第05讲 电学实验专题1-高二物理上学期知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第05讲 电学实验专题1 适用学科 物理 适用年级 高二 适用区域 江苏 本讲时长 120分钟 知识点 及学习目标 测定金属的电阻率，电阻的测量，描绘小灯泡的伏安特性曲线 掌握实验原理和实验方法，了解实验中的误差来源，了解用不同方法测量的误差分析 一．测定金属的电阻率 1．实验原理：由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的 、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ. 2．数据处理 （1）在求Rx的平均值时可用两种方法 ①用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值． ②用U－I图线的斜率求出． （2）计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式：ρ＝Rx＝. 3．误差分析 （1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一． （2）采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值 真实值，使电阻率的测量值 ． （3）金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差． （4）由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变 ，造成测量误差． 例1．某同学欲测量一卷粗细均匀、阻值约为100 Ω的金属漆包线的长度，备选器材如下： A．量程为5 mA、内阻r1＝50 Ω的电流表A1 B．量程为0.6 A、内阻r2＝0.2 Ω的电流表A2 C．量程为6 V、内阻r3约为15 kΩ的电压表V D．最大阻值为15 Ω、最大允许电流为2 A的滑动变阻器 E．定值电阻R1＝5 Ω F．电动势E＝6 V、内阻很小的直流电源 G．开关一个、导线若干 H．螺旋测微器 （1）已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为ρ，若金属丝的电阻用R表示，直径用d表示，则这一卷漆包线的长度l＝ . （2）该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则螺旋测微器的示数d＝ mm. （3）为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻，电流表应选用 （选填“A”或“B”），请在图乙方框中画出实验原理电路图． （4）若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该漆包线的长度与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）． （变式训练1-1）图甲是用来测量某电阻丝材料的电阻率的电路图．实验中把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上，移动滑片改变接触点P的位置，可改变接入电路中电阻丝的长度．实验可供选择的器材还有： 器材编号 器材名称 规格与参数 A 电池E 电动势3.0 V，内阻未知 B 电流表A1 量程0～100 mA，内阻约为5 Ω C 电流表A2 量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω D 电阻箱R 0～999.9 Ω E 开关、导线 若干 实验操作如下： a．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d； b．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路； c．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大； d．接触点P在电阻丝上某位置时，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关．记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l. e．改变接触点P的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l. f．断开开关，整理好器材，进行实验数据分析． （1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，d＝ mm； （2）实验中电流表应选择 （选填供选器材前的编号）； （3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度l的数据，绘出了如图丙所示的R－l关系图线，图线在R轴的截距为R0，在l轴的截距为l0，那么电阻丝的电阻率表达式ρ＝ （用R0、l0、d表示）； （4）本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果 （选填“有”或“无）影响，这是因为 ． （变式训练1-2）小华利用图甲电路测量某种导电液体的电阻率，玻璃管的横截面积S＝2×10－3 m2，通过K可以控制管内导电液体的长度，管两端接有导电活塞（电阻不计），右活塞固定，左活塞可在管内自由移动，两活塞均与玻璃管密封良好．实验器材如下：电源（电动势为12 V，内阻不计），两只相同的电压表V1、V2（量程为3 V，内阻足够大），电阻R1＝400 Ω，电阻R2＝1 500 Ω，电阻箱R（0～9 999.9 Ω），单刀双掷开关S，刻度尺． （1）小华的主要实验步骤如下： ①向玻璃管内注入导电液体，用刻度尺测量液柱长度如图乙所示，其长度L＝ cm； ②连接好电路，把S拨到位置“1”，电压表V1的示数如图丙所示，示数为U1＝ V； ③将S拨到位置“2”，调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1，此时电阻箱的阻值R＝300 Ω； ④求得管内液柱的电阻Rx＝ Ω，导电液体的电阻率ρ＝ Ω·m（保留两位有效数字）． （2）请指出小华实验的不足之处 ． （3）在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则小华测得的电阻率ρ的值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）． （4）小清同学仍利用该装置进行实验，他通过K调节管内液柱长度，记录多组数据如表所示，绘制出R－关系图象后也可求出液体的电阻率ρ.请你在图中绘制出此图象． 物理量 次数　　　　 R/（×102 Ω） /m－1 1 0.6 1.0 2 1.2 2.0 3 1.8 3.0 4 2.4 4.0 5 3.0 5.0 二．电阻的测量——伏安法 1．电流表的内、外接法 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝<Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 适用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻 2．滑动变阻器两种接法的选择 （1）滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况： ①要求电压能从零开始变化； ②当待测电阻Rx≫R（滑动变阻器的最大阻值）时； ③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流． （2）滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流式接法结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。 例2．为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材： A．小灯泡（额定电压6 V，额定电流600 mA） B．电流表A1（量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω） C．电流表A2（量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω） D．电压表V（量程0～6 V，内阻约为10 kΩ） E．滑动变阻器R1（0～10 Ω，2 A） F．滑动变阻器R2（0～100 Ω，1.5 A） G．直流电源E（约6 V） H．开关、导线若干 （1）实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 （以上均填器材代号）． （2）请用笔画线代替导线，将图电路连接完整． 拓展① “半偏法”测电表内阻 1．利用电流表半偏测的内阻 方法一　并联分流法 （1）实验步骤： ①R1调至阻值最大，闭合S1，调R1的阻值使示数达满偏值． ②保持R1阻值不变，闭合S2，调R2使示数达满偏值的一半，同时记录R2的值． ③Rg测＝R2. （2）误差分析： 闭合S2后，R2与Rg的并联值R并<Rg，所以I总>Ig，而此时的示数为Ig，所以IR2>Ig，所以R2<Rg，所以Rg测<Rg. 只有当R1≫Rg（R1≫R2）时，Rg测≈Rg. 说明：R1≫Rg、R1≫R2为选器材提供依据，即R1应选最大阻值大的滑动变阻器；在安全范围内电源应选电动势大的． 方法二　串联分压法 如图所示，测量电流表的内阻，操作步骤如下： ①将电阻箱R的电阻调到零； ②闭合S，调节R0，使表达到满偏I0； ③保持R0不变，调节R，使表示数为； ④由上可得Rg＝R. 2．利用电压表半偏测的内阻 方法一　如图所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下： ①闭合S，调节电阻箱阻值为R1时，测得表示数为U1； ②调节电阻箱阻值为R2时，测得表示数为； ③由上可得RV＝R2－2R1. 方法二　如图所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下： ①滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大； ②闭合S1、S2，调节R0，使表示数指到满偏刻度． ③断开S2，保持R0不变，调节R，使表指针指到满刻度的一半； ④由上可得RV＝R. 误差分析： 当S2断开后，电压表和R上分到的电压比S2闭合时大，故电压表示数为原来一半时，R上分到的电压比电压表上分的电压大，RRv，所以Rg测Rg，要减小误差，要使RRg 例3．有一只量程为3 V的电压表，内阻约为5～8 kΩ，某同学要精确地测量该电压表的内阻，设计的测量电路如图所示，其中R2为最大电阻9 999 Ω的电阻箱，R1为滑动变阻器，电源电动势为4.5 V，内阻很小．实验步骤如下： ①按电路图连接电路； ②闭合S2； ③将滑动变阻器滑片调至最左端； ④闭合S1； ⑤调节滑动变阻器，使电压表满偏； ⑥再打开S2，调节电阻箱，调至电压表半偏，记下电阻箱的读数，并认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻． （1）图中电阻箱的读数为 kΩ. （2）实验室中有两个滑动变阻器： a．最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A； b．最大阻值为10 kΩ，额定电流为20 mA. 为了能精确测量电压表内阻，实验中应选择 滑动变阻器（填变阻器前的字母代号）． （3）实验中S2从闭合到断开（断开S2之前，电阻箱置于9 999 Ω），断开后A、B两点的电压UAB 3 V（选填“>”“<”或“＝”）． （4）实验中由于电路设计所存在的实验误差（系统误差），导致测量值 真实值（选填“>”“<”或“＝”）． （变式训练3）某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻． A．待测电压表（量程3 V，内阻约几kΩ） B．电流表（量程0.6 A，内阻约0.1 Ω） C．电池组（电动势约3 V，内阻可忽略） D．滑动变阻器R0 E．变阻箱R（0～9 999 Ω） F．开关和导线若干 （1）图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是 ； A．R0阻值较小 B．电流表存在内阻 C．电压表无法准确读数 D．电流表无法准确读数 （2）同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值为R，电压表的示数为U，为了能根据图象求得电压表的内阻，应该作 图线（选填“－R”“U－R”或“U－”）； （3）请根据你选择的坐标轴和下表的数据，在图丙中标上合适的标度作出相应图线； R/kΩ 0.6 1.5 2 3 4 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 /kΩ－1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 /V－1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.77 0.88 （4）根据你所画出的图线，求出电源的电动势E＝ V，电压表内阻RV＝ kΩ（结果均保留两位有效数字）． 拓展②替代法测电阻 实验原理如图： （1）S接1，调节R2，读出表示数为I； （2）S接2，R2不变，调节电阻箱R1，使表示数仍为I； （3）由以上可得Rx＝R1. 该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化． 例4．小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大，实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度． 实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，…. （1）有以下两种电流表，实验电路中应选用 ． A．量程0～100 mA，内阻约2 Ω B．量程0～0.6 A，内阻可忽略 （2）实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是 ． ①将旋钮a由“0”旋转至“1” ②将旋钮b由“9”旋转至“0” ③将旋钮c由“9”旋转至“0” （3）实验记录的t和R的数据见下表 温度t（℃） 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R（Ω） 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 请根据表中数据，在如图所示方格纸上作出R－t图线． 由图线求得R随t的变化关系为R＝ Ω. 三．描绘小灯泡的伏安特性曲线 1．实验原理：测多组小灯泡的U、I的值，并绘出I－U图象； 2．电路的连接方式 ①电流表应采用 接法：因为小灯泡（3.8 V,0.3 A）的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大． ②滑动变阻器应采用 接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化． 3．误差分析 （1）由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值 于真实值． （2）测量时读数带来误差． （3）在坐标纸上描点、作图带来误差. 例5．为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材： A．小灯泡（额定电压3 V，额定电流600 mA） B．电流表A1（量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω） C．电流表A2（量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω） D．电压表V（量程0～3 V，内阻约为10 kΩ） E．滑动变阻器R1（0～10 Ω，2 A） F．滑动变阻器R2（0～500 Ω，1 A） G．直流电源E（约3 V） H．开关、导线若干 （1）实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 （以上均填器材代号）． （2）请根据所选器材补充完整图甲实验原理图，并标明所选器材代号． （3）正确实验，测量出多组数据，以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点如图乙所示，请在图中作出小灯泡的伏安特性曲线． （4）上述实验过程中，小虎同学不慎将所选滑动变阻器损坏，便选用另一滑动变阻器，重新连成完整电路，闭合开关，从最左端向最右端缓慢匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，观察到电流表和电压表的示数变化情况是 . （变式训练5-1）在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，提供下列器材： A．小灯泡（3 V　0.6 W）； B．电压表（0～3 V，内阻约3 kΩ）； C．电压表（0～15 V，内阻约15 kΩ）； D．电流表（0～250 mA，内阻约1 Ω）； E．电流表（0～0.6 A，内阻约0.4 Ω）； F．滑动变阻器（10 Ω　2 A）； G．滑动变阻器（1 kΩ　0.5 A）； H．电源（电动势6 V）； I．开关、导线若干． （1）实验时电压表应选用 ，电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ．（用字母序号表示） （2）请用笔画线代替导线，将如图甲所示实物电路图连接完整． （3）实验中记录多组电压表示数U和电流表示数I，如下表所示．请在图乙中画出I－U图象. 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 （4）如果将这个小灯泡接到电动势为3 V、内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是 W．（结果保留两位有效数字） （变式训练5-2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，甲、乙、丙三位学生用导线按如图甲所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后： （1）甲学生发现电压表示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，这是由于导线 断路； （2）乙学生发现电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，这是由于导线 断路； （3）丙学生发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，这是由于导线 断路； （4）电路检查完备后，用正确的电路测得小灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，如图乙所示．现将它与19 Ω的定值电阻R 串联，接在电动势为8 V、内阻为1 Ω的电源上，则小灯泡的实际功率是 W. 1．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中： （1）小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数值依次是 mm、 A、 V. （2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E＝4.5 V，内阻较小．则A、B两电路图中， （选填字母代号）电路为本次实验应当采用的较好电路，但用此电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏 （选填“大”或“小”）． （3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0 Ω，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的 （选填字母代号）电路．使用该电路实验时，电流表示数为I，电压表示数为U，则金属丝电阻Rx＝ （ 用题中字母代号表示）． 2．甲、乙两位同学要测量一未知电阻Rx的阻值（阻值约1 kΩ），实验室提供的器材如下： A．待测电阻Rx B．电源E：电动势约为3 V C．电流表A1：量程为5 mA，内阻r1不超过10 Ω D．电流表A2：量程为1 mA，内阻r2为50 Ω E．滑动变阻器R：最大阻值为50 Ω F．电阻箱R′：阻值0～9 999.9 Ω G．开关、导线若干 （1）由于没有电压表，甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3 V的电压表，则电流表A2应与电阻箱 （填“串联”或“并联”），电阻箱的阻值应为 Ω. 用表示A2改装后的电压表，在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是 ． （2）如图，为测量电阻Rx，乙同学设计了如下电路，实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定，无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小．他的操作步骤如下： A．将滑动变阻器的滑片P放在最左端，闭合开关S； B．将电阻箱的阻值调节到零，调节滑动变阻器，使电流表A2的指针达到满偏； C．保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱，使电流表的指针达到半偏； D．读出电阻箱的示数，记为R0； E．断开开关，整理器材． 请你根据已知量与测量量，写出待测电阻Rx的表达式 ．该测量值与真实值相比 （填“偏大”或“偏小”）． 3．小张和小明测绘标有“3.8 V　0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有： A．电源E（4 V，内阻约0.4 Ω） B．电压表V（2 V，内阻为2 kΩ） C．电流表A（0.6 A，内阻约0.3 Ω） D．滑动变阻器R（0～10 Ω） E．三个定值电阻（R1 ＝1 kΩ，R2＝2 kΩ，R3＝5 kΩ） F．开关及导线若干 （1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用 （选填“R1”“R2”或“R3”）与电压表 （选填 “串联”或“并联”），完成改装． （2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图7所示（图中电压表已经过改装）．闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：① ；② . （3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零．由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 （选填“短路”或“断路”）． 第05讲 电学实验专题1 适用学科 物理 适用年级 高二 完成情况 完成评分 1．在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的关系. 编号 A B C D E F G 材料 镍铬合金 康铜丝 锰铜丝 长度/m 1.0 0.5 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0 横截面积/mm2 1.0 1.0 0.5 1.0 2.0 1.0 1.0 （1）为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中 （填写编号）进行实验． （2）实验小组设计了如图甲、乙所示的电路，其中R1和R2为两段电阻丝，为能直观反映两电阻大小关系，应选择 （选填“甲”或“乙”）电路进行实验． （3）实验小组采用图所示装置测量电阻丝的电阻率，通过改变鳄鱼嘴夹子在电阻丝上的位置，改变接入电路中的电阻丝长度，测出接入电路电阻丝的长度L和对应的电流表读数I. ①请用笔画线代替导线在图中将实物电路连接完整． ②实验中测出多组I和L的数据，作出－L图线，测得图线斜率为k，已知电源电动势为E，电阻丝横截面积为S，则电阻丝电阻率ρ＝ . ③关于实验操作过程和误差分析，下列说法中正确的有 ． A．开关闭合前，应将图中滑动变阻器滑动触头移到最左端 B．闭合开关，电流表指针不偏转，在不断开电路情况下，用多用电表电压挡检查电路 C．实验误差原因之一是测量电阻丝接入电路的长度有误差 D．实验误差的主要来源是电流表内阻和电源内阻 2．实验室提供以下器材测量电流计G的内阻： A．待测电流计G（0～10 mA，内阻约300 Ω） B．电压表V（0～15 V，内阻约3 kΩ） C．电流表A（0～15 mA，内阻约100 Ω） D．定值电阻R1（300 Ω） E．定值电阻R2（10 Ω） F．滑动变阻器R3（0～1 000 Ω） G．滑动变阻器R4（0～15 Ω） H．干电池（4.5 V，内阻不计） I．开关S及导线若干． 某同学设计了如图甲、乙所示两个测量电路， （1）用图甲电路测量时误差较大，原因是 ； （2）用图乙电路进行实验时，滑动变阻器应选用 ，定值电阻应选用 （选填器材前的字母）； （3）请用笔画线代替导线，将图丙的电路正确连接． （4）按电路图乙连接实验，记录待测电流计G的读数I、电路中另一个电表的读数x；移动滑动变阻器的滑片，获得多组I、x的值．以I为纵坐标，x为横坐标，作出如图丁所示的图线，若图线的斜率为k，则待测电流计G内阻为 ．该实验测得电流计G的内阻测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）． 3．有一个小灯泡上标有“4 V　2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U－I图线．有下列器材供选用： A．电压表（0～5 V，内阻10 kΩ） B．电压表（0～10 V，内阻20 kΩ） C．电流表（0～0.3 A，内阻1 Ω） D．电流表（0～0.6 A，内阻0.4 Ω） E．滑动变阻器（5 Ω，1 A） F．滑动变阻器（500 Ω，0.2 A） （1）实验中电压表应选用 ，电流表应选用 （用序号字母表示）． （2）为使实验误差尽量小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用 （用字母序号表示），实验中滑动变阻器应采用 接法（填“分压”或“限流”）． （3）请在虚线框内画出满足实验要求的电路图，并把由图所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图． 答案 第05讲 适用区域 江苏 适用年级 高二 例1　【答案】(1)　(2)0.600　(3)A　见解析图　(4)偏大 解析　(1)根据电阻定律R＝，可得漆包线的长度l＝. (2)螺旋测微器的示数为0.600 mm； (3)金属丝中的最大电流I＝＝0.06 A，电流表A2的量程0.6 A太大，测量的误差较大，故应选电流表A1，因A1的量程小于0.06 A，故电路中应对电流表A1改装，使其量程变大，实验原理电路图如图所示； (4)若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，则测量的直径偏大，由l＝知，长度也偏大． 〔变式训练1-1〕【答案】(1)0.730　(2)B　(3)　(4)无　 根据欧姆定律解得R＝－l＋－(r＋RA)(其中RA为电流表内阻，即电流表内阻可视为电源内阻)，可见电流表内阻对图象的斜率没有影响，即电流表内阻对电阻率的测量结果无影响 〔变式训练1-2〕【答案】 (1)①19.97(19.95～19.99之间均可)　②2.00　④2 000　20　(2)未多次测量取平均值　(3)不变(4)如图所示 例2 【答案】 (1)A1　R1　(2)电路图如图所示 例3　【答案】(1)7.5　(2)a　(3)>　(4)> 解析　(4)电阻箱的接入使电压表与电阻箱的分压大于原来电压表的分压，则电阻箱的分压大于电压表的分压，其阻值要大于电压表的内阻． 〔变式训练3〕【答案】(1)D　(2)－R　(3)如图所示 (4)3.1(2.9～3.3)　2.9(2.5～3.3) 例4 【答案】　(1)A　(2)①②③(或①③②)　(3)见解析图 0.04t＋8.8(0.04t＋8.7～0.04t＋8.9都算对) 解析　(1)电路中电源电动势为1.5 V，金属电阻的阻值约为10 Ω，滑动变阻器最大阻值为 10 Ω，电流在0.075～0.15 A范围内，则电流一般在0.1 A以内调整，为使电流读数更准确，应选用量程0～100 mA的电流表． (2)调节电阻箱时按照先调大再调小的原则，旋转各旋钮的正确操作顺序是①②③(或①③②)． (3)R－t图象如图所示 由R－t图象知，R＝0.04t＋8.8 (Ω)． 例5　【答案】(1)A1　R1　(2)、(3)见解析图　(4)开始示数一直较小，几乎不变，滑片接近最右端时，示数突然变大 解析　(1)灯泡的额定电流为600 mA，因此电流表应选择0.6 A量程的A1；本实验采用滑动变阻器分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1； (2)根据原理可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，同时灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，实验原理图如图甲所示； (3)小灯泡的伏安特性曲线如图乙； (4)因另一滑动变阻器R2的阻值为500 Ω较大，比小灯泡电阻大的多，则在滑动变阻器滑片开始滑动的阶段，滑动变阻器与小灯泡并联后的阻值一直很小，所以电压表和电流表的读数会一直很小，当滑动变阻器滑片接近最右端时，小灯泡两端的电压会突然接近电源电压，则此时电压表和电流表的读数会突然增大． 〔变式训练5-1〕【答案】(1)B　D　F　(2)如图所示 (3)如图所示 (4)0.38(0.37～0.39) 〔变式训练5-2〕【答案】(1)d　(2)h　(3)g　(4)0.6 解析　(1)电压表示数为2 V，说明连接电压表的导线正常，电流表示数为零且灯泡不亮，说明电路断开，所以应为d导线断路； (2)电流表有示数且小灯泡亮，说明连接灯泡和电流表、电源的导线正常，电压表示数为零，说明电压表没有接入电路，所以应为h导线断路； (3)发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，说明滑动变阻器为限流式接入电路，g导线断路； (4)将电源和19 Ω的电阻视为一个新电源，根据E＝U＋Ir可知，U＝8－20r，将路端电压与电流关系图象画入I－U图象中，如图所示： 两线的交点横、纵坐标值即为灯泡工作时的电压与电流，由图象可知，U＝2 V，I＝0.3 A，所以灯泡的实际功率P＝UI＝0.6 W. 1．【答案】 (1)0.997　0.44　2.27　(2)A　小　(3)B　－RA 解析　(1)螺旋测微器固定部分读数为0.5 mm，可动部分可估读为49.7×0.01 mm＝0.497 mm，故读数为：0.5 mm＋0.497 mm＝0.997 mm；电流表量程为0.6 A，则最小分度为0.02 A，读数为0.44 A；电压表量程为3 V，最小分度为0.1 V，需估读一位，故读数为：2.27 V. (2)因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，金属丝电阻的内阻约为5 Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A电路；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小，故用此电路测量的金属丝电阻会比真实值偏小． (3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出金属丝电阻，故应选B电路；金属丝电阻及电流表总电阻：R＝，则金属丝电阻Rx＝R－RA＝－RA. 2. 【答案】 (1)串联　2 950　A　(2)R0－r2　偏大 3. 【答案】 (1)R2　串联　(2)电流表采用了内接法　滑动变阻器滑片放在了最右端　(3)8　断路 解析　(1)电压表的量程为2 V，内阻为2 kΩ，故选用阻值是2 kΩ的R2与电压表串联后可达到实验的要求；(2)因电压表的内阻远大于灯泡的内阻，故电流表应该外接；因采用分压电路，故闭合开关前滑动变阻器滑片应该在最左端；(3)移动滑片，电压表与电流表示数不能为零，说明滑动变阻器是限流接法，由题图所示电路图可知，可能是导线8发生断路造成的． 1.　【答案】(1)ABD　(2)甲　(3)①如图所示　②kES　③BC 2. 【答案】(1)甲图中电压表量程过大　(2)G　D　(3)电路如图所示 (4)300(－1)　相等 解析　(1)用题图甲电路测量时误差较大，原因是题图甲中电压表量程过大； (2)用题图乙电路进行实验时，滑动变阻器用分压接法，则应选用阻值较小的滑动变阻器，则选G；定值电阻应选用与待测电流表阻值相当的定值电阻，则选D； (3)电路连接如图： (4)由欧姆定律可知：IRG＝(x－I)R1，解得I＝x，则＝k，其中R1＝300 Ω，解得RG＝300(－1)；实验中电流表A的内阻对测量结果无影响，则测得电流计G的内阻测量值与真实值相等． 3. 【答案】 (1)A　D　(2)E　分压　(3)见解析图 解析　(1) 小灯泡上标有“4 V　2 W”，UL＝4 V，IL＝＝ A＝0.5 A．故电压表选用A，电流表选用D. (2)要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用E，实验中滑动变阻器应采用分压接法． (3)小灯泡电阻相对电压表电阻较小，采用电流表的外接法．电路图与实物连线如图所示． 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$