(电学实验基础知识)

1、- 2008高考物理电学实验专题复习 第一讲 测定金属丝的电阻率 【实验目的】 学会螺旋测微器的使用和读数，学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。【实验原理】 用毫米刻度尺测一段金属导线的长度，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律R=l/S，金属的电阻率=RS/l。【重点难点解析】1电学实验的器材选择和电路设计的一般原则电路结构：完整的实验电路包括三个部分：测量电路、控制电路（变阻器、开关）、电源。设计思路：选择仪器规格（电表量程）选择测量电路（内外接法）选择控制电路（限流分压）一般原则：安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的

2、最大电流；准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的1/3，读数误差较大；方便性原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作，同时还要考虑实验电路的节能性问题。2怎样选择内接法与外接法误差的产生原因当选用外接法（a）时，由于电压表的分流，导致R测<R真；当Rx<<RV时，电压表分流较小，测量误差较小。当选用内接法（b）时，由于电流表的分压，导致R测>R真；当Rx>>RA时，电流表分压较小，测量误差较小。系统的绝对误差和相对误差外接法（a）测量

3、的实际上是待测电阻和电压表并联的电阻，所以：绝对误差R=RxRxRV/(Rx+RV)=Rx2/(Rx+RV)； 相对误差1=R/Rx= Rx/(Rx+RV)%内接法（b）测量的实际上是待测电阻与电流表的串联电阻，所以：绝对误差R=RA； 相对误差2=R/Rx= RA/Rx% VRxANM利用试触法确定内、外接法当Rx、RV、RA大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况，如果I/I>U/U，应采用内接法，如果U/U > I/I，应采用外接法。3怎样选择限流式和分压式电压电流变化范围限流式

4、：Ux=(Rx/(R+Rx)UU Ix=U/(R+Rx) U/Rx U、I可在一定范围内变化，电路结构简单、省电；分压式：Ux=0U Ix=0U/Rx U、I变化范围较大，可从0开始，电路结构复杂、耗电。分压式限流式选择原则 优先选用限流式； 以下情况考虑分压式：要求待测电路的U、I从0变化；R滑<< Rx；选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或Ux、Ix过小（最大值不超过电表满量程的1/2，读数误差大）滑动变阻器的选择 限流式：额定电流大，全值电阻与待测电阻接近； 分压式：额定电流大，全值电阻小于待测电阻。滑动变阻器的粗调和微调在限流电路中，对测

5、量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用；在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路相反4本实验注意事项测金属丝直径时，应用螺旋测微器在导线的三个不同的位置上各测量一次，求出其平均值。若实验室提供有漆层的的待测金属丝，应先用火将漆层烧掉擦干净再测量，严禁用小刀或砂纸刮磨金属丝。金属丝的长度是指实际接入电路的有效长度（而不是金属丝的总长度），应测量三次，求出其平均值。用伏安法测电阻时，应测出几组电流、电压值，求出电阻的平均值（或图像法处理）。测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免金属丝因发热升温导致电阻率增大，影响测量的准确性。因金属丝阻值相对较小，故本

6、实验采用外接法，R测<R真，测<真。一般材料的电阻率范围：纯金属108106.m，绝缘体1081018.m，半导体105106.m【经典例题解析】例1（99全国卷）图1为测量电阻的电路Rx为待测电阻R的阻值已知R/为保护电阻，阻值未知电源E的电动势未知K1、K2均为单刀双掷开关A为电流表，其内阻不计(1)按图1所示的电路，在图2的实物图上连线(2)测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向a闭合，记下电流表读数I1再将K2向c闭合，K1向b闭合，记电流表读数I2计算Rx的公式是Rx=I2R/I1例2(02春季高考)图甲、乙是两组同样的器材实物图，用来测量待测电阻R的阻值，每组器材中包

7、括：电池、电键、变阻器、电压表、电流表、待测电阻R、若干导线。(1)如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多，但R的阻值比电流表的内阻大很多，试在图甲中连线使之成为测量电路；如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多，但R的阻值比电压表的内阻小很多，试在图乙中连线使之成为测量电路。(图甲内接法、分压式；图乙内接法、分压式)(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA，对图甲和图乙中连成的测量电路，分别写出计算待测电阻的公式(用测得的量和给出的电表内阻来表示)。（图甲Rx=(U/IRA)；图乙Rx=URv/(IRvU)）例3 (03全国卷) 用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。给

8、定电压表（内阻约为50k）、电流表（内阻约为40）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250）及导线若干。（结果保留3位有效数字）(1)画出测量R的电路图。(2)图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：作UI图线，舍去左起第二点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧求直线斜率k求出的电阻值R221237。(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为8.00mm。直径为1.94mm。(4)由以上数据可求出=8.46×10-2·m。例4. (04全国卷)用以下

9、器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻R1=750；电压表V2，量程为5V，内阻R2=2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。(3)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_。例5（06四川卷）在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属

10、丝的长度和直径。现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为972.0mm。在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法： 例6在测定金属的电阻率的实验中，需要用刻度尺测出待测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝电阻上的电流I和电压U。请写出金属丝电阻率的表达式：_。（用上述测量量的字母表示）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表和电流表内阻的影响，不论采用内接法还是外接法，都会产生系统误差。若按右图所示

11、的电路进行测量，可以消除系统误差。利用该电路进行实验的主要步骤是：第一步，先将R2的滑动头调至最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合电键S1，调节变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电表的读数U1和I1；第二步，保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电表的读数U2和I2。请写出由以上记录数据计算待测电阻Rx的表达式RxU1/I1-U2/I2。第二讲 电阻的测量创新与提高【重点难点解析】从1996年到2006年十年间，全国高考与各省市高考的物理试卷中，以设计性实验的形式考查电阻测量的原理和方法的试题就有40多个，涉及定值电阻、电

12、压表内阻、电流表内阻、电源内阻的测量等情形。但绝大多数设计性实验题均需要在传统的伏安法基础上加以创新和演变。总结如下：方法原理电路测量条件可测物理量备注伏安法外接电表内阻未知且RX<<RV或测RXU/IR测<R真已知电压表内阻且两表读数误差较小测RXU/(I-U/RV)已知Rx且两表读数误差较小测RV= U/(I-U/RX)伏安法内接电表内阻未知且RX>>RA或测RXU/IR测>R真已知电流表内阻且两表读数误差较小测RX(U/I)-RA已知Rx且两表读数误差较小测RA= (U/I)-RX伏安法两表内阻未知且测电压的量程接近测RAU/I电流表测电压量程小时串分

13、压电阻伏安法两表内阻未知且测电流的量程接近测RVU/I电压表测电流量程小时并分流电阻安安法两表测电压的量程接近且已知A1内阻测RA2I1RA1/I2伏伏法两表测电流的量程接近且已知V1内阻测RV2U2/(U1/RV1)安安法已知R且两电流表读数误差较小测RA1(I2-I1)R/I1表A2量程大于表A1量程已知A1内阻RA1且两电流表读数误差较小测RI1RA1/(I2-I1)伏伏法已知R且两电压表读数误差较小测RV1U1R/(U2-U1)表V2量程大于表V1量程已知V1内阻RV1且两电压表读数误差较小测R(U2-U1)RV1/U1其他常见方法替代法半偏法电桥法消除法【经典例题解析】1. “伏伏”

14、法“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。1.1利用“伏伏”法测电压表的内阻例1 为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约2000），实验室可以提供的器材有：电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1；电压表V2，量程为5V，内阻约3500；变阻箱R1阻值范围为0-9999；变阻箱R2阻值范围为099.9；滑动变阻器R3，最大阻值约为100，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5；单刀单掷开关K，导线若干。（1）

15、请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。（2）写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV = 。1.2利用“伏伏”法测定值电阻的阻值例2（04全国卷） 用以下器材测量电阻Rx的阻值(9001000)：电源E，有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1 = 750；电压表V2，量程为5V，内阻r2 = 2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的

16、元件要用题中相应的英文字母标注）。（2）若电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx = 。2. “安安”法“安安”法是利用两块电流表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。2.1利用“安安”法测电流表的内阻例3 从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。器材（代号）与规格如下：电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40）；电流表

17、A2，量程500A，内阻r2 =750；电压表V，量程10V，内阻r2 =10k电阻R1，阻值约为100；滑动变阻器R2，总阻值约50；电池E，电动势1.5V，内阻很小；电键K，导线若干。（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。（2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1 = ，式中各符号的意义是： 。2.2利用“安安”法测定值电阻的阻值例4 用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1为5）；标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5）；待测电阻R1（阻值约为100），滑动变阻器R2（最大阻值10）；电源E（电动势约为10V

18、，内阻约为1），单刀单掷开关S，导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是 ，用测得量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1 = 。3. “加R”法“加R”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。3.1利用“加R”法测电流表的内阻例5 某电流表的内阻在0.10.2之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A. 待测的电流表A1（量程0.6A

19、）；B. 电压表V1（量程3V，内阻约2k）；C. 滑动变阻器R1（最大电阻10）；D. 定值电阻R2（阻值5）；E. 电源E（电动势4V）F. 电键S及导线若干。（1）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：RA = 。3.2利用“加R”法测电压表的内阻例6( 06全国卷I)现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约为4k）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针

20、偏转均超过其量程的一半。试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV_。3.3利用“加R”法测电源的内阻例7 ( 05全国卷I)测量电源B的电动势E及内阻（E约为4.5V，约为1.5）。可选用的器材如下：量程为3V的理想电压表V；量程为0.5A的电流表A（有一定内阻）；固定电阻R=4；滑动变阻器R/；电键K，导线若干。（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数为U1；当电流

21、表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可求出E= ， 。（用I1、I2、U1、U2及R表示）。 “伏伏”法、“安安”法、“加R”法等测量电阻的方法是伏安法原理同具体的测量实际相结合的产物，是伏安法的原理在电阻测量中的实际应用；是对伏安法测电阻原理的丰富和发展。如果大家掌握了这一电阻测量的实质，具体问题具体分析，就能在高考中创造性地完成电阻的测量这一类设计性实验，在高考中立于不败之地。 第三讲 描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律。【实验原理】金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，不正常发

22、光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍或几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。【重点难点解析】1本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器采用分压接法。2本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。3实验室提供“3.8V,0.3A”的电灯泡，实验过程中注意更换电压表量程（低于3V用03V，高于3V用015V）。4因小灯泡的伏安特性曲线不是直线，故闭合电键，调节变阻器滑片的位置使灯泡的电压逐渐增大时，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，不能任意调节电压电流读数；但在U=1V左右要适当多测几组数据（此时IU曲线明显变化）

23、。5实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，不要一开始就使小灯泡在较高电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，灯丝由低温状态直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏灯泡。6电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A点。7描点连线时要用平滑的曲线连线，注意曲线的斜率不是此状态下灯泡的电阻！【经典例题解析】UIAIUUICBBAAU图（1）D例1几组学生用实验方法研究一个标有“12V，10W”白炽灯的伏安特性，下图所示的四个图像中，肯定不符合实际的是：例2（2004年，上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小

24、灯泡上的电流和电压）：I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00在下框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围010 ）、电源、小灯泡、开关、导线若干。在右图中画出小灯泡的UI曲线；如果一电池的电动势是1.5 V，内阻是2.0 ，将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第小题的方格图中）（0.35A,0.80V,0.28W）实验电路及小灯泡的UI曲线如图所示；在小灯泡的UI图中作出电

25、源的UIr图线，两曲线的交点即为小灯泡的实际工作状态。可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为P=0.80×0.35=0.28W例3（06年全国卷II）现要测定一个额定电压4V，额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线要求所测电压范围为0.14V。 现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表V（量程4.5V，内阻约4×104），电流表A1（量程250mA，内阻约为2），电流表A2（量程500mA，内阻约为1），滑动变阻器R（最大阻值约为30），电键S，导线若干如果既要满足测量要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是A2 ，下面两

26、个电路应该选用的是甲小灯泡的电阻RLU2/P10，电流IE/RL450mA>250mA，故选A2；因RL<<RV，故采用外接法。例4（06北京卷）某同学用右图所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1（量程100 mA，内阻约2）； A2（量程0.6 A，内阻约0.3）；电压表：V1（量程5 V，内阻约5）； V2（量程15 V，内阻约15）；滑动变阻器：R1（阻值范围010）； R2（阻值范围02k）；BCDA电 源：E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2); E2(电动势为4 V

27、，内阻约为0.04)为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表A2，电压表V1，滑动变阻器R1，电源E2。（填器材符号）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为1.5；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为11.5，灯泡实际消耗的电功率为0.78W。根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是上图中的A。 由小灯泡的R-U图像知随U的增加R/U逐渐减小（或U/R逐渐增加），小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系为PU2/R（U/R）U，故选A。例5（2006年，上海）表格中所列数据是测量小灯泡 U-I 关系的实验数据

28、： U（V）0.00.20.51.01.52.02.53.0I （A）0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图甲（填“甲”或“乙”）； 在方格纸内画出小灯泡的UI曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻随I 变大而变大（填“变大”、“变小”或“不变”）； 如图丙所示，用一个定值电阻R 和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为 3V的电源上。已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡 b的电流约为0.07A 由表格中数据可知，电压表示数的取值范围为03V，故选图甲；由UI图线可看出随I的增加，

29、小灯泡的电阻RU/I也增加（注意，图线各点的斜率不等于小灯泡的电阻！）；IaIb+IR3Ib；Ua+Ub=3V，结合小灯泡的UI曲线，可知Ib0.07A，Ia0.21A，Ub0.3V，Ua2.65V。例6发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件。正常使用时，带“+”号的一端接高电势，带“-”的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表中所示。U/V00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0I/mA00.40.91.52.33.24.35.46.89.3121519243037（1）在图中的虚线框内画出

30、该同学的实验电路图。（实验用电压表内组RV约10k，电流表内阻RmA约100）（2）在图中的小方格纸上用描点法画出UI图线。（3）若发光二极管的最佳工作电压为2.0V，而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成。根据画出的伏安特性曲线上的信息分析，应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态？（1）分析表格数据可知，二极管电阻大约在100500之间，远远小于电压表内阻，故采用外接法；因U、I从0开始测量，故采用分压式（见图），注意二极管的+、极。（3）设应串联阻值为R的电阻后与电源接成闭合电路能使二极管工作在最佳状态，则二极管两端电压UEIR，I0时

31、U3V，U2V时，I12mA，解得R83.3 第四讲 把电流表改装为电压表【实验目的】 掌握用半偏法测电表电阻；将电流表改装为电压表。【重点难点解析】1内阻测量 怎样用图示电路测量电压表或者电流表的内电阻？与测量一般电阻的不同点在哪里? 第一次满偏，第二次2/3偏可以吗？R2R12误差分析 图示测电流表内阻的电路中，内阻测量值偏小，电压表内阻测量值偏大。怎样选择R1和R2来减小测量误差？怎样选择电源来减小测量误差？3改装电表 怎样把电流表（Ig、Rg）改装成量程为U的电压表？配用的电阻大小怎样计算？怎样把电流表（Ig、Rg）改装成量程为I的电流表？配用的电阻怎样计算？4校对电表 怎样校对电压表

32、和电流表？用什么电路？若Rg测量值偏小，导致改装成的电压表读数总是偏小，怎么办？ 若Rg测量值偏小，导致改装成的电流表读数总是偏小，怎么办？5同一表头改装成两个不同量程的电流表串联接入电路，两表读数是否相同，指针偏角是否相同？并联接入电路，两表读数是否相同，指针偏角是否相同？若同一表头改装成两个不同量程的电压表呢？【经典例题解析】例1如图所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如果表头G的IG是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的： RG的测量值比真实值偏大 RG的测量值比真实值偏小 所并联的R并比公式R并IGRG/(IIG)计算出的R并小 所并

33、联的R并比公式R并IGRG/(IIG)计算出的R并大A B C D例2(01浙江)实验室中现有器材如实物图(1)所示，有：电池E，电动势约1V，内阻约1；电流表A1，量程10A，内阻R1约0.2；电流表A2，量程300mA，内阻R2约5；电流表A3，量程250mA，内阻R3约5；电阻箱R1，最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1；滑线变阻器R2，最大阻值100；开关S；导线若干。要求用图(2)所示电路测定图中电流表A的内阻。(1)在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。(3)你要读出的物理量是_。用这些物理量

34、表示待测内阻的计算公式是_。例3 (01全国卷)图(1)中E为电源，其电动势为，R1为滑线变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，比以下步骤可近似测得A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于Io/2，然后读出R2的值，取RA=R2。按图(1)所示电路在图(2)所给出的实物图中画出连接导线。真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即(RAR2)/RA。试导出它与电源电动势、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系。I0=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为

35、多少伏？例4 (04北京卷)为了测定电流表A1的内阻，采用如图(1)所示的电路。其中：A1是待测电流表，量程为300A内阻约为100；A2是标准电流表，量程是200A；R1是电阻箱，阻值范围0-999.9；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻，E是电池组，电动势4V，内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。根据电路图(1)，请在图(2)中画出连线，将器材连接成实验电路。连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150A；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150A。若此时电阻箱各旋钮的位置如图(3)所示，

36、电阻箱R1的阻值是_，则待测电流表A1的内阻R3=_。上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_(填写字母)。A200k B20k C15k D20下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求，又要调整方便，应选_(填字母)。A1k B5k C10k D25k例5(04全国卷II)(1)图中给出的是用螺旋测微器测量一个金属薄板厚度时的示数，此读数应为_mm。(2)实验室内有一电压表mV量程为150mV，内阻约为150。现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：

37、干电池E(电动势为1.5V)，电阻箱R，滑线变阻器R，电流表A(有1.5mA，15mA与150mA三个量程)及开关K。(a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表A应选用的量程是_。若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表A的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为_。(取三位有效数字)(b)在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是_(取三位有效数字)，电流表A

38、应选用的量程是_。例6(04天津卷)现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50A，内阻约为800-850，把它改装成1mA，10mA的两量程电流表。可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器R2，最大阻值100k；电阻箱R，最大阻值9 999；定值电阻R0，阻值1k；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V；(所有电池内阻均不计)标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干。(1)采用如图(1)所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_；选用的电池为_。(2)

39、将G改装成双量程电流表。现有图(2)和图(3)两种备选电路，图_为合理电路，另一电路不合理的理由是：_。(3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对(仅核对1mA量程)，画出所用电路图，图中为待核电流表符号。例7（05江苏卷）将满偏电流Ig=300A、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R，使电流表指针偏转到满刻度的2/3，读出此R的阻值为200，则电流表内阻的测量值Rg=100 (2)将该表改装成量程为3V的电压表，需 串联 (填“串联”或“并

40、联”)阻值为R0=9900的电阻 (3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图GR/S2RS1第五讲 测定电源的电动势和内阻【实验目的】 学会用伏安法测电源电动势和内阻；学会用图像法处理实验数据。【重点难点解析】1用伏安法测量电源电动势和内电阻，根据什么关系式？有几种测量方法？2如图甲、乙所示，用哪一种电路测量电源的电动势和内电阻较好？3测量多组U、I数据时应注意什么问题？（让两个电表中的一个表的指针指整数格，每次电阻值的变化适当大一些以减小读数误差。通电时间越短越好。）4用图象法求和r时为什么坐标系原点的纵轴坐标常常不取零值？UI图象的数学表达式是怎样的

41、？图像的斜率和截距各表示什么？5两种电路的测量误差如何分析（图像法、等效电源法）？误差情况怎样？6有同学在做测定电源的电动势和内电阻的实验时，给电池串联一个定值电阻，这有什么好处？7只有电压表怎样测量电动势和内阻r？若用图像法处理实验数据，画什么图像？8只有电流表怎样测量电动势和内阻r？若用图像法处理实验数据，画什么图像？【经典例题解析】例1(01上海卷)要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势和内阻r(约几欧)，提供下列器材：电压表V(量程3V，内阻1k)、电压表V2(量程15V，内阻2k)、电阻箱(0-9 999)、电键、导线若干。某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示的电路，实验

42、步骤如下：(1)合上电键S，将电阻箱R阻值调到R1=10，读得电压表的读数为U1。(2)将电阻箱R阻值调到R2=20，读得电压表的读数为U2。由方程组U1=U1r / R1、U2U2 r / R2解出、r。为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？应选用量程为3V的电压表、应改变电阻箱组值R，读取若干个U值，由IU/R计算电流值，作UI图像（或作1/UR图像）求和r。例2（02广东卷）现有器材：量程为10.0mA、内阻约3040的电流表一个，定值电阻R1150，定值电阻R2100，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V

43、）的电动势。（1）按要求在所示的实物图上连线。（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为：I1I2R2/(I1I2)。式中各直接测得量的意义是：I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流。RK1VEK2例3（04全国卷）图中E为直流电源，R为已知电阻，为理想电压表，其量程略大于电源电动势，K1和K2为开关。现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果表达式。步骤：K1闭合，K2断开，记下电压表示数U1K1、K2均闭合，记下记下电压表示数U2结果：EU1 r=（U1U2）R/U2例4（04广东卷）图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀

44、单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（电阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势及电阻Rx。（2） 写出操作步骤：K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；K1仍闭合，K2拉到b端，记下电压表的读数U3。（2）由R及测得的量，可测得U1，RxU3R/(U2U3)。例5（04上海卷）在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20，3A），B变阻器为（500，0.2A）电压表应该选_B_（填A或B），这是因为

45、A表量程过大，读数误差较大；变阻器应选_A_（填A或B），这是因为变阻器B额定电流过小，调节不方便。例6. （05上海卷）右图中图线表示某电池组的输出电压电流关系，图线表示其输出功率电流关系该电池组的内阻为_当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是_V例7（05全国卷I）测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）。器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若干。（2） 画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=（I1U2I2U1）/(I1I2)，r=（U2U1）/(I1I2)R。（用I1，I2，U1，U2及R表示）例8（06广东卷）某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是：半偏法测电流表内