第34讲 实验：电阻率、电源电动势和内阻的测量（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦实验专题，覆盖多用电表使用、游标卡尺与螺旋测微器读数、电阻率及电源电动势和内阻测量等核心考点，按“仪器原理-实验设计-数据处理-误差分析”逻辑架构知识体系，通过命题透视、思维建模、考点精讲、考向破译和真题溯源环节，系统帮助学生突破实验难点。 讲义突出科学思维与科学探究素养培养，创新采用“口诀记忆+图像分析”策略，如用“大内偏大，小外偏小”掌握误差分析，通过U-I图像“化曲为直”处理数据，配合例题变式和分层训练，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、提升学生实验应考能力提供有力支持。

第34讲 实验：电阻率、电源电动势和内阻的测量 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 指针式多用电表 知识点02 数字式多用电表 知识点03 二极管的单向导电性 知识点04 游标卡尺 知识点05 螺旋测微器 知识点06 金属丝电阻率的测量 知识点07 滑动变阻器的两种接法及其应用 知识点08 伏安法测量电源电动势E和内阻r 知识点09 测量E和r的特殊方法 考●向●破●译 考向01 多用电表的使用 考向02 多用电表诊断电路故障 考向03 游标卡尺和螺旋测微器的读数 考向04 伏安法测电阻率 考向05 测量电源电动势和内阻 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × 填空题 × × 计算题 × × 实验题 √ × 综合题 × × 考情分析 1．电源电动势、内阻的概念是重点知识点，电源电动势、电源内阻、电阻率的测量是重点物理实验、多用电表的使用相对重要性要低一点，总的来说，高考出题可能性较大。 2．从命题方式上看，可能是以实验为背景综合考查电路知识，一个大题下可能有选择、填空、误差分析、计算等多种题型出现。 3．试题情景可以以社会生产活动、热门高科技领域为背景，考查综合运用实验观点分析问题的能力。 复习目标 1. 掌握测量电阻丝电阻率的原理和实验方法。 2. 了解游标卡尺和螺旋测微器的原理和读数方法。 3. 了解多用电表测量电流、电压和电阻的使用方法。 4. 了解二极管单向导电的特性。 5. 了解测量电源电动势和内阻的实验原理和实验方法。 6. 掌握化曲为直的数据处理方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 指针式多用电表 1.多用电表特征和用途： 共用一个表头（电流计），可以分别测量电压、电流和电阻等物理量。 2.外形构造 如图所示，选择开关周围不同的测量功能及量程，选择不同位置，内部不同电路被接通。 在不使用时，应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡。 3.多用电表中电流的流向：红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔。 (1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表。 (2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”。 (3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出”。刻度不均匀，左边密集，右边稀疏。 4.测电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高。 5.测电流 (1)选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中。 6.测电阻 (1)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。 (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 Ω”。0在右边 (3)测量、读数：断开电路，将两表笔分别与待测电阻的两端接触，示数乘以倍率即为待测电阻阻值。 (4)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 知识点02 数字式多用电表 1. 表盘 数字式多用电表有三个表笔插孔，其中标有“COM”的为公共插孔，测量时黑表笔需插入该插孔。 其他插口处标有“V”、“A”、“Ω”，分别代表测量电压、电流、电阻时红表笔对应的插孔。 小量程、中量程和大量程电流的插口是分开的，需要仔细看插口标志。 A. 测电压 B. 测电流 C. 测电阻 2. 测量电压 如上图A. ，红表笔对应电路中电势高的地方，黑表笔对应电路中电势低的地方。 如果出现反接，则测量出负值。 3. 测量电流 如上图B. ，测量较小电流(μA或mA)和较大电流(20A)时，红表笔插孔不同。 口诀：电流红表笔进，黑表笔出。如果反接，则电流会出现负值 4. 测量电阻 如上图C. ，使用数字式多用电表测量电阻时，必须先把电阻从电路中断开。 测量时既要保持表笔与电阻良好接触，又不能使待测电阻与其他导电物体(包括手)接触。 知识点03 二极管的单向导电性 1. 认识二极管：符号如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。 特点：电流从正极流入时电阻很小，而从负极流入时电阻很大。 2. 多用电表测二极管的正、反向电阻 ①测二极管正向电阻：选择低倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。 ②测二极管反向电阻：选择高倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。 知识点04 游标卡尺 1.结构及作用 游标卡尺是测量长度的较精密的仪器，主要部分由主尺和游标尺（或称副尺）构成，如图所示。 2.原理（以十分度为例） 主尺的最小分度是1 mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9 mm。 因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1 mm。 3.使用方法 (1)校零位：使卡脚并拢，查看游标与主尺零刻线是否对齐，否则加以修正。 (2)测量：将待测物放在两测量爪之间。移动游标，使测量爪刚好与物体接触即可读数。 （注：测一般物长用外测量爪，即外测法；测孔径等物体内部长度使用内测量爪，即内测法） (3)读数： ①主尺读数：以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数L0。 ②附尺读数：看游标上第K条刻线与主尺上的某一刻线对齐，读数为KΔL，ΔL为游标卡尺的精度。 ③得读数为L0＋KΔL。 测量值: 14mm+10×0.05mm=14.50mm 4.注意事项 (1)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位。 (2)测脚必须紧靠工件，用制动螺丝把游标尺固定后再读数。 知识点05 螺旋测微器 1.结构及作用 2.测量原理 螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器. 如图所示的是一种常用的螺旋测微器，用它测量长度可以准确到0.01 mm D每旋转一周，F前进或者后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm，这也就是螺旋测微器的精度，读数时再估读一位，即可测到0.001 mm，故也叫作千分尺。 3.读数方法 (1)固定刻度数（毫米）：要注意固定刻度上面的半毫米刻度线是否已经露出，露出则加0.5mm。 (2)可动刻度数：可动刻度数（估读一位）×0.01（毫米） (3)测量值（毫米）＝固定刻度数＋可动刻度数 读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。 如某同学读出的读数为“6.32 mm”，肯定有效数字是错的，正确的应读成6.320 mm。 知识点06 金属丝电阻率的测量 1.实验目的 (1)掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，会正确使用。 (2)练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。 (3)测定金属的电阻率。 2.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＝。 (3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率。 3. 实验器材 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源、滑动变阻器。 器材选择：不能超过电表量程；偏转不能过小，超过1/3； 4. 实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。 (2)连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。 (3)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录。 (4)求电阻：改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组I和U的值，记入表格。 5. 数据处理 (1)电阻R的测量 ①平均值法：用每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。 ②图像法：可建立U－I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜率求R。 (2)电阻率的计算 将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率。 6. 误差分析 (1)电流表外接法，R测<R真导致ρ测<ρ真(系统误差)。 大内偏大，小外偏小 (2)通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。 知识点07 滑动变阻器的两种接法及其应用 限流式接法 分压式接法 电路图 接线方法 接2个接线柱 接3个接线柱 闭合开关前滑片位置 滑片在最左端，接入电路的阻值最大 滑片在最左端，R两端的电压为零 负载两端的电压调节范围 U～U 0～U 通过负载的电流调节范围 ～ 0～ 知识点08 伏安法测量电源电动势E和内阻r 1. 实验原理：E＝U＋Ir 2. 实验方案：伏安法 电路图如图所示，由E＝U＋Ir知，调节滑动变阻器，测出多组U、I的数据，即可计算出E、r， 通常电源内阻较小，电流表在电源的外面，又叫外接法。 3. 数据处理 把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知： (1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的电流Im＝。 (2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝||＝。 4. 误差分析 (1)外接法（从电池向外看，电流表在电压表的外面）： ， (2)内接法（从电池向外看，电流表在电压表的里面）： ， (3)一般电源内阻较小，基本采用外接法。 “大内偏大内阻大，小外偏小两个小”：大电阻用内接法，内阻测量值偏大； 小电阻用外接法，电动势和内阻测量值都偏小。 5. 注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取： ①内阻较大的旧干电池 ②滑动变阻器的电阻小些 ③内阻较大的电压表。 (2)若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出。 (3)横纵坐标轴的单位如果不是主单位V和A，按带单位计算，并将单位转为为主单位。 知识点09 测量E和r的特殊方法 1. 增大等效内阻 (1)在电源一侧增加一个定值电阻(阻值已知），可以假想此时的电阻R0“塞”进了电池内部。 (2) R0+r称等效内阻，E电源电动势不改变。 2. 安阻法 (1)由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r (2) 化曲为直 ①计算法：由 解方程组求得E，r。 ②图像法：化曲为直。由E＝I(R＋r) 得： （也可以利用电流相等化简） (a) ＝R＋ －R图像的斜率k＝，纵轴截距为 (如图甲) (b) R＝E·－r R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r (如图乙)。 由图像的斜率和截距求解。 3. 伏阻法 (1)计算法：由解方程组可求得E和r。 (2)图像法：化曲为直。由E＝U＋r得＝＋·。 （也可以利用电流相等化简） 故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图所示，由图像的斜率和截距求解。 考●向●破●译 考向01 多用电表的使用 例1. （25-26高一上·上海·课堂例题）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　） A．测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 C．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）用多用电表的欧姆挡测量未知电阻Rx，旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k，根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________Ω。 考向02 多用电表诊断电路故障 例1. 在如图所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V，0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。用多用电表的直流电压挡检查故障，测得cd间电压为0，e、f间电压约为5.8V，则故障是 ( ) A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.d、e间连线断开 D.B灯被短路 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)闭合开关，使用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触_____（选填“c”或“d”），根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是( ) A．灯A短路              B．灯B短路 C．cd段断路           D．df段断路 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如下表所示，那么检查出的故障是（　　） A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 考向03 游标卡尺和螺旋测微器的读数 例1.如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数，其示数为（ ） A.2.90 cm B.2.9 cm C.2.27 mm D.2.27 cm 例2.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是________mm。 【变式训练1】（25-26高二上·上海·阶段检测）某实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度L和直径d，某次测量结果如图所示，则：长度________，直径________； 考向04 伏安法测电阻率 例1. （25-26高二上·上海徐汇·期末）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。 (1)测量金属丝的长度可用______，测量金属丝的直径可用______。（均选择下列字母） A．刻度尺                    B．螺旋测微器                C．游标卡尺 (2)实验小组测量出金属丝直径为d、长度为L，金属丝两端的电压为U，通过的电流为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式______。 【变式训练1】（24-25高二上·上海·期中）“测量金属丝的电阻率”实验电路如图所示，在实验过程中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其读数如图，则读数为_________mm； （2）某次测量，电流表示数为0.32A，则2分钟内有_____________个自由电子通过电流表； （3）根据实验数据，画出U-I图像，图线的斜率表示金属丝的阻值R。由此可知金属丝的电阻率= ________________（用L、d、R表示）。 考向05 测量电源电动势和内阻 例1. （25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）某同学做“用DIS测定电源的电动势和内阻”实验，实验电路如图（a）所示。 (1)图（a）中乙是______传感器，定值电阻的作用是______。 (2)该同学记录了6组实验数据，其中有两组数据是在滑片分别位于滑动变阻器两端时记录的，实验测得的路端电压与相应电流的数据描点及拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势______V，内阻______，定值电阻的阻值______。（保留两位有效数字） 【变式训练1】一个同学采用如图所示电路测量水果电池的电动势和内阻，并根据测量数据作出了图像，忽略电流计内阻，则根据图像，该水果电池的电动势和内阻约为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25年高考真题）滑动变阻器 滑动变阻器是电路元件，它可以通过改变滑片位置来改变接入电路的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上，电阻丝外面涂有绝缘漆。 1. 电学实验中，进行“测量电源电动势和内阻”实验时，记录数据，当电流表时，电压表示数；当电流表示数为，电压表示数；则此电源电动势为______V，内阻为______。 2. 通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系，描绘如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，依据图像分析： （1）电阻阻值为R，其材料电阻率为，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则（ ） A.R增大，增大 B.R减小，减小 C.R增大，不变 D.R减小，不变 （2）根据图像分析，当电阻两端电压为时，该电阻的功率为______W。 （3）根据图像，推测该实验电路为（ ） A. B. C. D. 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第34讲 实验：电阻率、电源电动势和内阻的测量 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 指针式多用电表 知识点02 数字式多用电表 知识点03 二极管的单向导电性 知识点04 游标卡尺 知识点05 螺旋测微器 知识点06 金属丝电阻率的测量 知识点07 滑动变阻器的两种接法及其应用 知识点08 伏安法测量电源电动势E和内阻r 知识点09 测量E和r的特殊方法 考●向●破●译 考向01 多用电表的使用 考向02 多用电表诊断电路故障 考向03 游标卡尺和螺旋测微器的读数 考向04 伏安法测电阻率 考向05 测量电源电动势和内阻 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × 填空题 × × 计算题 × × 实验题 √ × 综合题 × × 考情分析 1．电源电动势、内阻的概念是重点知识点，电源电动势、电源内阻、电阻率的测量是重点物理实验、多用电表的使用相对重要性要低一点，总的来说，高考出题可能性较大。 2．从命题方式上看，可能是以实验为背景综合考查电路知识，一个大题下可能有选择、填空、误差分析、计算等多种题型出现。 3．试题情景可以以社会生产活动、热门高科技领域为背景，考查综合运用实验观点分析问题的能力。 复习目标 1. 掌握测量电阻丝电阻率的原理和实验方法。 2. 了解游标卡尺和螺旋测微器的原理和读数方法。 3. 了解多用电表测量电流、电压和电阻的使用方法。 4. 了解二极管单向导电的特性。 5. 了解测量电源电动势和内阻的实验原理和实验方法。 6. 掌握化曲为直的数据处理方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 指针式多用电表 1.多用电表特征和用途： 共用一个表头（电流计），可以分别测量电压、电流和电阻等物理量。 2.外形构造 如图所示，选择开关周围不同的测量功能及量程，选择不同位置，内部不同电路被接通。 在不使用时，应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡。 3.多用电表中电流的流向：红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔。 (1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表。 (2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”。 (3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出”。刻度不均匀，左边密集，右边稀疏。 4.测电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高。 5.测电流 (1)选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中。 6.测电阻 (1)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。 (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 Ω”。0在右边 (3)测量、读数：断开电路，将两表笔分别与待测电阻的两端接触，示数乘以倍率即为待测电阻阻值。 (4)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 知识点02 数字式多用电表 1. 表盘 数字式多用电表有三个表笔插孔，其中标有“COM”的为公共插孔，测量时黑表笔需插入该插孔。 其他插口处标有“V”、“A”、“Ω”，分别代表测量电压、电流、电阻时红表笔对应的插孔。 小量程、中量程和大量程电流的插口是分开的，需要仔细看插口标志。 A. 测电压 B. 测电流 C. 测电阻 2. 测量电压 如上图A. ，红表笔对应电路中电势高的地方，黑表笔对应电路中电势低的地方。 如果出现反接，则测量出负值。 3. 测量电流 如上图B. ，测量较小电流(μA或mA)和较大电流(20A)时，红表笔插孔不同。 口诀：电流红表笔进，黑表笔出。如果反接，则电流会出现负值 4. 测量电阻 如上图C. ，使用数字式多用电表测量电阻时，必须先把电阻从电路中断开。 测量时既要保持表笔与电阻良好接触，又不能使待测电阻与其他导电物体(包括手)接触。 知识点03 二极管的单向导电性 1. 认识二极管：符号如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。 特点：电流从正极流入时电阻很小，而从负极流入时电阻很大。 2. 多用电表测二极管的正、反向电阻 ①测二极管正向电阻：选择低倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。 ②测二极管反向电阻：选择高倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。 知识点04 游标卡尺 1.结构及作用 游标卡尺是测量长度的较精密的仪器，主要部分由主尺和游标尺（或称副尺）构成，如图所示。 2.原理（以十分度为例） 主尺的最小分度是1 mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9 mm。 因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1 mm。 3.使用方法 (1)校零位：使卡脚并拢，查看游标与主尺零刻线是否对齐，否则加以修正。 (2)测量：将待测物放在两测量爪之间。移动游标，使测量爪刚好与物体接触即可读数。 （注：测一般物长用外测量爪，即外测法；测孔径等物体内部长度使用内测量爪，即内测法） (3)读数： ①主尺读数：以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数L0。 ②附尺读数：看游标上第K条刻线与主尺上的某一刻线对齐，读数为KΔL，ΔL为游标卡尺的精度。 ③得读数为L0＋KΔL。 测量值: 14mm+10×0.05mm=14.50mm 4.注意事项 (1)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位。 (2)测脚必须紧靠工件，用制动螺丝把游标尺固定后再读数。 知识点05 螺旋测微器 1.结构及作用 2.测量原理 螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器. 如图所示的是一种常用的螺旋测微器，用它测量长度可以准确到0.01 mm D每旋转一周，F前进或者后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm，这也就是螺旋测微器的精度，读数时再估读一位，即可测到0.001 mm，故也叫作千分尺。 3.读数方法 (1)固定刻度数（毫米）：要注意固定刻度上面的半毫米刻度线是否已经露出，露出则加0.5mm。 (2)可动刻度数：可动刻度数（估读一位）×0.01（毫米） (3)测量值（毫米）＝固定刻度数＋可动刻度数 读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。 如某同学读出的读数为“6.32 mm”，肯定有效数字是错的，正确的应读成6.320 mm。 知识点06 金属丝电阻率的测量 1.实验目的 (1)掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，会正确使用。 (2)练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。 (3)测定金属的电阻率。 2.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＝。 (3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率。 3. 实验器材 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源、滑动变阻器。 器材选择：不能超过电表量程；偏转不能过小，超过1/3； 4. 实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。 (2)连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。 (3)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录。 (4)求电阻：改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组I和U的值，记入表格。 5. 数据处理 (1)电阻R的测量 ①平均值法：用每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。 ②图像法：可建立U－I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜率求R。 (2)电阻率的计算 将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率。 6. 误差分析 (1)电流表外接法，R测<R真导致ρ测<ρ真(系统误差)。 大内偏大，小外偏小 (2)通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。 知识点07 滑动变阻器的两种接法及其应用 限流式接法 分压式接法 电路图 接线方法 接2个接线柱 接3个接线柱 闭合开关前滑片位置 滑片在最左端，接入电路的阻值最大 滑片在最左端，R两端的电压为零 负载两端的电压调节范围 U～U 0～U 通过负载的电流调节范围 ～ 0～ 知识点08 伏安法测量电源电动势E和内阻r 1. 实验原理：E＝U＋Ir 2. 实验方案：伏安法 电路图如图所示，由E＝U＋Ir知，调节滑动变阻器，测出多组U、I的数据，即可计算出E、r， 通常电源内阻较小，电流表在电源的外面，又叫外接法。 3. 数据处理 把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知： (1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的电流Im＝。 (2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝||＝。 4. 误差分析 (1)外接法（从电池向外看，电流表在电压表的外面）： ， (2)内接法（从电池向外看，电流表在电压表的里面）： ， (3)一般电源内阻较小，基本采用外接法。 “大内偏大内阻大，小外偏小两个小”：大电阻用内接法，内阻测量值偏大； 小电阻用外接法，电动势和内阻测量值都偏小。 5. 注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取： ①内阻较大的旧干电池 ②滑动变阻器的电阻小些 ③内阻较大的电压表。 (2)若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出。 (3)横纵坐标轴的单位如果不是主单位V和A，按带单位计算，并将单位转为为主单位。 知识点09 测量E和r的特殊方法 1. 增大等效内阻 (1)在电源一侧增加一个定值电阻(阻值已知），可以假想此时的电阻R0“塞”进了电池内部。 (2) R0+r称等效内阻，E电源电动势不改变。 2. 安阻法 (1)由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r (2) 化曲为直 ①计算法：由 解方程组求得E，r。 ②图像法：化曲为直。由E＝I(R＋r) 得： （也可以利用电流相等化简） (a) ＝R＋ －R图像的斜率k＝，纵轴截距为 (如图甲) (b) R＝E·－r R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r (如图乙)。 由图像的斜率和截距求解。 3. 伏阻法 (1)计算法：由解方程组可求得E和r。 (2)图像法：化曲为直。由E＝U＋r得＝＋·。 （也可以利用电流相等化简） 故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图所示，由图像的斜率和截距求解。 考●向●破●译 考向01 多用电表的使用 例1. （25-26高一上·上海·课堂例题）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　） A．测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 C．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡 【答案】ABD 【详解】A．测电阻时如果指针偏转角过大，说明待测电阻较小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，A正确； B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，以免损坏电表，B正确； C．测量阻值不同的电阻时，只要不换挡，则不需重新调零，C错误； D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡，D正确。 故选ABD。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）用多用电表的欧姆挡测量未知电阻Rx，旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k，根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________Ω。 【答案】3.0×104 【详解】被测电阻的阻值约为30×103Ω=3.0×104Ω。 考向02 多用电表诊断电路故障 例1. 在如图所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V，0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。用多用电表的直流电压挡检查故障，测得cd间电压为0，e、f间电压约为5.8V，则故障是 ( ) A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.d、e间连线断开 D.B灯被短路 【答案】 B 【解析】 电压表有示数表示电压表两个接线柱和电源两端是通路，反过来理解即，此时电压表两点间是断路故障。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)闭合开关，使用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触_____（选填“c”或“d”），根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是( ) A．灯A短路              B．灯B短路 C．cd段断路           D．df段断路 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如下表所示，那么检查出的故障是（　　） A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 【答案】(1) c D (2)BD 【详解】（1）[1]在测试c、d间直流电压时，根据“红进黑出”，可知红表笔应接触c； [2]电压表接a、b，电压表有示数，说明a、b两点与电源间无断路； 电压表接b、c，电压表有示数，说明c、b两点与电源间无断路； 电压表接c、d，电压表无示数，说明c、d两点与电源间存在断路； 电压表接d、f，电压表有示数，说明d、f两点与灯泡A、电键、电源两极间以及滑动变阻器之间无断路； 综合以上分析可知，断路出现在d、f段（与灯泡B连接的一段）。 故选D。 （2）欧姆表右偏说明两接触点之间没断路，不偏转，说明两接触点之间断路了，即d、e间导线断路，由表2所示可知，e、f间电阻为零，说明ef间短路，即灯B短路，故AC错误，BD正确。 故选BD。 考向03 游标卡尺和螺旋测微器的读数 例1.如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数，其示数为（ ） A.2.90 cm B.2.9 cm C.2.27 mm D.2.27 cm 【答案】 D 【解析】 主尺读数＋游标尺读数为：2.2 cm＋0.01×7 cm＝2.27 cm；故选D。 例2.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是________mm。 【答案】 0.680 【解析】 最终读数 = 固定刻度读数 + 可动刻度读数 = 0.5 mm + 0.01×18.0 mm = 0.680 mm。 【变式训练1】（25-26高二上·上海·阶段检测）某实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度L和直径d，某次测量结果如图所示，则：长度________，直径________； 【答案】 11.45 0.920 【详解】[1]金属丝的长度 [2]金属丝的直径 考向04 伏安法测电阻率 例1. （25-26高二上·上海徐汇·期末）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。 (1)测量金属丝的长度可用______，测量金属丝的直径可用______。（均选择下列字母） A．刻度尺                    B．螺旋测微器                C．游标卡尺 (2)实验小组测量出金属丝直径为d、长度为L，金属丝两端的电压为U，通过的电流为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式______。 【答案】(1) A BC (2) 【详解】（1）[1] 刻度尺的精度足够满足测量金属丝长度的需求，故测量金属丝的长度可用刻度尺。 故选A。 [2] 金属丝直径较细，螺旋测微器的精度更高，游标卡尺次之，它们都是测量细金属丝直径的常用工具，所以测量金属丝的直径可用螺旋测微器或游标卡尺。 故选BC。 （2）根据欧姆定律可知，金属丝的电阻为 根据电阻定律可知，金属丝的电阻为 其中金属丝的横截面积为 联立解得该金属丝电阻率测量值的表达式为 【变式训练1】（24-25高二上·上海·期中）“测量金属丝的电阻率”实验电路如图所示，在实验过程中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其读数如图，则读数为_________mm； （2）某次测量，电流表示数为0.32A，则2分钟内有_____________个自由电子通过电流表； （3）根据实验数据，画出U-I图像，图线的斜率表示金属丝的阻值R。由此可知金属丝的电阻率= ________________（用L、d、R表示）。 【答案】 0.506/0.505/0.507/0.508 【详解】[1]金属丝的直径 [2]通过电流表的自由电子个数 [3]根据、 解得 考向05 测量电源电动势和内阻 例1. （25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）某同学做“用DIS测定电源的电动势和内阻”实验，实验电路如图（a）所示。 (1)图（a）中乙是______传感器，定值电阻的作用是______。 (2)该同学记录了6组实验数据，其中有两组数据是在滑片分别位于滑动变阻器两端时记录的，实验测得的路端电压与相应电流的数据描点及拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势______V，内阻______，定值电阻的阻值______。（保留两位有效数字） 【答案】(1) 电压 保护电路 (2) 1.5 1.0 5.0 【详解】（1）[1]由实验电路可知，传感器乙并联在电源两端，测的是路端电压，故乙是电压传感器。 [2]定值电阻的作用是保护电路，防止滑动变阻器短路时电流过大，损坏电源或传感器。 （2）[1][2]根据 可知图斜率绝对值表示r，纵截距表示E，根据图（b）可知， [3]当滑动变阻器的阻值为零时，路端电压U最小，由图（b）可知，此时电压、电流分别为，则定值电阻的阻值 【变式训练1】一个同学采用如图所示电路测量水果电池的电动势和内阻，并根据测量数据作出了图像，忽略电流计内阻，则根据图像，该水果电池的电动势和内阻约为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【详解】根据闭合电路欧姆定律有：，等式变形得： 根据图像有：， 解得：， 故选A。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25年高考真题）滑动变阻器 滑动变阻器是电路元件，它可以通过改变滑片位置来改变接入电路的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上，电阻丝外面涂有绝缘漆。 1. 电学实验中，进行“测量电源电动势和内阻”实验时，记录数据，当电流表时，电压表示数；当电流表示数为，电压表示数；则此电源电动势为______V，内阻为______。 2. 通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系，描绘如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，依据图像分析： （1）电阻阻值为R，其材料电阻率为，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则（ ） A.R增大，增大 B.R减小，减小 C.R增大，不变 D.R减小，不变 （2）根据图像分析，当电阻两端电压为时，该电阻的功率为______W。 （3）根据图像，推测该实验电路为（ ） A. B. C. D. 【答案】1. ①. 4.5 ②. 1.5 2. ①. B ②. 0.225 ③. C 【详解】1. [1][2]根据闭合电路欧姆定律 代入数据可得； 联立两式解得； 则此电源电动势为4.5V，内阻为1.5。 2. [1]因为电阻图线的斜率为电阻的倒数，随着电阻两端的电压增大，可知斜率在不断增大，故随着电阻两端的电压增大，R减小，再根据电阻定律 可得也在减小，B选项正确。故选B。 [2]根据图像分析，当电阻两端电压为时，可读出此时流过电阻的电流为0.125A， 根据公式 代入数据解得 该电阻的功率为0.225W。 [3]根据图像，当电阻两端的电压很小时，斜率几乎为零，电阻阻值很大，滑动变阻器用限流式接法不符合实际情况，所以滑动变阻器采用分压式接法。随着电阻两端的电压增大，流过电阻的电流也在增大，电流表测流过电阻的电流，可推测该实验电路符合条件的只有C选项。 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $