電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)專題

1、一、伏安法測(cè)電阻 1. 原理：根據(jù)部分電路歐姆定律可知，只要測(cè)出被測(cè)電阻兩端的電壓U和流過(guò)該電阻的電流I，就可求出電阻 R 的大小。即 2. 伏安法測(cè)電阻的兩種電路及電流表內(nèi)外接的誤差分析：內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)=Ux+UA電壓表分流I測(cè)=IX+IV電阻測(cè)量值R測(cè)=U測(cè)/I測(cè)=Rx+RARx測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)=U測(cè)/I測(cè)=RXRV/（RX+RV）RX測(cè)量值小于真實(shí)值二、測(cè)量電路的選擇對(duì)于伏安法測(cè)電阻，應(yīng)根據(jù)待測(cè)電阻的大小選擇電流表的不同接法。圖1 阻值判斷法（已知Rx大約值及RA、RV）當(dāng)RVRx時(shí)，采用電流表“外接法”，如圖1甲所示；當(dāng)RxRA時(shí)，采用電流表“內(nèi)接法”，如

2、圖1乙所示。 倍率比較法（已知Rx大約值，電流表內(nèi)阻RA和電壓表內(nèi)阻RV）a. 當(dāng)，即Rx時(shí)，既可選擇電流表“內(nèi)接法”，也可選擇電流表“外接法”；b. 當(dāng)，即Rx<時(shí)，采用電流表外接法；c. 當(dāng)，即Rx>時(shí)，采用電流表內(nèi)接法。 試觸法（如圖2所示，不知Rx的大約值）圖2與比較大?。?a. 若>，則選擇電流表外接法；b. 若>，則選擇電流表內(nèi)接法。例題1 先后按圖中（1）（2）所示電路測(cè)同一個(gè)未知電阻阻值Rx，已知兩電路的路端電壓恒定不變，若按圖（1）所示電路測(cè)得電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為2mA，那么按圖（2）所示電路測(cè)得的結(jié)果應(yīng)有（ ）A. 電壓表示數(shù)為6V，電流表

3、示數(shù)為2mA B. 電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)小于2mAC. 電壓表示數(shù)小于6V，電流表示數(shù)小于2mA D. 電壓表示數(shù)小于6V，電流表示數(shù)大于2mA思路分析：圖（1）中由于電流表的分壓作用，所以兩端的電壓小于6V，電流表測(cè)量的是準(zhǔn)確電流，圖（2）中電壓表測(cè)量的是兩端的電壓，所以示數(shù)小于6V，由于電壓表的分流作用，所以電流表的示數(shù)大于2mA，故D正確。答案：D例題2 用伏安法測(cè)某一電阻時(shí)，如果采用如圖所示的甲電路，測(cè)量值為R1，如果采用乙電路，測(cè)量值為R2，那么R1、R2與真實(shí)值R之間滿足關(guān)系（ ）A. R1RR2 B. RR1R2 C. R1RR2 D. RR1R2思路分析：根據(jù)兩接法的特

4、點(diǎn)可知誤差的來(lái)源及對(duì)結(jié)果的影響，即可得出其測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的關(guān)系。甲圖中電壓值是準(zhǔn)確的，而由于電壓表的分流導(dǎo)致電流值偏大，故測(cè)量結(jié)果將小于真實(shí)值；乙圖中電流值是準(zhǔn)確的，而由于電流表的分壓導(dǎo)致了電壓表示數(shù)偏大，故測(cè)量結(jié)果將大于真實(shí)值。答案：C 例題3 如圖所示為測(cè)量未知電阻Rx的部分電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為8V，電流表示數(shù)為0.2A； 當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為9V，電流表示數(shù)為0.15A，則（ ）A. 電流表示數(shù)變化相對(duì)顯著 B. 電壓表示數(shù)變化相對(duì)顯著C. 開(kāi)關(guān)S接在b點(diǎn)時(shí)的測(cè)量值更準(zhǔn)確 D. 開(kāi)關(guān)S接在a點(diǎn)時(shí)的測(cè)量值更準(zhǔn)確思路分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為8

5、V，是真實(shí)值；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為9V，電壓表示數(shù)變化了；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.15A，是真實(shí)值；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，則電流表示數(shù)變化了；故電流表示數(shù)變化比較顯著，A正確，B錯(cuò)誤；電流表示數(shù)變化明顯，為了減小誤差應(yīng)該讓電流表測(cè)真實(shí)值，即電流表內(nèi)接，則S接在b點(diǎn)，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：AC【方法提煉】電表的讀數(shù)規(guī)則在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量時(shí)要按照有效數(shù)字的規(guī)則來(lái)讀數(shù)。而測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則為：測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應(yīng)讀到哪一位，在中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器的最小分度來(lái)確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置，對(duì)于常用的儀器可按下述方法讀數(shù)。1. 十分之一估讀最小分度是

6、“1、0.1、0.01”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀。2. 半格估讀最小分度是“2、0.2、0.02A”的電流表，測(cè)量誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過(guò)半小格的按半小格估讀。3. 五分之一估讀最小分度是“5、0.5V”的電壓表，測(cè)量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，只讀到伏特的十分位，估讀五分之幾小格。滿分訓(xùn)練：如圖甲、乙兩圖為常用的電流表和電壓表的刻度盤(pán)，在甲圖中如果接入電路的是“+”和“-0.6”兩個(gè)接線柱，則表的示數(shù)為_(kāi)，如果接入電路的是“+”和“-3”兩個(gè)接線柱，則表的示數(shù)為_(kāi). 在乙圖中，若選用的量程為015 V，則表的示數(shù)為

7、_，若選用的量程為03 V，則表的示數(shù)為_(kāi)。思路分析：在甲圖中，若選用的量程為0.6A，則最小分度為0.02A，讀數(shù)應(yīng)估讀到其最小分度的1/2，不是半格的舍去，超過(guò)半格的讀半格，所以讀數(shù)為0.37A。若選用的量程為3A，則最小分度為0.1 A，讀數(shù)應(yīng)估讀到其最小分度的1/10，所以讀數(shù)為1.86 A。在乙圖中，若選用的量程為15V，則最小分度為0.5V，讀數(shù)應(yīng)估讀到其最小分度的1/5，所以讀數(shù)為6.0V。若選用的量程為3V，則最小分度為0.1V，讀數(shù)應(yīng)估讀到其最小分度的1/10，所以讀數(shù)為1.20V。答案：0.37A ；1.86 A； 6.0V；1.20V（答題時(shí)間：30分鐘）1. 如圖所示，

8、伏安法測(cè)電阻的電路中，電壓表的量程為3V，內(nèi)阻為1k，測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表的量程過(guò)小，在電壓表上串聯(lián)一個(gè)阻值為1k的定值電阻R0，最后電壓表示數(shù)為2.00 V，電流表示數(shù)為0.10 A，下列說(shuō)法正確的是（ ）A. Rx略大于40 B. Rx略小于40 C. Rx略小于20 D. Rx略大于20 2. 用伏安法測(cè)未知電阻Rx時(shí)，若不知Rx的大約數(shù)值，為了選擇正確的電流表接法以減小誤差，可將儀器按如圖所示方法接好，只空出電壓表的一個(gè)接頭K，然后將K分別與a，b接觸一下，觀察電壓表和電流表示數(shù)變化情況，則（ ）A. 若電流表示數(shù)有顯著變化，K應(yīng)接a B. 若電流表示數(shù)有顯著變化，K應(yīng)接bC. 若電壓表示

9、數(shù)有顯著變化，K應(yīng)接a D. 若電壓表示數(shù)有顯著變化，K應(yīng)接b3. 在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200，電壓表V的內(nèi)阻約為2k，電流表A的內(nèi)阻約為10，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖（a）或圖（b）所示，計(jì)算結(jié)果由計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)；若將圖（a）和圖（b）中電路測(cè)得的電阻值分別記為和，則 （填“”或“”）更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值，測(cè)量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值。4. 某學(xué)校課外探究小組的同學(xué)，想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定幾個(gè)未知電阻的阻值：（1）第一小組的同學(xué)用多用電表的歐姆擋測(cè)量電阻Rx，他們的實(shí)驗(yàn)

10、操作步驟是：（其中S為選擇開(kāi)關(guān)，P為歐姆擋調(diào)零旋鈕）A. 將紅黑表筆分別插入多用電表正負(fù)極插孔，調(diào)節(jié)定位螺絲，使指針指到電流的0刻度線B. 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“×100”，將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)上歐姆擋的0刻度線，斷開(kāi)兩表筆，將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，發(fā)現(xiàn)指針的偏角較小，斷開(kāi)兩表筆C. 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“×1k”，將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，發(fā)現(xiàn)指針的偏角在刻度盤(pán)中央附近，讀出表頭數(shù)值，再乘以1000，作為該電阻的測(cè)量值，斷開(kāi)兩表筆D. 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流“500 V”擋把你認(rèn)為以上操作步驟中有錯(cuò)誤的步驟前的字母填寫(xiě)在橫線上：_

11、。（2）第二小組的同學(xué)用伏安法測(cè)定一個(gè)標(biāo)識(shí)不清的電阻，為了選擇正確的電路以減少誤差，他們將電壓表一個(gè)接頭分別在a、 b兩點(diǎn)接觸一下，觀察到安培表讀數(shù)沒(méi)有顯著變化，而伏特表讀數(shù)有較大的變化，則P應(yīng)接在 （填“a”或“b”）處。 （3）第三小組的同學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路如圖，以下分析正確的是（ ）A. 此接法的測(cè)量值大于真實(shí)值B. 此接法一般用于滑動(dòng)變阻器的阻值較小，且不適于限流法時(shí)使用C. 此接法要求待測(cè)電阻值小于電流表內(nèi)阻D. 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P應(yīng)調(diào)在最右（4）第四小組的同學(xué)用甲、乙兩種電路測(cè)量同一個(gè)未知電阻Rx，若電源內(nèi)阻不計(jì)，甲圖中兩表的讀數(shù)分別為3V、4mA；乙圖中兩表的讀數(shù)分

12、別為4V、3.2mA，由此可知，Rx的阻值為 。5. 有一根細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料樣品（如圖a所示），截面為同心圓環(huán)（如圖b所示），此樣品長(zhǎng)約為6cm，電阻約為100，已知這種材料的電阻率為，因該樣品的內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量。現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：A. 20分度的游標(biāo)卡尺B. 螺旋測(cè)微器C. 電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3k）D. 電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻約20）E. 電流表A2（量程0.3A，內(nèi)阻約1）F. 滑動(dòng)變阻器R（020，額定電流2A）G. 直流電源E（約4V，內(nèi)阻不計(jì)）H. 導(dǎo)電材料樣品RxI. 開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干請(qǐng)根據(jù)上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案，并回答下

13、列問(wèn)題：（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長(zhǎng)度為L(zhǎng)；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如上圖所示，其示數(shù)D= mm。（2）請(qǐng)選擇合適的儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路圖來(lái)測(cè)量導(dǎo)電材料樣品的電阻Rx。在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所選器材的符號(hào)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)電阻Rx的測(cè)量值將_（填“大于”、“等于”或“小于”）實(shí)際值。（3）若某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U和I，則用已知物理量和測(cè)得的物理量的符號(hào)來(lái)表示樣品的內(nèi)徑d = 。6.（1）要用伏安法測(cè)量Rx的電阻，已知電壓表內(nèi)阻約幾k，電流表內(nèi)阻約1，若采用甲圖的電路，Rx的測(cè)量值比真實(shí)值 （選擇“偏大”或“偏小”），若Rx約為10，則采用_（選“甲圖”或“乙圖”

14、）的電路誤差較小。（2）無(wú)論是用甲圖或乙圖測(cè)量，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差，某個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)方案：按如圖丙所示的電路進(jìn)行測(cè)量，則由電壓表、電流表內(nèi)阻造成的誤差可以基本消除，具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：閉合開(kāi)關(guān)S1，開(kāi)關(guān)S2接2，調(diào)節(jié)可變電阻RP和RW，使電壓表和電流表的示數(shù)都較大，并讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1和I1；保持RP的阻值不變，_。A. 請(qǐng)你在的橫線上用簡(jiǎn)要的語(yǔ)言（含物理量）寫(xiě)出未完成的主要操作步驟。B. 寫(xiě)出待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式：Rx=_。7. 某同學(xué)用下圖所示電路測(cè)量未知電阻的阻值。S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，RX為未知電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)S與1相連時(shí)，伏特表、安培表

15、示數(shù)如下圖甲所示，則伏特表示數(shù)為 ，安培表示數(shù)為 。當(dāng)開(kāi)關(guān)S與2相連時(shí)，伏特表、安培表示數(shù)如下圖乙所示，則伏特表示數(shù)為 ，安培表示數(shù)為 。分析上述測(cè)量結(jié)果可知，把開(kāi)關(guān)S與 （填“1”或“2”）相連時(shí)測(cè)量更準(zhǔn)確，此時(shí)測(cè)量值為 （保留兩位有效數(shù)字）。該測(cè)量值比真實(shí)值 （填“偏大”“偏小”“相等”）。1. A 解析：因?yàn)榇?lián)的電阻R0與RV相同，電壓表示數(shù)為2V，則Rx兩端的電壓為4V；Rx的電流：，則，故選項(xiàng)A正確。2. BC 解析：（1）若K從a移到b時(shí)，安培表讀數(shù)有顯著變化，說(shuō)明伏特表的分流明顯，K應(yīng)接在b處，故A錯(cuò)誤，B正確；（2）若K從a移到b時(shí)，伏特表讀數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電流表的分壓明顯

16、，K應(yīng)接在a處，故C正確，D錯(cuò)誤；故選BC。3. 大于 小于解析：因?yàn)椋?，故可認(rèn)為RxRA，故應(yīng)采用圖（a）電路測(cè)量更準(zhǔn)確，即更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值；因?yàn)?，UUR，I=IR，則，即測(cè)量值大于真實(shí)值；因?yàn)?，U=UR，IIR，則，即測(cè)量值小于真實(shí)值。4. （1）C （2）a （3）ABD （4）1000解析:（1）C錯(cuò)，歐姆表?yè)Q擋時(shí)，要重新進(jìn)行歐姆表調(diào)零，才能準(zhǔn)確測(cè)量出電阻；（2）他們將電壓表一個(gè)接頭分別在a、 b兩點(diǎn)接觸一下，觀察到安培表讀數(shù)沒(méi)有顯著變化，而伏特表讀數(shù)有較大的變化，說(shuō)明電流表分壓明顯，所以，為了選擇正確的電路以減少誤差，電流表要外接。故P應(yīng)接在a處；（3）伏安法測(cè)電阻，采用電流

17、表內(nèi)接法，此接法要求待測(cè)電阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，測(cè)量值大于真實(shí)值，故A正確，C錯(cuò)誤；分壓式控制電路，一般用于滑動(dòng)變阻器的阻值較小，不適于限流法時(shí)使用，所以B正確； （4）若電源內(nèi)阻不計(jì)，由乙圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)是4V，由甲圖可知，電流表兩端電壓UA=4-3V=1V，流過(guò)它的電流IA=4mA，電流表的內(nèi)阻Rg=250；由乙圖可知，電流表和未知電阻的總阻值R=U/I=1250，由此可知，Rx的阻值為1000。5. （1）6.125±0.002 （2）作圖如下 小于 （3）解析：解：（1）由圖C所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為6mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為12.2×0.01mm=0.12

18、2mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)D=6mm+0.122mm=6.122mm。（2）由所給實(shí)驗(yàn)器材可知，應(yīng)采用伏安法測(cè)電阻阻值，由于待測(cè)電阻阻值約為100，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；電路最大電流約為I=0.03A=30mA，電流表應(yīng)選A1，電流表內(nèi)阻約為20，電壓表內(nèi)阻約為3000，相對(duì)來(lái)說(shuō)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；電流表采用外接法，由于電壓表分流，電流測(cè)量值大于真實(shí)值，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值。（3）由歐姆定律可知，樣品電阻：R=，由電阻定律可知：，解得：d=6. （）偏小 甲圖（2）將S2改接1，調(diào)節(jié)Rw，使電壓表和電

19、流表讀數(shù)適當(dāng)，記下此時(shí)電壓表讀數(shù)U2和電流表讀數(shù)I2 B. U1/I1U2/I2解析：（）若采用甲圖的電路，由于電壓表的分流作用，使得電流表讀數(shù)大于待測(cè)電阻的電流真實(shí)值，根據(jù)，可知Rx的測(cè)量值比真實(shí)值偏小，若Rx約為10，由于，則采用甲圖的電路誤差較??；（2）保持RP的阻值不變，將S2改接1，調(diào)節(jié)Rw，使電壓表和電流表讀數(shù)適當(dāng)，記下此時(shí)電壓表讀數(shù)U2和電流表讀數(shù)I2；B. 待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式為：。7. 2.50V 0.42A 1.70V 0.43A（或0.42A） 2 4.0 偏小 解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S與1相連時(shí)，據(jù)圖甲可知，伏特表示數(shù)為2.50V，安培表示數(shù)為0.42A。當(dāng)開(kāi)關(guān)S與2相連時(shí)，據(jù)圖

20、乙可知，伏特表示數(shù)為1.70V，安培表示數(shù)為0.43A或0.42A。兩種情況下，電壓表的示數(shù)變化比較明顯，說(shuō)明電流表的分壓效果明顯，應(yīng)用外接法，開(kāi)關(guān)S接2，此時(shí)測(cè)量值為=4.0，比真實(shí)值偏小。控制電路的選擇一、考點(diǎn)突破：知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說(shuō)明控制電路的選擇 1. 掌握滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的特點(diǎn)；2. 會(huì)靈活選用滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式實(shí)驗(yàn)題本知識(shí)點(diǎn)屬于高頻考點(diǎn)，每年必考，考查方式以伏安法測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)為核心，考查電表、滑動(dòng)變阻器的選擇。二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：掌握滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的特點(diǎn)。難點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的選擇。一、滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式如圖所示的兩種電路中，滑動(dòng)變阻器（

21、最大阻值為R0）對(duì)負(fù)載RL的電壓、電流強(qiáng)度都起到控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖（a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法。二、兩種電路的比較負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）相同條件下電路消耗的總功率限流接法EULEILEIL分壓接法0ULE0ILE（ILIap）比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小1. 從調(diào)節(jié)范圍比較分壓電路優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)范圍寬，其次是它的電流、電壓都包含了0值且與R0無(wú)關(guān)。2. 從方便調(diào)節(jié)的角度比較在限流電路中，通過(guò)RL的電流IL=，當(dāng)R0RL時(shí)IL主要取決于R0的變化，當(dāng)R0RL時(shí)，IL主要取決于RL，特別是當(dāng)R

22、0<<RL時(shí)，無(wú)論怎樣改變R0的大小，也不會(huì)使IL有較大變化。即R0越大，電流、電壓變化范圍越大; R0越小，電流、電壓變化范圍越小.在分壓電路中，并聯(lián)電路總電阻比小的那個(gè)還小，當(dāng)R0>>RL時(shí)，R并RL，所以RL兩端電壓隨R0增大而增大，幾乎不受負(fù)載影響。當(dāng)RL比R0小或小很多時(shí)，R并R0，這時(shí)幾乎不受影響，不宜采用分壓電路。歸納為：大載分壓小限流3. 從兩電路連線和節(jié)能角度比較從兩電路連線方面看，限流電路簡(jiǎn)單，分壓電路復(fù)雜。從兩電路節(jié)能方面看，限流電路耗能小（EIL），分壓電路耗能大（E（ILIap）。三、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動(dòng)變阻器以何種接法

23、接入電路，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取。（1）下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路中的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法。當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法。因?yàn)榘磮D方式連接時(shí)，因RL>>R0Rap，所以RL與Rap的并聯(lián)值R并Rap，而整個(gè)電路的總阻值約為R0，那么RL兩端電壓UL=IR并=·Rap，顯然ULRap，且Rap越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越

24、平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作。若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí)，只能采用分壓接法。（2）下列情況可選用限流式接法測(cè)量時(shí)電路中的電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法。電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法。沒(méi)有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素而采用限流式接法。例題1 用伏安法測(cè)量定值電阻的阻值，備用器材如下：待測(cè)電阻Rx（阻值約為25k）電流表 A1 （量程 100A，內(nèi)阻約為 2k）電流表 A2 （量程

25、500A，內(nèi)阻約為 300）電壓表 V1 （量程 10V，內(nèi)阻約為 100 k）電壓表 V2 （量程 50V，內(nèi)阻約為 500 k）電 源 E （電動(dòng)勢(shì) 15V，允許通過(guò)的最大電流為1A）滑動(dòng)變阻器R （最大阻值為1k）電鍵S，導(dǎo)線若干為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測(cè)多組數(shù)據(jù)。（1）電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_。（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。思路分析：（1）器材選擇（測(cè)量電路）從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮，兩電表及電表與電源間的配置要合理。注意到電源電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)小于電壓表V2的量程，而跟電壓表V1的量程較接近，若選用電壓表V2來(lái)測(cè)量電壓，其最大偏轉(zhuǎn)量達(dá)不到量程的1/3，讀數(shù)時(shí)偶然誤差太大，所以選用V1

26、較恰當(dāng)；而此時(shí)通過(guò)電流表的最大電流Im，因此，電流表A2與V1配置較好。又因?yàn)?，所以測(cè)量電路應(yīng)選內(nèi)接法。（2）電路選擇（控制電路）電路選擇主要從滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)的角度考慮。若采用限流電路控制，注意到測(cè)量部分的總電阻約為25k，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻（1 k），要保證電壓表安全，變阻器分得的電壓至少為5V，阻值應(yīng)調(diào)到12.5 k，顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以，只能采用分壓電路控制，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。答案：（1）A2 V1 （2）圖見(jiàn)思路分析例題2 某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5 的電阻Rx的阻值。（1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器（0

27、50 ，額定電流2 A）、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A. 電流表（03 A，內(nèi)阻約0.025 ）B. 電流表（00.6 A，內(nèi)阻約0.125 ）C. 電壓表（03 V，內(nèi)阻約3 k）D. 電壓表（015 V，內(nèi)阻約15 k）為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用_，電壓表應(yīng)選用_（選填器材前的字母）；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用下圖中的_（選填“甲”或“乙”）。（2）下圖是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)在（1）題中所選的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線。（3）接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖所示，可得該

28、電阻的測(cè)量值Rx_（保留兩位有效數(shù)字）。（4）若在（1）題中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是_；若在（1）題中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是_。（選填選項(xiàng)前的字母）A. 電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值B. 電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值C. 電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值D. 電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值（5）在不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測(cè)電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是_。思路分析：（1）為了減小誤差，應(yīng)使電表讀數(shù)為量程的，電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，故電壓表選C. 估算通過(guò)Rx的最大電流約為I

29、mA0.8A，所以電流表應(yīng)選B。因?yàn)?，所以電流表?yīng)外接，即應(yīng)采用甲電路，測(cè)量誤差較小。 （2）如圖所示：（3）電流表、電壓表的讀數(shù)分別為I0.50 A，U2.60 V，所以Rx5.2 . （4）甲電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表的分流作用，選項(xiàng)B正確。乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表的分壓作用，故選項(xiàng)D正確。（5）Rx兩端的電壓U，其中R為滑動(dòng)變阻器總阻值，L為滑動(dòng)變阻器兩端總長(zhǎng)度，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知選項(xiàng)A正確。 答案：（1）BC甲（2）見(jiàn)思路分析圖（3）5.2（4）BD （5）A【方法提煉】滑動(dòng)變阻器分壓式的實(shí)物連線技巧 1. 先連主電路：電源開(kāi)關(guān)滑動(dòng)變阻器的電阻絲的兩端。 2. 連接測(cè)量電

30、路：用電器電流表電壓表（注意內(nèi)外接）。 3. 對(duì)接：測(cè)量電路的兩端與滑動(dòng)變阻器的滑桿和電阻絲的一端對(duì)接。 4. 滑片的位置應(yīng)保證閉合開(kāi)關(guān)前測(cè)量電路電壓為零。滿分訓(xùn)練：請(qǐng)把下列實(shí)物連接成分壓外接（電壓表3V、電流表0.6A）思路分析：根據(jù)要求，連接電路圖。答案：如圖所示：（答題時(shí)間：30分鐘）1. 某學(xué)習(xí)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究電器元件Z的伏安特性曲線。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中測(cè)得電器元件Z兩端的電壓與通過(guò)它的電流的數(shù)據(jù)如下表：U/V0.000.200.501.001.502.002.503.00I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215現(xiàn)備有下列器材：A. 內(nèi)阻不計(jì)的

31、6V電源；B. 量程為03A的內(nèi)阻可忽略的電流表；C. 量程為00.3 A的內(nèi)阻可忽略的電流表；D. 量程為03V的內(nèi)阻很大的電壓表；E. 阻值為010，額定電流為3A的滑動(dòng)變阻器；F. 電鍵和導(dǎo)線若干。（1）在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選 （填器材前面的字母）；（2）請(qǐng)你從下面的實(shí)驗(yàn)電路圖中選出最合理的一個(gè)（ ）（3）利用表格中數(shù)據(jù)繪出的電器元件Z的伏安特性曲線，如圖所示，分析曲線可知該電器元件Z的電阻隨U變大而 （填 “變大”、“變小”或“不變”）；（4）若把電器元件Z接入如圖所示的電路中時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.150A，已知A、B兩端電壓恒為2V，則定值電阻R0 阻值為_(kāi)。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

32、2. 為了測(cè)量某根金屬絲的電阻率，根據(jù)電阻定律需要測(cè)量長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬絲的直徑d、電阻R。某同學(xué)通過(guò)如下幾步進(jìn)行測(cè)量：（1）測(cè)量直徑：該同學(xué)把金屬絲放于螺旋測(cè)微器兩測(cè)量桿間，測(cè)量結(jié)果如圖，由圖可知，該金屬絲的直徑d= 。（2）歐姆表粗測(cè)電阻：他先選擇歐姆“×10”擋，測(cè)量結(jié)果如圖所示，為了使讀數(shù)更精確些，還需進(jìn)行的步驟是 。A. 換為“×1”擋，重新測(cè)量 B. 換為“×100”擋，重新測(cè)量C. 換為“×1”擋，先歐姆調(diào)零再測(cè)量 D. 換為“×100”擋，先歐姆調(diào)零再測(cè)量（3）伏安法測(cè)電阻：實(shí)驗(yàn)室提供的滑動(dòng)變阻器阻值為020，電流表00.6A（內(nèi)阻約

33、0.5），電壓表03V（內(nèi)阻約5k），為了使測(cè)量電阻時(shí)誤差較小，且電路便于調(diào)節(jié)，下列備選電路中，應(yīng)該選擇 。3. 兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖（a）所示的電路測(cè)量定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條UI直線?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）根據(jù)甲乙兩同學(xué)描繪的直線，可知正確的是 。A. 甲同學(xué)是根據(jù)電壓表 V1和電流表A的數(shù)據(jù)描繪的B. 甲同學(xué)是根據(jù)電壓表 V2和電流表A的數(shù)據(jù)描繪的C. 乙同學(xué)是根據(jù)電壓表 V1和電流表A的數(shù)據(jù)描繪的

34、D. 乙同學(xué)是根據(jù)電壓表 V2和電流表A的數(shù)據(jù)描繪的（2）根據(jù)圖（b），求出定值電阻R0 ，電源內(nèi)電阻的阻值r 。4. 有一燈泡上標(biāo)有“6V 0.1A”字樣，現(xiàn)要測(cè)量該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用：A. 電壓表（03V，內(nèi)阻1.5k） B. 電壓表（06V，內(nèi)阻3.0k）C. 電流表（00.3A，內(nèi)阻2.0） D. 電流表（06A，內(nèi)阻1.5）E. 滑動(dòng)變阻器（30，2A） F. 滑動(dòng)變阻器（100，0.5A）G. 學(xué)生電源（直流9V）及開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等（1）實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 。（2）要求電壓從0開(kāi)始測(cè)量并減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選甲、乙、丙、丁中的哪一個(gè)電路

35、圖 。測(cè)出的電阻值比真實(shí)值偏 （選填“大”或“小”），原因是 。5. 某研究小組欲測(cè)一新材料制成的均勻圓柱體的電阻率，步驟如下：（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度，如圖所示，由圖可知其長(zhǎng)度為 mm；（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如右上圖所示，由圖可知其直徑為 mm；（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值約為 。（4）用伏安法測(cè)量該圓柱體在不同長(zhǎng)度時(shí)的電阻，除被測(cè)圓柱體外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：電流表A1（量程04 mA，內(nèi)阻約50 ）電流表A2（量程010 mA，內(nèi)阻約30 ）電壓表V1（量程03 V，內(nèi)阻約10

36、 k）電壓表V2（量程015 V，內(nèi)阻約25 k）直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻不計(jì)）滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍015，允許通過(guò)的最大電流2.0 A）滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍02k，允許通過(guò)的最大電流0.5 A）開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的虛線框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。6. 一個(gè)未知電阻Rx，阻值大約為1020k，為了較為準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻值，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電壓表V1（量程3V、內(nèi)阻約為3k）電壓表V2（量程15V、內(nèi)阻約為15k）電流表A1（量程200A、內(nèi)阻約為100）電流表A2（量程0.6A、內(nèi)阻約為1）電源E（電動(dòng)勢(shì)為3

37、V）滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為200）開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）在實(shí)驗(yàn)中電壓表選 ，電流表選 。（選填V1、V2，A1、A2）（2）為了盡可能減小誤差，請(qǐng)你在虛線框中畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的電路圖。7. 現(xiàn)要測(cè)量某小量程電流表的內(nèi)阻，其內(nèi)阻值在58之間，可選用的器材如下：A. 待測(cè)電流表A（量程10 mA）； B. 電壓表V1（量程0.3 V，內(nèi)阻約500 ）；C. 電壓表V2（量程3 V，內(nèi)阻約3 k）； D. 滑動(dòng)變阻器R1（最大電阻10 ）；E. 滑動(dòng)變阻器R2（最大電阻500 ）； F. 定值電阻R3（阻值10 ）；G. 電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V）； H. 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量結(jié)果盡可能精確且電流表、

38、電壓表的示數(shù)能從零開(kāi)始調(diào)節(jié)。（1）器材應(yīng)選用_（填器材序號(hào)字母）；（2）在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明符號(hào)；（3）電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為RA_，式中各符號(hào)的物理意義為_(kāi)。1. （1）C （2）D （3）變大 （4）6.7（6.76.9之間均可）解析：（1）從表格數(shù)據(jù)可以看出最大電流只有0.215A，所以電流表量程應(yīng)該用0.3A，故選項(xiàng)C正確；（2）由于表格中數(shù)據(jù)都從0開(kāi)始調(diào)起，故該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，且電流表應(yīng)該與待測(cè)元件串聯(lián)，故選項(xiàng)D正確；（3）從圖象可以看出伏安特性曲線的斜率逐漸減小，則據(jù)可知電阻在增加；（4）由（3）中圖象可知，當(dāng)電流為0.15A時(shí)，電壓為1V，則電阻R0上的電壓為1V，可以計(jì)算出該電阻阻值為6.7。2. （1）2.545mm（2.543mm2.547mm都正確）；（2）D；（3）D解析：（1）金屬絲的直徑d=2.5mm+0.01mm×4.5=2.545mm。（2）先選擇歐姆“×10”擋時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角過(guò)小，故倍率擋選擇過(guò)小，因?yàn)榇穗娮柙?000左右，故應(yīng)換為“×100”擋，先歐姆調(diào)零再測(cè)量，選項(xiàng)D正確；（3）滑動(dòng)變阻器阻值為020，待測(cè)電阻為