高中物理電學(xué)實驗專題(教師)

1、高中物理電學(xué)實驗【知識梳理】一、描繪小燈泡的伏安特性曲線1、實驗原理在純電阻電路中，電阻兩端的電壓與通過電阻的電流是線性關(guān)系，但在實際電路中，由于各種因素的影響，ui圖像不再是一條直線。讀出若干組小燈泡的電壓u和電流i，然后在坐標紙上以u為縱軸，以i為橫軸畫出ui曲線。2、實驗步驟（1）、適當(dāng)選擇電流表，電壓表的量程，采用電流表的外接法，按圖中所示的原理電路圖連接好實驗電路圖。（2）、滑動變阻器采用分壓接法，把滑動變阻器的滑動片調(diào)至滑動變阻器的a端，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合電鍵s。（3）、改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)i和u，記入記錄表格內(nèi)，斷開電鍵s；（4）、在

2、坐標紙上建立一個直角坐標系，縱軸表示電流i，橫軸表示電壓u，用平滑曲線將各點連接起來，便得到伏安特性曲線。（5）、拆去實驗線路，整理好實驗器材。3、注意事項（1）、因本實驗要作出iu圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此，變阻器要采用分壓接法；（2）、本實驗中，因被測小燈泡電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法；（3）、電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值（如0.5v）時，讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓；（4）、電鍵閉合前變阻器滑片移到圖中的a端；（5）、坐標紙上建立坐標系，橫坐標所取的分度

3、例應(yīng)該適當(dāng)，盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標紙。連線一定用平滑的曲線，不能畫成折線。4、誤差分析（1）、測量電路存在系統(tǒng)誤差，未考慮電壓表的分流，造成測得的i值比真實值偏大；（2）、描繪iu線時作圖不準確造成的偶然誤差。5、知識延伸aa測ax測vv電流表的解法：（1）內(nèi)接法：如圖所示，待測電阻的測量值：顯然所以測x測vvivira當(dāng)時，系統(tǒng)的相對誤差很小，可以忽略不計，所以內(nèi)接法適用于測量高阻值電阻。（2）外接法：如圖所示，待測電阻的測量值：顯然有：所以當(dāng)時，系統(tǒng)的相對誤差忽略，所以外接法適用于測量低阻值電阻。（3）試觸法選擇內(nèi)、外接法：具體方法是，在如圖所示的電路中，改變電表的連接方式，拿電

4、壓表的一個接線柱分別接觸m、n兩點，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化，如果電流表變化明顯，說明電壓表內(nèi)阻對電路影響較大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果電壓表變化明顯，說明電流表內(nèi)阻對電路影響較大，應(yīng)采用外接法。滑動變阻器的限流接法和分壓接法：電路負載上電壓調(diào)節(jié)范圍負載上電流調(diào)節(jié)范圍閉合開關(guān)前觸電所處位置相同條件下消耗的總功率限流接法rlr0sabr0pb端分壓接法rlr0sabr0pa端比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍大分壓電路調(diào)節(jié)范圍大都為了保護負載電路限流電路能耗小滑動變阻器的兩種電路連接都能控制調(diào)節(jié)負載的電流和電壓，但在相同條件下調(diào)節(jié)效果不同，實際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況恰當(dāng)?shù)倪x擇限流接法和分壓接法。（1）通常情況下（

5、滿足安全條件），由于限流電路能耗較小，電路結(jié)構(gòu)簡單，因此應(yīng)優(yōu)先考慮。（2）在下列情況下必須采用分壓接法。要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只有分壓接法才能滿足。如果實驗所提供的電表量程或其它元件允許通過的最大電流很小，若采用限流接法，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實際電流（或電壓）都會超過電表量程或元件允許的最大電流（或電壓），為了保護電表或其它元件，必須采用分壓接法。伏安法測電阻實驗中，當(dāng)滑動變阻器的阻值遠小于待測電阻時，若采用限流接法，待測電阻上的電流（或電壓）變化很小，不利于多次測量求平均值或用圖像處理數(shù)據(jù)，也起不到保護用電器的作用，應(yīng)選用分壓接法。【例1】某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳

6、感器，需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：器材（代號）規(guī)格 電流表（a1）電流表（a2）電壓表（v1）電壓表（v2）滑動變阻器（r1）滑動變阻器（r2）直流電源（e）開關(guān)（s）導(dǎo)線若干量程050ma，內(nèi)阻約為50量程0200ma，內(nèi)阻約為10量程03v，內(nèi)阻約為10k量程015v，內(nèi)阻約為25k阻值范圍015，允許最大電流1a阻值范圍01k，允許最大電流100ma輸出電壓6v，內(nèi)阻不計為提高實驗結(jié)果的準確程度，電流表應(yīng)選用 ；電壓表應(yīng)選用 ；滑動變阻器應(yīng)選用 。（以上均填器材代號）為達到上述目的，請在虛線框內(nèi)畫

7、出正確的實驗電路原理圖，并標明所用器材的代號。若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？相同點： ，不同點： 。解析：圖像中電流00.14a，電流表選a2；電源電壓6v，但圖像只要求電壓在03v之間調(diào)整，為了測量準確電壓表選v1；由于繪制圖像的需要，要求電壓從03v之間調(diào)整，所以滑動變阻器只能采用分壓式接法，為了能很好調(diào)節(jié)電壓，滑動變阻器應(yīng)選用阻值較小的r1。該元件約幾十，電壓表的分流作用可以忽略，所以采用電流表外接法；實驗數(shù)據(jù)的采集要求從零開始，所以滑動變阻器采用分壓式接法。從圖像的形

8、狀和斜率變化趨勢上去找相同點和不同點，突出都是“非線性”，圖像上某點與原點連線的斜率是電阻的倒數(shù)。二、電壓表和電流表1、電流表原理和主要參數(shù)電流表g是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角與電流強度i成正比，即ki，故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有，表頭內(nèi)阻rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流ig：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓u：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故ugigrg2、半偏法測電流表內(nèi)阻rg方法：合上s1，調(diào)整r的阻值，使電轉(zhuǎn)到滿流表指針刻度，再合上開關(guān)s2，調(diào)整r的阻值（不可再改變r），使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半

9、，可以認為rg = r。 條件: 當(dāng) r比r大很多3、電壓表的改裝（1）原理：很小，不能直接換刻度測電壓，需要串聯(lián)一個如圖所示的分壓電阻。（2）分壓電阻的計算：由串聯(lián)電路的特點知：則：因為電壓擴大表頭量程的倍數(shù)：所以注：相同的表頭改裝成的不量程的電壓表串聯(lián)，指針偏轉(zhuǎn)角度相同。4、電流表的改裝（1）原理：很小，不能直接換刻度測電流，需要并聯(lián)一個如圖所示的分流電阻。（2）分流電阻的計算：由并聯(lián)電路的特點知則：因為電流擴大表頭量程的倍數(shù)：所以注：相同表頭改裝成量程不同的電流表并聯(lián)，指針偏轉(zhuǎn)角度相同。三、測量電源電動勢和電阻 1. 實驗原理根據(jù)閉合電路的歐姆定律，其方法有：（1）如圖甲所示，改變變阻器

10、的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組u和i的值，由可得，。（2）為減小誤差，至少測出六組u和i值，且變化范圍要大些，然后在ui圖中描點作圖，由圖線縱截距和斜率找出e，如圖乙所示。2. 實驗步驟（1）恰當(dāng)選擇實驗器材，照圖連好實驗儀器，使開關(guān)處于斷開狀態(tài)且滑動變阻器的滑動觸頭滑到使接入電阻值最大的一端。（2）閉合開關(guān)s，接通電路，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)。（3）將滑動變阻器的滑動觸頭由一端向另一端移動至某位置，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)。（4）繼續(xù)移動滑動變阻器的滑動觸頭至其他幾個不同位置，記下各位置對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)。（5）斷開開關(guān)s，拆除電路。（6）在坐標紙上以u為縱軸，以i為橫

11、軸，作出ui圖象，利用圖象求出e、r。3. 實驗誤差分析（1）偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作ui圖象時描點不很準確。（2）系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差來源于未計電壓表分流，近似地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實際上電流表的示數(shù)比干路電流略小。如果由實驗得到的數(shù)據(jù)作出圖中實線（a）所示的圖象，那么考慮到電壓表的分流后，得到的ui圖象應(yīng)是圖中的虛線（b），由此可見，按圖所示的實驗電路測出的電源電動勢，電源內(nèi)電阻。說明：外電路短路時，電流表的示數(shù)（即干路電流的測量值）等于干路電流的真實值，所以圖中（a）、（b）兩圖線交于短路電流處。當(dāng)路端電壓（即電壓表示數(shù)）為時，由于電流表示數(shù)小于干路電流，所以

12、（a）、（b）兩圖線出現(xiàn)了圖中所示的差異。 4. 注意事項（1）電流表要與變阻器靠近，即電壓表直接測量電源的路端電壓。（2）選用內(nèi)阻適當(dāng)大一些的電壓表。（3）兩表應(yīng)選擇合適的量程，使測量時偏轉(zhuǎn)角大些，以減小讀數(shù)時的相對誤差。（4）盡量多測幾組u、i數(shù)據(jù)（一般不少于6組），且數(shù)據(jù)變化范圍要大些。（5）作ui圖象時，讓盡可能多的點落在直線上，不落在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)。5. 數(shù)據(jù)處理的方法（1）本實驗中，為了減小實驗誤差，一般用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，即根據(jù)各次測出的u、i值，作ui圖象，所得圖線延長線與u軸的交點即為電動勢e，圖線斜率的值即為電源的內(nèi)阻r，即。（2）應(yīng)注意當(dāng)電池內(nèi)阻較小時，u

13、的變化較小，圖象中描出的點呈現(xiàn)如圖（甲）所示狀態(tài)，下面大面積空間得不到利用，所描得的點及作出的圖線誤差較大。為此，可使縱軸不從零開始，如圖（乙）所示，把縱坐標比例放大，可使結(jié)果誤差小些。此時，圖線與縱軸的交點仍代表電源的電動勢，但圖線與橫軸的交點不再代表短路狀態(tài)，計算內(nèi)阻要在直線上選取兩個相距較遠的點，由它們的坐標值計算出斜率的絕對值，即為內(nèi)阻r。6. 實驗儀器的選擇本實驗的系統(tǒng)誤差來源于未計電壓表的分流。為減小該誤差，需要減小電壓表的分流。減小電壓表分流的方法有二方面，一是選取阻值范圍小的滑動變阻器，二是在滿足量程要求的前提下選取內(nèi)阻較大的電壓表。由于選用了阻值范圍小的滑動變阻器，所以電路中

14、電流較大，因而，還需要滑動變阻器的額定電流較大。綜上所述，本實驗中滑動變阻器的選擇原則是：阻值范圍較小而額定電流較大；電壓表的選擇原則是：在滿足量程要求的前提下選取內(nèi)阻較大的；電流表的選擇需根據(jù)電源電動勢和選用的滑動變阻器來確定。【例2】某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢e 和內(nèi)電阻，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標準電阻用） 一只電流表（量程=0.6a,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。請根據(jù)測定電動勢e內(nèi)電阻的要求，設(shè)計圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對應(yīng)的電流表的示數(shù)i,并作記錄當(dāng)

15、電阻箱的阻值時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實驗數(shù)據(jù)時。首先計算出每個電流值i 的倒數(shù);再制作r-坐標圖，如圖6所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應(yīng)的坐標點，請你將與圖5實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點也標注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標點練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢e= v,內(nèi)電阻 解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實物圖的連接如答圖4所示。

16、由閉合電路歐姆定律有：e =i（r+r+rg），解得：，根據(jù)r-1/i圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。答案： 見答圖4 見答圖6 見答圖6 1.5（1.461.54）；0.3（0.250.35）四、多用表的使用：歐姆表的改裝：（1）主要部件：表頭、可調(diào)電阻、電源、紅黑表筆等。電路如圖。（2）原理：由閉合電路歐姆定律得：， ，與不成正比，時，。（3）刻度盤的特點：零刻度線在最右端，從右向左讀數(shù)；刻度不均勻，前疏后密。中值電阻附近誤差小。注：因歐姆表示數(shù)為零時：，中值時：，則。（4）使用方法：首先機械調(diào)零；再歐姆調(diào)零，即兩表筆直接短接，調(diào)整，讓指針指在

17、歐姆表盤最右端零刻度處；連接被測電阻，讀出刻度盤示數(shù)，其中為檔位倍數(shù)。若指針偏右，需縮小倍數(shù)，選小的檔位；若指針偏左，需放大倍數(shù)，選大的檔位。每換一次檔位，需重新調(diào)零?！纠?】某同學(xué)利用多用電表測量二極管的反向電阻。完成下列測量步驟：（1）檢查多用電表的機械零點。（2）將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關(guān)拔至電阻測量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫?。?）將紅、黑表筆_，進行歐姆調(diào)零。（4）測反向電阻時，將_表筆接二極管正極，將_表筆接二極管負極，讀出電表示數(shù)。（5）為了得到準確的測量結(jié)果，應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤_（填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）；否則，在可能的條件下，應(yīng)重新選擇量程，并重復(fù)步驟（

18、3）、（4）。（6）測量完成后，將選擇開關(guān)拔向_位置。【典例解析】【例1】某同學(xué)為了較精確的測量一阻值約為20的電阻rx的阻值.在以下備選器材中電流表應(yīng)選_,電壓表應(yīng)選_,變阻器應(yīng)選_.（只填寫器材對應(yīng)的字母代號）電源e（電動勢3 v、內(nèi)阻可忽略不計）電流表a1（量程50 ma，內(nèi)阻約12）電流表 a2（量程3 a， 內(nèi)阻約0.12 ）電壓表v1（量程3 v，內(nèi)阻約3 k）電壓表v2（量程15 v，內(nèi)阻約15 k）滑動變阻器r1（010 ，允許最大電流2.0 a）滑動變阻器r2（01000 ，允許最大電流0.5 a）定值電阻r（30，允許最大電流1.0a）開關(guān)及導(dǎo)線若干請在方框中畫出實驗電路圖

19、（要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對應(yīng)符號標出）。若某次測量中，電壓表讀數(shù)為u，電流表讀數(shù)為i，則計算待測電阻的阻值表達式為rx_。 【解析】測量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應(yīng)選量程為3 v 的v1；根據(jù)歐姆定律容易求得電路中的最大電流，顯然超過了電流表a1 50 ma的量程，但電流表 a2的量程又太大，故我們可以將定值電阻r（30）與待測電阻rx相串聯(lián)，此時電路中的最大電流，利用電流表a1 測量電流即可。由于要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動變阻器使用電阻較小的r1。最后我們確定電流表的解法：由于此時電路的臨界電阻，則應(yīng)該利用電流表的外接

20、法。由此得到實驗電路圖如圖所示，當(dāng)電壓表讀數(shù)為u，電流表讀數(shù)為i，則計算待測電阻的阻值表達式.【例2】從下表中選取出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量電流表a1的內(nèi)阻r1，畫在下面的方框中，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。器材(代號)規(guī)格電流表（a1）量程10ma，內(nèi)阻r1待測（約40）電流表（a2）量程500a，內(nèi)阻r2=750電壓表（v）量程10v，內(nèi)阻r3=10k電阻（r1）阻值約100，作保護電阻用滑動變阻器（r2） 總阻值約50電池（e）電動勢1.5v，內(nèi)阻很小電鍵（s）導(dǎo)線若干 【解析】要測量電流表a1的內(nèi)阻，按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但

21、根據(jù)本題所提供的儀器，我們可以首先肯定，在本實驗中不可能用到電壓表，因為電源的電動勢只有1.5v，而電壓表的量程為10v，最多不到滿偏的1/6，用它來讀數(shù)誤差太大，因此該實驗?zāi)苡玫降碾姳碇豢赡苡脙蓧K電流表。兩塊電流表有可能串聯(lián)，也有可能并聯(lián)，但題目中電流表a2的內(nèi)阻r2已知，因此將兩電流表并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)規(guī)律i1r1=i2r2可求出電流表a1的內(nèi)阻r1=。加在電流表兩端的電壓最大值um=imr2=0.375v，而滑動變阻的最大阻值只有50，如果將滑動變阻器接成限流，會超過電流表的量程，將它們燒壞。如果僅僅將滑動變阻器接成分壓，滑動變阻器可調(diào)節(jié)的范圍很小，只有全長的1/4，這樣測量的次數(shù)比較少。故

22、應(yīng)將定值電阻r1接在干路上用作限流，電路圖如圖所示?！纠?】現(xiàn)有器材：量程為10.0ma、內(nèi)阻約30-40的電流表一個，定值電阻r1=150，定值電阻r2=100，單刀單擲開關(guān)k，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5v）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為e= ，式中各直接測得量的意義是： .【解析】根據(jù)提供的器材，可任取一個定值電阻與電流表、干電池、開關(guān)接成一個串聯(lián)電路，用歐姆定律建立方程組進行測量。但在本題中，電流表量程為10.0ma，干電池的電動勢約為1.5v，如果把定值電阻r1與電流表、干電池、開關(guān)接成一個串聯(lián)電路

23、，則回路中總電阻約為180，回路中電流約為1.5v /180=8.3ma，而如果把定值電阻r2與電流表、干電池、開關(guān)接成一個串聯(lián)電路，則回路中總電阻約為130，回路中電流約為1.5v /130=11.5ma，顯然，該電流已超過電流表的量程。考慮到實驗的可行性，此時用定值電阻r2與r1串聯(lián)即可，故有如下解答：（1）連圖：左圖只用r1接入電路；右圖用r1和r2串聯(lián)接入電路。(連線如圖) （2）設(shè)i1是外電阻為r1時的電流，i2是外電阻為r1和r2串聯(lián)時的電流，則有，rar滑g解之，可解得干電池電動勢為：. 【例4】某同學(xué)在實驗室測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室中有如下器材：a待測干電池 b電流

24、表g（03ma，內(nèi)電阻r1=20）c電流表a（00.6a，內(nèi)電阻r2=0.20）d滑動變阻器甲（最大阻值10）e滑動變阻器乙（最大阻值100） f定值電阻r1=100g定值電阻r2=500 h定值電阻r3=1.5k開關(guān)、導(dǎo)線。由于沒有電壓表，為此他設(shè)計了如圖所示的電路完成了實驗要求的測量。為了方便并能較準確測量，滑動變阻器應(yīng)選 ，定值電阻應(yīng)選用 。（填寫定值電阻前的序號） 若某次測量中電流表g的示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2；改變滑動變阻器的位置后，電流表g的示數(shù)為i1，電流表a的示數(shù)為i2。則可知此電源的內(nèi)電阻測量值為r= ，電動勢測量值為e= ?！窘馕觥?干電池的電動勢和內(nèi)阻的測量，一般

25、需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表g改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達到1.5v，則總電阻為，故定值電阻應(yīng)選用的序號為g的電阻，而滑動變阻器應(yīng)選用阻值較小的d；在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據(jù)全電路歐姆定律有 ，解之，得， .【例5】小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（i和u分別表示小燈泡上的電流和電壓）：（1）在左下框中畫出實驗電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0-10）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小燈泡的u-i曲線.（3）某電池的電動勢是1.5v

26、，內(nèi)阻是2.0.將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？ 【解析】（1）為了作出小燈泡的u-i曲線，必須采用分壓的方法；而因為小燈泡的電阻比較小，故采用電流表的外接法，實驗電路圖見下圖.（2）小燈泡的u-i曲線首先用描點法作出各個點，利用圓滑的曲線連接即可得到下圖。（3）作出圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實際功率為0.28瓦. 【例6】在測定金屬的電阻率的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度l=0. 810 m金屬絲的電阻大約為4，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率

27、(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm. (2)在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：a直流電源：電動勢約4.5 v，內(nèi)阻很?。籦.電流表a1：量程00.6 a，內(nèi)阻0. 125; c電流表a2：量程03. 0 a，內(nèi)阻0. 025;d電壓表v：量程03 v，內(nèi)阻3 k;e.滑動變阻器r1：最大阻值10；f.滑動變阻器r2：最大阻值50;g開關(guān)、導(dǎo)線等在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是 ，應(yīng)該選用的滑動變阻器是 。(3)根據(jù)所選的器材，在如圖所示的方框中畫出實驗電路圖(4)若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為rx=4. 1，則這種金屬材料的電阻率為 m.（保留二位

28、有效數(shù)字）【解析】(1)從螺旋測微器主尺讀出0.5 mm，再從游尺讀出，故金屬絲的直徑為0.522mm. ( 2)電路中的最大電流，顯然超過了電流表a1 0.6 a的量程，但電流表 a2的量程又太大，故電流表應(yīng)該選用a1，由于滑動變阻器r1最大阻值為10，比被測電阻絲的電阻大，且容易調(diào)整，所以采用限流電路即可。由于此時電路的臨界電阻，故電流表采用外解法.(3）實驗電路如圖所示 (4)利用電阻定律，則1.110-6m.【例7】在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：a待測的干電池（電動勢約為1.5v，內(nèi)電阻小于1.0)b電流表g（滿偏電流3ma，內(nèi)阻rg=10)c電流表a(00.

29、6a，內(nèi)阻0.1)d滑動變阻器r1(020,10 a) e.滑動變阻器r2(0200,l a)f定值電阻r0 (990) g開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了如圖所示中甲的（a)、(b)兩個參考實驗電路，其中合理的是 圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選 （填寫器材前的字母代號）(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1)中選出的合理的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的i1i2圖線（i1為電流表g的示數(shù)，i2為電流表a的示數(shù)），則由圖線可以得被測電池的電動勢e= v，內(nèi)阻r= ?！窘馕觥勘绢}中測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻需要用電

30、壓表和電流表，由于題中只給了兩個電流表，故可以通過改裝來實現(xiàn).因為定值電阻r0=990，則電流表g與之串聯(lián)較好，所以合理的是b圖所示的電路，滑動變阻應(yīng)選d；根據(jù)全電路歐姆定律容易得到 ，即由i1i2圖線可以看出，圖線與縱軸的交點為1.48，即，故電動勢e=1.48v；又因為圖線的斜率，即，故.練習(xí)0510155avv1、某變壓器不能拆解，課外活動小組準備用下列器材測定其原線圈使用的銅絲長度：多用電表、電流表（00.63a）、電壓表（0315v）、開關(guān)、滑動變阻器（05）、導(dǎo)線、干電池等用螺旋測微器、多用電表的歐姆1擋分別測量銅絲的直徑、阻值，結(jié)果如上圖所示，則銅絲的直徑為 mm、電阻約為 ；請

31、在下面方框中畫出測量銅絲電阻的實驗原理圖，并在下面實物圖中補畫出未連接的導(dǎo)線答案：（1）（8分）1.596（1.5931.598）mm（2分）、13（2分）；共4分，兩圖各2分。外接、分壓各1分，互不關(guān)聯(lián)。實物連線開關(guān)不能控制滑動變阻器或伏特表量程錯誤（或上兩種錯誤同時出現(xiàn)），而分壓、外接均正確的，只給1分；其他錯誤使電路無法工作的計0分；varx2某同學(xué)準備用500ma的電流表改裝成一塊量程為2.0v的電壓表。他為了能夠更精確地測量電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖所示的實驗電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下：a電流表g1（量程1.02ma，內(nèi)電阻約100w）b電流表g2（量程500ma，內(nèi)電阻約20

32、0w）c電池組e（電動勢為3.0v，內(nèi)電阻未知）d滑線變阻器r（025w）e四旋鈕電阻箱r1(總阻值9999w)f保護電阻r2 (阻值約100w)g開關(guān)s1，單刀雙擲開關(guān)s2（1）實驗中該同學(xué)先合上開關(guān)sl，再將開關(guān)s2與a相連，調(diào)節(jié)滑線變阻器r，當(dāng)電流表g2有某一合理的示數(shù)時，記下電流表g1的示數(shù)i；然后將開關(guān)s2與b相連，保持_不變，調(diào)節(jié)_，使電流表gl的示數(shù)仍為i時，讀取電阻箱的讀數(shù)r。（2）由上述測量過程可知，電流表g2內(nèi)電阻的測量值rg_。（3）若該同學(xué)通過測量得到電流表g2的內(nèi)電阻值為190w，他必須將一個_kw的電阻與電流表g2串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2.0v的電壓表。答案：（

33、1）滑動變阻器（r）電阻電阻箱r1電阻（2） r（r1）（3）3.81k（4）5.26%3、使用如圖所示的器材測定小燈泡在不同電壓下的電功率。已知小燈泡標有“6v，3w”的字樣，電源是鉛蓄電池串聯(lián)組成的電池組，滑動變阻器有兩個規(guī)格，r1標有“5，2a”，r2標有“100，20ma”.各電表的量程如圖中所示，測量時要求小燈泡兩端的電壓從零開始，并能測量多組數(shù)據(jù)。（1）圖中指示測量時電壓表的示數(shù)為_?；瑒幼冏杵鲬?yīng)選用_（2）把圖中實物連成完整的實驗電路。（3）作出小燈泡的電功率p與它兩端的電壓平方（u2）的關(guān)系曲線，在坐標系p-u2中定性作出實驗的大致圖象v00511022153p/wu2/v2o

34、3634用以下器材測量待測電阻rx的阻值a待測電阻rx：阻值約為200；b電源e：電動勢約為3.0v，內(nèi)阻可忽略不計c電流表a1：量程為010ma，內(nèi)電阻r1=20；d電流表a2：量程為020ma，內(nèi)電阻約為r28；e定值電阻r0：阻值r0=80；f滑動變阻器r1：最大阻值為10；g滑動變阻器r2：最大阻值為200；h單刀單擲開關(guān)s，導(dǎo)線若干；（1）為了測量電阻rx，現(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計了以下的實驗電路圖，你認為正確的是 ；（填“甲”、“乙”或“丙”）a1a2rxr0resabpa1a2rxr0resabpa2a1rxr0resabp甲乙丙（2）滑動變阻器應(yīng)該選_；在閉合開關(guān)前，滑動變阻

35、器的滑片p應(yīng)置于 端；（填“a”或“b”）（3）若某次測量中電流表a1的示數(shù)為i1，電流表a2的示數(shù)為i2。則rx的表達式為：rx=_ 答案：（1）電壓表的示數(shù)為4.0v，滑動變阻器應(yīng)選用r1 （2）把圖中實物連成完整的實驗電路。(3) p-u2中定性作出實驗的大致圖象p/w u2/v2 o 36 3 定值電阻的測量例1、用伏安法測量一個定值電阻的器材規(guī)格如下：待測電阻rx（約100 ）;直流電流表（量程010 ma、內(nèi)阻50 ）;直流電壓表（量程03 v、內(nèi)阻5 k）;直流電源（輸出電壓4 v、內(nèi)阻不計）；滑動變阻器（015 、允許最大電流1 a）；開關(guān)1個，導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要

36、求畫出實驗電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出，只需計算兩種接法哪種合適。圖10-5【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內(nèi)接法和外接法，由于rx，故電流表應(yīng)采用外接法.在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當(dāng)滑動變阻器阻值調(diào)至最大，通過負載的電流最小，imin=24 ma10 ma,此時電流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.【總結(jié)】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學(xué)實驗的首要原則 ，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、