電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題

高考物理系列講座

----電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題一、電學(xué)測量儀表及讀數(shù)法則G_+示教表0-3v-15v0-0.6A-3A電壓表電流表例：按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值

接0~3A量程(0.1×8+0.1×9/10)A=0.89A誤差值1.最小分度是1（包括0.1、0.01等）的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位（即估讀到最小分度下一位），下一位按1/10估讀。若無估讀，則在最小分度的下一位補(bǔ)“0”。安培表0～3A檔、電壓表0～3V檔等。讀數(shù)規(guī)則：0123V讀數(shù)：2.40V3例：按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值接0~15V量程時(shí)讀數(shù)為________V.精度(即最小分度值）為0.5V，在十分位上。2.最小分度是5（包括0.5、0.05等），測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位按1/5估讀，即按五分之幾格估讀。(10+0.5×1+0.5×3/5)V最小分度值誤差值10.84例：按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值接0~0.6A量程時(shí)讀數(shù)為________A.0.18精度(即最小分度值）為0.02A，在百分位上。3.最小分度是2（包括0.2、0.02等），測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位按1/2估讀，即不足半小格舍去，超過半小格按半格估讀，接近滿格按滿格估讀。(0.02×8+0.02×1)V最小分度值誤差值500.20.40.6A051015V讀數(shù)：10.5V練一練讀數(shù)：0.37A電阻箱：是一種可以調(diào)節(jié)電阻的并且能夠顯示出電阻阻值大小的變阻器。讀數(shù)方法是：各旋扭對應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，它們之和就是電阻箱接入電路的阻值。使用電阻箱時(shí)要注意通過電阻的電流不能超過允許的最大數(shù)值。6、電阻箱7電阻箱讀數(shù):8×10000+4×1000+5×100+8×10+0×1+2×0.1=84580.2Ω

練一練8一、電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)原則：⑴正確性：⑵安全性：⑶方便性：2．電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：1.電壓表上的電壓均不超過使用量程務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)一般要大于滿偏度的1/3。2.大阻值的變阻器，如果是滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。3.儀器選擇順序：先電源----電壓表—電流表---變阻器3、測量電路的選擇——內(nèi)外接選擇

分類外接法內(nèi)接法電路圖測量值與真實(shí)值誤差原因選擇條件RVRARXAVRVRARXAV＜＞伏特表的分流作用安培表的分壓作用測小電阻Rx＜Rv測大電阻Rx＞＞RA①已知Rx、RA、Rv范圍外內(nèi)Rx/RA＜Rv/Rx：

接法Rx/RA＞Rv/Rx：

接法②未知RA、Rv、ＲＡ:試觸法RVRARXAVabcA變化明顯:

接法V變化明顯:

接法內(nèi)外甲乙4、供電電路選擇----分壓、限流接法限流式接法分壓式接法選取接法的原則：①要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。②負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動變阻器總電阻R時(shí)，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。③采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。④負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào)，可用限流式接法。⑤兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖麟娐方Y(jié)構(gòu)簡單，總功率較小?；瑒幼冏杵鞯拇终{(diào)和微調(diào)作用：①在限流電路中，全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。②在分壓電路中，全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。零起必分壓滑小必分壓滑大可限流燒表必分壓RRXsEVA限流外接ab分壓外接RRXsEVAabsERRXVA分壓內(nèi)接abRRXsEVA限流內(nèi)接ab供電電路——滑動變阻器(分壓,限流)

二、關(guān)于電阻的測量方法1.歐姆表測量2.替代法3.伏安法4.比較法替代法測量電阻1、在右圖中，S接1，記下電流值I;S接2，調(diào)節(jié)R，使電流值仍為I，1RxRAS2則Rx=R2、在下圖中，調(diào)節(jié)P，甲圖中的電壓表的電壓為U;甲VRxP乙VRP保持P不動，換接電阻箱R,調(diào)節(jié)R使乙圖中的電壓表的電壓仍為U，則Rx=R比較法測量電阻1、比較電流在右圖中，S接1，記下電流值I1，S接2，記下電流值為I2，1RxRAS2I11RxRAS2I2（不計(jì)電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻）2、比較電壓甲VRxP乙VRPRx調(diào)節(jié)P，甲圖中的電壓表的電壓為U1、保持P不動，乙圖中的電壓表的電壓為U2，則伏安法測電壓表電阻電壓表是一個(gè)能夠顯示自身電壓的特殊電阻，因此，可以用一個(gè)安培表測量其電阻。VA讀出電壓表和電流表的示數(shù)U和I，則比較法測電壓表電阻甲圖中的電壓表的電壓U1;VRV甲乙乙圖中的電壓表的電壓U2,R為大電阻

(不計(jì)電源內(nèi)阻)例1.(2)用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(900—1000Ω).電源E

（有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V)電壓表Vl（量程為1.5V，內(nèi)阻rl=750Ω)電壓表V2

（量程為5V，內(nèi)阻r2=2500Ω)滑線變阻器R

（最大阻值約為100Ω）單刀單擲開關(guān)S

，導(dǎo)線若干．①

測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，請?jiān)诖痤}卡的虛線方框中畫出測量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖．（原理圖中的元件要用題目中相應(yīng)的字母標(biāo)注）

V2V1RxRSE②

若電壓表V1的示數(shù)用

U1表示，電壓表

V2的示數(shù)用U2表示，則由已知量和測得量表示

Rx的公式為

Rx=

▲.

V2V1RxRSE解：電壓表V1和Rx中的電流相等，即例2.

測量一塊量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：A．待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻未知）一塊

B．電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω

）一塊C．定值電阻（阻值5kΩ

，額定電流0.5A）一個(gè)

D．電池組（電動勢小于3V，內(nèi)阻不計(jì)）一個(gè)E．多用電表一塊

F．開關(guān)兩只

G．導(dǎo)線若干有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：(1)用多用電表進(jìn)行粗測：多用電表電阻檔有3種倍率，分別是×100Ω、×10Ω和×1Ω。該同學(xué)選擇×10Ω倍率，用正確的操作方法測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小。為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)重新選擇

倍率。重新選擇倍率后，刻度盤上的指針位置如圖所示，那么測量結(jié)果大約是

Ω?！?k

100503020151050Ω×100Ω3.0×103（2）為了更準(zhǔn)確的測出該電壓表內(nèi)阻的大小，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。你認(rèn)為其中較合理的是

（填“甲”或“乙”）電路。其理由是：

。（3）用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要直接測量的物理量

；用上述所測各量表示電壓表內(nèi)阻，其表達(dá)式應(yīng)為Rv＝

。AVK1甲VK2K1R乙乙因?yàn)榧讏D中流過電流表的電流太小,讀數(shù)誤差比較大K2閉合前后電壓表的讀數(shù)U1、U2電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式為例4．圖１中電源電動勢為E，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；電流表具有一定的內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻不是無限大，S為單刀雙擲開關(guān)，R為待測電阻。當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1,電流表讀數(shù)為I1；當(dāng)S向R一側(cè)閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為I2。（1）根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù)，可以得出待測電阻R＝______________。（2）根據(jù)圖1所給出的電路，在圖2的各器件實(shí)物圖之間畫出連接的導(dǎo)線。

VmASVmARE圖1VmAERS圖2圖1SVREmA解：當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時(shí)，當(dāng)S向R一側(cè)閉合時(shí)，連線如圖例5．為了測量一個(gè)阻值較大的未知電阻，某同學(xué)使用了干電池（1.5V），毫安表（1mA），電阻箱（0-9999），電鍵，導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖（a）所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電阻箱阻值置于最大，斷開K2，閉合K1，減小電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為I1＝1.00mA，記錄電流強(qiáng)度值；然后保持電阻箱阻值不變，斷開K1，閉合K2，此時(shí)電流表示數(shù)為I2＝0.80mA，記錄電流強(qiáng)度值。由此可得被測電阻的阻值為________。mA

K1K2Rx(a)－＋解：解得Rx=375

3753.伏安法測電阻

1、測金屬絲的電阻率（或是測膜厚等）2、測電源的電動勢和內(nèi)阻；

3、描繪小燈泡的伏安特性曲線。涉及的問題主要有：電路的連接（滑動變阻器的限流或分壓、外接或內(nèi)接）、電表量程的選擇十、測定金屬的電阻率外接、限流VR0RSA十一、描繪小燈泡的伏安特性曲線AVACBS外接分壓起始位置在C十三、測電源的電動勢E和內(nèi)電阻rVRSAErU/V0I/AE電源電動勢EU1I1限流式電路安培表內(nèi)接法RX＞＞RARXAV限流式電路安培表外接法

RX＜＜RVRXVAAV分壓式電路安培表內(nèi)接法RX＞＞RAAVRX分壓式電路安培表外接法RX＜＜RVVARX伏安法測電阻電路測電阻基本變式：（1）無電流表

①已知電阻與理想電壓表并聯(lián)替代電流表

②用已知內(nèi)阻的電壓表替代電流表

③無電流表時(shí)的替代法圖7V（2）無電壓表

①已知電阻與理想電流表串聯(lián)替代電壓表②無電壓表時(shí)的等效替代法③無電壓表時(shí)的半偏法（測表頭內(nèi)阻）【例6】

為了測定一電阻約20Ω，額定電流為0.5A的電阻器的電阻，現(xiàn)備有下列器材：(A)內(nèi)阻不計(jì)的6v電源；(B)量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.06Ω的電流表；(C)量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為3Ω的電流表；(D)量程為0～25V，內(nèi)阻約為5×104Ω的電壓表；(E)量程為0～5V，內(nèi)阻約為l04Ω的電壓表；(F)阻值為0～5Ω，額定電流為3A的滑動變阻器；(G)阻值為0～1500Ω，額定電流為0.5A的滑動變阻器；(H)電鍵和導(dǎo)線若干。（1）為了盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)選用的器材為

（2）將符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在圖方框內(nèi)。（3）本實(shí)驗(yàn)電阻得測量值與真實(shí)值相比偏

（填大或小或相等）（十）測定金屬的電阻率

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定金屬的電阻率外接、限流VR0RSA三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)解析實(shí)驗(yàn)原理:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率；練習(xí)使用螺旋測微器。根據(jù)電阻定律公式只要測量出金屬導(dǎo)線的長度l和它的直徑d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)器材:被測金屬導(dǎo)線，直流電源（4V）,電流表(0-0.6A)，電壓表（0-3V），滑動變阻器（50Ω）,電鍵，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，米尺。

實(shí)驗(yàn)步驟:1.用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測一次直徑,求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.2．按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路。AVRRxES3．用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度l,反復(fù)測量3次,求出其平均值。4．把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后,閉合電鍵S。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的值，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻R的平均值。5.將測得的R、l、d值,代入電阻率計(jì)算公式中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。6．拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。注意事項(xiàng):1．測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直。2．本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法。3．閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器電阻值調(diào)到最大。4．在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的值不宜過大（電流表用0~0.6A量程），通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。例.（3）測定金屬絲的電阻（阻值3～5Ω）時(shí)，給定的實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物如下圖所示，要求通過金屬絲的電流可以在0—0.6A之間變化。請?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中用實(shí)線代替導(dǎo)線連接成符合實(shí)驗(yàn)要求的電路圖。－0.63A－153V解:

實(shí)驗(yàn)電路圖如圖示,AV連線圖如圖示。RXVAAV

例、用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內(nèi)阻接近1Ω，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻為幾KΩ；電源的電動勢為6V，變阻器的阻值為0—20Ω。在閉合電鍵前，變阻器滑動觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-返回例．（11分）圖a為某一熱敏電阻（電路符號為,其電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I－U關(guān)系曲線圖．（1）為了通過測量得到圖a所示I－U關(guān)系的完整曲線，在圖b和圖c兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_________；簡要說明理由：

。(已知電源電動勢為9V,內(nèi)阻不計(jì),滑動變阻器的阻值為0－100Ω),（2）在圖d電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250Ω．由熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_______V；電阻R2的阻值為

Ω．（3）舉出一個(gè)應(yīng)用熱敏電阻的例子：___________________．

VA圖bVA圖cAR1R2熱敏電阻9V圖dRI/mAU/V1234567500圖a10203040b電壓可從0V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大解:⑵I1=9/250=0.036A=36mA

I2=70-36=34mA

由圖a得UR=5.3V

R2=(9-5.3)/0.034=108.8Ω

5.3108.8熱敏溫度計(jì)例．(10分)圖12中，甲圖為一段粗細(xì)均勻的新型導(dǎo)電材料棒，現(xiàn)測量該材料的電阻率.（1）首先用多用電表的歐姆檔（倍率為×10）粗測其電阻，指針位置如圖乙所示，其讀數(shù)R=

.（2）然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻：A.電流表:量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1ΩB.電壓表:量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩC.滑動變阻器：最大阻值為20Ω，額定電流1AD.低壓直流電源：電壓6V，內(nèi)阻忽略F.電鍵K，導(dǎo)線若干在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.L甲圖12乙∞3020100100300Ω200Ω（3）如果實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ=

（用測出的物理量的符號表示）解：(2)電阻較大，所以電流表采用內(nèi)接法?；瑒幼冏杵髯畲笞柚?0Ω，為了多測幾組數(shù)據(jù)，變阻器采用分壓器接法，電路圖如下圖示：VA（3）該材料的電阻率例．（12分）實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10-8Ωm。課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來測算螺線管使用的金屬絲長度。他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等。（1）他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個(gè)步驟：（請?zhí)顚懙冖诓讲僮鳎賹⒓t、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；②__________________________________________；③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖9（a）所示。

將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零第3頁AVRABPRxESAVRABPRxESRABPESAVRxRABPESAVRxCABD圖9（b）圖9

（a）（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖9（b）的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇_________電路來測量金屬絲電阻；D（3）他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖10所示，金屬絲的直徑為

mm；（4）根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長度約為_________m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）02520圖1030解:（3）金屬絲的直徑為d=0.260mm（4）多用電表測得的金屬絲電阻值R=4Ω

，0.26012m或13m（十一）描繪小燈泡的伏安特性曲線

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模好枥L小燈泡的伏安特性曲線外接分壓起始位置在CAVACBS06北京（2）某同學(xué)用如圖所示電路，測繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.①除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:電流表：A1（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）；A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω)；電壓表：V1(量程5V，內(nèi)阻約5kΩ)；V2（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）；滑動變阻器：R1（阻值范圍0-10Ω）；R2（阻值范圍0-2kΩ）；電源：E1（電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω）；E2（電動勢為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）。為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表

，電壓表

,滑動變阻器____，電源_____.(填器材的符號)①對器材的選用應(yīng)以安全、實(shí)用為原則。小燈泡的額定電壓和額定電流分別為3.8V和0.3A，故電壓表應(yīng)選V1，電流表A2；由于是分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選R1，便于調(diào)節(jié)，電源應(yīng)選E2。06北京②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象右圖所示.由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為

；當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí)，燈絲電阻為

,燈泡實(shí)際消耗的電功率為______W.

③根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_____．②U＝0時(shí)，小燈泡不工作,電阻為1.5Ω，當(dāng)U＝3.0V時(shí)，電阻為11.5Ω。此時(shí)燈泡消耗功率P＝U2/R＝0.78W。③由R－U圖線，隨U的增大，電阻的變化越來越小，而P＝U2/R，隨U的變化，功率P的變化將更加明顯，故選A。

06全國（1）現(xiàn)要測定一個(gè)額定電壓4V、額定功率為1.6W的小燈泡的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1～4V?，F(xiàn)有器材：直流電源E（電動勢4V、內(nèi)阻不計(jì)）電壓表V（量程4.5V，內(nèi)阻約為4×104Ω)電流表A1（量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω）電流表A2（量程為500mA，內(nèi)阻約為1Ω）滑動變阻器R（最大阻值約為30Ω）電鍵S，導(dǎo)線若干。AVERSAERSV甲乙A2甲圖

（1）小燈泡的額定電流I＝P/U＝0.4A，故電流表選用A2小燈泡的電阻R＝U2/P＝10Ω由于R＜＜RV，故應(yīng)先電流表外接法，即電路圖甲。

如果既要滿足要求，又要測量誤差小，應(yīng)該選用的電流表是＿

，下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是＿＿＿。

（十二）把電流表改裝成電壓表實(shí)驗(yàn)?zāi)康模弘妷罕黼娏鞅鞧_+示教表靈敏電流表表頭G小量程電流表實(shí)驗(yàn)原理：1．“半偏法”測電流表的內(nèi)阻電路圖12．電流表改裝為電壓表，（2010北京卷）21（1）甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì)G，改裝成量范圍是0~4V的直流電壓表。①她按圖1所示電路、用半偏法測定電流計(jì)G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1kΩ。為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用

，電阻器R1應(yīng)選用

，電阻器R2應(yīng)選用

（選填器材前的字母）A.電源（電動勢1.5V）B.電源（電動勢6V）C.電阻箱(0~999.9Ω)D.滑動變阻器(0~500Ω)E.電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng)）(0~5.1kΩ) F.電位器（0~51kΩ）②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：

,

,

,

,最后記錄R1的阻值并整理好器材。（請按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母）A.閉合S1B.閉合S2C.調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D.調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E.調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F.調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度③如果所得的R1的阻值為300.0Ω，則圖1中被測電流計(jì)G的內(nèi)阻rg的測量值為

Ω，該測量值

實(shí)際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）。④給電流計(jì)G

聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)阻值為

kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程4V的電壓表。①BCF②BCAE③300略小于④串19.7（2010北京卷）21（2）乙同學(xué)要將另一個(gè)電流計(jì)G改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0、一個(gè)電池組E、一個(gè)滑動變阻器R′和幾個(gè)待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻。①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表G直接與一個(gè)定值電阻R相連接，組成一個(gè)電壓表；然后用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0校準(zhǔn)。請你畫完圖2方框中的校準(zhǔn)電路圖。②實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻R選用17.0kΩ時(shí)，調(diào)整滑動變阻器R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是4.0V時(shí)，表G的指針恰好指到滿量程的五分之二；當(dāng)R選用7.0kΩ時(shí)，調(diào)整R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是2.0V，表G的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定，表G的內(nèi)阻rg是

k，滿偏電流Ig是

mA。若要將表G改裝為量程是15V的電壓表，應(yīng)配備一個(gè)

kΩ的電阻。

①如圖②3.00.5027.0十三、測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r實(shí)驗(yàn)電路：外接法（相對于電源r）U/V0I/AE電源電動勢EU1I1誤差原因：A表示數(shù)不是總電流——V表分流作用測量結(jié)果：E測＜E真、r測＜r真。測量值均偏小VRSAErvvAAU1=E-I1rU2=E-I2r

E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)

E=U1+U1r/R1

E=U2+U2r/R2測電動勢內(nèi)阻電路返回伏安法測電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中測量值和真實(shí)值的比較：VA安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路:UIE測UIAE真I實(shí)例．利用如圖a所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出1/I~R圖線如圖b所示，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，不計(jì)電流表內(nèi)阻，由此可以得到E=

V，r=

Ω.AErSR(a)01224R/Ω(b)31解：由閉合電路歐姆定律由圖象得k=0.5/V，截距b=0.5/A21例．現(xiàn)有一特殊的電池，其電動勢E約為9V，內(nèi)阻r在35～55Ω范圍，最大允許電流為50mA。為測定這個(gè)電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中電壓表的內(nèi)電阻很大，對電路的影響可以不計(jì)；R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω；R0是定值電阻。⑴實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0W

C．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用

，其作用是

。R0ErRSVC作為保護(hù)電阻⑵該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U，再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙的圖線。則根據(jù)該同學(xué)所作的圖線可知圖象的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的比值表示

。⑶根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為

V，內(nèi)電阻r為

Ω。06120.20.40.10.30.60.50.742810回路中電流⑶解:由閉合電路歐姆定律得化簡得可見圖線的截距為1/E∴E=10V

圖線的斜率為r/E=(0.65-0.1)/0.12=4.6∴r=46Ω

1046

例．小明的實(shí)驗(yàn)桌上有：A、待測電源一個(gè)(電動勢約3V,內(nèi)阻小于1Ω)B、直流電流表(量程0～0.6～3A，0.6A檔的內(nèi)阻約

0.22Ω,3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω)C、直流電壓表(量程0～3～15V,3V檔內(nèi)阻為15kΩ，

15V檔內(nèi)阻為25kΩ)D、滑動變阻器(阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A)E、滑動變阻器(阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A)F、開關(guān)G、導(dǎo)線若干H、小燈泡(電阻小于1Ω)。假如你是小明，請你完成：(1)利用給出的器材測電源的電動勢和內(nèi)阻有如圖(甲)、(乙)兩種電路，為了減小測量誤差，應(yīng)選擇圖

所示電路。甲AV乙AV乙(2)根據(jù)你選擇的電路將圖(丙)中實(shí)物連接好。(3)你選擇的滑動變阻器是

(填代號)，理由是

；(4)小明根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，作出U—I圖線如圖(丁)a線所示，實(shí)驗(yàn)所測電源的電動勢為E=

V，內(nèi)電阻為r=

Ω；01234512345I/AU/Vab丁丙D選擇D電流適中且移動滑片時(shí)電流表示數(shù)較明顯3.00.75(5)若要利用給出的器材通過實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線，請你在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路。要求實(shí)驗(yàn)測出的數(shù)據(jù)盡可能多；(6)將步驟(4)中得到的數(shù)據(jù)與步驟(5)得到的數(shù)據(jù)在同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖，得到如圖(丁)所示的圖線a、b，如果將此電源與小燈泡組成閉合回路，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為

W。戊(5)解：滑動變阻器分壓接法,電流表外接法；如圖示VAErS(6)解：a、b圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2.4A，1.2V)P=1.2×2.4=2.88W

2.88題目①設(shè)計(jì)測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)，要求在圖中標(biāo)出電壓表、電流表的接線柱的正負(fù)。

②為了滿足本實(shí)驗(yàn)要求并保證實(shí)驗(yàn)的精確度，電壓表量程應(yīng)擴(kuò)大為原量程的

倍，電阻箱的阻值應(yīng)為

Ω。

例、利用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有的器材為：干電池：電動勢約為1.5V，符號電壓表：量程1V,內(nèi)阻998.3Ω,符號電流表：量程1A，符號滑動變阻器：最大阻值10Ω,符號電阻箱：最大阻值99999.9,Ω,符號單刀單擲開關(guān)1個(gè)，符號，導(dǎo)線若干AVErSAV2998.3例.(5分)用電流表和電壓表測電源的電動勢和內(nèi)電阻。

(1)在下面方框中完成所需電路。

(2)右圖所示是根據(jù)兩個(gè)電源的測量數(shù)據(jù)繪制的圖線.由圖可知：圖線與電壓U軸的交點(diǎn)表示

；電源Ⅰ的內(nèi)電阻

電源Ⅱ的內(nèi)電阻（填“大于、小于或等于”）。(3)圖中兩直線Ⅰ、Ⅱ的交點(diǎn)表示兩個(gè)電路中

相等OI/AU/VⅠⅡ解：

(1)電路圖如圖示：電源的電動勢小于（3）交點(diǎn)表示外電壓、電路中電流強(qiáng)度、外電路消耗電功率和外電路電阻相等

AV例．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室先后完成下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：①測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻；②描繪小燈泡的伏安特性曲線．(1)用①實(shí)驗(yàn)測量得到數(shù)據(jù)作出U-I圖線如圖中a線,實(shí)驗(yàn)測得干電池電動勢為

V，內(nèi)電阻為

Ω．00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab1.500.75(2)在描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,方便調(diào)節(jié),請?jiān)诮o定的四個(gè)電路圖和三個(gè)滑動變阻器中選取適當(dāng)?shù)碾娐坊蚱鞑?并將它們的編號填在橫線上.應(yīng)選取的電路是

,滑動變阻器應(yīng)選取

·E．總阻值15Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器F．總阻值200Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器G．總阻值1000Ω，最大允許電流1A的滑動變阻器SVARLErVARLErSABCDVAErSVAErSCE(3)將實(shí)驗(yàn)②中得到的數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)①中同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖，得到如圖所示的圖線b，如果將實(shí)驗(yàn)①中的電池與實(shí)驗(yàn)②中的小燈泡組成閉合回路，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為

，若將兩節(jié)與實(shí)驗(yàn)①中相同的干電池串聯(lián)后與該小燈泡組成閉合回路，則此時(shí)小燈泡的電壓為

，實(shí)際功率為

.00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab解：P1=0.60×1.20=0.72W0.72W畫出這時(shí)的U-I圖線如圖c示cb、c圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.4A，0.9V）P2=0.9×1.40=1.26W

0.9V

1.26W題目十四、多用電表的使用黑盒子測電阻二極管等調(diào)零螺絲選擇開關(guān)調(diào)零旋鈕表盤正負(fù)插孔G+待測電阻Rx

ErRgIgR0II電阻刻度不均勻紅黑表筆接法Rx=R0+Rg+r為中值電阻機(jī)械調(diào)零選檔測量整理OFF電阻調(diào)零歐姆表測電阻步驟1．機(jī)械調(diào)零．檢查多用電表的指針是否停在表盤零刻度線，若不指零，可用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處．2．選擇合適擋：由于歐姆表的中值電阻是幾十歐姆，而用歐姆檔測電阻時(shí)指針指到中央附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確，因此所選倍率比待測電阻的估計(jì)值小一個(gè)數(shù)量級．3．歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕使指針指在歐姆表零刻度線位置，若“歐姆零點(diǎn)”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。4．測量讀數(shù)：將表筆搭接在待測電阻兩端，如果指針在中央附近，表針示數(shù)乘以倍率，即為待測電阻的阻值。如果指針靠近左右兩端，可根據(jù)“大量程大角度偏，小量程小角度偏”規(guī)