专题04 电学实验（期中复习讲义）高二物理上学期粤教版

专题04 电学实验（期中复习讲义） 核心考点 内容要点 命题趋势 电学实验基础 1.掌握常用仪器的原理及读数方法 2.测量电路和控制电路的选择 3.电表的改装 考查题型：实验题 电学实验 1.测量金属丝的电阻率　 2.测量电源的电动势和内阻　 3.多用电表的原理和使用 必备知识 知识点01 常见仪器的读数 1．螺旋测微器的原理和读数 (1)原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (2)读数：测量值(mm)＝固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度读数(估读一位)。 2．游标卡尺的原理和读数 (1)原理：利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的长度少1 mm。 (2)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数，则记录结果表达为x＋K×精确度。 3．常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。 (1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。 (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到分度值的一半0.01 A。 知识点02 电表的改装 1.小量程电流表G(表头)的三个参量 2.电表改装原理 (1)电压表改装 串联电路具有分压作用，表头量程Ug较小，要扩大它的量程，只需给表头串联一分压电阻，而表头和串联电阻电压的和作为新电压表的量程，如图甲所示。 甲 若图甲中新电压表的量程为U，则需串联的分压电阻值R=-Rg，新电压表的内阻RV=。 (2)电流表改装 并联电路具有分流作用，表头量程Ig较小，要扩大它的量程，只需给表头并联一分流电阻，而表头和分流电阻的电流的和作为新电流表的量程，如图乙所示。 乙 若图乙中新电流表的量程为I，则需并联的分流电阻的阻值R=，新电流表的内阻RA=。 知识点03 伏安法测电阻的两种接法 1.电流表内外接法的比较 内接法 外接法 电路 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 误差分析 R测===Rx+RA>Rx R测==<Rx 适用情况 测大电阻 测小电阻 2.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 当<即Rx>时，采用内接法， 当>即Rx<时，采用外接法， 当Rx=时，两种接法效果相同。 (3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示，把电压表的可动接线端分别接a、b两点，观察两电表的示数变化： 若电流表的示数变化明显，即>，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应采用电流表内接法。反之，应采用电流表外接法。 知识点04 滑动变阻器的两种接法 1.滑动变阻器用来改变电路中的电流、电压，其两种接法的特点如下： 限流式接法 分压式接法 电路图(图中R为测量电阻，R0为滑动变阻器) 滑动变阻器与测量电阻串联 滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与滑动变阻器另一部分电阻串联 滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法 闭合开关前 滑片位置 应在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端，即开始时R上分得的电压为零 R两端的 电压范围 U~U 0~U 通过R的 电流范围 ~ 0~ 优点 电路连接简单，耗电少 R的电压调节范围大 2.以下几种情况必须采用分压式接法 (1)要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大； (2)当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)； (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、电阻允许的最大电流。 知识点05 测量金属丝的电阻率 实验原理 1. 把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R=)，电路原理图如图所示。 2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S=)。 3.由电阻定律R=ρ，得ρ===，求出电阻率。 知识点06 其他方法测电阻 1.等效替代法测电阻 如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到输出电压恒定的电源上，使电流表示数为I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。 说明：等效替代法的实验原理简单，看似没有系统误差，但考虑到电阻箱不能连续调节，往往很难保证电流表的读数不变。 2.伏伏法测电阻 伏伏法又称电压表差值法，是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。 (1)条件：电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。 (2)技巧：已知内阻的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用。 (3)原理：以图甲为例，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，根据电路知识有U2=U1+R0，则如果R0已知，可求出电压表的内阻r1=R0；如果r1已知，可以求出R0=r1。 3.安安法测电阻 安安法又称电流表差值法，是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法，常见电路如图甲、乙所示。 (1)条件：电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。 (2)技巧：已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用。 (3)原理：电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1，则以图甲为例，根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx，则如果r1、R0已知，可求出Rx的阻值；如果R0、Rx已知，可以求出电流表A1的内阻r1=Rx-R0。 4. 半偏法测电阻 “半偏法”测电流表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (1)闭合开关S1前，将滑动变阻器R1、电阻箱R2接入电路的阻值调到最大； (2)闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏； (3)再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱R2接入电路的阻值，使电流表A的指针半偏； (4)读取电阻箱的阻值R2，则RA=R2。 注意：R1接入电路的阻值越大，误差越小，故R1应选总阻值较大的。 “半偏法”测电压表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (1)闭合开关S之前，电阻箱R接入电路的阻值调到零，滑动变阻器R'的滑片P滑到最左端； (2)闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的指针满偏； (3)保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表V的指针半偏； (4)读取电阻箱的阻值R，则有RV=R。 注意：R'应选总阻值较小的，有利于减小实验误差。 知识点07 测量电源的电动势和内阻 1.实验原理 闭合电路欧姆定律：E＝U外＋U内。 如果测量器材有电压表和电流表，可用U－I法，即E＝U＋Ir。 原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示。 2.数据处理 用作图法处理数据，如图所示。 (1)图线与纵轴交点为E； (2)图线的斜率的绝对值表示r＝。 3.系统误差分析 (1)若采用甲图所示的电路，由于电压表的分流作用，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大。其U－I图像如图乙所示。 结论：E测<E真，r测<r真 (2)若采用丙图所示的电路，由于电流表的分压作用，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。其U－I图像如图丁所示。 结论：E测＝E真，r测>r真 4.创新实验一　“安阻法”测定电源电动势和内阻 (1)实验原理 闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图所示。 (2)数据处理 图像法：由E＝I(R＋r)可得 ①＝R＋，可作－R图像(如图甲所示)，－R图线的斜率k＝，纵轴截距为。 ②R＝E·－r，可作R－图像(如图乙所示)，R－图线的斜率k＝E，纵轴截距为－r。 (3)误差分析 ①误差来源：电流表的分压引起系统误差。 ②结论：E测＝E真，r测＞r真(r测＝r真＋rA)。 5. 创新实验二　伏阻法测电动势和内阻 (1)实验思路 由E=U+Ir=U+r知，改变电阻箱阻值，测出多组U、R值，通过公式或图像可求出E、r。实验电路如图所示。 (2)数据处理 图像法：由E=U+r得：=+·。故-图像的斜率k=，纵轴截距为，如图。 由图像的斜率和纵轴截距求解E、r。 (3)误差分析 ①误差来源：电压表的分流引起系统误差。 ②结论： E测<E真，r测<r真 知识点08 多用电表的原理和使用 1.多用电表电阻挡(即欧姆表)由表头、电源和可变电阻三部分组成。 2.欧姆表的原理 欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx=0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达到满偏，有I=Ig==，这一过程叫欧姆调零。满偏电流Ig处可标电阻大小为“0”。 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I=0，可以在I=0处标电阻大小为“∞”。 (3)当Rx为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，Ix==，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。 (4)当Rx=Rg+R1+r时，指针偏转到表盘中间，有I=，此时Rx等于欧姆表的内阻RΩ，称为中值电阻。 3.多用电表内部构造 如图所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、电流表电路、电压表电路、欧姆表电路以及选择开关S等部分组成，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端。 测量时，黑表笔插入“-”插孔，红表笔插入“+”插孔，选择开关S旋转到待测量相应的测量端。 使用前，应调节多用电表的机械调零旋钮，使指针正对电流的零刻度。 使用后，要把选择开关拨至“OFF”挡或最大交流电压挡。 4.测电阻 ①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准电阻挡的合适挡位。选择倍率时，应使指针尽可能指在刻度盘中间区域。 ②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0”。 ③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值。 读数时要注意读表盘上的哪条刻度线： 欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线。 【典例1】(2024·潮州市高二期末)请读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数。 游标卡尺的示数为　　　　 cm，螺旋测微器的示数为　　　　 mm。  答案　5.45　5.446(5.445、5.447均可) 解析　游标卡尺的示数为54 mm+5×0.1 mm=54.5 mm=5.45 cm，螺旋测微器的示数为5 mm+44.6×0.01 mm=5.446 mm。 【典例2】电流表量程一般有两种：0~0.6 A和0~3 A；电压表量程一般有两种：0~3 V和0~15 V。如图所示： (1)接0~3 V量程时读数为　　　　 V。  (2)接0~15 V量程时读数为　　　　V。  (3)接0~3 A量程时读数为　　　　A。  (4)接0~0.6 A量程时读数为　　　　A。  答案　(1)1.90　(2)9.5　(3)0.85　(4)0.17 【典例3】 (多选)(2024·汕头市高二期中)如图，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是(　　) A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍 B.R增大时甲表电流的量程减小 C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍 D.R增大时乙表电压的量程增大 答案　BD 解析　甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联，可知甲表为电流表，量程为Im=Ig+，可知R增大时甲表电流的量程减小；若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的3倍，故A错误，B正确； 乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联，可知乙表为电压表，量程为Um=Ig(Rg+R)，可知R增大时乙表电压的量程增大；若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电压的量程是表头满偏电压的2倍，但乙表电流的量程等于表头满偏电流，故C错误，D正确。 【典例4】(2025·广州市广大附、铁一、广外三校期中联考)某同学用伏安法测一个未知电阻Rx，用甲、乙图所示的电路各测试一次，依图甲测得的数据是U=2.00 V，I=1.00 mA，依图乙测得数据是U'=1.90 V，I'=2.00 mA，下列说法正确的是(　　) A.用甲电路测量的误差小些，真实值应小于2 000 Ω B.用甲电路测量的误差小些，真实值应大于2 000 Ω C.用乙电路测量的误差小些，真实值应小于950 Ω D.甲电路的电流I和乙电路的电压U'都是准确值，所以电阻的真实值为1 900 Ω 答案　A 解析　电流相对变化为=，电压相对变化为==，对比可知电压表分流对实验影响大，所以应选择电流表内接法(题图甲)，则未知电阻Rx的测量值为Rx==2 000 Ω 由于电压表的读数大于待测电阻两端电压，电流表读数为待测电阻的实际值，根据欧姆定律可知测量值偏大，即真实值应小于2 000 Ω，故A正确，B、C、D错误。 【典例5】(2024·汕头市高二检测)某实验小组“测定某金属丝的电阻率” (1)该小组成员在实验过程中正确操作，用游标卡尺(如图甲所示)测得金属丝的长度L为_______　　　　　　 cm，用螺旋测微器(如图乙所示)测得金属丝的直径d为　　　 mm；通过图丙、丁读出某一次测金属丝电阻时，电流表和电压表的读数依次是　　　　 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20 kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电压E=4.5 V。则以下电路图中，　　(选填“A”“B”“C”或“D”)电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏　　(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，则精确测量金属丝Rx的阻值的最佳电路应是(2)中　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)电路。此时测得电流为I、电压为U，那么金属丝的电阻率为　　　　　　　[用第(1)问直接测量的物理量符号以及本小题提供的物理量符号来表示]。  答案　(1)1.050　0.530　0.42　2.25　(2)A　小　(3)B　 解析　(1)游标卡尺的精确度为0.05 mm，读数为10 mm+10×0.05 mm=10.50 mm=1.050 cm 螺旋测微器的精确度为0.01 mm，读数为0.5 mm+3.0×0.01 mm=0.530 mm 电流表的分度值为0.02 A，读数为0.42 A 电压表的分度值为0.1 V，读数为2.25 V (2)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流式接法(通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，使用限流式接法最佳)；由题图丙、丁读数可知，待测电阻的阻值约为R=≈5 Ω，故采用电流表外接法误差较小，故A正确；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律知得出的结果偏小。 (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待测电阻，可以用B电路，由欧姆定律可得RA+Rx= 则待测电阻Rx=-RA 且Rx=，S=π 联立可得ρ=。 【典例6】用以下器材测量待测电阻Rx的阻值： A.待测电阻Rx，阻值约为200 Ω B.电源E，输出电压约为3.0 V C.电流表A1，量程为0~10 mA，内电阻r1=20 Ω D.电流表A2，量程为0~20 mA，内电阻r2约为8 Ω E.定值电阻R0，阻值R0=80 Ω F.滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω G.滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω H.单刀单掷开关S，导线若干 (1)为了测量电阻，你认为应选择图中的　　　图作为实验电路(选填“甲”“乙”或“丙”)。  (2)滑动变阻器应该选　　　　(选填“R1”或“R2”)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“a”或“b”)端。  (3)调节滑动变阻器，直到　　　　　(选填“A1”或“A2”)先达到满偏，此时另一个电表的示数刚好达到满偏的，由此可确定待测电阻为　　　 Ω(结果保留三位有效数字)。  答案　(1)乙　(2)R1　b　(3)A1　167 解析　(1)所给器材没有电压表，需要将定值电阻和电流表串联改装成电压表，因为电流表A1内阻确定，电流表A2内阻不确定，A2不能改装成电压表，所以可用电流表A1与定值电阻R0改装成电压表，因电流表A2的量程较大，可用来测量干路电流。故测量电阻Rx的实验电路原理图可采用题图乙。 (2)滑动变阻器采用的是分压式接法，所以滑动变阻器应选阻值较小的，测量才方便，故选R1。 在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样更安全。 (3)因为定值电阻及电流表A1的内阻之和较小，当A2满偏时，电流表A1已超过量程，所以应让A1先达到满偏。根据并联电路电流的分配规律有 Rx(I2-I1)=(R0+r1)I1 解得Rx≈167 Ω。 【典例7】(2024·深圳市高二期中)某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，约0.1~0.3 Ω，最大放电电流为2 A。 (1)该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A.电压表V(量程为6 V，内阻约为5 kΩ) B.电流表A(量程为3 A，内阻约为0.6 Ω) C.滑动变阻器R1(最大阻值为60 Ω) D.定值电阻R0=3 Ω E.一个开关及导线若干 该小组设计了两种电路，图甲中　　　　(填“A电路”或“B电路”)更为合理。  (2)该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点，如图乙所示，请根据描出的点作出U-I图像。 (3)根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为　　　　 V，内阻为　　　　 Ω。(结果均保留两位有效数字)  (4)根据误差分析，该充电宝的电动势的测量值比真实值　　　　(填“偏小”或“偏大”)，内阻的测量值比真实值　　　　(填“偏小”或“偏大”)。  答案　(1)B电路　(2)见解析图　(3)5.0　0.13　(4)偏小　偏小 解析　(1)由于充电宝的内阻比较小，若用A电路测量，则改变滑动变阻器接入电路的阻值时，内阻分压小，导致外电路电压表示数变化不明显，不利于测量，且电流表内阻与电源内阻接近，误差较大；而采用B电路测量时，定值电阻一方面起到保护电路的作用，另一方面，改变滑动变阻器接入电路的阻值时，电压表示数变化较为明显，测量误差小，得出的结果较为精确，故选B电路。 (2)舍去明显错误的数值，然后由点描绘出一条直线。描点时使尽可能多的点落在直线上，其他点均匀分布于直线两侧，如图(a)所示 (a) (3)根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(R0+r) 得到U=E-I(R0+r) 根据图像在纵轴上的截距可得E=5.0 V 由图像的斜率大小可得R0+r= Ω 可得r≈0.13 Ω (4)该实验由于电压表分流IV，使电流表的示数I小于该充电宝的输出电流I真，则有I真=I+IV 而IV=，U越大，IV越大，它们的关系可用如图(b)表示 (b) 实测的图线为AB，经过IV修正后的图线为A'B，可看出实测的图线AB在纵轴上的截距小于A'B，即实测的电动势E比真实值偏小。由图线可知，实测的图线为AB的斜率绝对值小于IV修正后的图线为A'B的斜率绝对值，因此实测的电源内阻r比真实值偏小。 【典例8】(2024·广州市高二期末)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图(a)所示是该同学正准备接入最后一根导线(虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验测出多组电阻箱阻值R和电流表示数I，并计算出数据，根据数据，在方格纸上作出了R-关系图像如图(b)。由图像可计算出该干电池的电动势为　　　　 V；内阻为　　　　 Ω(结果均保留三位有效数字)。  (3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图(c)所示，则该干电池的电动势应为　　　　 V；内阻应为　　　　 Ω。  (c) 答案　(1)①开关处于闭合状态　②电阻箱接入电路电阻为零　(2)1.37　1.20　(3)1.37　1.00 解析　(1)连接电路时，开关不应该闭合，应该保持断开状态；电阻箱要以最大阻值接入，然后再调小。 (2)由闭合电路欧姆定律有E=IR+Ir 得R=E·-r，可知R-图像的斜率表示电动势E，纵轴截距绝对值为内阻r，可知E≈1.37 V，r=1.20 Ω (3)电流表的内阻RA== Ω=0.2 Ω 由闭合电路欧姆定律得E=IR+I(RA+r) 即R=E-(RA+r) 因此可知电动势不变， 内阻为r=1.20 Ω-0.2 Ω=1.00 Ω。 【典例9】(2023·汕头市高二期中)如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为　　　　 Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是　　　　(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。  (2)当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA。  (3)当选用量程为10 V的电压挡测量直流电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为　　　　 V。  答案　(1)800　×1 k　(2)35.0　175　(3)7.0 解析　(1)用倍率为“×100”的电阻挡测电阻，由图示可知，电阻阻值为8×100 Ω=800 Ω； 多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是“×1 k”。 (2)选用量程为50 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为1 mA，示数为35.0 mA； 选用量程为250 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为5 mA，示数为175 mA； (3)选用量程为10 V的电压挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，示数为7.0 V。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1.（2024江苏宜兴期中） (1)如图甲所示为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件。 现用此电表测量一阻值为20~30 Ω的定值电阻的阻值，测量的某些操作步骤如下: ①调节可调节部件　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使电表指针停在电流的“0”刻度位置； ②调节可调节部件　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使它的尖端指向欧姆挡　　　　(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置； ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调节部件 　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使电表指针指向　　　　(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置。 (2)用欧姆挡“×100”挡测量另一个阻值未知的电阻阻值，将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度很小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按　　　　的顺序进行操作，完成测量。 A.将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置 B.将K旋转到欧姆挡“×10”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 (3)如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为　　　　Ω(保留2位有效数字)；测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，指针所示电流值为　　　　mA(保留2位有效数字)；测直流电压时，用的是0~50 V量程，则指针所示的电压值为　　　　V(保留3位有效数字)。 【答案】(1)①S　②K　×1　③T　欧姆0刻度　(2)A、D、C　(3)1.7×103　47　23.5 【解析】(1)使用多用电表测量电阻时，首先要进行机械调零，即调节指针定位螺丝(部件S)，使电表指针停在电流“0”刻度位置；然后根据待测电阻大小选择合适的挡位，即调节选择开关(部件K)，因电阻阻值为20~30 Ω，则选择“×1”挡可使指针指到表盘中间附近，读数较准确；选挡后进行欧姆调零:将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，笔尖相互接触，调节欧姆调零旋钮(部件T)，使电表指针指向表盘右端的欧姆挡零刻度线位置。 (2)测电阻时指针偏转角度很小，说明待测电阻的阻值较大，应换用较大倍率的挡位，即将选择开关旋转到欧姆挡“ ×1 k”的位置。换挡后重新进行欧姆调零，然后测电阻。因此合理的实验步骤是A、D、C。 (3)测电阻时，指针指在刻线17的位置，读数为1.7×103 Ω；测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，此挡位分度值为2 mA，读数为47 mA；测直流电压时，用的是0~50 V量程，此挡位分度值为1 V，读数为23.5 V。 2.（2025·广东省江门市高二上期末联考）(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。分别如图甲和乙所示。圆柱体的直径D为_________mm，长度L为_________mm。 (2)在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。实验小组的同学采用图1所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源（电源两端电压保持3V不变），开关导线若干，以及下列器材： A．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表A1（量程0~3A，内阻约0.025Ω） D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.滑动变阻器（0~5Ω，3A） F.滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） ①为减小测量误差，在实验中，电压表应选用________，电流表应选用__________，滑动变阻器应选用___________。（三个空白处均选填各器材前的字母） ②图2是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1的电路图，补充完成图2中实物间的连线。 ③测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式___________。 【答案】(1)1.741~1.743；41.4；(2)①A；D；E；②见解析；③ 【解析】（1）螺旋测微器的分度值为，需要估读到分度值的下一位，由图可知圆柱体的直径为D=1.5mm+；游标卡尺不需要估读，10分度的分度值为，由图可知圆柱体的长度为； （2）①由于电源两端电压保持3V不变，故电压表应选用A；待测阻值约为6Ω，则有，则电流表应选用D；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，所以滑动变阻器应选用E。 ②根据图1的电路图，完整的实物连线如图所示 ③根据电阻定律可得，又，，联立可得该金属丝电阻率为。 3.为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量： (1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并________，再进行测量，若多用电表中的电池旧了，用它测得的电阻值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (2)若用多用电表测得该元件的电阻大约为1 500 Ω，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材： A．待测元件R(阻值约为1 500 Ω) B．电流表(量程5 mA，内阻约5 Ω) C．电阻箱(9 999.9 Ω，0.02 A) D．直流电源(电动势约为20 V，内阻约为0.5 Ω) E．单刀双掷开关一个，导线若干 实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量． 在闭合S前，先把R调至________(填“最大值”或“最小值”)，然后把K打到1，________，再把K打到2，________，则Rx＝________(用实验中获得的物理量来表示)． 【答案】(1)×100　让红黑表笔短接，重新欧姆调零　偏大　 (2)最大值　调节R，当其阻值R1时，电流表示数为I0　调节R，当其阻值为R2时，电流表示数为I0　R2－R1 【解析】(1)用多用电表测量电阻，若指针偏转较小，则电阻较大，应换大倍率的电阻挡，即×100. 换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零．若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流将变小，指针偏转角度变小，则欧姆表中电阻读数增大． (2)电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大． 把K打到1，调节R，当其阻值为R1时，电流表示数为I0，再把K打到2，调节R，当其阻值为R2时，电流表示数为I0. 由于两次电流相同，则Rx＋R1＝R2，解得电阻Rx＝R2－R1. 重难突破练（测试时间：10分钟） 4.（2024·广东省惠州市高二上期末）某同学测量一段两端切割平整的铅笔芯的电阻率，需测量铅笔芯的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量铅笔芯的长度和直径，测量的示数如图(a)和图(b)所示，长度L＝　　　cm，直径d＝　　　mm。 (2)该同学按图(a)连接电路，若电压表读数为U，电流表读数为I，定值电阻已知，将电流表和电压表看作理想电表，则铅笔芯的电阻率ρ＝　　　(用L、d、U、I、表示)。 (3)实际上，该实验中的电流表和电压表不是理想电表，且内阻未知，则用上述方法测得的　　　(选填“大于”、“等于”或“小于”)其真实值。 (4)若电流表内阻为已知，定值电阻已知，为更准确地测量铅笔芯电阻，请将图(b)中的部分电路图补充完整，并标上仪器的符号　　　。 【答案】(1)5.015　　1.755　　(2)　　(3)小于　　(4)见解析 【解析】(1)由图1所示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度是0.05mm，则该导体的长度为 由图2所示螺旋测微器可知，圆柱体的直径 (2)根据电阻定律，得，由欧姆定律有，联立解得 (3)由于电压表的分流作用，使得电流偏大，所以上述方法测得的小于真实值。 (4)若电流表内阻为RA已知，定值电阻R0已知，为更准确地测量铅笔芯电阻，应采用电流表内接法，所以电路图如下 5.实验室有一节干电池，某同学想测定其电动势和内阻.除了一节干电池、开关S、导线还有下列器材供选用. A．灵敏电流计G(0～200 μA，内阻RA为10 Ω) B．定值电阻R1(9 990 Ω，额定电流0.3 A) C．定值电阻R2(990 Ω，额定电流1 A) D．电阻箱R(0～99.9 Ω，额定电流3 A) (1)为了测定电动势，该同学应该选哪个定值电阻________(选填“R1”或“R2”). (2)在虚线框中画出实验电路图. (3)按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的－图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留2位有效数字). 【答案】(1)R1　(2)实验电路图如解析图所示　(3)1.4　0.50 【解析】(1) 一节干电池的电动势约为1.5 V，可以把表头改装成2 V的电压表，需要串联电阻阻值为 R串＝－RA＝ Ω－10 Ω＝9 990 Ω，由此可知选定值电阻R1. (2)应用电压表与电阻箱测电源的电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示. (3) 电压表内阻为RV＝RA＋R1 由图示电路图可知，电源电动势为 E＝U＋I总r＝IRV＋(I＋)r 转换形式得＝·＋ 由题图－图像可知，图像的斜率 k＝＝ Ω·A－1 图线与纵轴的截距b＝＝0.7×104 A－1 解得电源的电动势E＝1.4 V，r＝0.50 Ω. 6.(2023·惠州市高二期末)如图所示为某物理研究小组利用图甲所示电路测定干电池的电动势和内阻，现提供的器材如下： A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆) B．电压表V1(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ) C．电压表V2(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ) D．电阻箱R(0～99.9 Ω) E．定值电阻R0＝5 Ω F．开关和导线若干 (1)为了使测量结果尽量准确，电压表V应选择________(选填“B”或“C”)。 (2)正确选择电压表完成电路连接后，改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的－R图像如图乙所示，图线与横纵坐标轴的截距分别为－b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该干电池的电动势为________，内阻为________(用a、b、R0表示) (3)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”)。 【答案】(1)B　(2)　b－R0　(3)偏小　偏小 【解析】(1)待测干电池的电动势约为1.5 V，故电压表选用B； (2)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋(R＋r) 可得＝(1＋)＋R 由题图乙知＝，(1＋)＝a 解得E＝，r＝b－R0 (3)因为电压表分流，设电压表和R0并联的总电阻为R并； 根据闭合电路欧姆定律有E真＝U＋(R＋r真) 变式得到＝R＋ 则E真＝>E测＝ 电动势的测量值比真实值偏小 同理可得r真＝b－R并>r测＝b－R0 内阻的测量值比真实值偏小。 综合拓展练（测试时间：15分钟） 7.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电流表A的电阻﹐并测量电源的电动势和内阻，电流表A1的量程足够大，请你帮助他完成一些实验步骤。 　 (1)将电阻箱R2的电阻适当调　　　　(填“大”或“小”)，单刀双掷开关S2接2，闭合开关S。 (2)调节电阻箱R2使电流表A满偏，记下电流表A1的示数I0。 (3)闭合开关S1，反复调节电阻箱R1、R2，若直至电流表A半偏，电流表A1的示数为　　　　，则读出电阻箱　　　　(填“R1”或“R2”)的示数即为电流表A的电阻﹐测量结果如图乙所示，电流表A的电阻为 　　　　 Ω。 (4)单刀双掷开关S2接1，保持电阻箱R1的电阻不变，调节电阻箱R2，并记录电阻箱R2的阻值和电流表A的示数I。 (5)作出-R2图像如图丙所示，则电源的电动势为　　　　V，内阻为 　　　　 Ω。 【答案】(1)大　(3)I0　R1　5　(5)8　3.5 【解析】(1)为了防止通过电流表A的电流过大烧坏电表，先将电阻箱R2的电阻适当调大。 (3)根据半偏法测电阻原理可知，此时电流表A的电阻等于R1的阻值，电流表A的读数为，又因为电流表A与R1并联，所以电流表A1的示数为I0。根据题图乙可知电流表A的电阻为5 Ω。 (5)根据题图甲所示电路图，应用闭合电路的欧姆定律可得E=2I(R2+r)+IRA，整理可得，结合题图丙可得 V-1，=1.5 A-1，解得E=8 V，r=3.5 Ω。 8.（2024高三下·河南·阶段练习）某实验小组利用如图甲所示的电路图连接好图乙的实物电路，来测量电压表的内阻和电流表的内阻，已知定值电阻的阻值为，闭合开关后，调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R，读出多组电压表、电流表的示数U、I，以及相对应R的数据，根据所得的数据描绘出关系图像如图丙所示，回答下列问题： (1)在乙图中补全实验电路图 。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最 端，电阻箱的接入阻值应达最 值；写出关系图线的表达式： （用，、，U、I来表示）。 (3)由丙图可得 ， 。（用、a、b来表示） 【答案】(1) (2)左 大 (3) 【解析】（1）实验电路如图所示。 （2）为防止烧坏电表，电表两端的电压应从零开始，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的接入阻值应达最大值。根据闭合电路的欧姆定律，整理得 （3）图像的纵截距为，可得，图像的斜率为，解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 电学实验（期中复习讲义） 核心考点 内容要点 命题趋势 电学实验基础 1.掌握常用仪器的原理及读数方法 2.测量电路和控制电路的选择 3.电表的改装 考查题型：实验题 电学实验 1.测量金属丝的电阻率　 2.测量电源的电动势和内阻　 3.多用电表的原理和使用 必备知识 知识点01 常见仪器的读数 1．螺旋测微器的原理和读数 (1)原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (2)读数：测量值(mm)＝固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度读数(估读一位)。 2．游标卡尺的原理和读数 (1)原理：利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的长度少1 mm。 (2)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数，则记录结果表达为x＋K×精确度。 3．常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。 (1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。 (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到分度值的一半0.01 A。 知识点02 电表的改装 1.小量程电流表G(表头)的三个参量 2.电表改装原理 (1)电压表改装 串联电路具有分压作用，表头量程Ug较小，要扩大它的量程，只需给表头串联一分压电阻，而表头和串联电阻电压的和作为新电压表的量程，如图甲所示。 甲 若图甲中新电压表的量程为U，则需串联的分压电阻值R=-Rg，新电压表的内阻RV=。 (2)电流表改装 并联电路具有分流作用，表头量程Ig较小，要扩大它的量程，只需给表头并联一分流电阻，而表头和分流电阻的电流的和作为新电流表的量程，如图乙所示。 乙 若图乙中新电流表的量程为I，则需并联的分流电阻的阻值R=，新电流表的内阻RA=。 知识点03 伏安法测电阻的两种接法 1.电流表内外接法的比较 内接法 外接法 电路 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 误差分析 R测===Rx+RA>Rx R测==<Rx 适用情况 测大电阻 测小电阻 2.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 当<即Rx>时，采用内接法， 当>即Rx<时，采用外接法， 当Rx=时，两种接法效果相同。 (3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示，把电压表的可动接线端分别接a、b两点，观察两电表的示数变化： 若电流表的示数变化明显，即>，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应采用电流表内接法。反之，应采用电流表外接法。 知识点04 滑动变阻器的两种接法 1.滑动变阻器用来改变电路中的电流、电压，其两种接法的特点如下： 限流式接法 分压式接法 电路图(图中R为测量电阻，R0为滑动变阻器) 滑动变阻器与测量电阻串联 滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与滑动变阻器另一部分电阻串联 滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法 闭合开关前 滑片位置 应在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端，即开始时R上分得的电压为零 R两端的 电压范围 U~U 0~U 通过R的 电流范围 ~ 0~ 优点 电路连接简单，耗电少 R的电压调节范围大 2.以下几种情况必须采用分压式接法 (1)要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大； (2)当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)； (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、电阻允许的最大电流。 知识点05 测量金属丝的电阻率 实验原理 1. 把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R=)，电路原理图如图所示。 2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S=)。 3.由电阻定律R=ρ，得ρ===，求出电阻率。 知识点06 其他方法测电阻 1.等效替代法测电阻 如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到输出电压恒定的电源上，使电流表示数为I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。 说明：等效替代法的实验原理简单，看似没有系统误差，但考虑到电阻箱不能连续调节，往往很难保证电流表的读数不变。 2.伏伏法测电阻 伏伏法又称电压表差值法，是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。 (1)条件：电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。 (2)技巧：已知内阻的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用。 (3)原理：以图甲为例，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，根据电路知识有U2=U1+R0，则如果R0已知，可求出电压表的内阻r1=R0；如果r1已知，可以求出R0=r1。 3.安安法测电阻 安安法又称电流表差值法，是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法，常见电路如图甲、乙所示。 (1)条件：电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。 (2)技巧：已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用。 (3)原理：电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1，则以图甲为例，根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx，则如果r1、R0已知，可求出Rx的阻值；如果R0、Rx已知，可以求出电流表A1的内阻r1=Rx-R0。 4. 半偏法测电阻 “半偏法”测电流表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (1)闭合开关S1前，将滑动变阻器R1、电阻箱R2接入电路的阻值调到最大； (2)闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏； (3)再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱R2接入电路的阻值，使电流表A的指针半偏； (4)读取电阻箱的阻值R2，则RA=R2。 注意：R1接入电路的阻值越大，误差越小，故R1应选总阻值较大的。 “半偏法”测电压表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (1)闭合开关S之前，电阻箱R接入电路的阻值调到零，滑动变阻器R'的滑片P滑到最左端； (2)闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的指针满偏； (3)保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表V的指针半偏； (4)读取电阻箱的阻值R，则有RV=R。 注意：R'应选总阻值较小的，有利于减小实验误差。 知识点07 测量电源的电动势和内阻 1.实验原理 闭合电路欧姆定律：E＝U外＋U内。 如果测量器材有电压表和电流表，可用U－I法，即E＝U＋Ir。 原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示。 2.数据处理 用作图法处理数据，如图所示。 (1)图线与纵轴交点为E； (2)图线的斜率的绝对值表示r＝。 3.系统误差分析 (1)若采用甲图所示的电路，由于电压表的分流作用，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大。其U－I图像如图乙所示。 结论：E测<E真，r测<r真 (2)若采用丙图所示的电路，由于电流表的分压作用，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。其U－I图像如图丁所示。 结论：E测＝E真，r测>r真 4.创新实验一　“安阻法”测定电源电动势和内阻 (1)实验原理 闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图所示。 (2)数据处理 图像法：由E＝I(R＋r)可得 ①＝R＋，可作－R图像(如图甲所示)，－R图线的斜率k＝，纵轴截距为。 ②R＝E·－r，可作R－图像(如图乙所示)，R－图线的斜率k＝E，纵轴截距为－r。 (3)误差分析 ①误差来源：电流表的分压引起系统误差。 ②结论：E测＝E真，r测＞r真(r测＝r真＋rA)。 5. 创新实验二　伏阻法测电动势和内阻 (1)实验思路 由E=U+Ir=U+r知，改变电阻箱阻值，测出多组U、R值，通过公式或图像可求出E、r。实验电路如图所示。 (2)数据处理 图像法：由E=U+r得：=+·。故-图像的斜率k=，纵轴截距为，如图。 由图像的斜率和纵轴截距求解E、r。 (3)误差分析 ①误差来源：电压表的分流引起系统误差。 ②结论： E测<E真，r测<r真 知识点08 多用电表的原理和使用 1.多用电表电阻挡(即欧姆表)由表头、电源和可变电阻三部分组成。 2.欧姆表的原理 欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx=0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达到满偏，有I=Ig==，这一过程叫欧姆调零。满偏电流Ig处可标电阻大小为“0”。 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I=0，可以在I=0处标电阻大小为“∞”。 (3)当Rx为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，Ix==，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。 (4)当Rx=Rg+R1+r时，指针偏转到表盘中间，有I=，此时Rx等于欧姆表的内阻RΩ，称为中值电阻。 3.多用电表内部构造 如图所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、电流表电路、电压表电路、欧姆表电路以及选择开关S等部分组成，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端。 测量时，黑表笔插入“-”插孔，红表笔插入“+”插孔，选择开关S旋转到待测量相应的测量端。 使用前，应调节多用电表的机械调零旋钮，使指针正对电流的零刻度。 使用后，要把选择开关拨至“OFF”挡或最大交流电压挡。 4.测电阻 ①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准电阻挡的合适挡位。选择倍率时，应使指针尽可能指在刻度盘中间区域。 ②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0”。 ③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值。 读数时要注意读表盘上的哪条刻度线： 欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线。 【典例1】(2024·潮州市高二期末)请读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数。 游标卡尺的示数为　　　　 cm，螺旋测微器的示数为　　　　 mm。  【典例2】电流表量程一般有两种：0~0.6 A和0~3 A；电压表量程一般有两种：0~3 V和0~15 V。如图所示： (1)接0~3 V量程时读数为　　　　 V。  (2)接0~15 V量程时读数为　　　　V。  (3)接0~3 A量程时读数为　　　　A。  (4)接0~0.6 A量程时读数为　　　　A。  【典例3】 (多选)(2024·汕头市高二期中)如图，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是(　　) A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍 B.R增大时甲表电流的量程减小 C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍 D.R增大时乙表电压的量程增大 【典例4】(2025·广州市广大附、铁一、广外三校期中联考)某同学用伏安法测一个未知电阻Rx，用甲、乙图所示的电路各测试一次，依图甲测得的数据是U=2.00 V，I=1.00 mA，依图乙测得数据是U'=1.90 V，I'=2.00 mA，下列说法正确的是(　　) A.用甲电路测量的误差小些，真实值应小于2 000 Ω B.用甲电路测量的误差小些，真实值应大于2 000 Ω C.用乙电路测量的误差小些，真实值应小于950 Ω D.甲电路的电流I和乙电路的电压U'都是准确值，所以电阻的真实值为1 900 Ω 【典例5】(2024·汕头市高二检测)某实验小组“测定某金属丝的电阻率” (1)该小组成员在实验过程中正确操作，用游标卡尺(如图甲所示)测得金属丝的长度L为_______　　　　　　 cm，用螺旋测微器(如图乙所示)测得金属丝的直径d为　　　 mm；通过图丙、丁读出某一次测金属丝电阻时，电流表和电压表的读数依次是　　　　 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20 kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电压E=4.5 V。则以下电路图中，　　(选填“A”“B”“C”或“D”)电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏　　(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，则精确测量金属丝Rx的阻值的最佳电路应是(2)中　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)电路。此时测得电流为I、电压为U，那么金属丝的电阻率为　　　　　　　[用第(1)问直接测量的物理量符号以及本小题提供的物理量符号来表示]。  【典例6】用以下器材测量待测电阻Rx的阻值： A.待测电阻Rx，阻值约为200 Ω B.电源E，输出电压约为3.0 V C.电流表A1，量程为0~10 mA，内电阻r1=20 Ω D.电流表A2，量程为0~20 mA，内电阻r2约为8 Ω E.定值电阻R0，阻值R0=80 Ω F.滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω G.滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω H.单刀单掷开关S，导线若干 (1)为了测量电阻，你认为应选择图中的　　　图作为实验电路(选填“甲”“乙”或“丙”)。  (2)滑动变阻器应该选　　　　(选填“R1”或“R2”)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“a”或“b”)端。  (3)调节滑动变阻器，直到　　　　　(选填“A1”或“A2”)先达到满偏，此时另一个电表的示数刚好达到满偏的，由此可确定待测电阻为　　　 Ω(结果保留三位有效数字)。  【典例7】(2024·深圳市高二期中)某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，约0.1~0.3 Ω，最大放电电流为2 A。 (1)该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A.电压表V(量程为6 V，内阻约为5 kΩ) B.电流表A(量程为3 A，内阻约为0.6 Ω) C.滑动变阻器R1(最大阻值为60 Ω) D.定值电阻R0=3 Ω E.一个开关及导线若干 该小组设计了两种电路，图甲中　　　　(填“A电路”或“B电路”)更为合理。  (2)该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点，如图乙所示，请根据描出的点作出U-I图像。 (3)根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为　　　　 V，内阻为　　　　 Ω。(结果均保留两位有效数字)  (4)根据误差分析，该充电宝的电动势的测量值比真实值　　　　(填“偏小”或“偏大”)，内阻的测量值比真实值　　　　(填“偏小”或“偏大”)。  【典例8】(2024·广州市高二期末)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图(a)所示是该同学正准备接入最后一根导线(虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验测出多组电阻箱阻值R和电流表示数I，并计算出数据，根据数据，在方格纸上作出了R-关系图像如图(b)。由图像可计算出该干电池的电动势为　　　　 V；内阻为　　　　 Ω(结果均保留三位有效数字)。  (3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图(c)所示，则该干电池的电动势应为　　　　 V；内阻应为　　　　 Ω。  (c) 【典例9】(2023·汕头市高二期中)如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为　　　　 Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是　　　　(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。  (2)当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA。  (3)当选用量程为10 V的电压挡测量直流电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为　　　　 V。  基础通关练（测试时间：10分钟） 1.（2024江苏宜兴期中） (1)如图甲所示为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件。 现用此电表测量一阻值为20~30 Ω的定值电阻的阻值，测量的某些操作步骤如下: ①调节可调节部件　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使电表指针停在电流的“0”刻度位置； ②调节可调节部件　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使它的尖端指向欧姆挡　　　　(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置； ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调节部件 　　　　(选填“S”“T”或“K”)，使电表指针指向　　　　(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置。 (2)用欧姆挡“×100”挡测量另一个阻值未知的电阻阻值，将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度很小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按　　　　的顺序进行操作，完成测量。 A.将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置 B.将K旋转到欧姆挡“×10”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 (3)如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为　　　　Ω(保留2位有效数字)；测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，指针所示电流值为　　　　mA(保留2位有效数字)；测直流电压时，用的是0~50 V量程，则指针所示的电压值为　　　　V(保留3位有效数字)。 2.（2025·广东省江门市高二上期末联考）(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。分别如图甲和乙所示。圆柱体的直径D为_________mm，长度L为_________mm。 (2)在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。实验小组的同学采用图1所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源（电源两端电压保持3V不变），开关导线若干，以及下列器材： A．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表A1（量程0~3A，内阻约0.025Ω） D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.滑动变阻器（0~5Ω，3A） F.滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） ①为减小测量误差，在实验中，电压表应选用________，电流表应选用__________，滑动变阻器应选用___________。（三个空白处均选填各器材前的字母） ②图2是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1的电路图，补充完成图2中实物间的连线。 ③测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式___________。 （2）①由于电源两端电压保持3V不变，故电压表应选用A；待测阻值约为6Ω，则有，则电流表应选用D；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，所以滑动变阻器应选用E。 ②根据图1的电路图，完整的实物连线如图所示 ③根据电阻定律可得，又，，联立可得该金属丝电阻率为。 3.为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量： (1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并________，再进行测量，若多用电表中的电池旧了，用它测得的电阻值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (2)若用多用电表测得该元件的电阻大约为1 500 Ω，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材： A．待测元件R(阻值约为1 500 Ω) B．电流表(量程5 mA，内阻约5 Ω) C．电阻箱(9 999.9 Ω，0.02 A) D．直流电源(电动势约为20 V，内阻约为0.5 Ω) E．单刀双掷开关一个，导线若干 实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量． 在闭合S前，先把R调至________(填“最大值”或“最小值”)，然后把K打到1，________，再把K打到2，________，则Rx＝________(用实验中获得的物理量来表示)． 重难突破练（测试时间：10分钟） 4.（2024·广东省惠州市高二上期末）某同学测量一段两端切割平整的铅笔芯的电阻率，需测量铅笔芯的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量铅笔芯的长度和直径，测量的示数如图(a)和图(b)所示，长度L＝　　　cm，直径d＝　　　mm。 (2)该同学按图(a)连接电路，若电压表读数为U，电流表读数为I，定值电阻已知，将电流表和电压表看作理想电表，则铅笔芯的电阻率ρ＝　　　(用L、d、U、I、表示)。 (3)实际上，该实验中的电流表和电压表不是理想电表，且内阻未知，则用上述方法测得的　　　(选填“大于”、“等于”或“小于”)其真实值。 (4)若电流表内阻为已知，定值电阻已知，为更准确地测量铅笔芯电阻，请将图(b)中的部分电路图补充完整，并标上仪器的符号　　　。 (2)根据电阻定律，得，由欧姆定律有，联立解得 (3)由于电压表的分流作用，使得电流偏大，所以上述方法测得的小于真实值。 (4)若电流表内阻为RA已知，定值电阻R0已知，为更准确地测量铅笔芯电阻，应采用电流表内接法，所以电路图如下 5.实验室有一节干电池，某同学想测定其电动势和内阻.除了一节干电池、开关S、导线还有下列器材供选用. A．灵敏电流计G(0～200 μA，内阻RA为10 Ω) B．定值电阻R1(9 990 Ω，额定电流0.3 A) C．定值电阻R2(990 Ω，额定电流1 A) D．电阻箱R(0～99.9 Ω，额定电流3 A) (1)为了测定电动势，该同学应该选哪个定值电阻________(选填“R1”或“R2”). (2)在虚线框中画出实验电路图. (3)按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的－图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留2位有效数字). (2)应用电压表与电阻箱测电源的电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示. (3) 电压表内阻为RV＝RA＋R1 由图示电路图可知，电源电动势为 E＝U＋I总r＝IRV＋(I＋)r 转换形式得＝·＋ 由题图－图像可知，图像的斜率 k＝＝ Ω·A－1 图线与纵轴的截距b＝＝0.7×104 A－1 解得电源的电动势E＝1.4 V，r＝0.50 Ω. 6.(2023·惠州市高二期末)如图所示为某物理研究小组利用图甲所示电路测定干电池的电动势和内阻，现提供的器材如下： A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆) B．电压表V1(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ) C．电压表V2(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ) D．电阻箱R(0～99.9 Ω) E．定值电阻R0＝5 Ω F．开关和导线若干 (1)为了使测量结果尽量准确，电压表V应选择________(选填“B”或“C”)。 (2)正确选择电压表完成电路连接后，改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的－R图像如图乙所示，图线与横纵坐标轴的截距分别为－b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该干电池的电动势为________，内阻为________(用a、b、R0表示) (3)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”)。 综合拓展练（测试时间：15分钟） 7.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电流表A的电阻﹐并测量电源的电动势和内阻，电流表A1的量程足够大，请你帮助他完成一些实验步骤。 　 (1)将电阻箱R2的电阻适当调　　　　(填“大”或“小”)，单刀双掷开关S2接2，闭合开关S。 (2)调节电阻箱R2使电流表A满偏，记下电流表A1的示数I0。 (3)闭合开关S1，反复调节电阻箱R1、R2，若直至电流表A半偏，电流表A1的示数为　　　　，则读出电阻箱　　　　(填“R1”或“R2”)的示数即为电流表A的电阻﹐测量结果如图乙所示，电流表A的电阻为 　　　　 Ω。 (4)单刀双掷开关S2接1，保持电阻箱R1的电阻不变，调节电阻箱R2，并记录电阻箱R2的阻值和电流表A的示数I。 (5)作出-R2图像如图丙所示，则电源的电动势为　　　　V，内阻为 　　　　 Ω。 8.（2024高三下·河南·阶段练习）某实验小组利用如图甲所示的电路图连接好图乙的实物电路，来测量电压表的内阻和电流表的内阻，已知定值电阻的阻值为，闭合开关后，调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R，读出多组电压表、电流表的示数U、I，以及相对应R的数据，根据所得的数据描绘出关系图像如图丙所示，回答下列问题： (1)在乙图中补全实验电路图 。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最 端，电阻箱的接入阻值应达最 值；写出关系图线的表达式： （用，、，U、I来表示）。 (3)由丙图可得 ， 。（用、a、b来表示） / 学科网（北京）股份有限公司 $