两只（规格分别是“0.2A，50Ω”和“1A，20Ω”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只？（5分）
参考答案
一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）
1．根据欧姆定律 ，可变形得 ，因而只要用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压 和通过它的电流 ，就可以计算出电阻值R 。这种测定电阻的方法叫伏安法。（10分）
2．（10分）
二、简要写出实验步骤（10分）
1．根据设计的电路图连接电路；
2．将滑动变阻器滑片移到使阻值最大点，检查无误后闭合开关；
3．移动滑动变阻器的滑片，以改变待测电阻两端的电压，测量对应的电流值，测量三次，记录两电表三次对应的读数；
4．断开开关，整理仪器；
5．根据实验数据分别求出三次实验对应的电阻值，并计算出它们的平均值。
三、列表记录测量数据（15分）
四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）
1．绘 图（7分）
2．求待测电阻的阻值可采用两种方法（8分）
（1）由 图的斜率求出
在曲线上选取两点A （101mA ，1.00V ），B （153mA ，1.50V ），则斜率为
所以，待测电阻的阻值约为 。
（2）由表格中的测量数据求出，由 ，得
所以，
五、回答思考题（10分）
1．你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（5分）
一是对电路起保护作用（限制电流过大）；二是改变被测电阻两端的电压和通过的电阻的电流（可以获得多组数据，求平均值）。
2．在用伏安法测待测电阻Rx 的实验中，若电源电压为3伏，Rx 的值约为3欧姆。滑动变阻器有两只（规格分别是“0.2A，50Ω”和“1A，20Ω”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只，为什么？（5分）
应该选择规格是“1A，20Ω”的滑动变阻器；因为当滑动变阻器的阻值无限小的时候，电路中的电流约为3伏/3欧=1安，如果选择规格是“0.2A，50Ω”的滑动变阻器，它将被烧毁。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测定小灯泡的功率
[实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V ）1个
2．电压表（量程：3V 、15V 两档）1只
3．电流表（量程：0.6A 、3A 两档）1只
4．滑动变阻器（10Ω，1.5A ）1只
5．滑动变阻器（20Ω，1A ）1只
6．单刀开关1个
7．待测小灯泡（2.5V ，0.3A ）1个
8．导线若干
[实验要求]：设计测量电路图，测定小灯泡的额定功率
[注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．电源电压最大不得超过6V ；
3．注意保护小灯泡，谨防烧毁。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：测定小灯泡的功率
（答题纸）
一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）
二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）
三、调节电源电压为6V ，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）
四、思考题（20分）
1．在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
2．在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
参考答案
一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）
1．测量电路图（15分）
2．测定小灯泡功率的实验原理：伏安法测定小灯泡功率的原理是利用电压表测电压，利用电流表测电流，利用公式P=UI计算功率，在额定电压下测出的功率就是额定功率。（5分）
二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）
1．因为待测小灯泡的额定电压和额定电流分别为2.5V 、0.3A ，所以电压表量程选择3V 这一档，电流表量程选择0.6A 这一档。
2．答：若电源电压为6V ，当滑动变阻器的滑片调节到阻值最大的一端时，两种滑动变阻器的最大电阻值为10Ω和20Ω，电路对应的最小电流值为别为：
（1） （2） ，由于小灯泡的额定电流值为0.3A ，为保护小灯泡不受烧毁，应选择“20Ω，1A”这种规格的滑动变阻器。
三、调节电源电压为6V ，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）
1．额定功率：
2. 实际功率：小灯泡的额定电流值为0.30A ，调节滑动变阻器使电流表的示数达到0.3A 时，电压表的示数为2.00V ，所以实际功率为
四、思考题（30分）
1．在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
（1）原因：该同学将开关错接在小灯泡两端。
（2）电路图
2．在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）
（1）原因：该同学将电压表错接在滑动变阻器的两端。
（2）电路图
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：研究黑盒子中电阻的连接方式
[实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V ）1个
2．电流表（量程：0.6A 、3A 两档）1只
3．单刀开关1个
4．导线若干
[实验要求]：画出黑盒子中电阻的连接方式
[注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．电源电压连续可调。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：研究黑盒子中电阻的连接方式
（答题纸）
一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A 、B 、C 表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分）
二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的连接方式。（20分）
三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）
四、思考题（10分）
下图是一只直流电压表，量程有3V 和15V 两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。
参考答案
一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A 、B 、C 表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分）
二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的连接方式。（20分）
图一 图二
假如黑盒子中电阻连接方式如上图一，那么，将直流稳压电源调节到6V ，与电流表、单刀开关串联接成图二的测量电路。
（1）将A 、B 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；
（2）将A 、C 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；
（3）将B 、C 分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数。
由 可判断出黑盒子中的电阻连接方式及阻值。
三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）
可将导线将A 、B 、C 三个接线柱任意两端短接，再用图二的测量电路测量第三端与短接端的电流，即可判断电阻的连接方式及阻值。
四、思考题（10分）
1．下图是一只直流电压表，量程有3V 和15V 两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。
（1）量程为 时，由 ，可求得
（2）量程为 时，由 ，可求得
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：磁电式直流电表的改装
[实验器材]：
1．待改装的磁电式电表的表头（量程：50μA）1只、
2．电阻箱（0~99999.9Ω）1只
3．电阻箱（0~9999.9）1只
4．滑动变阻器（1000Ω，0.5A ）1个
5．标准直流电压表（量程：3V ）1只
6．直流稳压电源（量程：10V ）1台
7．单刀开关2个
[实验要求]：将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表
[注意事项]：
1、直流稳压电源电动势可调范围约为1.5V?10V 。
2．按答题纸的要求答题。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
实验题目：磁电式直流电表的改装
（答题纸）
一、用半偏法测量表头的内阻。（20分）
1、画出实验电路图（10分）
2、写出实验步骤，记录表头内阻的测量值（10分）
二、将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表（45分）
1、实验原理（15分）
2、画出校准直流电压表的实验电路（10分）
3、数据记录及处理（10分）
4、对改装后的电表进行校准，画出校准曲线（10分）
三、思考题（5分） 校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？
参考答案
一、用半偏法测量表头的内阻。（20分） 1、画出实验电路图（10分）
2、写出实验步骤，记录表头内阻的测量值（10分）
（1）先断开天关K2，将电阻箱R2（0~99999.9Ω）阻值调至最大，并调节滑动变阻器触头到a 端；
（2）接通开关K1，调节滑动变阻器触头使表头满偏；
（3）再接通开关K2，使电阻箱R0(0~9999.9Ω)与表头并联，并调节电阻箱的阻值，直到表头示值为满量程的1/2，因为R2>>Rg,故可认为R0≈Rg； （4）记录表头内阻的测量值Rg 。（该表头的内阻约为2650Ω，在范围为2500~2800Ω均给分） 二、将量程为50μA的表头改装为量程为2V 的直流电压表（45分） 1、实验原理（15分） (1)原理图(7分)
(2)公式推导(8分) 由上图可知, ，所以
将 代入上式，可得 （此值随表头内阻的测量值而改变）
2、画出校准直流电压表的实验电路（10分）
3、数据记录及处理（10分）
4、对改装后的电表进行校准，在计算纸上画出校准曲线（10分）
三、思考题（5分） 校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？
答:这是因为串联分压的电阻阻值与理论值相比偏大，导致该支路的电流减小，因而改装表的读数相对于标准表的读数都偏低。应将串联分压的电阻阻值调小。
中学物理实验技能竞赛试题
[实验题目]：测量直流稳压电源的电动势和内阻 [实验器材]：
1．直流稳压电源（量程：10V 连续可调）1个 2．电压表（量程：3V ）1只 3．电流表（量程：0.5A ）1只 4．滑动变阻器（50Ω，1.5A ）1只 5．电阻箱（0-99999.9Ω）一个 6．单刀开关1个
7．定值电阻（2.40Ω）1个 8．导线若干
[实验要求]：设计测量电路图，利用作图法求出电源的电动势和内阻 [注意事项]：
1．按答题纸的要求答题；
2．直流稳压电源电压已调节好，考生不得另行调节，仅需从正负极输出端接线即可； 3．定值电阻（2.40Ω）可用于辅助测量；
4．测量数据不得少于6组。
中学物理实验技能竞赛试题
实验题目：测量直流稳压电源的电动势和内阻 （答题纸）
一、画出设计的测量电路图。（15分）
二、说明电路图的测量原理。（10分）
三、列表记录测量数据（10分）
四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）
五、分析实验结果产生误差的原因。（5分）
六、思考题（10分）
1．本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？（5分）
2．本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？（5分）
参考答案
一、画出设计的测量电路图。（15分）
二、说明电路图的测量原理。（10分）
答：采用伏安法进行测量，在闭合电路中，根据全电路欧姆定律，有 （1）
其中 表示电源的电动势， 表示电路的路端电压， 表示闭合电路中的电流， 表示电源的内阻。
由（1）式可变为 （2）
改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，绘出 图象。图象在 轴上的截距即为电源的电动势 ，直线的斜率即为内阻 的负值。
由于直流稳压电源的内阻较小，约为0.3Ω，在改变外电阻 时路端电压 变化不明显，为了测量方便，将定值电阻 与电源正极串联，此时可将 （3）
视为电源新的内阻，待测量出结果后，再由 求出 。 三、列表记录测量数据（10分）
四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）
1．电源电动势：
由上图可知， 图象是一条直线，在 轴上的截距为 ，即电源的电动势 ； 2．电源的内阻：
在直线上任取两点 ， ，则直线的斜率的绝对值为： ，故
五、分析实验结果产生误差的原因。（5分） 1．电压表、电流表的读数不准确； 2．滑动变阻器的阻值变化不连续，导致引起调节电压或电流的精度不高，易引起读数误差； 3．电压表、电流表的系统误差；
4．定值电阻有误差；
5．由作图法描点不准确引起误差。 六、思考题（10分）
1．本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？
滑动变阻器采用限流接法，其作用是改变外阻值以改变电路中的电流。 2．本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？ 答：除了采用伏安法外，还有
（1）安阻法 ：由（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，作出 - 图象。图象在 轴上的截距即为电源的内阻，直线的斜率即电源的电动势 。用安培表和电阻箱。
（2）伏阻法：（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 值，作出 图象。图象在 轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与截距的倒数乘积即为电源的内阻。用伏特表和电阻箱。
中学物理实验技能竞赛试题
[实验题目]：分压电路的研究
[实验仪器]：电压表1只、滑线变阻器（300Ω）、电阻箱RX 、直流电源（E=2.0V）、单刀开关1个、导线若干根。 [实验要求]：
1．画出分压电路图。
2．测量并画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与β和K(X)的关系图）。 3．按答题纸要求答题。
[提 示]：分压比Y 为负载电路上的电压UL 与电源电压E 之比，即Y=UL/E；β为负载电阻与变阻器全电阻之比，即β=RL/RO；K(X)为滑线变阻器上的电阻比，即K(X)= RAC/RAB=RX/RO， X 为从滑线变阻器的接头C 到接线端A 的几何长度与全长AB 的比值。
中学物理实验技能竞赛试题 实验题目：分压电路的研究 （答题纸）
一、画出分压电路图。（10分）
二、测量负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的Y 、K(X)。（30分）
三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。
四、对实验结果进行理论分析。（10分）
参考答案
一、画出分压电路图（10分）
二、测量负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的Y 、K(X)。（30分）
三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y 与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。
关系图见第3页
四、对实验结果进行理论分析。（10分）
1、当β=10时，图线是直线，电压UL 在0-E 整个区间内均匀变化，这时滑线变阻器阻值RO 小于负载电阻RL 。 理论分析： 从分压电路可知 当 时， （1） 有 （2） 从（1）、（2）两式可知，当取 时，在整个调节范围内负载电阻上电压UL 随滑线变阻器上
的分压电阻RAC 成线性变化，而且调节的粗细程度处处相同，即均匀调节。 2、从实验结果看，当β=0.1时，图线是非线性的，在K(X)较小时曲线较平坦，UL 增长缓慢，可以进行精细调节，在K(X)较大时，曲线较陡，UL 变化大，难以调节。 理论分析：
当 时， （3） 有 （4） 从（3）、（4）两式可知，整个调节范围内负载电表上的电压UL 是非线性变化的。它不仅与滑线变阻器上的改变量 有关，还与负载电阻上的电压UL 有关。
由此可见，RO 越小，分压越均匀，但对一定的RL 和E ，RO 越小，流经变阻器的电流越大，即电源消耗的功率越大，显然不经济，因此在选择变阻器时，需权衡考虑。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测量铜块和石蜡的密度 [实验器材]：
1．物理天平（含砝码）)1架 2．烧杯1个 3．细线 4．铜块1块 5．石蜡1段
6．蒸馏水（密度为 0=1克/厘米3）
[实验要求]：1、写出测量公式和测量方法。 2、测出铜块的密度。 3、测出石蜡的密度。
4、每个物理量测三次，列表记录测量数据，求出实验结果。 [说 明]：1、细线的质量不计。 2、实验操作、实验报告共50分钟。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组） （答题纸）
一、简述实验原理：
二、简述实验步骤：
三、数据记录及处理：
参考答案
一、简述实验原理： 根据阿基米德定律：浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的同体积液体的重力。
如果不计空气浮力，物体在空气中时重 ，全部浸人水中时重 ，其所受浮力为 ，应等于同体积水的重力 ，由此可得 ，所以： （1） 其中 、 分别为在空气和水中用天平测量的质量。 若甲物体的密度大于水的密度，乙物体的密度小于水的密度，乙物体在空气中受到的重力 ，测出甲、乙两物体用细线捆在一起浸没在水中的视重 （如图所示）。 设 ，则 （3） （4） 则： ， （5）
二、简述实验步骤： 1、测量铜块的密度
（1）用天平测铜块在空气的质量 。
（2）用细线将铜块吊起，用天平测铜块在水中的质量 。 （3）由（1）式算出铜块密度 2、测量石蜡的密度
（1）用天平测石蜡在空气中的质量 。
（2）用天平测出铜块和石蜡两物体用细线捆在一起浸人水中时质量 。 （3）由（5）式算出石蜡密度
三、数据记录及处理：
表一：测量铜块的密度数据记录
表二： 测量石蜡的密度数据记录
铜块的密度： =8.93g/cm3 石蜡的密度： =0.77 g/cm3
中学物理实验技能竞赛试题（初中组）
[实验题目]：测量匀变速直线运动的加速度 [实验器材]：
1．打点计时器（频率50HZ ）1个 2．物理小车1辆
3．学生交直流电源1台 4．纸带
5．米尺1把 6．坐标纸 7．木板1块 8．复写纸
[实验要求]：要求用做图法处理数据（至少测量5组数据进行描点作图），求出小车运动的加速度。 [说 明]：
1、自己连接和安装相关的仪器设备。
2、50分钟内完成实验操作及相关的实验数据记录、数据处理。
中学物理实验技能竞赛试题（初中组） （答题纸）
一、简述实验原理（15分）：
二、简述实验步骤（20分）：
三、数据记录及处理（30分）：
四、结论（5分）
参考答案
一、简述实验原理：
电磁打点计时器可以记录运动物体的的时间和位移。本实验所用打点计时器的工作电压6-9V ，频率50 Hz 。接通电源后，振片和振针就会以点1/50s(即0.02s) 的周期振动起来。当纸带在运动物体的带动下运动时，振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点之间对应的时间间隔为0.02S ，相邻两点之间的距离可以用尺子测量。这样，打点计时器既记录了时间，又记录了相应的位移。我们便可利用这些时间和位移信息，通过公式 来求小车体运动的加速度。 二、简述实验步骤：
1．把木板放上实验桌，让木板形成斜面，把打点计时器固定在木板上。 2．连接好打点计时器电源，选择交流、工作电压为6~9伏。
3．打点器的位置放正，纸带在移动过程中不要与纸带限位框位孔的耳壁相碰。调整小车夹持纸带的位置，应与打点垫板处于同一高度，使纸带能够贴着打点垫板移动。 4．待打点计时器工作时，释放小车让小车拖着纸带一起运动，这样打出一条带点迹的纸带。 5．用尺量出若干点的位移s ，记录各点位移所用的时间t ，每相邻两点对应的时间间隔为0.02s. 6．在坐标纸上，用 表示纵坐标，用 表示横坐标，进行描点，如果这些点在一条直线上，就说明运动是匀加速度，加速度的大小为直线斜率的两倍。 三、数据记录及处理：
1、方法一：测各点迹的位移 和时间 由
令 ， ，则上述方程变为
画 图，直线的斜率 ∴ ∴ 例如：下图为打出来的纸袋，在纸带上，以6个点为一段划分纸带，用尺子量出每段的长度，每段的时间间隔就是6个点对应的时间间隔，即5×O.02s=0.1s。将时间和位移数据填人下表。
画图： 或：
2、方法二：
也可以计算各计数点的瞬时速度，通过做v-t 图求加速度。 四、结论
从图象中可以看出，这些点在一条直线上，说明了运动是匀加速度，加速度的大小为直线斜率的两倍。