实验12 电流表内外接选择（3大核心考点+3大创新考法）-【实验攻略】2025年高考物理必考实验重难点突破

实验12 电流表内外接选择 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）电流表内接法 ① 电路结构 ②测量原理 ③适用条件 ④误差分析 2）电流表外接法 ①电路结构 ②测量原理 ③适用条件 ④误差分析 3）判断方法 ①直接比较法 ②临界值法 ③试触法 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）电路的选择 2）误差分析 3）双电流表 05 分层强化训练 1.综合实验情境下的应用：新高考倾向于在复杂的电学实验情境中考查电流表内外接的选择。例如在测量电源电动势和内阻的实验里，结合不同的电路设计以及实验目的，要求学生准确判断电流表应采用内接还是外接，并且分析不同接法对实验结果的影响，以此考查学生在综合实验场景中运用知识解决问题的能力。 2.与数据处理和误差分析紧密结合：不仅要求学生能正确选择电流表的接法，还需要根据所选接法进行数据处理，并深入分析由此产生的系统误差和偶然误差。比如，通过对实验数据的分析，判断由于电流表内外接导致的测量值与真实值之间的偏差情况，以及如何在后续实验中减小这种误差，体现对学生实验综合素养的考查。 一、电流表内接法 1. 电路结构 在电流表内接法的电路中，电流表与待测电阻\(R_x\)紧密串联，随后这一串联组合再与电压表进行并联。这种连接方式使得电流表处于电压表所测量电压的范围之内，其具体电路结构如图所示。 从图中能够清晰地看到电流的走向，电流从电源正极流出，先经过电流表，再通过待测电阻Rx，最后回到电源负极，而电压表则跨接在电流表与待测电阻的串联组合两端，用于测量它们两端的总电压。 2.测量原理 依据电压表和电流表的测量情况来分析测量原理。电压表测量的是待测电阻Rx与电流表A两端电压之和，用公式表示为U = Ux + UA，其中，Ux为待测电阻Rx两端的电压，UA为电流表A两端的电压。而电流表测量的是通过待测电阻Rx的电流I = Ix。 根据欧姆定律，在该电路中测量的电阻值。由于（RA为电流表内阻），将其代入上式可得。这就表明，通过这种测量方式得到的测量值R测比待测电阻的真实值Rx偏大了，偏大的部分恰好是电流表的内阻RA。 3. 适用条件 当待测电阻Rx远大于电流表内阻RA时，也就是满足的条件下，采用电流表内接法误差较小。 从相对误差的角度来看，相对误差。当时，这个比值会趋近于0，这意味着测量值与真实值之间的相对误差非常小，此时采用内接法能够较为准确地测量出待测电阻的阻值。 例如，若Rx = 1000Ω，RA = 0.1Ω，那么相对误差，这样小的误差在许多实验中是可以接受的。 4. 误差分析 由前面的测量原理可知，内接法测量值R测=Rx + RA，误差来源主要就是电流表的分压作用。因为电流表本身具有一定内阻RA，当电流通过电流表时，必然会在电流表两端产生电压降UA＝IxRA，而电压表测量的是Ux＋UA，并非单纯的Ux。 这种误差属于系统误差，只要采用内接法测量电阻，就必然存在由于电流表分压导致测量值偏大的情况。在实际实验过程中，若要减小这种误差，一方面要尽量选择内阻RA较小的电流表；另一方面，在待测电阻Rx的阻值满足的条件下，才能保证误差在可接受的范围内。 二、电流表外接法 1. 电路结构 在电流表外接法的电路中，电压表直接与待测电阻Rx并联，之后电流表与电压表和待测电阻的并联部分相串联。这意味着电流表处于电压表所测电压范围之外。电流从电源正极流出，先通过电流表，然后电流分为两路，一路经过电压表，另一路经过待测电阻Rx，两路电流汇合后回到电源负极。通过这样的连接方式，电压表能够准确测量待测电阻Rx两端的电压。其具体电路结构如图所示。 2. 测量原理 在此电路结构下，电压表测量的是待测电阻Rx两端的电压，即U＝Ux。而电流表测量的是通过待测电阻Rx与电压表V的总电流，用公式表示为I＝Ix ＋ IV，其中Ix是通过待测电阻Rx的电流，IV是通过电压表的电流。 依据欧姆定律，在该电路中测量的电阻值。由于（RV为电压表内阻），将其代入上式可得。由此可知，通过这种测量方式得到的测量值R测比待测电阻的真实值Rx偏小。 3. 适用条件 当待测电阻Rx远小于电压表内阻RV时，即满足的条件，采用电流表外接法误差较小。从相对误差角度分析，相对误差。当时，这个比值趋近于0，这表明测量值与真实值之间的相对误差极小，此时采用外接法能够较为精准地测量出待测电阻的阻值。 例如，若Rx＝10Ω，RV＝10000Ω，那么相对误差，这样小的误差在很多实验场景中是符合要求的。 4. 误差分析 由测量原理可知，外接法测量值，误差主要源于电压表的分流作用。因为电压表并非理想电表，其内阻RV并非无穷大，当电压表与待测电阻Rx并联时，会有一部分电流IV通过电压表，使得电流表测量的电流I＝Ix＋IV大于通过待测电阻Rx的实际电流Ix。 这种误差属于系统误差，只要采用外接法测量电阻，就必然存在由于电压表分流导致测量值偏小的情况。在实际实验中，若要减小这种误差，一方面要尽量选择内阻RV较大的电压表；另一方面，在待测电阻Rx的阻值满足的条件下，才能确保误差处于可接受范围。 三、判断方法 1. 直接比较法 （1）原理阐述：直接比较法是基于待测电阻Rx与电流表内阻RA、电压表内阻RV的大小关系来判断电流表的接法。当Rx远大于RA时，电流表分压对测量结果影响较小，此时采用电流表内接法能减小误差；当Rx远小于RV时，电压表分流对测量结果影响较小，应采用电流表外接法。 （2）示例分析：若已知待测电阻Rx＝1000Ω，电流表内阻RA＝0.5Ω，电压表内阻RV＝5000Ω。因为Rx＝1000Ω远大于RA＝0.5Ω，同时Rx＝1000Ω远小于RV＝5000Ω。但在这种情况下，比较，，远大于，所以更倾向于采用内接法，此时电流表分压产生的误差相对电压表分流产生的误差更小。 2. 临界值法 （1）原理推导：我们通过分析测量值与真实值的误差情况来确定临界值。对于电流表内接法，测量值，相对误差；对于电流表外接法，测量值，相对误差。令，即，经过数学推导可得，这个就是临界值。 （2）判断规则：当时，，采用内接法误差更小；当时，，采用外接法误差更小。例如，已知RA＝1Ω，RV＝1000Ω，则。若待测电阻Rx＝50Ω，因为50Ω＞31.6Ω，所以应采用内接法；若Rx = 20Ω，由于20Ω＜31.6Ω，则采用外接法。 3. 试触法 （1）操作步骤：在无法准确知晓Rx、RA、RV的大小关系时采用试触法。首先，搭建一个简单的测量电路，将电流表先采用内接方式连接好，记录此时电流表A1和电压表V1的示数。然后，不改变其他电路连接，仅将电流表改为外接方式，再次记录电流表A2和电压表V2的示数。 （2）判断依据：比较两次测量中电流表和电压表示数的变化情况。若，即电流表的示数变化明显（电压表示数变化相对较小），这表明电压表分流对电路的影响较小，此时应采用内接法。因为在这种情况下，电流表内接时，其分压导致的测量误差相对电压表分流导致的误差更小。反之，若，即电压表的示数变化明显（电流表示数变化相对较小），说明电流表分压对电路的影响较小，应采用外接法。例如，第一次内接时A1＝0.5A，V1＝2V，外接时A2＝0.52A，V2＝1.8V。计算可得，，0.04＜0.1，所以应采用内接法。 【例1】（2024·甘肃·高考真题）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻 （保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势 （用I、r和表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势 V（保留3位有效数字）、内阻 （保留1位小数）。 (2)考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案标号）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 【例2】（2023·浙江·高考真题）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中       （1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为 V。 （2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。（计算结果均保留两位小数） 【例3】（2023·北京·高考真题）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。 （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。 （2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。 【变式1】电路的选择 1．（2025·山西吕梁·一模）某同学测量一种金属丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后，应该先调节 将金属丝轻轻夹住，再调节 ，当听到“卡、卡、卡”的声音以后，说明被测物体被加紧了，这时为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧的部件为 。（均选填“”“”或“”） (2)一小组同学利用伏安法测阻值约为几欧的金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约为）、电压表（内阻约为）、滑动变阻器，额定电流）、开关、导线若干。正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 ①由以上实验数据可知，他们测量时，采用了图甲中的 图（选填图下的字母）。 ②图乙是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端。请根据①所选的电路图，补充完成图乙中的实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于烧坏 。 【变式2】 误差分析 2．（2025·广东惠州·模拟预测）某学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，将导电胶装满圆柱体玻璃管，导电胶两端通过小金属片与导线相连，如图（a）所示。 （1）在装入导电胶前，用游标卡尺测得玻璃管的内径为，长度为。 （2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为，为精确测量，现有如下实验器材： A．电源（电动势为，内阻较小）     B．电压表V（量程3V，内阻约1000Ω） C．电流表（量程，内阻约）     D．电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值为） 该同学选择上述器材设计了如图（b）所示的电路，请根据电路图将图（c）的实物图连接完整 ；其中，电流表应选 （选填“”或“”），滑动变阻器应选 （选填“”或“”） （3）正确连线后，闭合开关，将滑动变阻器调到合适位置，此时电压表读数为，电流表读数为，则该导电胶电阻率的表达式为 。（用表示） （4）若测得导电胶电阻率比真实值略小，原因可能是 。（写出一条即可） 【变式3】双电流表 3．（2024·全国·模拟预测）某物理实验小组测量干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下： A．待测干电池一节，电动势约为，内阻约为 B．电流表，量程为，内阻未知 C．电流表，量程为，内阻未知 D．定值电阻，阻值为 E．滑动变阻器，最大阻值为 F．滑动变阻器，最大阻值为 G．开关和导线若干 (1)实验小组先用半偏法测出了电流表、的内阻分别为、，又设计了如图甲所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻，要在实验过程中调节方便，滑动变阻器应选择 （填器材前面的字母序号）。 (2)实验中移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表、的数据、，描绘出的图像如图乙所示，则电源的电动势 ，内阻 。（结果均保留3位有效数字） (3)如果用半偏法测出的电流表的内阻偏小，则电流表内阻的测量误差会使测得的干电池内阻 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 1．（2023·天津·高考真题）某同学测量金属丝的电阻R大小。 （1）首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测，用“×1”档挡正确测量，指针偏转如图所示对应的读数为 Ω； （2）该同学设计了如图所示的电路，再次开展测量，除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外，还提供如下器材： A．电压表（量程0—15V，内阻约15kΩ）    B．电压表（量程0—3V，内阻约3kΩ） C．电流表（量程0—3A，内阻约0.025Ω）    D．电流表（量程0—0.6A，内阻约0.125Ω） ①为了测量准确，实验时应选用 测量电压U，应选用 测量电流I；（填器材前对应字母） ②关于该实验下列哪些说法是正确的？ A．电压表内阻分流引起的误差是系统误差 B．闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端 C．滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零 D．通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差 2．（2025·陕西榆林·二模）榆林市一学习小组测量某金属丝的电阻率，所用电路实验器材如下： A．待测金属丝（电阻约） B．电流表（，内阻约） C．电压表（，内阻约） D．滑动变阻器（，） E.电源（电动势） F.开关，导线若干 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图所示，可知金属丝直径的测量值 。 (2)为使金属丝两端电压调节范围尽量大，并使测量结果尽量准确，图所示的四个电路中，应该选用的是______（选填电路图下面的序号）。 A． B． C． D． (3)实验时，调节滑动变阻器滑片，得到若干组电压与电流的测压值。根据实验数据在坐标纸上选择合适标度，利用电流和电压值描点作出图像如图所示，通过分析可得待测金属丝电阻的测量值 （保留位有效数字）。 (4)实验中用刻度尺测得金属丝接入电路中的长度为，结合以上测量结果可知，该金属丝电阻率的表达式 （结果用、、、表示）。 (5)该小组经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 (6)实验结束后，小明对实验原理进行了深入的思考，提出了减小金属丝电阻值测量的系统误差的方法。他通过查阅资料得知了实验中使用的电压表的内阻为和电流表的内阻为，然后利用第（2）问中所选电路重新进行实验并记录了电压表的示数和电流表的示数，则此实验所得出的金属丝电阻率更精确的测量值的表达式 （结果用、、、、、、表示）。 3．（2025·江西上饶·一模）某兴趣小组在实验室发现一段电阻未知的合金丝导线，小组成员通过实验测出了这段合金丝导线的电阻。 (1)兴趣小组设计的实验电路如图所示，闭合开关，将开关先与相连，调节滑动变阻器阻值为适当值时，电压表的示数为，电流表的示数为；再将与相连，电压表的示数为，电流表的示数为。根据以上测量数据判断，当处于位置 （填“”或“”）时，测量结果相对准确，对应的电阻测量值 （填“偏大”或“偏小”）。 (2)考虑到电流表不管外接还是内接都有实验误差，兴趣小组通过讨论研究，设计了一个新的实验方案：按图连接实验电路，先闭合开关，调节，使电流计的示数为零，再闭合，调节，使电流计的示数再次为零，此时读出电压表的示数和电流表的示数。按照这个改进后的实验方案，待测电阻的阻值计算式为 （用实验步骤中所测物理量表示），该方案能使测量结果更准确的原因是： 。 4．（2025·云南昭通·模拟预测）某实验小组利用学校实验室提供的器材，对教室内的桶装饮用水进行了抽检，目的是测定其电导率是否达标（电导率即电阻率的倒数，是衡量饮用水质量是否达标的一项关键指标）。以下是该实验小组进行的实验： （1）将采集的水样注入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，使用多用电表对该样品进行粗略的电阻测量，所得结果约为。 （2）采用伏安法对该样品的电阻进行精确测量，在如图所示的实物图中，部分电路已正确连接，请用笔画线代替导线，完成实验电路的连接，要求电压表读数可从零开始变化 。 （3）电路连接正确后，将滑动变阻器的滑片置于最 端（填“左”或“右”）。 （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，某次记录的示数分别为和，则此次计算所得的样品电阻阻值 （用和表示）。 （5）实验最终得到该样品的阻值为，同时测得塑料圆柱形容器内部长为、直径为。则该样品的电导率可表示为 （用、、和表示）。将所测数据代入该表达式，即可计算出电导率的数值，对照相关检测标准，即可判断水质的此项指标是否达标。 5．（24-25高三上·安徽·阶段练习）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，实验室提供下列器材：电池组（3 V，内阻不计）、电流表（0 ~ 0.3 A，内阻约为0.3 Ω）、电压表（0 ~ 3 V，内阻约为2 kΩ）、滑动变阻器（0 ~ 10 Ω）、开关、导线。 (1)先用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径d = mm；再用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该金属丝的阻值约为 Ω； (2)为了能尽可能减小电阻测量的误差，实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路，并根据设计的电路连接了部分实验器材。请在丙图方框中画出实验电路图 ，并将图丁中的电路连接完整 ； (3)闭合开关前，将图丁中滑动变阻器移到最左端，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片，测出多组电压表的示数U和电流表的示数I，作I − U图像，得到图像的斜率为k，若金属丝的长为L，则金属丝的电阻率ρ = （用k、d、L表示），不考虑偶然误差，由于电表内阻引起的系统误差，使测得的电阻率比实际值 （填“大”或“小”）。 6．（2024·浙江·模拟预测）某同学为研究一只“3V，1.5W”小灯泡灯丝的电流随电压的变化规律 (1)先用如图所示的多用电表粗测其电阻，下列操作或判断正确的是______。 A．测量前应在两表笔断开时，调节Q使指针指在最左边电阻∞处 B．选择开关K应打b在位置 C．测量小灯泡电阻时电流从多用电表的“-”表笔插孔流出 (2)然后用电压表和电流表测定电流随电压变化的实验数据，要求灯泡两端的电压可从零开始调节。实验的部分线路如图乙所示，其中有一根接线错误的是 号导线，纠正错误后，请在图乙中完成完整的接线 。 (3)根据实验测得数据在坐标中描出数据点，反映其分布情况的下列各图中可能正确的是______。 A． B． C． D． 7．（2025·全国·模拟预测）某学习小组设计了如图所示的电路来测量电流表A的内阻，测量完成后将其改装成电压表。可提供的实验器材有： 电压表V（量程0∼800mV，内阻为800Ω）； 电流表A（量程0∼200μA，内阻未知）； 滑动变阻器R（最大阻值为10Ω，额定电流2A）； 定值电阻（阻值为125Ω）； 电源E（电动势为1.5V，内阻可忽略）； 开关1个，导线若干。 请回答下列问题： (1)在图示电路图中，电表a、b应分别选用 ， （选填“电流表”或“电压表”）。 (2)调节滑动变阻器的滑片位置，获得多组电流表A、电压表V的读数I、U，以U为纵轴、I为横轴，作出图像，求得其图线的斜率为4kΩ，则电流表A的内阻 。 (3)将该电流表串联一定值电阻后，改装成量程为0∼3V的电压表，并利用标准电压表对其进行校准，发现当改装后的电压表达到满偏时，标准电压表的示数为2.98V，为了使改装后的电压表更精确，以下操作可行的是（　　） A．给定值电阻串联——与其相比较小的电阻 B．给定值电阻串联——与其相比较大的电阻 C．给定值电阻并联——与其相比较小的电阻 D．给定值电阻并联——与其相比较大的电阻 8．（2024·山东威海·一模）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下： (1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示，示数为 mm； (2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示，示数为 Ω； (3)用电流表（内阻约为5 Ω）、电压表（内阻约为3 kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是； A． B． C． D． (4)用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R－l图像，如图丙所示，符合实验结果的图线是 （选填“a”“b”或“c”）。 9．（2025·广东·模拟预测）某校学生实验小组查阅资料了解到某电车的电池采用的是比亚迪刀片电池技术，整块电池是由10块刀片电池串联而成，其中每块刀片电池又由10个电芯串联而成。现有1个该型号的电芯，实验小组利用所学物理知识测量其电动势E和内阻r。已知电芯的电动势约为4 V、内阻约为，还有下列实验器材供选用： A．电阻箱阻值可调范围为 B．滑动变阻器，阻值变化范围为 C．滑动变阻器，阻值变化范围为 D．表头G，量程为、内阻为 E．电压表，量程为、内阻约为 F．电压表，量程为、内阻约为 (1)由于表头G的量程较小，现将表头G改装成量程为800mA的电流表，则电阻箱的阻值应该为 。 (2)该小组设计了两个实验电路图，你认为最合理的是 （填正确答案标号），请说明理由： 。 A． B． (3)为方便调节，滑动变阻器应该选用 （填“”或“”），为读数更准确，电压表应该选用 （填“”或“”）。 (4)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和灵敏电流计的数据，并绘制了图线，由图线可知，该节电芯的电动势 V，内阻 （结果保留两位有效数字）。 10．（2025·江西·一模）要测量一节新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值为R0。 (1)请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。 (2)第一次将开关S合向1，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S0，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示，此时电流表所测电流为I= A；将测得的多组U、I作图像；第二次将开关S合向2，同样测得多组U、I，作图像；两次的图像在图丁中，则第一次作出的图像为 （填“a”或“b”）。 (3)根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E= ，内阻r= 。（均用题中字母表示） 11．（24-25高三上·海南海口·期末）某物理活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻（内阻约为一千多欧姆）。 (1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”档粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为 V； (2)现有实验器材： A．电压表（0~3V，RV约为3000Ω） B．电流表（0~300μA，RA为300Ω） C．电阻箱R（0~9999Ω） D．滑动变阻器R1（0~20Ω） E.开关，导线若干 ①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图 完成电路连接； A．   B． C．      D． ②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的图像如图乙中图线1所示，可知该电池组的内阻为 Ω，电动势为 V；将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示，可知该西红柿电池组的电动势 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 12．（2024·云南文山·一模）某兴趣学习小组为测量玩具电瓶车上蓄电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A．电压表V（，内阻约为） B．电流表A（，内阻约为） C．电阻箱R（） D．待测蓄电池 E.开关S、导线若干 (1)该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择 （选填“甲”或“乙”）电路图。 (2)由（1）中选择的电路图测得的电动势比真实值 （“偏大”或“偏小”），原因是 。 (3)该小组同学选择（1）中误差小的电路图测量，调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（a）所示，则蓄电池的电动势为 V，内阻为 Ω（此空结果保留2位有效数字）。 (4)该实验还可以测量电流表的内阻，根据记录数据进一步探究，作出图像如图（b）所示。利用图（b）中图像的纵轴截距，结合（3）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 Ω（保留2位有效数字）。 13．（2024·河北·模拟预测）甲、乙两个学习小组进行测量干电池的电动势和内阻的实验，实验老师提供了下列器材： A．一节干电池 B．电流表A：量程0.6A，内阻较小 C．电压表V：量程，内阻约为 D．滑动变阻器：最大阻值为 E．开关、导线若干 （1）甲小组采用图甲所示电路图进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，由此可知，干电池电动势 ，内阻 。（结果保留3位有效数字） （2）乙小组采用图乙所示电路图进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丁所示的图像，乙小组同学也得到了一组电动势和内阻的测量值。 （3）实验老师带领两个小组的同学对比和分析这两种电路，此干电池的电动势和内阻的真实值分别为 ，内阻 。（结果保留3位有效数字） 14．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为，宽为，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A．电压表（量程，内阻约3kΩ） B．电流表（量程，内阻约0.2Ω） C．滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流） D．保护电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图乙所示的图像。 (1)根据图乙所示，则该电池的电动势 V，内阻 ；（结果保留到小数点后一位）。 (2)该实验测得的电动势与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势 ，内阻 （用图中、、、表示）。 15．（2024·四川雅安·一模）某实验小组设计如图甲所示的电路来测量一节干电池的电动势、内阻以及定值电阻，分别用、、分别表示电表、、A的示数，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电表示数，在同一坐标系中，画出了、两条图线，如图乙所示。 (1)在图乙中，图线是根据电压 （填“”或“”）与电流的数据作出的； (2)若不计电表内阻对实验的影响，根据甲、乙两图，可计算得出定值电阻 （结果用、、表达）； (3)若要考虑电表内阻对实验的影响，利用以上数据得到的电源电动势测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）电动势的真实值。 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验12 电流表内外接选择 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）电流表内接法 ① 电路结构 ②测量原理 ③适用条件 ④误差分析 2）电流表外接法 ①电路结构 ②测量原理 ③适用条件 ④误差分析 3）判断方法 ①直接比较法 ②临界值法 ③试触法 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）电路的选择 2）误差分析 3）双电流表 05 分层强化训练 1.综合实验情境下的应用：新高考倾向于在复杂的电学实验情境中考查电流表内外接的选择。例如在测量电源电动势和内阻的实验里，结合不同的电路设计以及实验目的，要求学生准确判断电流表应采用内接还是外接，并且分析不同接法对实验结果的影响，以此考查学生在综合实验场景中运用知识解决问题的能力。 2.与数据处理和误差分析紧密结合：不仅要求学生能正确选择电流表的接法，还需要根据所选接法进行数据处理，并深入分析由此产生的系统误差和偶然误差。比如，通过对实验数据的分析，判断由于电流表内外接导致的测量值与真实值之间的偏差情况，以及如何在后续实验中减小这种误差，体现对学生实验综合素养的考查。 一、电流表内接法 1. 电路结构 在电流表内接法的电路中，电流表与待测电阻\(R_x\)紧密串联，随后这一串联组合再与电压表进行并联。这种连接方式使得电流表处于电压表所测量电压的范围之内，其具体电路结构如图所示。 从图中能够清晰地看到电流的走向，电流从电源正极流出，先经过电流表，再通过待测电阻Rx，最后回到电源负极，而电压表则跨接在电流表与待测电阻的串联组合两端，用于测量它们两端的总电压。 2.测量原理 依据电压表和电流表的测量情况来分析测量原理。电压表测量的是待测电阻Rx与电流表A两端电压之和，用公式表示为U = Ux + UA，其中，Ux为待测电阻Rx两端的电压，UA为电流表A两端的电压。而电流表测量的是通过待测电阻Rx的电流I = Ix。 根据欧姆定律，在该电路中测量的电阻值。由于（RA为电流表内阻），将其代入上式可得。这就表明，通过这种测量方式得到的测量值R测比待测电阻的真实值Rx偏大了，偏大的部分恰好是电流表的内阻RA。 3. 适用条件 当待测电阻Rx远大于电流表内阻RA时，也就是满足的条件下，采用电流表内接法误差较小。 从相对误差的角度来看，相对误差。当时，这个比值会趋近于0，这意味着测量值与真实值之间的相对误差非常小，此时采用内接法能够较为准确地测量出待测电阻的阻值。 例如，若Rx = 1000Ω，RA = 0.1Ω，那么相对误差，这样小的误差在许多实验中是可以接受的。 4. 误差分析 由前面的测量原理可知，内接法测量值R测=Rx + RA，误差来源主要就是电流表的分压作用。因为电流表本身具有一定内阻RA，当电流通过电流表时，必然会在电流表两端产生电压降UA＝IxRA，而电压表测量的是Ux＋UA，并非单纯的Ux。 这种误差属于系统误差，只要采用内接法测量电阻，就必然存在由于电流表分压导致测量值偏大的情况。在实际实验过程中，若要减小这种误差，一方面要尽量选择内阻RA较小的电流表；另一方面，在待测电阻Rx的阻值满足的条件下，才能保证误差在可接受的范围内。 二、电流表外接法 1. 电路结构 在电流表外接法的电路中，电压表直接与待测电阻Rx并联，之后电流表与电压表和待测电阻的并联部分相串联。这意味着电流表处于电压表所测电压范围之外。电流从电源正极流出，先通过电流表，然后电流分为两路，一路经过电压表，另一路经过待测电阻Rx，两路电流汇合后回到电源负极。通过这样的连接方式，电压表能够准确测量待测电阻Rx两端的电压。其具体电路结构如图所示。 2. 测量原理 在此电路结构下，电压表测量的是待测电阻Rx两端的电压，即U＝Ux。而电流表测量的是通过待测电阻Rx与电压表V的总电流，用公式表示为I＝Ix ＋ IV，其中Ix是通过待测电阻Rx的电流，IV是通过电压表的电流。 依据欧姆定律，在该电路中测量的电阻值。由于（RV为电压表内阻），将其代入上式可得。由此可知，通过这种测量方式得到的测量值R测比待测电阻的真实值Rx偏小。 3. 适用条件 当待测电阻Rx远小于电压表内阻RV时，即满足的条件，采用电流表外接法误差较小。从相对误差角度分析，相对误差。当时，这个比值趋近于0，这表明测量值与真实值之间的相对误差极小，此时采用外接法能够较为精准地测量出待测电阻的阻值。 例如，若Rx＝10Ω，RV＝10000Ω，那么相对误差，这样小的误差在很多实验场景中是符合要求的。 4. 误差分析 由测量原理可知，外接法测量值，误差主要源于电压表的分流作用。因为电压表并非理想电表，其内阻RV并非无穷大，当电压表与待测电阻Rx并联时，会有一部分电流IV通过电压表，使得电流表测量的电流I＝Ix＋IV大于通过待测电阻Rx的实际电流Ix。 这种误差属于系统误差，只要采用外接法测量电阻，就必然存在由于电压表分流导致测量值偏小的情况。在实际实验中，若要减小这种误差，一方面要尽量选择内阻RV较大的电压表；另一方面，在待测电阻Rx的阻值满足的条件下，才能确保误差处于可接受范围。 三、判断方法 1. 直接比较法 （1）原理阐述：直接比较法是基于待测电阻Rx与电流表内阻RA、电压表内阻RV的大小关系来判断电流表的接法。当Rx远大于RA时，电流表分压对测量结果影响较小，此时采用电流表内接法能减小误差；当Rx远小于RV时，电压表分流对测量结果影响较小，应采用电流表外接法。 （2）示例分析：若已知待测电阻Rx＝1000Ω，电流表内阻RA＝0.5Ω，电压表内阻RV＝5000Ω。因为Rx＝1000Ω远大于RA＝0.5Ω，同时Rx＝1000Ω远小于RV＝5000Ω。但在这种情况下，比较，，远大于，所以更倾向于采用内接法，此时电流表分压产生的误差相对电压表分流产生的误差更小。 2. 临界值法 （1）原理推导：我们通过分析测量值与真实值的误差情况来确定临界值。对于电流表内接法，测量值，相对误差；对于电流表外接法，测量值，相对误差。令，即，经过数学推导可得，这个就是临界值。 （2）判断规则：当时，，采用内接法误差更小；当时，，采用外接法误差更小。例如，已知RA＝1Ω，RV＝1000Ω，则。若待测电阻Rx＝50Ω，因为50Ω＞31.6Ω，所以应采用内接法；若Rx = 20Ω，由于20Ω＜31.6Ω，则采用外接法。 3. 试触法 （1）操作步骤：在无法准确知晓Rx、RA、RV的大小关系时采用试触法。首先，搭建一个简单的测量电路，将电流表先采用内接方式连接好，记录此时电流表A1和电压表V1的示数。然后，不改变其他电路连接，仅将电流表改为外接方式，再次记录电流表A2和电压表V2的示数。 （2）判断依据：比较两次测量中电流表和电压表示数的变化情况。若，即电流表的示数变化明显（电压表示数变化相对较小），这表明电压表分流对电路的影响较小，此时应采用内接法。因为在这种情况下，电流表内接时，其分压导致的测量误差相对电压表分流导致的误差更小。反之，若，即电压表的示数变化明显（电流表示数变化相对较小），说明电流表分压对电路的影响较小，应采用外接法。例如，第一次内接时A1＝0.5A，V1＝2V，外接时A2＝0.52A，V2＝1.8V。计算可得，，0.04＜0.1，所以应采用内接法。 【例1】（2024·甘肃·高考真题）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻 （保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势 （用I、r和表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势 V（保留3位有效数字）、内阻 （保留1位小数）。 (2)考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案标号）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 【答案】(1) 1.0 1.40 1.0 (2)D 【解析】（1）[1]由图2可知，电压表读数为 电流表读数为 根据欧姆定律可得电流表内阻为 [2]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为 [3][4]根据变形为 根据图像可知，纵截距 斜率的绝对值 所以待测干电池电动势为 电源内阻为 （2）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 故选D。 【例2】（2023·浙江·高考真题）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中       （1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为 V。 （2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。（计算结果均保留两位小数） 【答案】 B 1.20 1.50 1.04 【解析】（1）[1]电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处； [2]干电池电动势约为1.5V，电压表选择量程，分度值为0.1V，题图中电压表读数为1.20V； （2）[3][4]作出如图所示 根据闭合电路欧姆定律 可知 图像纵轴截距为电源电动势可得 图像斜率的绝对值等于电源内阻 【例3】（2023·北京·高考真题）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。 （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。 （2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。 【答案】 M b 移动滑片时，电压表和电流表的示数为0 【解析】（1）[1]实验时，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器滑片P应处在最大阻值处，滑动变阻器的滑片P应处在M端。 （2）[2][3]滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器下端两接线柱与电源相连，故b导线接错；该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数为0。 【变式1】电路的选择 1．（2025·山西吕梁·一模）某同学测量一种金属丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后，应该先调节 将金属丝轻轻夹住，再调节 ，当听到“卡、卡、卡”的声音以后，说明被测物体被加紧了，这时为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧的部件为 。（均选填“”“”或“”） (2)一小组同学利用伏安法测阻值约为几欧的金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约为）、电压表（内阻约为）、滑动变阻器，额定电流）、开关、导线若干。正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 ①由以上实验数据可知，他们测量时，采用了图甲中的 图（选填图下的字母）。 ②图乙是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端。请根据①所选的电路图，补充完成图乙中的实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于烧坏 。 【答案】(1) B C A (2) D 【解析】（1）[1][2][3]当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后，应该先调节B将金属丝轻轻夹住，再调节C，当听到“卡、卡、卡”的声音以后，说明被测物体被加紧了，这时为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧的部件为A。 （2）[1]由记录数据，根据欧姆定律可知金属丝的电阻约5Ω。如果采用限流，最小电流为 图表可知最小电流为0.020A，故滑动变阻器采用分压式接法，根据题中数据可有 故电流表采用外接法，综合可知D选项电路图符合题意。 故选D。 [2]根据D选项的电路图，为了闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于烧坏，则滑动变阻器接入电路阻值应最大，故实物图连接如下 【变式2】 误差分析 2．（2025·广东惠州·模拟预测）某学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，将导电胶装满圆柱体玻璃管，导电胶两端通过小金属片与导线相连，如图（a）所示。 （1）在装入导电胶前，用游标卡尺测得玻璃管的内径为，长度为。 （2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为，为精确测量，现有如下实验器材： A．电源（电动势为，内阻较小）     B．电压表V（量程3V，内阻约1000Ω） C．电流表（量程，内阻约）     D．电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值为） 该同学选择上述器材设计了如图（b）所示的电路，请根据电路图将图（c）的实物图连接完整 ；其中，电流表应选 （选填“”或“”），滑动变阻器应选 （选填“”或“”） （3）正确连线后，闭合开关，将滑动变阻器调到合适位置，此时电压表读数为，电流表读数为，则该导电胶电阻率的表达式为 。（用表示） （4）若测得导电胶电阻率比真实值略小，原因可能是 。（写出一条即可） 【答案】 电流表外接法导致电阻测量值比真实值偏小 【解析】（2）[1]根据电路图，连接实物图如下 [2]电路最大电流约为，则电流表选择 [3]滑动变阻器采用分压接法，则选择总阻值较小的 （3）根据欧姆定律 根据电阻定律 解得 （4）若测得导电胶电阻率比真实值略小，可能是电流表外接法导致的所测电流偏大，从而导致电阻测量值比真实值偏小。 【变式3】双电流表 3．（2024·全国·模拟预测）某物理实验小组测量干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下： A．待测干电池一节，电动势约为，内阻约为 B．电流表，量程为，内阻未知 C．电流表，量程为，内阻未知 D．定值电阻，阻值为 E．滑动变阻器，最大阻值为 F．滑动变阻器，最大阻值为 G．开关和导线若干 (1)实验小组先用半偏法测出了电流表、的内阻分别为、，又设计了如图甲所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻，要在实验过程中调节方便，滑动变阻器应选择 （填器材前面的字母序号）。 (2)实验中移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表、的数据、，描绘出的图像如图乙所示，则电源的电动势 ，内阻 。（结果均保留3位有效数字） (3)如果用半偏法测出的电流表的内阻偏小，则电流表内阻的测量误差会使测得的干电池内阻 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)E (2) 1.50 12.5 (3)不变 【解析】（1）根据题意，当电流表满偏时滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串、并联电路特点可得路端电压 干路电流约为 滑动变阻器接入电路的电阻约为 则为了调节方便，滑动变阻器应选择最大阻值为的。 （2）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律有 整理可得 结合题图乙可得 解得电动势 内阻 （3）通过（2）求解内阻过程可知计算干电池内阻的过程与电流表的内阻无关，所以电流表内阻的测量误差不会引起干电池内阻的测量误差，所以应是不变。 1．（2023·天津·高考真题）某同学测量金属丝的电阻R大小。 （1）首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测，用“×1”档挡正确测量，指针偏转如图所示对应的读数为 Ω； （2）该同学设计了如图所示的电路，再次开展测量，除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外，还提供如下器材： A．电压表（量程0—15V，内阻约15kΩ）    B．电压表（量程0—3V，内阻约3kΩ） C．电流表（量程0—3A，内阻约0.025Ω）    D．电流表（量程0—0.6A，内阻约0.125Ω） ①为了测量准确，实验时应选用 测量电压U，应选用 测量电流I；（填器材前对应字母） ②关于该实验下列哪些说法是正确的？ A．电压表内阻分流引起的误差是系统误差 B．闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端 C．滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零 D．通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差 【答案】 7 B D AC/CA 【解析】（1）[1]电阻大小读数为 7Ω×1=7Ω （2）[2]由于同学们使用学生电源（4V），则为减小读数误差，则应选择量程为0—3V的电压表测量电压U，即实验时应选用B测量电压U。 故选B。 [3]电路中的最大电流为 则应选用量程0—0.6A的电流表测量电流I，即应选用D测量电流I。 故选D。 [4]A．电压表分流属于系统误差，故A正确； B．为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，使电压表示数为零，故B错误； C．如图所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0，即滑动变阻器滑片调到a端，电压表示数为零，故C正确； D．通过测量多组数据绘制图像可减小偶然误差，故D错误。 故选AC。 2．（2025·陕西榆林·二模）榆林市一学习小组测量某金属丝的电阻率，所用电路实验器材如下： A．待测金属丝（电阻约） B．电流表（，内阻约） C．电压表（，内阻约） D．滑动变阻器（，） E.电源（电动势） F.开关，导线若干 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图所示，可知金属丝直径的测量值 。 (2)为使金属丝两端电压调节范围尽量大，并使测量结果尽量准确，图所示的四个电路中，应该选用的是______（选填电路图下面的序号）。 A． B． C． D． (3)实验时，调节滑动变阻器滑片，得到若干组电压与电流的测压值。根据实验数据在坐标纸上选择合适标度，利用电流和电压值描点作出图像如图所示，通过分析可得待测金属丝电阻的测量值 （保留位有效数字）。 (4)实验中用刻度尺测得金属丝接入电路中的长度为，结合以上测量结果可知，该金属丝电阻率的表达式 （结果用、、、表示）。 (5)该小组经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 (6)实验结束后，小明对实验原理进行了深入的思考，提出了减小金属丝电阻值测量的系统误差的方法。他通过查阅资料得知了实验中使用的电压表的内阻为和电流表的内阻为，然后利用第（2）问中所选电路重新进行实验并记录了电压表的示数和电流表的示数，则此实验所得出的金属丝电阻率更精确的测量值的表达式 （结果用、、、、、、表示）。 【答案】(1)1.498（1.497~1.499） (2)C (3)4.4（4.3~4.6） (4) (5)偏小 (6) 【解析】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 （2）题中要求使金属丝两端电压调节范围尽量大，可知，控制电路中滑动变阻器选择分压式接法。因题中已知待测金属丝的电阻约，则有 即电流表分流影响较大，测量电路应排除电流表分压影响，采用电流表外接法，可知，所给电路图第三个满足要求。 故选C。 （3）图像的斜率表示电阻，则待测金属丝的电阻 （4）根据电阻定律有 导线的横截面积 解得 （5）因电流表外接法导致电流的测量值偏大，所以电阻的测量值偏小，结合上述可知，电阻率的测量值偏小。 （6）根据欧姆定律有 流过电阻的电流 结合上述可知，电阻率为 解得 3．（2025·江西上饶·一模）某兴趣小组在实验室发现一段电阻未知的合金丝导线，小组成员通过实验测出了这段合金丝导线的电阻。 (1)兴趣小组设计的实验电路如图所示，闭合开关，将开关先与相连，调节滑动变阻器阻值为适当值时，电压表的示数为，电流表的示数为；再将与相连，电压表的示数为，电流表的示数为。根据以上测量数据判断，当处于位置 （填“”或“”）时，测量结果相对准确，对应的电阻测量值 （填“偏大”或“偏小”）。 (2)考虑到电流表不管外接还是内接都有实验误差，兴趣小组通过讨论研究，设计了一个新的实验方案：按图连接实验电路，先闭合开关，调节，使电流计的示数为零，再闭合，调节，使电流计的示数再次为零，此时读出电压表的示数和电流表的示数。按照这个改进后的实验方案，待测电阻的阻值计算式为 （用实验步骤中所测物理量表示），该方案能使测量结果更准确的原因是： 。 【答案】(1) a 偏小 (2) 消除了电压表分流的影响 【解析】（1）[1][2]根据题意有， 因为 可知，电流表分压明显，所以电流表选用外接，即接在a处；因为电压表的分流作用测量值要小于真实值，所以测量值偏小。 （2）[1]当闭合S1，调节R2时，使电流计为零。可知，图中A、B两点电势相等，此时Rx与R2左半部分电阻相等，当闭合S2后，调节R1再使电流计为零，目的是使R1接入电路的部分与R2的右半部分电阻相等。此时由于电流计示数为0。此时整个电路变为两条支路并联组成。电流表测得的电流I，即为通过Rx的电流。电压表所测电压，即为Rx两端的电压，根据欧姆定律，有； [2]两次电洗计示数为零均是为了实现电势平衡，相应部分电阻对应相等，消除了电压表分流的影响。 4．（2025·云南昭通·模拟预测）某实验小组利用学校实验室提供的器材，对教室内的桶装饮用水进行了抽检，目的是测定其电导率是否达标（电导率即电阻率的倒数，是衡量饮用水质量是否达标的一项关键指标）。以下是该实验小组进行的实验： （1）将采集的水样注入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，使用多用电表对该样品进行粗略的电阻测量，所得结果约为。 （2）采用伏安法对该样品的电阻进行精确测量，在如图所示的实物图中，部分电路已正确连接，请用笔画线代替导线，完成实验电路的连接，要求电压表读数可从零开始变化 。 （3）电路连接正确后，将滑动变阻器的滑片置于最 端（填“左”或“右”）。 （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，某次记录的示数分别为和，则此次计算所得的样品电阻阻值 （用和表示）。 （5）实验最终得到该样品的阻值为，同时测得塑料圆柱形容器内部长为、直径为。则该样品的电导率可表示为 （用、、和表示）。将所测数据代入该表达式，即可计算出电导率的数值，对照相关检测标准，即可判断水质的此项指标是否达标。 【答案】 左 【解析】[1] 实验要求电压表读数可从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，待测电阻的阻值较大，故电流表采用内接法，电路连接情况如下 [2]为了保护电流表、电压表，闭合开关之前，应使电流表、电压表的示数最小（符合实验要求电压表的示数从零逐渐增大），故滑片应位于最左端； [3]根据欧姆定律可得，待测电阻的阻值为 [4]根据电阻定律可得，导体的电阻率 则导体的电导率 5．（24-25高三上·安徽·阶段练习）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，实验室提供下列器材：电池组（3 V，内阻不计）、电流表（0 ~ 0.3 A，内阻约为0.3 Ω）、电压表（0 ~ 3 V，内阻约为2 kΩ）、滑动变阻器（0 ~ 10 Ω）、开关、导线。 (1)先用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径d = mm；再用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该金属丝的阻值约为 Ω； (2)为了能尽可能减小电阻测量的误差，实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路，并根据设计的电路连接了部分实验器材。请在丙图方框中画出实验电路图 ，并将图丁中的电路连接完整 ； (3)闭合开关前，将图丁中滑动变阻器移到最左端，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片，测出多组电压表的示数U和电流表的示数I，作I − U图像，得到图像的斜率为k，若金属丝的长为L，则金属丝的电阻率ρ = （用k、d、L表示），不考虑偶然误差，由于电表内阻引起的系统误差，使测得的电阻率比实际值 （填“大”或“小”）。 【答案】(1) 1.850 19.0/19 (2) (3) 小 【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律可知，金属丝的直径 [2]由多用表的示数可知，金属丝的电阻约为 （2）[1][2]根据题意，其电路原理图及实物连接情况分别如下        （3）[1]闭合开关前，将图丁中滑动变阻器移到最左端，使输出电压为零，I − U图像的斜率为k，则电阻 根据电阻定律 解得 [2]由于电流表外接使测得的电阻偏小，则测得的电阻率偏小。 6．（2024·浙江·模拟预测）某同学为研究一只“3V，1.5W”小灯泡灯丝的电流随电压的变化规律 (1)先用如图所示的多用电表粗测其电阻，下列操作或判断正确的是______。 A．测量前应在两表笔断开时，调节Q使指针指在最左边电阻∞处 B．选择开关K应打b在位置 C．测量小灯泡电阻时电流从多用电表的“-”表笔插孔流出 (2)然后用电压表和电流表测定电流随电压变化的实验数据，要求灯泡两端的电压可从零开始调节。实验的部分线路如图乙所示，其中有一根接线错误的是 号导线，纠正错误后，请在图乙中完成完整的接线 。 (3)根据实验测得数据在坐标中描出数据点，反映其分布情况的下列各图中可能正确的是______。 A． B． C． D． 【答案】(1)C (2) ⑤ (3)B 【解析】（1）A．测量前应在两表笔短接时，调节Q使指针指在最右边电阻0处，A错误； B．由于小灯泡正常发光时的电阻为左右，故选择开关K应打a在位置，B错误； C．根据多用表“红进黑出”的原理，且黑表笔插在“-”的孔，电流应从多用电表的“-”表笔插孔流出，C正确。 故选C。 （2）[1]小灯泡正常发光时的电流为0.5A，故电流表选择的量程即可，因此，⑤导线连接错误； [2]由于小灯泡的电阻较小，故电流表采用外接法，实验要求灯泡两端的电压可从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，实物连接情况如图所示 （3）根据实验要求，电压从零开始调节，小灯泡的电阻较小，且会随温度的变化而发生变化，故其不是线性关系，符合条件的只有B图。 故选B。 7．（2025·全国·模拟预测）某学习小组设计了如图所示的电路来测量电流表A的内阻，测量完成后将其改装成电压表。可提供的实验器材有： 电压表V（量程0∼800mV，内阻为800Ω）； 电流表A（量程0∼200μA，内阻未知）； 滑动变阻器R（最大阻值为10Ω，额定电流2A）； 定值电阻（阻值为125Ω）； 电源E（电动势为1.5V，内阻可忽略）； 开关1个，导线若干。 请回答下列问题： (1)在图示电路图中，电表a、b应分别选用 ， （选填“电流表”或“电压表”）。 (2)调节滑动变阻器的滑片位置，获得多组电流表A、电压表V的读数I、U，以U为纵轴、I为横轴，作出图像，求得其图线的斜率为4kΩ，则电流表A的内阻 。 (3)将该电流表串联一定值电阻后，改装成量程为0∼3V的电压表，并利用标准电压表对其进行校准，发现当改装后的电压表达到满偏时，标准电压表的示数为2.98V，为了使改装后的电压表更精确，以下操作可行的是（　　） A．给定值电阻串联——与其相比较小的电阻 B．给定值电阻串联——与其相比较大的电阻 C．给定值电阻并联——与其相比较小的电阻 D．给定值电阻并联——与其相比较大的电阻 【答案】(1) 电流表 电压表 (2)500 (3)A 【解析】（1）[1][2]由题意，电压表内阻已知，结合电路图可知为了测出电流表的内阻，电表a、b应分别选用电流表、电压表。 （2）由电路图，可得 可得 则 解得 （3）由题意可知，同电压下改装后的电压表表头的指针偏转角度较标准表大，为了稍微减小改装后的电压表表头的指针偏转角度，可稍增大与其串联的定值电阻阻值，应该给定值电阻串联一个与其相比较小的电阻。 故选A。 8．（2024·山东威海·一模）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下： (1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示，示数为 mm； (2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示，示数为 Ω； (3)用电流表（内阻约为5 Ω）、电压表（内阻约为3 kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是； A． B． C． D． (4)用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R－l图像，如图丙所示，符合实验结果的图线是 （选填“a”“b”或“c”）。 【答案】(1)2.820/2.819/2.821 (2)7.0/7 (3)D (4)a 【解析】（1）螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm长，精确度为0.01mm，格数要估读到0.1格，因此螺旋测微器的读数为2.5mm+32.0×0.01mm=2.820mm。 （2）欧姆表读电阻，由表盘上的数字乘以倍率得到阻值。 （3）实验中需要获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法。而待测电阻满足：，即待测电阻为小电阻，因此用电流表的外接法减小系统误差，因此选择D电路实验。 故选D。 （4）根据电阻定律可知，R－l图像应该是过原点的倾斜直线，但（3）问中的C项电路采用的是电流表的内接法，因电流表分压导致电阻的测量值偏大，有，故测量图线不过原点，而有正的纵截距，故选a图线。 9．（2025·广东·模拟预测）某校学生实验小组查阅资料了解到某电车的电池采用的是比亚迪刀片电池技术，整块电池是由10块刀片电池串联而成，其中每块刀片电池又由10个电芯串联而成。现有1个该型号的电芯，实验小组利用所学物理知识测量其电动势E和内阻r。已知电芯的电动势约为4 V、内阻约为，还有下列实验器材供选用： A．电阻箱阻值可调范围为 B．滑动变阻器，阻值变化范围为 C．滑动变阻器，阻值变化范围为 D．表头G，量程为、内阻为 E．电压表，量程为、内阻约为 F．电压表，量程为、内阻约为 (1)由于表头G的量程较小，现将表头G改装成量程为800mA的电流表，则电阻箱的阻值应该为 。 (2)该小组设计了两个实验电路图，你认为最合理的是 （填正确答案标号），请说明理由： 。 A． B． (3)为方便调节，滑动变阻器应该选用 （填“”或“”），为读数更准确，电压表应该选用 （填“”或“”）。 (4)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和灵敏电流计的数据，并绘制了图线，由图线可知，该节电芯的电动势 V，内阻 （结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2) B 改装后的电流表内阻已知，采用B图可以消除系统误差 (3) R1 V1 (4) 3.6 4.5 【解析】（1）由题意，根据 得电阻箱的阻值应该为。 （2）[1][2]由于改装后的电流表内阻可以算出，采用B图，可以消除系统误差，故选B图电路图较为合理。 （3）[1][2]本实验滑动变阻器采用限流式接法，选用调节效果比较好，当滑片处于最左端时， 所以应该选用电压表。 （4）改装后的电流表的内阻 根据闭合电路欧姆定律可知 整理得 由图可知电动势为 内阻 10．（2025·江西·一模）要测量一节新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值为R0。 (1)请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。 (2)第一次将开关S合向1，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S0，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示，此时电流表所测电流为I= A；将测得的多组U、I作图像；第二次将开关S合向2，同样测得多组U、I，作图像；两次的图像在图丁中，则第一次作出的图像为 （填“a”或“b”）。 (3)根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E= ，内阻r= 。（均用题中字母表示） 【答案】(1) (2) 0.26 a (3) U2 【解析】（1）电路连接如图所示 （2）[1]电流表的分度值为0.02A，示数为0.26 A； [2]第一次安培表相对电源内接，电动势测量值等于真实值，第二次安培表相对电源外接，电动势测量值小于真实值，因此第一次作出的图像是a。 （3）由两次实验的数据得到，求得电池的电动势 I1为电源和R0两端短路时的电流，即 解得 11．（24-25高三上·海南海口·期末）某物理活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻（内阻约为一千多欧姆）。 (1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”档粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为 V； (2)现有实验器材： A．电压表（0~3V，RV约为3000Ω） B．电流表（0~300μA，RA为300Ω） C．电阻箱R（0~9999Ω） D．滑动变阻器R1（0~20Ω） E.开关，导线若干 ①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图 完成电路连接； A．   B． C．      D． ②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的图像如图乙中图线1所示，可知该电池组的内阻为 Ω，电动势为 V；将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示，可知该西红柿电池组的电动势 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】(1)0.50 (2) D 1700 0.50 不变 【解析】（1）直流电压表最小刻度为0.05V，则读数为0.50V； （2）①[1]因电压表量程过大，且电流表内阻已知，则实验选择电路D即可； ②[2][3]根据电路可得 即 由图像可得 [4]将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示，可知图像的斜率不变，则该西红柿电池组的电动势不变。 12．（2024·云南文山·一模）某兴趣学习小组为测量玩具电瓶车上蓄电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A．电压表V（，内阻约为） B．电流表A（，内阻约为） C．电阻箱R（） D．待测蓄电池 E.开关S、导线若干 (1)该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择 （选填“甲”或“乙”）电路图。 (2)由（1）中选择的电路图测得的电动势比真实值 （“偏大”或“偏小”），原因是 。 (3)该小组同学选择（1）中误差小的电路图测量，调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（a）所示，则蓄电池的电动势为 V，内阻为 Ω（此空结果保留2位有效数字）。 (4)该实验还可以测量电流表的内阻，根据记录数据进一步探究，作出图像如图（b）所示。利用图（b）中图像的纵轴截距，结合（3）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 Ω（保留2位有效数字）。 【答案】(1)甲 (2) 偏小 电压表的分流作用造成的误差 (3) 1.58 0.63/0.64/0.65/0.66 (4)2.5 【解析】（1）[1]因乙图电流表的分压作用造成电源内阻测量误差相对较大，故实验应该采用甲电路； （2）[2][3]根据电路图可知，由于电压表的分流作用，干路中电流的真实值大于测量值，当外电路短路时电流的测量值等于真实值，电源U-I图像如图所示 U-I图像的纵截距表示电动势，由图示U-I图像可知电路图测得的电动势比真实值偏小； （3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得 可得U-I图像的纵轴截距等于电动势，则干电池的电动势为 U-I图像的斜率绝对值等于内阻，则内阻为 （4）[6]根据闭合电路欧姆定律可得 可得 由图像的纵轴截距可知 解得电流表内阻为 13．（2024·河北·模拟预测）甲、乙两个学习小组进行测量干电池的电动势和内阻的实验，实验老师提供了下列器材： A．一节干电池 B．电流表A：量程0.6A，内阻较小 C．电压表V：量程，内阻约为 D．滑动变阻器：最大阻值为 E．开关、导线若干 （1）甲小组采用图甲所示电路图进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，由此可知，干电池电动势 ，内阻 。（结果保留3位有效数字） （2）乙小组采用图乙所示电路图进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丁所示的图像，乙小组同学也得到了一组电动势和内阻的测量值。 （3）实验老师带领两个小组的同学对比和分析这两种电路，此干电池的电动势和内阻的真实值分别为 ，内阻 。（结果保留3位有效数字） 【答案】 1.46 1.05 1.48 1.06 【解析】（1）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律有 可知题图丙中纵截距表示电动势，则 题图丙中斜率的绝对值表示内阻，则 （3）[3][4]题图甲电路中因电压表的分流产生误差，所以短路电流是准确的，即题图丙中横截距1.39A为真实短路电流，题图乙电路中因电流表分压产生误差，所以断路电压是准确的，即题图丁中纵截距数值为电动势真实值，则有 根据 可知内阻的真实值为 14．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为，宽为，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A．电压表（量程，内阻约3kΩ） B．电流表（量程，内阻约0.2Ω） C．滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流） D．保护电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图乙所示的图像。 (1)根据图乙所示，则该电池的电动势 V，内阻 ；（结果保留到小数点后一位）。 (2)该实验测得的电动势与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势 ，内阻 （用图中、、、表示）。 【答案】(1) 3.8 0.6 (2) 偏小 偏小 (3) 【解析】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为E=3.8V，图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻，有 所以电源的内阻为 （2）[1][2]考虑到电压表的分流作用，则有 整理可得 可知图像的纵轴截距为 图像的斜率绝对值为 可知该实验测得的电动势与真实值相比偏小，内阻的测量值与真实值相比偏小。 （3）[1][2]当S2接1时，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；当S2接2时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻，即S2接1时的图线陡一些，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的，内阻测量值比真实值偏小。S2接1时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即S2接1时的电动势的测量值等于真实值，即有 E=EB 由于S2接2时，当电路短路时，电压表没有分流，即此时的电流的测量值与真实值相等，结合上述可知，电源的真实的U-I图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线，可知 15．（2024·四川雅安·一模）某实验小组设计如图甲所示的电路来测量一节干电池的电动势、内阻以及定值电阻，分别用、、分别表示电表、、A的示数，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电表示数，在同一坐标系中，画出了、两条图线，如图乙所示。 (1)在图乙中，图线是根据电压 （填“”或“”）与电流的数据作出的； (2)若不计电表内阻对实验的影响，根据甲、乙两图，可计算得出定值电阻 （结果用、、表达）； (3)若要考虑电表内阻对实验的影响，利用以上数据得到的电源电动势测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）电动势的真实值。 【答案】(1) (2) (3)小于 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知 由图乙可以看出，图线的短路电流更小，说明图线对应的内阻更大，当把电压表的示数看成路端电压时，内阻为，当把电压表的示数看成路端电压时，内阻可理解为，故图线是根据电压与电流的数据作出的。 （2）根据闭合电路欧姆定律可知 对应图乙可知 ，， 联立解得 （3）由于电压表分流，电流表的测量值小于电源电流的真实值，当外电路短路时，短路电流的测量值等于真实值，则电源的图如下图所示 由上述分析可知，电源的图的纵截距即为电源电动势，所以由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差，导致。 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$