1.6 电学实验 复习讲义-【鼎力暑假】2026年暑假高二物理查缺补漏提升讲练讲义

1.6 电学实验 目录 【知识梳理】 1 知识点一：基本仪器的使用及读数 1 知识点二：测量电路与控制电路 2 知识点三：电表的改装 4 知识点四：测量电阻的多种方法 4 知识点五：测定金属丝的电阻率 7 知识点六：水平面内圆周运动 8 知识点七：用多用电表测量电学中的物理量 10 【重点突破】 12 一、测量电阻的多种方法 12 二、测定金属丝的电阻率 16 三、测定电源的电动势和内阻 19 四、用多用电表测量电学中的物理量 21 【复习提升】 23 知识点一：基本仪器的使用及读数 一、游标卡尺的使用方法 1．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。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少 1 mm。 2．精度：对应关系为10分度0.1 mm，20分度0.05 mm，50分度0.02 mm。 3．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与主尺上某一刻线对齐的游标刻线的格数，则记录结果表达为(x＋K×精度)mm。 二、螺旋测微器的使用方法 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)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 三、常用电表的读数方法 量程选择 使用事项 电表估读 选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的，但又不能超过量程 (1)使用前应先进行零点调整(机械调零)； (2)红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔； (3)红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表 (1)最小分度是“1、0.1、0.01、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位) ； (2)最小分度是“2、0.2、0.02、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)； (3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位) 知识点二：测量电路与控制电路 一、内外接测量电路的选择 (一)两种接法的比较 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 (二)两种接法的选择 1．阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。 2．临界值计算法 ①Rx< 时，用电流表外接法。②Rx> 时，用电流表内接法。 3．实验试探法 按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则应采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则应采用电流表内接法。 二、滑动变阻器控制电路的选择 1．两种接法的比较 限流接法 分压接法 两种接法 电路图 负载R上电 压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 负载R上电 流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 闭合S前 触头位置 b端 a端 　　2.两种接法的选择 ①要求待测电阻两端的电压从零开始变化，或精确性要求较高时 采用 分压 接法 ②滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻或串联的其他电阻的阻值时 ③题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够时 ①待测电阻接近或略小于滑动变阻器的最大阻值时 采用 限流 接法 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时 ③没有很高的精确性要求，考虑安装简捷和节能因素时 知识点三：电表的改装 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 改装原理 串联大电阻分压 并联小电阻分流 改装后 的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig 量程扩大 的倍数 n＝1＋ n＝1＋ 接入电阻 的阻值 R＝(n－1)Rg R＝ 改装后的 总内阻 RV＝nRg RA＝ 校准电路 知识点四：测量电阻的多种方法 一、伏安法原理 1.伏安法测电阻的原理:R=。 2.两种控制电路和两种测量电路 接法 分压电路 限流电路 内接法 外接法 二、伏伏法原理 若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用。 (1)如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝R1。 (2)如图乙所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝。 三、安安法原理 若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。 (1)如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝。 (2)如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的电阻R2＝。 四、半偏法原理 电表接入电路中时,可以显示对应测量量的读数,因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。半偏法测电表内阻有以下两种设置方法。 1.电流表半偏法 (1)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路。 ②断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其满偏电流Im。 ③保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于Im,然后读出R2的值,若满足R1≫RA,则可认为RA=R2。 (2)误差分析 当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。 2.电压表半偏法 (1)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路。 ②将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其满偏电压Um。 ③保持R1的滑动触头不动,调节R2,使电压表读数等于Um,然后读出R2的值,若R1≪RV,则可认为RV=R2。 (2)误差分析 当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,则R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。 五、等效替代法原理 等效替代法可以很精确(测量原理上不存在误差)地将一个未知电阻的阻值测量出来,主要有以下两种设置方法。 1.电流等效替代 (1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。 (3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。 2.电压等效替代 该方法的实验步骤如下: (1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U。 (3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。 六、电桥法原理 在电阻的测量方法中,有一种很独特的测量方法——电桥法。其测量电路如图所示,实验中调节电阻箱R3,当的示数为0即A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2。根据欧姆定律有:,由以上两式解得:R1·Rx=R2·R3。这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。 知识点五：测定金属丝的电阻率 （一）实验目的 1.掌握刻度尺、螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。 2.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。 3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属丝的电阻率。 （二）实验思路 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。 （三）实验器材 被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。 （四）进行实验 1.用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。 2.连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。 4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。 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。 （五）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式ρ=Rx。 （六）误差分析 1.若为内接法,电流表分压。 2.若为外接法,电压表分流。 3.长度和直径的测量。 （七）注意事项 1.先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量。 2.电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。 3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。 知识点六：水平面内圆周运动 （一）实验目的 1.测量电源的电动势和内阻。 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。 （二）实验思路 如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 （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、铅笔和刻度尺。 （四）进行实验 1.按实验电路图连接电路。 2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。 （五）数据处理 方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 (1);(2);(3) 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二: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=。 （六）误差分析 1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。 2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。 4.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测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。结论:E测<E真,r测<r真。 5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的U真与U测的差值越大。其U-I图像如图丁所示。结论:E测=E真,r测>r真。 （七）注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E和r明显变化。 3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。 4.画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。 知识点七：用多用电表测量电学中的物理量 一、欧姆表原理及应用 1.构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。 2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。 3.刻度的标定: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,这一过程叫欧姆调零。 (1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) (2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙) (3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。 二、多用电表的使用方法 （一）多用电表构造及原理图 1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。 2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。 3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(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)。 4.原理图: （二）多用电表使用 实验器材： 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 进行实验： 1.机械调零:多用电表的指针若不指零,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.测量小电珠的电压和电流。 (1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的电压。 (2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。 4.用多用电表测电阻 (1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。 (2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。 (3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。 (4)选择开关改置于×100挡,重新进行欧姆调零。 (5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。 (6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 5.注意事项： (1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。 (2)区分“两个零点”: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,调整的是欧姆挡的调零旋钮。 (3)测电阻时: ①待测电阻与电源一定要断开。 ②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 ③指针指中值附近较准,否则换挡。 ④每换一挡必须重新欧姆调零。 ⑤读出示数要乘以倍率。 (4)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。 一、测量电阻的多种方法 1．某同学用伏安法测电阻的阻值（约为），除了待测电阻、开关S、导线外，还有下列器材：电流表A（量程0~3mA，内阻约为）；电压表V（量程0~3V，内阻约为）；滑动变阻器R（，允许通过的最大电流2A）；蓄电池E（电动势为3V，内阻约为）。 (1)要求能多测几组数据，且测量值尽可能准确，你在图A、B、C、D中选择的电路图是________（填字母序号）。 A．B．C． D． (2)按所选电路进行实验，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到________（“A”或“B”），测量时测量值比真实值________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (3)实验中该同学发现电压表坏了，于是找来一个电流表G（量程0~1mA，内阻）和电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表，则电阻箱的电阻值应调节为________。该同学将改装成功后的电压表正确连入选择的电路，又想办法测出了电流表A的准确内阻，实验时电流表A的读数为，电流表G的读数为，则待测电阻________（用符号、、、、表示）。 2．某物理实验小组要测量一个阻值约为的定值电阻的阻值，利用下列实验器材设计了如图甲所示的电路。 A．被测电阻； B．电流表（量程为，内阻）； C．电流表（量程为，内阻）； D．滑动变阻器（最大阻值为）； E.直流电源（电动势，内阻不计）； F.导线若干，开关一个，不同阻值的定值电阻若干。 (1)电路图中电表应选择电流表________（填“”或“”），为了尽可能减小实验误差，定值电阻选用________（填字母序号）最合适； A．    B．    C． (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最_________（填“左”或“右”）端，闭合开关，调节滑动变阻器，某次调节后，电流表的示数如图乙所示，其读数为________； (3)多次调节滑动变阻器，记录每次调节后电流表、的示数、，并绘出图像，得到图像的斜率为，则可求得被测电阻的大小________。（各元件阻值均用字母表示） 3．要测量一个未知电阻的阻值，某同学设计了如图甲所示电路。Rx是待测电阻，R0是阻值已知的定值电阻。 (1)闭合开关S前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________（填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器，使电压表V1、V2的指针偏转均较大，若电压表V2的示数如图乙所示，则此时被测电阻Rx两端的电压值U2=________V； (2)根据记录的电压表V1、V2的示数U1、U2及定值电阻的阻值R0，求得被测电阻Rx=________，由于电压表V2的分流，使测得的电阻比实际值________（填“大”或“小”）； (3)为了减小实验误差，该同学对实验进行了改进，甲图中，调节滑动变阻器，记录电压表V1、V2的示数U1、U2，再将电压表V2改接到b、c两端，调节滑动变阻器，使电压表V1的示数仍为U1，记录电压表V2的示数为U2′，则被测电阻Rx=________，电压表V2的内阻对实验的结果________（填“有”或“无”）影响。 4．某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为，内阻不计）、电阻箱（最大阻值9999.9Ω）、单刀双掷开关一个、导线若干。 (1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时，毫安表刚好半偏；将电阻箱的阻值调为500Ω时，毫安表刚好能满偏，据此得到，该毫安表的量程为________mA，内阻________Ω。 (2)光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表，则需将毫安表______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为________Ω的电阻。（结果保留两位有效数字） 5．在用如图的电路测量定值电阻（约20Ω）的阻值时，已知电源E的电动势为5V、内阻约为1Ω；灵敏电流计的量程为100μA、内阻约1kΩ；电阻箱R（0~9999.9Ω）。实验室可供选择的其他主要器材如下： A．电压表V1量程0~5V，内阻约20kΩ）； B．电压表V2（量程0~15V，内阻约50kΩ）； C．电流表A1（量程0~0.3A，内阻约2Ω）； D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； (1)为保证测量精度，电路中电压表应选_________（选填“A”或“B”），电流表应选_________（选填“C”或“D”）； (2)为确保灵敏电流计G的安全，闭合S前电阻箱应调整至_________（选填“0”、“2000.0Ω”或“9999.9Ω”）； (3)闭合S后，调节电阻箱的阻值，当灵敏电流计G的示数为零时，电阻箱的阻值为R、电压表的示数为U以及电流表的示数为I，则的测量值为_________（用测得的物理量表示）； (4)用这种方法测得的电阻值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 6．某实验小组测量一毫安表G的内阻。 (1)首先设计了如图甲所示的电路，可选实验器材如下： A．电源（电动势3V，内阻可忽略）    B．电源（电动势30V，内阻可忽略） C．滑动变阻器（阻值范围0~1kΩ）    D．滑动变阻器（阻值范围0~5kΩ） ①为了提高毫安表内阻测量的精度，尽可能的减少实验误差，电源应选________，滑动变阻器应选________；（均选填器材前的字母序号） ②先闭合开关、断开，调节滑动变阻器R使得毫安表G满偏；再闭合，调节电阻箱使毫安表G示数为满偏电流的时，电阻箱的示数为48.0Ω，则毫安表G内阻的测量值为________Ω。（结果保留3位有效数字） (2)改进后的实验电路如图乙所示，先闭合开关，调节滑动变阻器R，使毫安表G满偏，记下此时电流表A的读数； ①小李接下来的操作是：闭合开关，调节电阻箱，使毫安表G半偏，记下此时电流表A的读数，以及电阻箱的阻值，则毫安表G内阻的测量值为________（用测得的量表示）； ②小王接下来的操作是：闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器R，直至毫安表G半偏并且电流表A的读数仍为，记下此时电阻箱的阻值，则毫安表G内阻的测量值为________（用测得的量表示）。在不考虑偶然误差时，此次内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“无偏差”）。 7．甲同学根据图所示电路采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表内阻（约）。 (1)为使测量值尽量准确，在以下器材中，电阻箱R应选用______，滑动变阻器应选用______，电源E应选用______（选填器材前的字母）。 A．电阻箱（）                        B．电阻箱（） C．滑动变阻器（）                        D．滑动变阻器（） E.电源（电动势1.5V）                        F.电源（电动势4.5V） (2)该同学检查电路连接无误后，在开关、均断开的情况下，先将的滑片P调至a端，然后闭合、，调节，使电压表指针偏转到满刻度，再断开开关，调节R的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半。如果此时电阻箱R接入电路中的阻值为，则被测电压表的内阻测量值为______，该测量值______实际值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 二、测定金属丝的电阻率 8．导电胶具有黏合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 (1)在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______（选填“A”、“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为______mm； (2)粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约3kΩ B．电流表0~2mA，内阻Rg=50Ω C．定值电阻1Ω D．定值电阻10Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻； ②将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大______； ③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d和两金属电极间的距离L，定值电阻和电流表的并联阻值用表示，可知该导电胶的电阻率ρ=______。（用U、I、d、L和的字母表示） 9．兴趣小组的同学测量某金属丝的电阻率。 (1)用图乙所示电路测量金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有： A．待测金属丝Rx（接入电路部分的阻值约为5Ω） B．直流电源（电动势为4V） C．电流表（0~3A，内阻约为0.02Ω） D．电流表（0~0.6A，内阻约为0.1Ω） E.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A） G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为0.3A） H.开关，导线若干 实验中，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填器材的序号） (2)用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接___。 (3)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d、正确连接电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率 ___________。 (4)由于电表内阻的影响，实验中电阻率的测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。 10．某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻（） 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d； ②按图甲连接电路，将金属夹固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度L； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数I、U； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的L和I、U； ⑥以为纵轴，L为横轴，作出图像如图乙所示；以U为纵轴，I为横轴，作出图像如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： (1)某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图丁所示，则该次测量金属丝直径为______mm； (2)若图乙中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为______（结果用k、d表示）； (3)由图丙可知，电源的电动势______V（结果保留两位有效数字），电源的内阻______（结果保留两位有效数字）； (4)不考虑偶然误差，电源内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 三、测定电源的电动势和内阻 11．某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻，除待测电源、开关、导线外，还有如下器材： A、电流表（量程3A，内阻约） B、电流表（量程，内阻约） C、电压表（量程3V，内阻约） D、电压表（量程20V，内阻约） E、滑动变阻器（） F、滑动变阻器（） G、定值电阻 （1）实验所用到的电流表应选______ ，电压表应选______ ，滑动变阻器应选______ （均填器材前字母代号）。 （2）某次实验时电压表的指针位置如图乙所示，则此时电压表的示数为______ V。 （3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表和电流表的示数，以电流表示数I为横轴、电压表示数U为纵轴，得到如图丙所示的图像。 （4）该电源的电动势E的测量值为______ V，内阻r的测量值为______ 。（均保留到小数点后两位） （5）考虑到电压表、电流表均不是理想电表，所以内阻r的测量值比真实值______ （填“偏大”或“偏小”）。 12．某实验小组用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有： 待测电源 电阻箱（最大阻值） 定值电阻（阻值为） 电流表A（量程为，内阻） 开关S、导线若干 实验步骤如下： ①将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S； ②多次调节电阻箱，记录电流表A的示数和电阻箱对应的阻值； ③以为纵坐标，为横坐标，作出图线如图乙。 回答下列问题： (1)电流表A与定值电阻并联，相当于改装了一个新的电流表，改装后新电流表的量程为__________，内阻为__________； (2)由上述实验可得该电源的电动势__________，内阻__________（结果均保留2位有效数字）； (3)上述实验方法中不考虑偶然误差，电动势的测量值__________真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）。 13．某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程为15V，内阻约为10000Ω）    B．电压表（量程为6V，内阻约为3000Ω） C．电阻箱R（）    D．定值电阻    E.定值电阻 (1)该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为________V。 (2)已知电池组的内阻约为1Ω，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表V应选择________（填“A”或“B”）；定值电阻应选择________（填“D”或“E”）。 (3)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为________，内阻为________。（用题目中的字母表示） 四、用多用电表测量电学中的物理量 14．如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势，内阻，灵敏电流计满偏电流，内阻，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。 (1)多用电表的选择开关旋至“”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示。将多用电表的红、黑表笔短接，进行________调零，调零后多用电表的总内阻为________，此时甲图中电阻的阻值为________。某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为________。 (2)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是________（填选项前的字母）。 A．欧姆表的表笔、应分别接二极管的、端 B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零 D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于175 Ω 15．物理兴趣小组设计的简易欧姆表电路如图所示，该欧姆表具有“×1Ω”和“×10Ω”两种倍率。器材如下： A干电池组（电动势E＝3.0V，内阻不计） B电流计G（满偏电流mA，内阻） C定值电阻（阻值未知）。 D滑动变阻器R（最大阻值为200Ω） E开关S，红、黑表笔各一支，导线若干 (1)图中A为__________（选填“红”或“黑”）表笔；选用“×1Ω”挡位时开关S应__________（选填“闭合”或“断开”）。 (2)已知欧姆表中间刻度为30Ω，则定值电阻__________Ω。 (3)将开关S闭合，红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流计达到满偏电流。在红、黑表笔间接入待测电阻，电流计指针指向6mA的位置，则待测电阻__________Ω。 16．多用电表的内部电路图如图甲所示，该表的电流挡有0～100mA和0～500mA两个量程，电压挡的量程为0～1V。已知其内部电源电动势V，电源内阻忽略不计，表头的满偏电流=1mA，内阻。现用该表测量一定值电阻的阻值。 (1)测量的阻值之前，应使c与______（填“1”“2”“3”或者“4”）相连，则欧姆调零后电阻箱示数为_____。 (2)将红、黑表笔接在待测电阻两端，指针位置如图乙中A所示，则通过表盘读出=____。 (3)的阻值为______。 (4)的阻值为_______，用电压挡测量某元件两端电压时，指针位置如图乙中B所示，其读数为_______V。 17．在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 (1)当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______； (2)螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm； (3)如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______； A．内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流 B．内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压 C．内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流 D．内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值 (4)实验中能提供的器材有： A．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） E.滑动变阻器（0~20Ω） F.滑动变阻器（0~500Ω） G.电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。 18．某探究小组测量如图甲所示的长方体金属块的电阻率。已知金属块的长度为，宽度为，实验室可选用的器材如下： A、电源（电动势为9V，内阻约为2Ω）； B、电流表A1（量程为0∼15mA，内阻为10Ω）； C、电流表A2（量程为0∼100mA，内阻为2Ω）； D、滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； E、滑动变阻器（最大阻值为4kΩ）； F、定值电阻R（阻值为990Ω）； G、开关S，导线若干。 （1）用螺旋测微器测量该金属块的厚度。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×10”倍率粗略测定金属块的阻值，表盘中指针位置如图乙所示，则阻值为______Ω。 （3）为精确测量该金属块的电阻，小组设计了如图丙所示的实验原理图，其中1应选用电流表______，2应选用电流表______，滑动变阻器应选用______。（均填器材前字母） （4）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至______________（填“最左端”或“最右端”） （5）当开关闭合后，将滑动变阻器的滑片调至合适位置，记录电流表1的示数、电流表2的示数，则该金属块的电阻率__________（用题目给定的物理量符号表示）。 19．实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻的阻值，图中为标准电阻，阻值为；、为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题： (1)实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于位置__________（填“最左端”“最右端”或“中间”），合上开关S，改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为、，则待测电阻的表达式为__________（用、、表示）。 (2)为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组、的值，作出的图像如图乙所示，图像的斜率__________（用、表示），可得__________Ω（结果保留三位有效数字）。 20．管道天然气的主要成分是甲烷，当空气中天然气浓度（η）达到5%~15%，遇火就会引发爆炸，使用时要谨防泄漏。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪，其中传感器的电阻随天然气浓度的变化规律如图甲所示，测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．传感器； B．直流电源（电动势为，内阻约）； C．电压表（量程为0~6V，内阻非常大）； D．电阻箱（最大阻值为）； E.定值电阻（阻值为）； F.定值电阻（阻值为）； G.单刀双掷开关一个，导线若干。 (1)请根据图乙测试仪的电路图，在图丙中完成实物连线； (2)欲通过电压表示数反映天然气浓度，以判断是否达到爆炸极限，图乙中应选用定值电阻________（填“”或“”）； (3)按照下列步骤调试测试仪： ①电路接通前，将电阻箱调为，开关拨至端，把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度值________%； ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断________（填“变大”或“变小”），结合甲图数据把电压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值； ③将开关拨至端，测试仪即可正常使用。 (4)根据图甲可知，采用此测试仪检测天然气浓度，当浓度较________（填“高”或“低”）时其检测灵敏度较高； 21．两个物理兴趣小组分别用甲、乙两种电路测毫安表的内阻RA和电阻Rx的阻值。 (1)在图甲所示的实验中，电源电动势为E=15.0 V，主要实验步骤为： ①先将开关S2断开，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使毫安表示数为I=8 mA。 ②保持R1的滑片位置不变，将S2闭合，调节电阻箱R2，当毫安表的示数为IA=4 mA时，读出此时电阻箱的阻值R2=18.5 Ω。 ③根据上述测量原理，可计算出毫安表的电阻RA=___________Ω。此方法测量值相比真实值___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (2)在图乙所示的电路中，将电阻Rx与另外两个已知阻值的定值电阻。R1、R2和电阻箱相连接，M、N两点接检流计G（可以检测微小电流）。闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R3时，检流计G的示数为0，则待测电阻Rx=___________（结果用R1、R2、R3表示）。此方法测得的阻值与真实值相比，___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 22．如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器： A．待测电压表（3 V，内阻左右） B．电源E（4 V，2 A，内阻很小） C．电阻箱（0~） D．电阻箱（0~） E．滑动变阻器（0~，3 A） F．滑动变阻器（0~，2 A） G．开关两个，导线若干 (1)为保证测量精度，电阻箱应选___________；滑动变阻器应选___________。（填仪器代号） (2)完善下列实验步骤： a．闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最___________端（填“左”或“右”），然后闭合开关K1； b．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏； c．断开开关___________（填“K1”或“K2”），调节___________（填“R1”或“R2”）的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度（半偏），此时电阻箱的示数为R。那么，该电压表内阻的测量值为___________。 23．某探究小组计划用图示电路测定一枚灵敏电流计G的内阻。实验室提供的器材如下： A．待测灵敏电流计G（满偏电流，内阻约为）； B．直流电源（电动势1.5V，内阻忽略不计）； C．直流电源（电动势9V，内阻忽略不计）； D．滑动变阻器（最大阻值）； E．滑动变阻器（最大阻值）； F.电阻箱（阻值范围）； G.开关、及导线若干。 (1)为了减小实验误差，实验中电源应选用______，滑动变阻器应选用______（选填器材前面的字母代号）： (2)小圆同学负责操作，步骤如下，请帮他补充完整： ①断开、闭合，调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏； ②保持滑片位置不变，闭合，调节，在将灵敏电流计指针调至半偏时，发现指针难以对齐中间刻度线； ③继续调节，使灵敏电流计指针指在满刻度的处，此时正好对齐刻度线，电阻箱读数为。则灵敏电流计内阻测量值______（用表示）。 (3)指导老师点评：虽然本实验存在系统误差，但我们可以通过调整硬件参数将误差控制在允许范围内。随后老师给出该灵敏电流计的实际内阻，并提出一项挑战任务：要求探究小组通过调节电动势，将本实验（采用“三分之一偏法”）的相对误差控制在以内。请你通过计算得出实验所需的电动势至少为______V。（，计算结果保留一位小数） 24．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，其间充满待测的河水。 (1)注水前，用游标卡尺测量玻璃管内径，应使用如图乙所示游标卡尺的_____（填“A”“B”或“C”）部件测量，测得示数如图丙所示，读数为_____cm。 (2)实验小组用指针式多用电表的欧姆“”挡粗测玻璃管中水柱的电阻，发现指针偏转角度较小，为减小实验误差，该同学应将选择开关置于欧姆_____（填“”或“”）挡位置；重新调零测得水柱的电阻如图丁所示，读出电阻约为_____。 (3)实验小组用伏安法测量玻璃管中水柱的电阻，因找不到合适量程的电流表，用多用电表的5mA挡（内阻约）作电流表使用，其他所用实验器材有： 电源（电动势为15V，内阻可忽略）； 电压表V（量程为，内阻约为）； 滑动变阻器R（最大阻值为）；导线若干等。 ①该实验小组完成部分的实验电路如图戊所示，分析后发现还缺少两条导线的连接，请完成实物图的连线；_______ ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最________（填“左”或“右”）端； ③实验中改变变阻器的滑片位置测得多组电压表读数U与电流表读数I，作出图像如图己所示，已知玻璃管中水柱长度测量值为31.4 cm，则河水的电阻率约为________（结果保留两位有效数字）。 25．某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。 A．待测干电池电动势E，内阻r（约为） B．电流表（量程为0~0.6A，内阻为） C．电压表（量程为0~1.5V，内阻约为） D．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为2A） E.开关、导线若干。 (1)为了更准确的测量，实验中的电路图应选用上图中的______（选填“甲”或“乙”）。 (2)按所选电路进行实验，根据同学测得的数据，在图中描出点迹，并画出图像如图丙所示，由图像得出干电池的电动势E=_____V（保留3位有效数字），内阻r=_____（保留2位有效数字）。 (3)如果不考虑偶然误差对实验结果的影响，由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是_____、_____。（选填“<”“=”或“>”） 26．某实验小组用图甲电路图测量电源的电动势和内阻。可供选择的器材有： 待测电源（电动势约为，内阻约为）； 电阻箱（阻值范围）； 电流表（量程，内阻等于）； 定值电阻； 开关，导线若干。 (1)电路中将电流表改装成量程为的电流表，则定值电阻的阻值________； (2)闭合开关，改变电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值及对应的电流表示数，作图像如图乙所示，则电池的电动势________V，电池的内阻________（结果均保留到小数点后两位）； (3)实验测得的电动势________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，实验测得的电池内阻_________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 27．在实验室，某小组选取了两个待测元件进行研究，一是电阻（阻值约），二是手机中常用的锂电池（电动势铭牌上标明值为）。在操作台上还准备了如下实验器材： A．电压表（量程，电阻约）； B．电流表（量程，内阻约）； C．电流表（量程，内阻约）； D．滑动变阻器（，额定电流）； E.电阻箱（）； F.开关一只、导线若干。 (1)小宇采用伏安法测定的阻值，他使用的电源是待测的锂电池。如图甲是他连接的实验器材实物图。小宇选用的电流表应是______（填“”或“”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 (2)小秋和小强设计了如图乙所示的电路图测量锂电池的电动势和内阻。 A．小秋的实验操作是：闭合开关，调节电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为；调节电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为。根据小秋测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为______； B．小强认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（图丙）。由图乙可知该电池的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位有效数字） 28．(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为200Ω的电阻，测量步骤如下： ①调节指针定位螺丝，使电表指针停在________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。 ②将选择开关旋转到欧姆挡的________（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）位置。 ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针针对准________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。 ④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。 ⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。 (2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测某未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列判断和做法正确的是________（填字母代号）。 A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆 B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆 C．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量 D．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.6 电学实验 目录 【知识梳理】 1 知识点一：基本仪器的使用及读数 1 知识点二：测量电路与控制电路 2 知识点三：电表的改装 4 知识点四：测量电阻的多种方法 4 知识点五：测定金属丝的电阻率 7 知识点六：水平面内圆周运动 8 知识点七：用多用电表测量电学中的物理量 10 【重点突破】 12 一、测量电阻的多种方法 12 二、测定金属丝的电阻率 20 三、测定电源的电动势和内阻 25 四、用多用电表测量电学中的物理量 29 【复习提升】 33 知识点一：基本仪器的使用及读数 一、游标卡尺的使用方法 1．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。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少 1 mm。 2．精度：对应关系为10分度0.1 mm，20分度0.05 mm，50分度0.02 mm。 3．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与主尺上某一刻线对齐的游标刻线的格数，则记录结果表达为(x＋K×精度)mm。 二、螺旋测微器的使用方法 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)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 三、常用电表的读数方法 量程选择 使用事项 电表估读 选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的，但又不能超过量程 (1)使用前应先进行零点调整(机械调零)； (2)红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔； (3)红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表 (1)最小分度是“1、0.1、0.01、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位) ； (2)最小分度是“2、0.2、0.02、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)； (3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位) 知识点二：测量电路与控制电路 一、内外接测量电路的选择 (一)两种接法的比较 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 (二)两种接法的选择 1．阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。 2．临界值计算法 ①Rx< 时，用电流表外接法。②Rx> 时，用电流表内接法。 3．实验试探法 按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则应采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则应采用电流表内接法。 二、滑动变阻器控制电路的选择 1．两种接法的比较 限流接法 分压接法 两种接法 电路图 负载R上电 压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 负载R上电 流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 闭合S前 触头位置 b端 a端 　　2.两种接法的选择 ①要求待测电阻两端的电压从零开始变化，或精确性要求较高时 采用 分压 接法 ②滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻或串联的其他电阻的阻值时 ③题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够时 ①待测电阻接近或略小于滑动变阻器的最大阻值时 采用 限流 接法 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时 ③没有很高的精确性要求，考虑安装简捷和节能因素时 知识点三：电表的改装 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 改装原理 串联大电阻分压 并联小电阻分流 改装后 的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig 量程扩大 的倍数 n＝1＋ n＝1＋ 接入电阻 的阻值 R＝(n－1)Rg R＝ 改装后的 总内阻 RV＝nRg RA＝ 校准电路 知识点四：测量电阻的多种方法 一、伏安法原理 1.伏安法测电阻的原理:R=。 2.两种控制电路和两种测量电路 接法 分压电路 限流电路 内接法 外接法 二、伏伏法原理 若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用。 (1)如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝R1。 (2)如图乙所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝。 三、安安法原理 若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。 (1)如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝。 (2)如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的电阻R2＝。 四、半偏法原理 电表接入电路中时,可以显示对应测量量的读数,因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。半偏法测电表内阻有以下两种设置方法。 1.电流表半偏法 (1)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路。 ②断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其满偏电流Im。 ③保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于Im,然后读出R2的值,若满足R1≫RA,则可认为RA=R2。 (2)误差分析 当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。 2.电压表半偏法 (1)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路。 ②将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其满偏电压Um。 ③保持R1的滑动触头不动,调节R2,使电压表读数等于Um,然后读出R2的值,若R1≪RV,则可认为RV=R2。 (2)误差分析 当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,则R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。 五、等效替代法原理 等效替代法可以很精确(测量原理上不存在误差)地将一个未知电阻的阻值测量出来,主要有以下两种设置方法。 1.电流等效替代 (1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。 (3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。 2.电压等效替代 该方法的实验步骤如下: (1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U。 (3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。 六、电桥法原理 在电阻的测量方法中,有一种很独特的测量方法——电桥法。其测量电路如图所示,实验中调节电阻箱R3,当的示数为0即A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2。根据欧姆定律有:,由以上两式解得:R1·Rx=R2·R3。这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。 知识点五：测定金属丝的电阻率 （一）实验目的 1.掌握刻度尺、螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。 2.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。 3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属丝的电阻率。 （二）实验思路 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。 （三）实验器材 被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。 （四）进行实验 1.用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。 2.连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。 4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。 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。 （五）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式ρ=Rx。 （六）误差分析 1.若为内接法,电流表分压。 2.若为外接法,电压表分流。 3.长度和直径的测量。 （七）注意事项 1.先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量。 2.电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。 3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。 知识点六：水平面内圆周运动 （一）实验目的 1.测量电源的电动势和内阻。 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。 （二）实验思路 如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 （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、铅笔和刻度尺。 （四）进行实验 1.按实验电路图连接电路。 2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。 （五）数据处理 方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 (1);(2);(3) 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二: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=。 （六）误差分析 1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。 2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。 4.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测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。结论:E测<E真,r测<r真。 5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的U真与U测的差值越大。其U-I图像如图丁所示。结论:E测=E真,r测>r真。 （七）注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E和r明显变化。 3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。 4.画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。 知识点七：用多用电表测量电学中的物理量 一、欧姆表原理及应用 1.构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。 2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。 3.刻度的标定: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,这一过程叫欧姆调零。 (1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) (2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙) (3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。 二、多用电表的使用方法 （一）多用电表构造及原理图 1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。 2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。 3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(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)。 4.原理图: （二）多用电表使用 实验器材： 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 进行实验： 1.机械调零:多用电表的指针若不指零,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.测量小电珠的电压和电流。 (1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的电压。 (2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。 4.用多用电表测电阻 (1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。 (2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。 (3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。 (4)选择开关改置于×100挡,重新进行欧姆调零。 (5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。 (6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 5.注意事项： (1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。 (2)区分“两个零点”: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,调整的是欧姆挡的调零旋钮。 (3)测电阻时: ①待测电阻与电源一定要断开。 ②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 ③指针指中值附近较准,否则换挡。 ④每换一挡必须重新欧姆调零。 ⑤读出示数要乘以倍率。 (4)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。 一、测量电阻的多种方法 1．某同学用伏安法测电阻的阻值（约为），除了待测电阻、开关S、导线外，还有下列器材：电流表A（量程0~3mA，内阻约为）；电压表V（量程0~3V，内阻约为）；滑动变阻器R（，允许通过的最大电流2A）；蓄电池E（电动势为3V，内阻约为）。 (1)要求能多测几组数据，且测量值尽可能准确，你在图A、B、C、D中选择的电路图是________（填字母序号）。 A．B．C． D． (2)按所选电路进行实验，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到________（“A”或“B”），测量时测量值比真实值________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (3)实验中该同学发现电压表坏了，于是找来一个电流表G（量程0~1mA，内阻）和电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表，则电阻箱的电阻值应调节为________。该同学将改装成功后的电压表正确连入选择的电路，又想办法测出了电流表A的准确内阻，实验时电流表A的读数为，电流表G的读数为，则待测电阻________（用符号、、、、表示）。 【答案】(1)B (2) A 偏大 (3) 2999 【详解】（1）根据题中所给数据可知，，因此电流表应采用内接法，以减小系统误差。滑动变阻器​，且题目要求 “多测几组数据”，故采用分压式接法。 故选B。 （2）[1] 分压式接法中，滑片置于 A 端时，待测电阻两端电压为 0，可保护电路，避免电流过大损坏器材。 [2] 电流表内接法下，电压表测量的是与电流表内阻的总电压，电流表测量的是真实电流。根据​，可知测量值大于真实值​。 （3）[1]电流表G的满偏电流，内阻。改装成量程为的电压表，设需要把电阻箱的电阻值应调节为 根据串联分压关系可得 解得 [2] 改装后的电压表（G 与 R0​ 串联）测量的是与电流表内阻的总电压 电路中与电流表A串联，电流为​，因此总电压也可表示为 解得 2．某物理实验小组要测量一个阻值约为的定值电阻的阻值，利用下列实验器材设计了如图甲所示的电路。 A．被测电阻； B．电流表（量程为，内阻）； C．电流表（量程为，内阻）； D．滑动变阻器（最大阻值为）； E.直流电源（电动势，内阻不计）； F.导线若干，开关一个，不同阻值的定值电阻若干。 (1)电路图中电表应选择电流表________（填“”或“”），为了尽可能减小实验误差，定值电阻选用________（填字母序号）最合适； A．    B．    C． (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最_________（填“左”或“右”）端，闭合开关，调节滑动变阻器，某次调节后，电流表的示数如图乙所示，其读数为________； (3)多次调节滑动变阻器，记录每次调节后电流表、的示数、，并绘出图像，得到图像的斜率为，则可求得被测电阻的大小________。（各元件阻值均用字母表示） 【答案】(1) B (2) 左 0.24 (3) 【详解】（1）[1][2]电路图中电表应选择电流表，定值电阻与电流表串联，相当于电压表，量程为，若定值电阻选用时，此时量程为，因电源电动势为12V，可知为了尽可能减小实验误差，定值电阻选用B最合适； （2）[1]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端； [2]电流表的最小刻度为0.02A，示数为0.24A； （3）由电路可知 可得 则 解得 3．要测量一个未知电阻的阻值，某同学设计了如图甲所示电路。Rx是待测电阻，R0是阻值已知的定值电阻。 (1)闭合开关S前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________（填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器，使电压表V1、V2的指针偏转均较大，若电压表V2的示数如图乙所示，则此时被测电阻Rx两端的电压值U2=________V； (2)根据记录的电压表V1、V2的示数U1、U2及定值电阻的阻值R0，求得被测电阻Rx=________，由于电压表V2的分流，使测得的电阻比实际值________（填“大”或“小”）； (3)为了减小实验误差，该同学对实验进行了改进，甲图中，调节滑动变阻器，记录电压表V1、V2的示数U1、U2，再将电压表V2改接到b、c两端，调节滑动变阻器，使电压表V1的示数仍为U1，记录电压表V2的示数为U2′，则被测电阻Rx=________，电压表V2的内阻对实验的结果________（填“有”或“无”）影响。 【答案】(1) 右 1.30 (2) 小 (3) 无 【详解】（1）[1]闭合开关S前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最右端，使得待测电阻两端的电压为零； [2]由于电压表量程为3V，则电压表每一小格为0.1V，所以被测电阻Rx两端的电压为 （2）[1]根据欧姆定律可得 [2]由于电压表V2的分流，所以测得流过Rx的电流偏大，则测得的电阻比实际值小； （3）[1]根据欧姆定律可得 [2]由以上分析可知，待测电阻两端的电压和流过待测电阻的电流均与电压表V2的内阻无关，所以电压表V2的内阻对实验的结果无影响。 4．某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为，内阻不计）、电阻箱（最大阻值9999.9Ω）、单刀双掷开关一个、导线若干。 (1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时，毫安表刚好半偏；将电阻箱的阻值调为500Ω时，毫安表刚好能满偏，据此得到，该毫安表的量程为________mA，内阻________Ω。 (2)光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表，则需将毫安表______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为________Ω的电阻。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1) 30 100 (2) 并联 1.0 【详解】（1）[1][2]设毫安表每格表示电流大小为，则当电阻箱的阻值为时，由欧姆定律可得 当电阻箱的阻值为时，则有 联立代入数据解得， 故该毫安表的量程为 （2）[1][2]要将量程为的毫安表改成量程为电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设其电阻为，则有 代入数据可得 5．在用如图的电路测量定值电阻（约20Ω）的阻值时，已知电源E的电动势为5V、内阻约为1Ω；灵敏电流计的量程为100μA、内阻约1kΩ；电阻箱R（0~9999.9Ω）。实验室可供选择的其他主要器材如下： A．电压表V1量程0~5V，内阻约20kΩ）； B．电压表V2（量程0~15V，内阻约50kΩ）； C．电流表A1（量程0~0.3A，内阻约2Ω）； D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； (1)为保证测量精度，电路中电压表应选_________（选填“A”或“B”），电流表应选_________（选填“C”或“D”）； (2)为确保灵敏电流计G的安全，闭合S前电阻箱应调整至_________（选填“0”、“2000.0Ω”或“9999.9Ω”）； (3)闭合S后，调节电阻箱的阻值，当灵敏电流计G的示数为零时，电阻箱的阻值为R、电压表的示数为U以及电流表的示数为I，则的测量值为_________（用测得的物理量表示）； (4)用这种方法测得的电阻值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1) A C (2)2000.0Ω (3) (4)等于 【详解】（1）[1][2]由于电源E的电动势为5V，则电路中电压表应选A；根据 可知电流表应选C。 （2）当满足 此时通过灵敏电流计G的电流为0，则有 则为确保灵敏电流计G的安全，闭合S前电阻箱应调整至2000.0Ω。 （3）闭合S后，调节电阻箱的阻值，当灵敏电流计G的示数为零时，电阻箱的阻值为R、电压表的示数为U以及电流表的示数为I，则的测量值为 （4）当灵敏电流计G的示数为零时，电压表的示数等于两端电压，电流表的示数等于通过的电流，由于、都是准确的，所以用这种方法测得的电阻值等于真实值。 6．某实验小组测量一毫安表G的内阻。 (1)首先设计了如图甲所示的电路，可选实验器材如下： A．电源（电动势3V，内阻可忽略）    B．电源（电动势30V，内阻可忽略） C．滑动变阻器（阻值范围0~1kΩ）    D．滑动变阻器（阻值范围0~5kΩ） ①为了提高毫安表内阻测量的精度，尽可能的减少实验误差，电源应选________，滑动变阻器应选________；（均选填器材前的字母序号） ②先闭合开关、断开，调节滑动变阻器R使得毫安表G满偏；再闭合，调节电阻箱使毫安表G示数为满偏电流的时，电阻箱的示数为48.0Ω，则毫安表G内阻的测量值为________Ω。（结果保留3位有效数字） (2)改进后的实验电路如图乙所示，先闭合开关，调节滑动变阻器R，使毫安表G满偏，记下此时电流表A的读数； ①小李接下来的操作是：闭合开关，调节电阻箱，使毫安表G半偏，记下此时电流表A的读数，以及电阻箱的阻值，则毫安表G内阻的测量值为________（用测得的量表示）； ②小王接下来的操作是：闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器R，直至毫安表G半偏并且电流表A的读数仍为，记下此时电阻箱的阻值，则毫安表G内阻的测量值为________（用测得的量表示）。在不考虑偶然误差时，此次内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“无偏差”）。 【答案】(1) B D 96.0 (2) 无偏差 【详解】（1）[1] [2]闭合开关后电路总电阻减小，电路干路电流变大，但实验认为闭合后电路电流不变，闭合后电路电流变化越小，实验误差越小，滑动变阻器接入电路的阻值越大，闭合时电路电流变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，滑动变阻器应选择D；由于电路电阻阻值较大，应选择电动势较大的电源B。 [3] 闭合后电路电流不变，毫安表示数为满偏时流过电阻箱的电流为满偏的，由欧姆定律得： 解得 （2）[1]设毫安表G满偏电流为，闭合开关，毫安表G满偏，此时有，闭合开关，根据并联特点，由： 解得 [2]当毫安表G半偏并且电流表的读数仍为时，根据并联电路特点，毫安表G的电流与电阻箱的电流相等，电压相等，所以此时 [3]本实验中，通过调节使得干路电流不变，这样电流计半偏时，电阻箱的电流与电流计的电流相等，电压也相等，所以测量值等于真实值。 7．甲同学根据图所示电路采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表内阻（约）。 (1)为使测量值尽量准确，在以下器材中，电阻箱R应选用______，滑动变阻器应选用______，电源E应选用______（选填器材前的字母）。 A．电阻箱（）                        B．电阻箱（） C．滑动变阻器（）                        D．滑动变阻器（） E.电源（电动势1.5V）                        F.电源（电动势4.5V） (2)该同学检查电路连接无误后，在开关、均断开的情况下，先将的滑片P调至a端，然后闭合、，调节，使电压表指针偏转到满刻度，再断开开关，调节R的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半。如果此时电阻箱R接入电路中的阻值为，则被测电压表的内阻测量值为______，该测量值______实际值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1) B C F (2) 3150 大于 【详解】（1）[1]要用半偏法测电阻，电阻箱阻值不得小于待测电阻阻值，而待测阻值大约，故电阻箱选B； [2]因为电路图使用的是滑动变阻器分压接法，应该选用阻值小的滑动变阻器，操作方便并能减小实验误差，故滑动变阻器选C； [3]电源电动势不能小于电压表量程，故电源选F。 （2）[1]半偏法指的是当只有电压表接入时，电压表满偏，当电阻箱也接入时，电压表示数变为原来的一半，故电阻箱阻值等于待测电压表阻值，所以电压表内阻为。 [2]当只有电压表接入时，电压表满偏即电压为，当电阻箱也接入时，并联部分电阻变大，依据分压原理，并联部分电压变大，大于原来的，当电压表示数变为原来的一半即时，电阻箱电压必定大于，故电阻箱阻值大于电压表阻值。 二、测定金属丝的电阻率 8．导电胶具有黏合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 (1)在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______（选填“A”、“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为______mm； (2)粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约3kΩ B．电流表0~2mA，内阻Rg=50Ω C．定值电阻1Ω D．定值电阻10Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻； ②将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大______； ③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d和两金属电极间的距离L，定值电阻和电流表的并联阻值用表示，可知该导电胶的电阻率ρ=______。（用U、I、d、L和的字母表示） 【答案】(1) B 22.6 (2) C 【详解】（1）[1]在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，应该用游标卡尺的B内测量爪进行测量； [2]10分度游标卡尺的精确值为，由题图可知该玻璃管内径为 （2）①[1]估测电路可达到的最大电流为 应并联一个分流电阻，其阻值为 故改装时应选C作为分流电阻； ②[2]由于改装后的电流表内阻已知，所以电流表采用内接法；由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压接法，则电路如图所示 ③[3]测出电压表读数U、电流表读数I，则流经导电胶的电流为 导电胶两端电压为 故该导电胶的电阻为 根据电阻定律可得 联立可得该导电胶的电阻率为 9．兴趣小组的同学测量某金属丝的电阻率。 (1)用图乙所示电路测量金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有： A．待测金属丝Rx（接入电路部分的阻值约为5Ω） B．直流电源（电动势为4V） C．电流表（0~3A，内阻约为0.02Ω） D．电流表（0~0.6A，内阻约为0.1Ω） E.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A） G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为0.3A） H.开关，导线若干 实验中，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填器材的序号） (2)用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接___。 (3)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d、正确连接电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率 ___________。 (4)由于电表内阻的影响，实验中电阻率的测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。 【答案】(1) D F (2)见解析 (3) (4) 小于 由于电压表的分流作用 【详解】（1）[1]待测金属丝接入电路部分的阻值约为5Ω，电压表量程为0~3V，则有 则电流表应选用D； [2]由于滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的F。 （2）根据电路图，完整的实物连线如图所示 （3）根据欧姆定律可知图像的斜率为 根据电阻定律可得 联立可得金属丝的电阻率为 （4）[1][2]电路图中电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值比实际值大，由欧姆定律，电阻的测量值偏小，则实验中电阻率的测量值小于真实值。 10．某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻（） 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d； ②按图甲连接电路，将金属夹固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度L； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数I、U； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的L和I、U； ⑥以为纵轴，L为横轴，作出图像如图乙所示；以U为纵轴，I为横轴，作出图像如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： (1)某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图丁所示，则该次测量金属丝直径为______mm； (2)若图乙中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为______（结果用k、d表示）； (3)由图丙可知，电源的电动势______V（结果保留两位有效数字），电源的内阻______（结果保留两位有效数字）； (4)不考虑偶然误差，电源内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)（0.613到0.616均可） (2) (3) (4)等于 【详解】（1）螺旋测微器的最小刻度为，故金属丝直径为 （2）根据欧姆定律，接入电路中的金属丝电阻满足 解得 结合图乙可知斜率 金属丝的电阻率为 （3）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律，电压表和电流表的示数满足 结合图丙可知斜率 结合题干数据可得内阻截距 （4）因电流表内阻已知，表达式不存在因未考虑电流表分压造成的误差，故电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值等于真实值。 三、测定电源的电动势和内阻 11．某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻，除待测电源、开关、导线外，还有如下器材： A、电流表（量程3A，内阻约） B、电流表（量程，内阻约） C、电压表（量程3V，内阻约） D、电压表（量程20V，内阻约） E、滑动变阻器（） F、滑动变阻器（） G、定值电阻 （1）实验所用到的电流表应选______ ，电压表应选______ ，滑动变阻器应选______ （均填器材前字母代号）。 （2）某次实验时电压表的指针位置如图乙所示，则此时电压表的示数为______ V。 （3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表和电流表的示数，以电流表示数I为横轴、电压表示数U为纵轴，得到如图丙所示的图像。 （4）该电源的电动势E的测量值为______ V，内阻r的测量值为______ 。（均保留到小数点后两位） （5）考虑到电压表、电流表均不是理想电表，所以内阻r的测量值比真实值______ （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 B C E 2.30 2.90 0.60 偏小 【详解】[1]由丙图可知，实验中电流表的最大读数为，为保证测量精确度，电流表应选择量程为的B。 [2]由丙图可知，电源的电动势约为，则电压表应选择量程为的C。 [3]为了方便调节电路并获得较大的电压变化范围，滑动变阻器应选择最大阻值较小的E。 [4]由第一问可知电压表选用量程为，其分度值为，根据读数规则需估读到小数点后两位，此时指针指示的位置为。 [5]根据图甲所示电路和闭合电路欧姆定律有 变形可得 由丙图可知，图像的纵轴截距表示电源电动势，则该电源的电动势测量值为。 [6]图像斜率的绝对值为 根据表达式可知斜率绝对值表示，则有 解得 [7]考虑到电压表不是理想电表，其内部会分流，设电压表的内阻为，根据闭合电路欧姆定律有 整理变形有 结合前面的测量原理可知，图像斜率绝对值的测量值为 对比可知 即内阻的测量值比真实值偏小。 12．某实验小组用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有： 待测电源 电阻箱（最大阻值） 定值电阻（阻值为） 电流表A（量程为，内阻） 开关S、导线若干 实验步骤如下： ①将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S； ②多次调节电阻箱，记录电流表A的示数和电阻箱对应的阻值； ③以为纵坐标，为横坐标，作出图线如图乙。 回答下列问题： (1)电流表A与定值电阻并联，相当于改装了一个新的电流表，改装后新电流表的量程为__________，内阻为__________； (2)由上述实验可得该电源的电动势__________，内阻__________（结果均保留2位有效数字）； (3)上述实验方法中不考虑偶然误差，电动势的测量值__________真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1) 600 2.0 (2) 3.0 1.0 (3)等于 【详解】（1）[1]电流表A与定值电阻并联，相当于改装了一个新的电流表，改装后新电流表的量程为 [2]改装后新电流表的内阻为 （2）[1][2]当电流表示数为时，干路电流为，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 可知图像的斜率为 解得该电源的电动势为 由图像将数据，代入方程，解得该电源的内阻为 （3）上述实验方法中不考虑偶然误差，由于改装后的电流表内阻已知，所以改装后的电流表分压已知，实验方法不存在系统误差，则电动势的测量值等于真实值。 13．某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程为15V，内阻约为10000Ω）    B．电压表（量程为6V，内阻约为3000Ω） C．电阻箱R（）    D．定值电阻    E.定值电阻 (1)该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为________V。 (2)已知电池组的内阻约为1Ω，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表V应选择________（填“A”或“B”）；定值电阻应选择________（填“D”或“E”）。 (3)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为________，内阻为________。（用题目中的字母表示） 【答案】(1)5.2 (2) B D (3) 【详解】（1）该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为。 （2）[1]电源电动势约为，则电压表应选用量程为6V的，即电压表V应选择B。 [2]可变电阻箱的阻值范围为，电压表测量电阻箱的电压，为使得电压表读数有明显偏转，则定值电阻应选择阻值较小的D。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 结合图像有， 解得该电池组的电动势和内阻分别为， 四、用多用电表测量电学中的物理量 14．如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势，内阻，灵敏电流计满偏电流，内阻，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。 (1)多用电表的选择开关旋至“”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示。将多用电表的红、黑表笔短接，进行________调零，调零后多用电表的总内阻为________，此时甲图中电阻的阻值为________。某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为________。 (2)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是________（填选项前的字母）。 A．欧姆表的表笔、应分别接二极管的、端 B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零 D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于175 Ω 【答案】(1) 欧姆 150 59 70 (2)AC 【详解】（1）[1]将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零。 [2]灵敏电流计满偏电流为，调零时达到满偏，根据闭合电路欧姆定律有 解得调零后多用电表的总内阻为 [3]根据串联电路电阻关系有 解得此时甲图中电阻的阻值为 [4]多用电表的中值电阻等于总内阻，欧姆表表盘中值刻度为“15”，可知该挡位为“”挡，由图丙可知表盘读数为7，解得该电阻的阻值为 （2）A．多用电表内部电源的正极与黑表笔相连，二极管具有单向导电性，测量二极管正向电阻时，黑表笔应接二极管正极，由图乙可知带有“+”号的插孔接红表笔B，带有“-”号的插孔接黑表笔A，故黑表笔A应接二极管正极C，红表笔B应接二极管负极D，故A正确； B．人体是导体，双手捏住两表笔金属杆时，相当于人体电阻与待测电阻并联，总电阻变小，测量值将偏小，故B错误； C．若采用“”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明待测电阻较小，应换用较小倍率即“”倍率，且换挡后要重新进行欧姆调零，故C正确； D．若采用“”倍率测量时，设总内阻为，欧姆表表盘刻度不均匀，左密右疏，指针位于刻度“15”与“20”的正中央时，对应的电流是刻度“15”与“20”对应电流的平均值，则中点对应的待测电阻满足 代入数据解得 可知此时测量值应为，小于，故D错误。 故选AC。 15．物理兴趣小组设计的简易欧姆表电路如图所示，该欧姆表具有“×1Ω”和“×10Ω”两种倍率。器材如下： A干电池组（电动势E＝3.0V，内阻不计） B电流计G（满偏电流mA，内阻） C定值电阻（阻值未知）。 D滑动变阻器R（最大阻值为200Ω） E开关S，红、黑表笔各一支，导线若干 (1)图中A为__________（选填“红”或“黑”）表笔；选用“×1Ω”挡位时开关S应__________（选填“闭合”或“断开”）。 (2)已知欧姆表中间刻度为30Ω，则定值电阻__________Ω。 (3)将开关S闭合，红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流计达到满偏电流。在红、黑表笔间接入待测电阻，电流计指针指向6mA的位置，则待测电阻__________Ω。 【答案】(1) 红 闭合 (2)10 (3)20 【详解】（1）[1]欧姆表黑表笔接电源正极，红表笔接电源负极，由图可知图中A表笔为红表笔； [2]设欧姆表中值刻度为，当欧姆表为“×1”倍率时，欧姆表内阻为，欧姆表为“×10”倍率时，欧姆表内阻为，欧姆表进行欧姆调零时，有，欧姆表倍率越高，欧姆表的内阻越大，可知电路的满偏电流越小，由电路图可知，当开关S闭合时，电路电阻较小，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“×1”挡； （2）已知欧姆表的中值电阻等于欧姆表内阻，则当欧姆表为“×1”倍率时，欧姆表内阻为30Ω，由前面分析知，当开关S闭合时，欧姆表的倍率是“×1”挡，此时欧姆调零，则满偏电流为，又 解得。 （3）当开关S闭合时，电流计指针指向的位置，则流经干路的电流 得，根据闭合电路欧姆定律 有 解得 16．多用电表的内部电路图如图甲所示，该表的电流挡有0～100mA和0～500mA两个量程，电压挡的量程为0～1V。已知其内部电源电动势V，电源内阻忽略不计，表头的满偏电流=1mA，内阻。现用该表测量一定值电阻的阻值。 (1)测量的阻值之前，应使c与______（填“1”“2”“3”或者“4”）相连，则欧姆调零后电阻箱示数为_____。 (2)将红、黑表笔接在待测电阻两端，指针位置如图乙中A所示，则通过表盘读出=____。 (3)的阻值为______。 (4)的阻值为_______，用电压挡测量某元件两端电压时，指针位置如图乙中B所示，其读数为_______V。 【答案】(1) 3 14.01 (2)28 (3)0.2 (4) 9.01 0.51 【详解】（1）[1] c与1、2连接时为电流挡，与3连接时为欧姆挡，与4连接时为电压挡，测量电阻阻值应用欧姆挡，故c应与3连接； [2] c与2连接时，表头和、所在支路并联，电阻大，量程小，量程为，满偏电流 表头和、所在支路并联后总电阻为 c与3连接时，欧姆表的内阻为 故电阻箱的阻值应为 （2）读最上面的刻度线，之间每个小格为，A所指处为。 （3）c与2连接时，表头和、所在支路并联，可得 解得 c与1连接时，和表头、并联，电阻小，量程大，量程为，满偏电流 根据欧姆定律得 联立得， （4）[1]c与4连接时，电压表的内阻为则 [2]对于直流电压读取中间的刻度线，电压表量程为1V，100刻度对应，150刻度对应，中间一小格对应，故读数为0.51V。 17．在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 (1)当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______； (2)螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm； (3)如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______； A．内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流 B．内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压 C．内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流 D．内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值 (4)实验中能提供的器材有： A．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） E.滑动变阻器（0~20Ω） F.滑动变阻器（0~500Ω） G.电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。 【答案】(1) (2)0.233/0.232/0.234 (3)ACD (4) A D E 丁 【详解】（1）由欧姆定律得金属丝电阻 结合电阻定律 横截面积 联立得 （2）读数为 （3）A．内接法电流准确，误差来源于电流表分压；外接法电压测量准确，误差来源于电压表分流，故A正确； B．内接法电压表测量待测电阻与电流表的总电压，测量值大于待测电阻电压；外接法电压表直接并联在待测电阻两端，测量电压等于待测电阻电压，故B错误； C．内接法电流表与待测电阻串联，测量电流等于待测电阻电流；外接法电流表测待测电阻与电压表的总电流，测量值大于待测电阻电流，故C正确； D．内接法 外接法，故D正确。 故选ACD。 （4）[1]电压表：电源电动势为，选量程的 故选A。 [2]电流表：最大电流，选量程的 故选D。 [3]滑动变阻器：小阻值滑动变阻器操作方便、电流变化灵敏，选的 故选E。 [4]满足 ，属于小电阻，选电流表外接法；滑动变阻器总阻值是的4倍，限流法可满足测量要求，操作简单。 故选丁。 18．某探究小组测量如图甲所示的长方体金属块的电阻率。已知金属块的长度为，宽度为，实验室可选用的器材如下： A、电源（电动势为9V，内阻约为2Ω）； B、电流表A1（量程为0∼15mA，内阻为10Ω）； C、电流表A2（量程为0∼100mA，内阻为2Ω）； D、滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； E、滑动变阻器（最大阻值为4kΩ）； F、定值电阻R（阻值为990Ω）； G、开关S，导线若干。 （1）用螺旋测微器测量该金属块的厚度。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×10”倍率粗略测定金属块的阻值，表盘中指针位置如图乙所示，则阻值为______Ω。 （3）为精确测量该金属块的电阻，小组设计了如图丙所示的实验原理图，其中1应选用电流表______，2应选用电流表______，滑动变阻器应选用______。（均填器材前字母） （4）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至______________（填“最左端”或“最右端”） （5）当开关闭合后，将滑动变阻器的滑片调至合适位置，记录电流表1的示数、电流表2的示数，则该金属块的电阻率__________（用题目给定的物理量符号表示）。 【答案】 100 B C D 最左端 【详解】[1]则阻值为 [2][3] 电流表2接在干路中，而1支路，故1应选用量程小的电流表A1，即选B； 2应选用电流表A2，即选C。 [4] 滑动变阻器选用分压式接法，故为了操作、控制方便选最大阻值较小的D。 [5] 开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至分压部分的电阻最小，即调至最左端 [6]由串并联电路的特点 由电阻定律 联立解得 19．实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻的阻值，图中为标准电阻，阻值为；、为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题： (1)实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于位置__________（填“最左端”“最右端”或“中间”），合上开关S，改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为、，则待测电阻的表达式为__________（用、、表示）。 (2)为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组、的值，作出的图像如图乙所示，图像的斜率__________（用、表示），可得__________Ω（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) 最右端 (2) 20.0 【详解】（1）[1] 为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑片置于最右端位置； [2] 由串联电路电流相等，结合欧姆定律可得，整理可得待测电阻。 （2）[1] 由 整理可得 则图像的斜率为； [2] 结合，，可得。 20．管道天然气的主要成分是甲烷，当空气中天然气浓度（η）达到5%~15%，遇火就会引发爆炸，使用时要谨防泄漏。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪，其中传感器的电阻随天然气浓度的变化规律如图甲所示，测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．传感器； B．直流电源（电动势为，内阻约）； C．电压表（量程为0~6V，内阻非常大）； D．电阻箱（最大阻值为）； E.定值电阻（阻值为）； F.定值电阻（阻值为）； G.单刀双掷开关一个，导线若干。 (1)请根据图乙测试仪的电路图，在图丙中完成实物连线； (2)欲通过电压表示数反映天然气浓度，以判断是否达到爆炸极限，图乙中应选用定值电阻________（填“”或“”）； (3)按照下列步骤调试测试仪： ①电路接通前，将电阻箱调为，开关拨至端，把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度值________%； ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断________（填“变大”或“变小”），结合甲图数据把电压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值； ③将开关拨至端，测试仪即可正常使用。 (4)根据图甲可知，采用此测试仪检测天然气浓度，当浓度较________（填“高”或“低”）时其检测灵敏度较高； 【答案】(1) (2) (3) 5 变大 (4)低 【详解】（1）实物连接如图 （2）由于电压表量程为6V，本实验电压表并联在定值电阻两端，电源内阻较小，由欧姆定律可得定值电阻两端的电压约 由图甲可知 可得 解得 故选。 （3）[1]本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，故先将电阻箱调到30.0Ω，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知时，天然气浓度为5%。 [2]逐步减小电阻箱的阻值，总电阻变小，总电流变大，根据欧姆定律可知电压表的示数不断增大。 （4）图甲可知浓度越低，变化越快，电压表示数变化越大，即低浓度下灵敏度较高。 21．两个物理兴趣小组分别用甲、乙两种电路测毫安表的内阻RA和电阻Rx的阻值。 (1)在图甲所示的实验中，电源电动势为E=15.0 V，主要实验步骤为： ①先将开关S2断开，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使毫安表示数为I=8 mA。 ②保持R1的滑片位置不变，将S2闭合，调节电阻箱R2，当毫安表的示数为IA=4 mA时，读出此时电阻箱的阻值R2=18.5 Ω。 ③根据上述测量原理，可计算出毫安表的电阻RA=___________Ω。此方法测量值相比真实值___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (2)在图乙所示的电路中，将电阻Rx与另外两个已知阻值的定值电阻。R1、R2和电阻箱相连接，M、N两点接检流计G（可以检测微小电流）。闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R3时，检流计G的示数为0，则待测电阻Rx=___________（结果用R1、R2、R3表示）。此方法测得的阻值与真实值相比，___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】(1) 18.5 偏小 (2) 相等 【详解】（1）[1]保持滑动变阻器滑片不变，闭合后，毫安表与电阻箱并联，二者电压相等。当毫安表示数变为，认为干路电流不变时，流过的电流也为，因此可得 [2]闭合后，并联部分总电阻减小，整个电路总电阻减小，干路总电流大于原来的，因此流过的电流大于。 由 得，因此测量值比真实值偏小。 （2）[1]检流计示数为，说明、两点电势相等，因此满足：的电压等于的电压，的电压等于的电压。设上支路电流为，下支路电流为，可得， 两式相除消去、，得 [2]该关系由电桥平衡条件严格推导得出，原理上不存在系统误差，因此测量值与真实值相等。 22．如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器： A．待测电压表（3 V，内阻左右） B．电源E（4 V，2 A，内阻很小） C．电阻箱（0~） D．电阻箱（0~） E．滑动变阻器（0~，3 A） F．滑动变阻器（0~，2 A） G．开关两个，导线若干 (1)为保证测量精度，电阻箱应选___________；滑动变阻器应选___________。（填仪器代号） (2)完善下列实验步骤： a．闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最___________端（填“左”或“右”），然后闭合开关K1； b．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏； c．断开开关___________（填“K1”或“K2”），调节___________（填“R1”或“R2”）的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度（半偏），此时电阻箱的示数为R。那么，该电压表内阻的测量值为___________。 【答案】(1) D E (2) 左 K2 R1 R 【详解】（1）[1]在半偏法测电阻的实验中，电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近，故电阻箱应选D； [2]电路图可知滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器应选最大阻值较小的E； （2）a.[1]在测量数据时，电压要从较小数值开始变化，因而滑动变阻器的滑片开始时应在最左端； c.[2][3][4]由于采用半偏法测量，因而应断开开关K2，调节电阻箱R1的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度，即半偏，由串联电路知识可知，电压表与电阻箱电压近似相等、电流相等，因而电压表的内阻的测量值为R。 23．某探究小组计划用图示电路测定一枚灵敏电流计G的内阻。实验室提供的器材如下： A．待测灵敏电流计G（满偏电流，内阻约为）； B．直流电源（电动势1.5V，内阻忽略不计）； C．直流电源（电动势9V，内阻忽略不计）； D．滑动变阻器（最大阻值）； E．滑动变阻器（最大阻值）； F.电阻箱（阻值范围）； G.开关、及导线若干。 (1)为了减小实验误差，实验中电源应选用______，滑动变阻器应选用______（选填器材前面的字母代号）： (2)小圆同学负责操作，步骤如下，请帮他补充完整： ①断开、闭合，调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏； ②保持滑片位置不变，闭合，调节，在将灵敏电流计指针调至半偏时，发现指针难以对齐中间刻度线； ③继续调节，使灵敏电流计指针指在满刻度的处，此时正好对齐刻度线，电阻箱读数为。则灵敏电流计内阻测量值______（用表示）。 (3)指导老师点评：虽然本实验存在系统误差，但我们可以通过调整硬件参数将误差控制在允许范围内。随后老师给出该灵敏电流计的实际内阻，并提出一项挑战任务：要求探究小组通过调节电动势，将本实验（采用“三分之一偏法”）的相对误差控制在以内。请你通过计算得出实验所需的电动势至少为______V。（，计算结果保留一位小数） 【答案】(1) C D (2) (3)6.2 【详解】（1）[1]根据半偏法的实验原理和题述实验步骤，要想干路电流基本不变，滑动变阻器的最大阻值应尽可能大一点，这样闭合，调节，对电路的总电阻影响不大，又灵敏电流计G满偏电流是一定的，可知电源电动势应较大一点，可以减小实验误差，故电源应选用C。 [2]由，知应选用滑动变阻器，故选D。 （2）干路电流基本不变，可知读数为时，电阻箱分流，根据并联电压相等 得 （3）需先证明测量值与指针偏转角度无关，设偏转时，读数为，滑动变阻器阻值为，测量值为，有，， 联立得 所以与无关。由 联立、 得 由，有，分析知 24．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，其间充满待测的河水。 (1)注水前，用游标卡尺测量玻璃管内径，应使用如图乙所示游标卡尺的_____（填“A”“B”或“C”）部件测量，测得示数如图丙所示，读数为_____cm。 (2)实验小组用指针式多用电表的欧姆“”挡粗测玻璃管中水柱的电阻，发现指针偏转角度较小，为减小实验误差，该同学应将选择开关置于欧姆_____（填“”或“”）挡位置；重新调零测得水柱的电阻如图丁所示，读出电阻约为_____。 (3)实验小组用伏安法测量玻璃管中水柱的电阻，因找不到合适量程的电流表，用多用电表的5mA挡（内阻约）作电流表使用，其他所用实验器材有： 电源（电动势为15V，内阻可忽略）； 电压表V（量程为，内阻约为）； 滑动变阻器R（最大阻值为）；导线若干等。 ①该实验小组完成部分的实验电路如图戊所示，分析后发现还缺少两条导线的连接，请完成实物图的连线；_______ ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最________（填“左”或“右”）端； ③实验中改变变阻器的滑片位置测得多组电压表读数U与电流表读数I，作出图像如图己所示，已知玻璃管中水柱长度测量值为31.4 cm，则河水的电阻率约为________（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) B 10.04 (2) 2200 (3) 左 63 【详解】（1）[1]用游标卡尺测量玻璃管内径，需使用如图乙所示游标卡尺的B部件测量； [2]根据游标卡尺读数规律可知测得示数如图丙所示，读数为 （2）[1]指针偏转角度较小，则所选挡位偏小，故选择挡位； [2]读出电阻约为 （3）[1]待测电阻较大，采用电流表内接，故电路图如图所示 [2]开关闭合前，滑动变阻器滑片起保护电路的作用，故应置于左端； [3]根据欧姆定律可知 根据电阻定律可知 解得 25．某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。 A．待测干电池电动势E，内阻r（约为） B．电流表（量程为0~0.6A，内阻为） C．电压表（量程为0~1.5V，内阻约为） D．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为2A） E.开关、导线若干。 (1)为了更准确的测量，实验中的电路图应选用上图中的______（选填“甲”或“乙”）。 (2)按所选电路进行实验，根据同学测得的数据，在图中描出点迹，并画出图像如图丙所示，由图像得出干电池的电动势E=_____V（保留3位有效数字），内阻r=_____（保留2位有效数字）。 (3)如果不考虑偶然误差对实验结果的影响，由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是_____、_____。（选填“<”“=”或“>”） 【答案】(1)乙 (2) 1.43/1.44/1.45/1.46 1.7/1.8/1.9/2.0/2.1 (3) = = 【详解】（1）因电流表内阻已知，则为了更准确的测量，实验中的电路图应选用上图中的乙。 （2）[1][2]根据 由图像得出干电池的电动势E=1.45V，内阻。 （3）[1][2]如果不考虑偶然误差对实验结果的影响，由该实验中已经考虑了电表内阻的影响，则得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是=、=。 26．某实验小组用图甲电路图测量电源的电动势和内阻。可供选择的器材有： 待测电源（电动势约为，内阻约为）； 电阻箱（阻值范围）； 电流表（量程，内阻等于）； 定值电阻； 开关，导线若干。 (1)电路中将电流表改装成量程为的电流表，则定值电阻的阻值________； (2)闭合开关，改变电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值及对应的电流表示数，作图像如图乙所示，则电池的电动势________V，电池的内阻________（结果均保留到小数点后两位）； (3)实验测得的电动势________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，实验测得的电池内阻_________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)1 (2) 1.43 0.65 (3) 等于 等于 【详解】（1）根据电表改装原理有： 代入题中数据得 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有： 联立整理得 图乙可知当分别为、时，分别为、，将其代入方程有： 、 联立解得， （3）[1][2]本实验中，改装后的电流表内阻已知且已考虑在计算中，不存在因电表内阻导致的系统误差，所以实验测得的电动势等于真实值，测得的电池内阻也等于真实值。 27．在实验室，某小组选取了两个待测元件进行研究，一是电阻（阻值约），二是手机中常用的锂电池（电动势铭牌上标明值为）。在操作台上还准备了如下实验器材： A．电压表（量程，电阻约）； B．电流表（量程，内阻约）； C．电流表（量程，内阻约）； D．滑动变阻器（，额定电流）； E.电阻箱（）； F.开关一只、导线若干。 (1)小宇采用伏安法测定的阻值，他使用的电源是待测的锂电池。如图甲是他连接的实验器材实物图。小宇选用的电流表应是______（填“”或“”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 (2)小秋和小强设计了如图乙所示的电路图测量锂电池的电动势和内阻。 A．小秋的实验操作是：闭合开关，调节电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为；调节电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为。根据小秋测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为______； B．小强认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（图丙）。由图乙可知该电池的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1) A2 大于 (2) 3.3 0.25 【详解】（1）[1]根据欧姆定律可知，待测电阻通过的最大电流为 故电流表选； [2]由于小宇采用电流表的内接法，导致电压表测量的是待测电阻和电流表的电压之和，因此测出的的值偏大。 （2）[1]根据闭合电路欧姆定律可得， 联立解得 [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 因此在图像中，图像的纵截距 图像的斜率为 ， 28．(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为200Ω的电阻，测量步骤如下： ①调节指针定位螺丝，使电表指针停在________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。 ②将选择开关旋转到欧姆挡的________（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）位置。 ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针针对准________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。 ④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。 ⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。 (2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测某未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列判断和做法正确的是________（填字母代号）。 A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆 B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆 C．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量 D．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量 【答案】(1) 电流 ×10 欧姆调零旋钮 电阻 190 (2)BC 【详解】（1）[1]使用多用电表前，先进行机械调零，调节指针定位螺丝，使指针停在电流的零刻度线； [2]进行欧姆调零，先选挡位，由于待测电阻约为200Ω，与欧姆表中央刻度值相近，所以选“×10”挡位； [3]欧姆调零时，红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的零刻度线； [4]欧姆表读数是表盘读数乘以挡位倍率，图中读数为190Ω。 （2）指针偏角非常小，通过电表内部电流计的电流很小，说明挡位倍率过小，则待测电阻阻值很大，约有几千欧姆，应该选“×100”挡，使指针到中央刻度附近，换挡后要重新欧姆调零再测量。故AD错误，BC正确。故选BC。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $