期末专题复习 专题13 电学实验 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理物理人教版必修第三册

该高中物理电学实验复习讲义以“实验设计三原则”为核心，通过知识框架图系统梳理测量金属丝电阻率、多用电表使用、电源电动势测定三大考点，用表格归纳仪器选择技巧（如滑动变阻器分压限流接法）和实物连接步骤，清晰呈现伏安法内外接、误差分析等重难点的内在联系。 讲义亮点在于“原理-方法-应用”的递进式练习设计，如测定电阻率时用U-I图像求电阻、多用电表探索黑箱元件等典例，培养科学探究和科学思维素养。每个考点配套误差分析和注意事项，基础生可掌握规范步骤，优生能深化误差本质理解，为教师实施分层教学提供精准素材。

专题13 电学实验 考点01（★★★）测量金属丝的电阻率 2 考点02（★★★）练习使用多用电表 11 考点03（★★★）测定电源的电动势和内阻 20 1．电学实验设计的“三原则” (1)安全性：确保电源、电阻和电表都不会过载，如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。 (2)精确性：对于电压表或电流表，应使指针偏转超过满偏刻度的，多用电表选用欧姆挡时，应尽可能使指针指在中间刻度附近。 (3)可调性：选用滑动变阻器时，应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又能实现调节时测量电表的示数变化明显。 2．仪器选择的技巧 (1)电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的。有时也可以从测量数据来判断选择的电表。 (2)滑动变阻器：①分压式接法要选择总阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器； ②限流式接法要选择最大阻值大于等于待测电阻的滑动变阻器；③电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。 (3)定值电阻：①若用于电表改装，阻值与改装后的量程要匹配；②若用于保护电路，应保证使电路的最大电流(电压)不超过电流表(电压表)的量程及有关元件的额定电流(电压)。 3．实物图连接的一般思路 (1)先画电路图，后连实物图：在电路图上标明电源的正、负极，电流表和电压表的正、负接线柱等。(按实物的布局设计线路图，再根据线路图连接实物图) (2)先串后并，注意正负：连电路实物图时，应选择一条包含电路元件最多的通路，例如：从电源的正极出发，沿着电流的方向依次把开关、用电器、电流表(先接正接线柱，后接负接线柱)、变阻器等连接起来，一直连到电源负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。 (3)注意量程，接线到柱：连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程)，所有导线的连接点都应接在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。 (4)避免交叉，检查无误：所连导线不应交叉，以使连接情况清晰易辨。连好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减少错误。 考点01（★★★）测量金属丝的电阻率 一、实验目的 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。 二、实验原理(如图所示) 由R＝ρ得ρ＝＝，因此，只要测出金属丝的 长度　、 直径　和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ. 三、实验器材 被测金属丝、直流电源(4 V)、电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)、滑动变阻器(0～50 Ω)、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。 四、实验步骤 1．测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用 螺旋测微器　各测一次直径，求出其平均值d。 2．按照电路图连好电路。 3．测量金属丝有效长度l：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用 毫米刻度尺　测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l。 4．把滑动变阻器的滑片调到最 左　(选填“左”或“右”)端。 5．闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。 6．将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝中，计算出金属丝的电阻率。 7．整理仪器。 五、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。 六、误差分析 1．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 小于　真实值，使电阻率的测量值 偏小　。 2．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。 3．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变 大　，造成测量误差。 七、注意事项 1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表 外接法　。 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。 3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。 4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 5．闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 最大　的位置。 6．在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 7．若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 【典例1】（2024秋•广东校级期末）超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标，某公司生产了一批超纯水，在商品宣传页（图甲）显示了该商品的标准参照值，当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标，深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。 ①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）； ②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，电源的电动势为，先将、接线柱用导线直接连接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计达到满偏，满偏电流为； ③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接，在槽内。缓慢倒入超纯水，直到灵敏电流计指针指到时，记录倒入超纯水的体积为。 （1）根据所学知识分析，超纯水的导电性能越 　 　 （填“强”或“弱” 水的纯度越高。 （2）用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为　 　。 （3）根据数据分析，此部分超纯水的电阻为　 　 ，该超纯水电阻率　 　（填“达标”或“不达标” 。 【答案】（1）弱；（2）12.230；（3），达标。 【分析】（1）根据电阻率的物理意义分析判断； （2）先确定游标卡尺的最小分度值在读数； （3）根据闭合电路欧姆定律和电阻定律计算。 【解答】解：（1）电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，导电性能越弱。 （2）20分度游标卡尺的精确度为，由图可知槽内部底面的长度为 （3）令 由闭合电路欧姆定律可知，电流表满偏时有 当电流为时有 可得槽内超纯水的电阻 根据已知数据，可得电阻率 所以该超纯水电阻率达标。 故答案为：（1）弱；（2）12.230；（3），达标。 【典例2】（2024秋•广州期末）在“测量金属丝的电阻率”实验中。 （1）用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度，结果分别如图甲和乙所示。金属丝的直径为　 　 ，长度为　　。 （2）将该金属丝（阻值约为固定在木板上，准备测量其电阻（要求电压可以从零开始调节）。现有电源（电动势为，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： ．电流表（量程，内阻约 ．电压表（量程，内阻约 ．滑动变阻器 ．滑动变阻器 ．为减小误差，且便于操作，滑动变阻器应选　　 （选填器材前的字母）。 ．如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成。 ．测量出电压表示数为，电流表示数为，则该金属丝电阻率测量值的表达式　　 （用题中测量的物理量符号表示）。 【答案】（1）1.745，4.14；（2）．；． ．。 【分析】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度读数之和；先确定游标卡尺的最小分度值再读数； （2）．根据要求电压可以从零开始调节选择滑动变阻器及接法； ．根据待测电阻较小判断电流表的接法，补充实物图的连接； ．根据电阻定律、欧姆定律推导电阻率表达式。 【解答】解：（1）螺旋测微器和的精确度为，读数为 游标卡尺的精确度为，读数为 （2）．要求电压可以从零开始调节，应用分压式接法，选择最大阻值较小的滑动变阻器，应选。 ．待测电阻较小，采用电流表外接法，实物图连接如图 ．根据电阻定律有 根据欧姆定律有 解得 故答案为：（1）1.745，4.14；（2）．；． ．。 【典例3】（2025春•南宁期末）滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有： 两节干电池（电动势，内阻未知），电流表（量程为，内阻为，电阻箱，待测滑动变阻器（总匝数120匝，匝数清晰可数），开关及导线若干。 器材按图1连接，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，调节电阻箱至合适阻值并保持不变，移动待测滑动变阻器的滑片，多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数和相应电流表的读数。作出图像，如图2所示。 （1）用螺旋测微器测量滑动变阻器所用电阻丝的直径如图3所示，则电阻丝直径 　 　 ；某次测量时，电流表指针位置如图4所示，读数 　　 ； （2）若待测变阻器螺线管的直径为，图2中直线的斜率为，则待测电阻丝的电阻率为 　　 （用题中已知量或测量量的字母表示）； （3）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为，图2中直线延长线与纵轴的交点，则可求得两节干电池串联的总内阻 　　 （结果保留2位有效数字）； （4）实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，则测得的电阻率 　　 （选填“偏大”、“偏小”或“不变” 。 【答案】（1）0.635；0.34；（2）；（3）1.2；（4）不变。 【分析】（1）根据螺旋测微器的读数规则，结合电流表的读数规则分析求解； （2）根据电阻定律，结合闭合电路欧姆定律分析求解； （3）根据图像纵截距分析求解； （4）根据表达式分析求解。 【解答】解：（1）电阻丝直径 电流表量程为，则最小分度值为，则读数保留到百分位，根据图4可知 （2）根据电阻定律 由闭合电路欧姆定律 化简可得 由图可知，斜率满足 解得待测电阻丝的电阻率为 （3）补全图2如下 结合第（2）问函数，可知图像纵截距 代入数据，解得两节干电池串联的总内阻为 （4）根据 可知实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，即增大，影响纵截距，不影响斜率，故则测得的电阻率不变。 故答案为：（1）0.635；0.34；（2）；（3）1.2；（4）不变。 考点02（★★★）练习使用多用电表 一、实验目的 1．掌握多用电表的使用方法。 2．会使用多用电表测电压、电流及电阻。 3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。 二、实验原理 1．电阻表原理(多用电表测电阻原理) (1)构造 如图所示，电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 (2)工作原理 闭合电路的欧姆定律I＝ 　。 (3)电阻表内阻 Rx＝0，调节R使I＝Ig＝，此时指针指在满偏电流Ig处，电阻表内阻RΩ＝Rg＋r＋R＝。 (4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度 ①一般方法：待测电阻为Rx，I＝，此时Rx＝－RΩ＝－。 ②三个特殊位置 a．当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“ 0　”。(图甲) b．当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“ ∞　”。(图乙) c．当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于电阻表的内阻值，Rx叫 中值　电阻。 (5)系统误差分析：电阻表内电池用久了以后，电动势E会减小，内阻会增大。由I＝＝可知，随着E减小，I减小，故Rx的测量值偏大。 2．多用电表 (1)多用电表的外形 ①外形如图丁所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。 ②多用电表面板上还有：电阻表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔( 红　表笔插入“＋”插孔， 黑　表笔插入“－”插孔)。 (2)多用电表测电流、电压和电阻的原理 原理图如图所示，当选择开关掷到1、2时为电流表，掷到3、4时为电阻表，掷到5、6时为电压表。 三、实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个、小螺丝刀。 四、实验步骤 1．机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度 左　端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 2．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 3．测量小灯泡的电压和电流 (1)按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于 直流电压挡　，测小灯泡两端的电压。 (2)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于 直流电流挡　，测量通过小灯泡的电流。 4．用多用电表测电阻的步骤 (1)估测待测电阻阻值，选择合适的量程。 (2)欧姆调零：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏。 (3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。 (4)读数：指针示数乘以倍率。 (5)使用完毕：选择开关置于 OFF挡或交流电压最高挡　长期不用应取出电池。 5．用多用电表测二极管的正、反向电阻 (1)认识二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为 正　极，右端为 负　极。 特点：当给二极管加正向电压时电阻 很小　，当给二极管加反向电压时电阻 很大　。 (2)用多用电表测二极管的正、反向电阻 ①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的 正　极，红表笔接触二极管的 负　极(如图甲)。 ②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的 负　极，红表笔接触二极管的 正　极(如图乙)。 五、数据处理 1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。 2．测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等，或5、0.5、0.05、0.005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可，并按二分之一或五分之一估读，即把最小刻度分成二等份或五等份，观察判断指针靠近哪一个等分线，进而估读到该等分线对应的数值。 六、多用电表使用时的注意事项 1．表内电源正极接 黑　表笔，负极接 红　表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。 2．区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆 调零旋钮　。 3．电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。 4．使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆。 5．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表。 6．测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。 7．使用完毕，选择开关要置于 交流电压最高挡　或 “OFF”挡　。长期不用，应把表内电池取出。 【典例4】（2025春•韶关期末）某实验小组为了研究多用表电阻挡不同量程内置电源的电动势，利用两个完全相同的多用电表设计如图（1）实验方案，实验步骤如下： （1）先对两电表进行 　 　 调零； （2）甲同学将表量程打到挡，并对其进行欧姆调零，表量程打到挡； ①请在图（1）中连线将两表串联成一个回路； ②两电表联通后，、表指针分别指在图（2）中的和位置，则表挡的内电阻为 　　；已知表“”挡欧姆调零后电表内阻为，则表“”挡内接电源电动势大小为 　　（结果保留3位有效数字）； （3）乙同学将表量程打到“”挡，表量程打到挡，先将两只电表按甲同学连接方式串接，然后再对表欧姆调零，欧姆调零后表指针指在图（2）中的位置，则表“”挡内接电源电动势大小为 　　（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）机械；（2）①；②15；；（3）9.0 【分析】（1）根据多用表的正确操作分析作答； （2）①多用表作为欧姆表，多用表作为电流表，根据“黑出红进”的规则分析后完成电路的连接； ②根据欧姆表测电阻的正确读数规则读数；挡的分度值为，根据电流表的读数规则读数，根据闭合电路欧姆定律求解作答； （3）挡的分度值为，根据电流表的读数规则读数；根据欧姆表选择的倍率求解欧姆表的“”挡的内阻，根据闭合电路欧姆定律求解作答。 【解答】解：（1）多用表在使用前要进行机械调零，使多用表的指针指到表盘左边的“0”刻度处； （2）①多用表作为欧姆表，多用表作为电流表；根据欧姆表的电流“黑出红进”，多用表电流挡的电流“红进黑出”的原则，表的黑表笔与表的红表笔相接，表的红表笔与表的黑表笔相接，如图所示： ②多用表作为欧姆表，多用表作为电流表；欧姆表的倍率为“”，指针测得电流表的内阻 挡的分度值为，指针对应示数约为 根据闭合电路欧姆定律，电源电动势 （3）多用表作为电流表，指针对应示数为 先将两只电表按甲同学连接方式串接，然后再对表欧姆调零，将两表的内阻之和为： 根据闭合电路欧姆定律 故答案为：（1）机械；（2）①；②15；；（3）9.0 【典例5】（2024秋•昌平区期末）用如图所示的多用电表测量定值电阻。 （1）待测电阻的阻值约为，测量步骤如下： ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准 　 　 （选填“直流电流、电压”或“电阻” 零刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的　 　（选填“”“ ”或“” 挡位。 ③将红、黑表笔插入“”、“ ”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的　 　（选填“0刻线”或“刻线” 。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。 （2）测量后需要继续测量一个阻值大约是左右的电阻，下列实验步骤正确的操作顺序为　 　（填写实验步骤前的字母）。 将选择开关置于“”位置 将选择开关置于“”位置 将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” 【答案】（1）直流电流、电压，，0刻线；（2）。 【分析】（1）根据多用电表的使用方法分析判断；根据欧姆表的特点分析判断； （2）根据欧姆表的使用方法分析判断。 【解答】（1）验前应调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准直流电流、电压零刻线； 测量电阻时，由于待测电阻的阻值约为，为了使指针指在中央刻线附近，应将选择开关转到电阻挡的挡位； 将红、黑表笔插入“”、“ ”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的0刻线。 （2）待测电阻阻值大约是，为了使指针指在中央刻线附近，应先将选择开关置于“”位置，换挡后需要进行欧姆调零，即将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”，随后开始测量，即将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，测量完成后，需要将选择开关置于“”位置，可知，实验步骤正确的操作顺序为。 故答案为：（1）直流电流、电压，，0刻线；（2）。 【典例6】（2024秋•新泰市校级期末）某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示的电路，整个电路装置既可以当和的电流表使用，也可以当作两个倍率的欧姆电表使用。他们使用到的器材有： 电源（电动势，内阻忽略不计） 定值电阻、 电流表（量程为，内阻 滑动变阻器（最大阻值为 单刀双掷开关、 （1）按照多用电表的构造和原理，接线柱端应该接 　 　表笔（选填“红”或“黑” ； （2）当单刀双掷开关拨到端可作为电流表使用，拨到1端时，此时装置可作为 　　（选填“1”或“10” 量程的电流表； （3）电阻　　，电阻　　； （4）将单刀双掷开关拨到端可作为欧姆表使用，若拨到2端，此时作为欧姆挡倍率，则将拨到1端时的倍率为 　　（选填“”或“” 。 【答案】（1）黑；（2）10；（3）11、99；（3）。 【分析】（1）无论是什么电表，都是红表笔进电表，黑表笔出电表； （2）根据电流表并联的分流电阻的大小，判断量程的大小； （3）根据两个量程的关系，结合并联电路电流的关系列方程求两个电阻值； （4）欧姆表的倍率不同，即量程不同，有两种方法，一是使用不同电动势的电源，二是使电路的最大电流不同，电路最大电流越小，量程越大，倍率越大。分别计算出两种接法的欧姆表的内阻，从而确定倍率。 【解答】解：（1）红表笔与内部电源的负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故端应与黑表笔相连； （2）当单刀双掷开关拨到端、拨到1端时，与表头并联的分流电阻更小，所以量程更大，故为； （3）拨到2端，量程为，即： 拨到1端，量程为，即： 联立方程解得：， （4）当单刀双掷开关拨到端、拨到2端，电流表量程为，此时欧姆表内阻为： 拨到1端，电流表量程为，同理此时欧姆表内阻为，故拨到1端应为挡。 故答案为：（1）黑；（2）10；（3）11、99；（3）。 考点03（★★★）测定电源的电动势和内阻 一、实验目的 1．测量电源的电动势和内阻。 2．加深对闭合电路的欧姆定律的理解。 二、实验原理 1．原理图如图所示 2．由实验数据求E、r的方法 (1)列方程求解：由U＝E－Ir得解得E、r。 (2)用作图法处理数据，如图所示。 ①图线与纵轴交点为 电动势E　； ②图线的斜率的绝对值表示r＝ ＝　。 三、实验器材 电池、电压表、电流表、 滑动变阻器　、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 四、实验步骤 1．电流表用 0.6 A　量程，电压表用 3 V　量程，按实验原理图甲或乙连接好电路。 2．把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最 大　的一端。 3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)，用同样方法测量出6组I、U的值，填入表格中。 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 4.断开开关，拆除电路，整理好器材。 五、误差分析 1．若采用图甲电路，由于电压表的分流作用造成误差，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．若采用图丙电路，由于电流表的分压作用造成误差，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。 六、注意事项 1．合理选择电压表、电流表量程。测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω。 2．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化。 3．在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧，忽略个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差。 4．干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标轴中数据点将呈现如图甲所示的状况，为此，可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些，此时图线与横轴交点不表示短路电流。另外，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝||算出电池的内阻r。 【典例7】（2025春•昭通期末）某实验小组欲测量某电池的电动势和内阻，实验室只提供了以下器材： 待测电池（电动势约为 电压表（量程，内阻约为 电流表（量程，内阻 滑动变阻器 滑动变阻器 开关，导线若干 （1）为尽量准确地测量出电动势和内阻，滑动变阻器应选用 　　 （填“”或“” ，请在图甲虚线框中画出实验电路图。 （2）实验小组根据测量实验得到的数据，在坐标纸上画出了图像为电压表读数，为电流表读数），如图乙所示。由图像可得该电池的电动势 　　 ，内阻 　　 （结果均用题中字母表示）。 （3）通过以上实验测得的电池电动势与真实值相比，　　 （填“”“ ”或“” 。 【答案】（1）； （2），；（3）。 【分析】（1）根据使电表示数变化明显分析判断；确定电流表的接法画出电路图； （2）根据闭合电路欧姆定律推导结合图像计算； （3）根据实验误差分析判断。 【解答】解：（1）实验目的是测量某电池的电动势和内阻，为方便实验操作，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择。 电流表内阻已知，应选用电流表内接法，故画出实验电路图如图所示。 （2）由闭合电路欧姆定律，得 整理可得 由图像可知，纵轴截距 故该电池的电动势 由图像可知，斜率 故该电池的内阻 （3）由于电流表内阻已知，求内阻时考虑了电流表的电阻，不存在因电流表的内阻对于电动势的测量值造成的系统误差，故实验测得的电池电动势与真实值相比，。 故答案为：（1）； （2），；（3）。 【典例8】（2024秋•昌平区期末）在“测量电源的电动势和内阻”实验中： （1）甲同学利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图1所示。他根据记录的数据作出的图像如图2所示。 ①通过图像可求出电池的电动势　 　 ，内阻　 　 （保留小数点后2位）。 ②若忽略偶然误差，利用该电路测得的电动势和真实值相比　 　 （选填“偏小”“偏大”或“相等” ，实验误差主要来自　 　 （选填“电压表的分流作用”或“电流表的分压作用” 。 （2）乙同学利用电压表和电阻丝测量电源的电动势。将电阻丝拉直固定，按照图3连接电路，闭合开关，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数、断开开关，记录金属夹与端的距离，多次重复步骤，根据记录的数据作出图像如图4所示。由图线得出纵轴截距为，电源的电动势 　 　。 【答案】（1）①1.50，0.83；②偏小，电压表的分流作用；（2）。 【分析】（1）①根据闭合电路欧姆定律结合图像计算；②将电压表与电源等效为一个新电源分析判断； （2）根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式，结合图像计算。 【解答】解：（1）①根据闭合电路欧姆定律有 结合图2有， ②根据图1可知，电压表测量路端电压，电流表测量的是通过滑动变阻器的电流，若将电压表与电源等效为一个新电源，测量的应是新电源的电动势与内阻，则有 即利用该电路测得的电动势和真实值相比偏小，实验误差主要来自电压表的分流作用。 （2）令电阻丝单位长度的电阻为，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 结合图4有 解得 故答案为：（1）①1.50，0.83；②偏小，电压表的分流作用；（2）。 【典例9】（2024秋•广东期末）某实验小组测量“水果电池”的电动势和内阻。 （1）某同学先用多用电表粗测该水果电池的电动势，他把多用电表的选择开关旋转至直流电压挡，正确测量时表盘指针如图甲，读数为 　 　 。 （2）为了更准确地测量电动势和内阻，他们在实验室找到了下列器材： 电流表（量程为，内阻为 电阻箱 定值电阻 定值电阻 定值电阻 开关、导线若干 ①由于没有电压表，同学们需要把电流表改装成量程为的电压表，则需要把电流表与定值电阻 　　 （选填“”“ ”或“” 串联，改装成电压表； ②同学们根据器材设计了如图乙所示测量电路，正确连好电路。实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值及相应电流表的示数，某次实验时电流表的指针指示的电流值为，则此时水果电池的输出电压为 　　； ③测得多组数据，作出图像，如图丙，不考虑电压表支路分流的影响，则该水果电池的电动势为 　　 ，内阻 　　 。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1）3.80；（2）①；②1.8；③4.0；2.0。 【分析】（1）根据多用电表读数规则分析求解； （2）①根据改装原理，结合欧姆定律分析求解； ②根据欧姆定律，结合电流表的指针指示的电流值为分析求解； ③根据闭合电路欧姆定律，结合图像分析求解。 【解答】解：（1）多用电表的选择开关旋转至直流电压挡，精度为，可知，该电压读数为。 （2）①根据改装原理，改装后电压表内阻为 定值电阻的阻值 故定值电阻选择。 ②当电流表的指针指示的电流值为时，电源输出电压为 结合上述解得 ③根据闭合电路欧姆定律，则有 变形得 结合图像，解得， 故答案为：（1）3.80；（2）①；②1.8；③4.0；2.0。 学科网（北京）股份有限公司 $