1、教師：學生：_時間:_年M_日_一段課題電學實驗經典題型分析例1、用伏安法測量一個定值電阻的器材規格如下：待測電阻R（約100Q）;直流電流表（量程010mA、內阻50Q）;直流電壓表（量程03V、內阻5kQ）;直流電源（輸出電壓4V、內阻不計）；滑動變阻器（015、允許最大電流1A）;開關1個，導線若干.根據器材的規格和實驗要求畫出實驗電路圖【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經給出，只需計算兩種接法哪種合適。【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內接法和外接法，由于RvJRaRv,故電流表應采用外接法.在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當滑

2、動變阻器阻值調至最大，通過負載的電流最小,I min =RRa一 =24 mA 10 mA,此時電 Rx流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.圖10-5【總結】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學實驗的首要原則，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。例2、在某校開展的科技活動中，為了要測出一個未知電阻的阻值Rx,現有如下器材：讀數不準的電流表A定值電阻R、電阻箱R

3、、滑動變阻器R、單刀單擲開關S、單刀雙擲開關S2、電源和導線。畫出實驗電路圖，并在圖上標出你所選用器材的代碼。寫出主要的實驗操作步驟。【解本測量儀器是電壓表和電流表，當只有一個電表（或給定的電表不能滿足要求時），可以用標析】驗電路如右圖所示。將S與RX相接，記下電流表指針所指位置。將S與R相接，保持R不變，調節R的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下R的值，則Rx=Ro例3、用以下器材測量一待測電阻FX的阻值（9001000Q）:電源E,具有一定內阻，電動勢約為;電壓表Vi,量程為，內阻ri=750Q;電壓表V量程為5V,內阻2=2500口;滑動變阻器R最大阻值約為100Q;單刀單擲開關K,

4、導線若干。測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的i/3，試畫出測量電阻RX的一種實驗電路原理圖。【解析】如圖所示例4用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材（代號）與規格如下:電流表Ai（量程250mA，內阻ri為5Q）;標準電流表A（量程300mA，內阻2約為5Q）;待測電阻Ri（阻值約為100Q）;滑動變阻器R2（最大阻值10Q）;電源E（電動勢約為10V,內阻r約為1Q）;單刀單擲開關S,導線若干。要求方法簡捷，并能測多組數據，畫出實驗電路原理圖，并標明每個器材的代號需要直接測量的物理量是,用測的量表示待測電阻Ri的計算公式是 R =實驗電路圖如圖所示。兩電流表Ai、A2的讀數為Ii、I2和電

5、流表A的內阻為ri,待測電阻R的阻值的計算公式是:RiIiriI 2 I i例5有一電阻R,其阻值在100200a之間，額定功率為。要用伏安法較準確地測量它的阻值，實驗器材有:安培表Ai,量程為50mA RA=i00Q安培表A2,量程為iA, RA2=20Q電壓表Vi,量程為5V, RVi=i0kQ電壓表變阻器V2,Ri,量程為i5V, RV2=30kQ變阻范圍 020a , 2A變阻器R2,變阻范圍010001A9V電源，電鍵，導線。實驗中應選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：。畫出所用實驗電路圖。【解析】允許通過電阻中電流可能的最大值由：PI2R得，Ii35mAi250mA。因為電阻可能為

6、200,所以通過被測電阻的電流的最大值可能是35mA應用電流表的示數來控制通過電阻的電流，因此，電流表應選U2一，Ai。又因為P，所以Ui5VU27.1V。因為電阻可能為100，所以允許加在電阻兩端的電壓的最R大值可能是5V,應用電壓表的示數來控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應選V因為RiVR2,且2A35mA,所以應選變阻器R。因為RVR所以滑動變阻器連接方式應選用分壓電路。因為Rx1V,電流表讀數I=2.4)2000 500R符合要求，同理可得 R、R3不符合要求，故選 R。2000500%+rmA電路接通后，通過R的電流Ii=U,則通過電壓表的電流為I2=I-Ii=I-U,所以電壓表的

7、內阻RV=URiRiI2RIU【備考提示】本題涉及實驗器材選取和電路設計等，對考生的分析綜合能力提出了較高要求，解答此類試題必須根據測量要求和所提供的器材，由儀表的選擇原則和基本規律為分析的入手點。【變式題】例8（2006年全國H）現要測定一個額定電壓4V、額定功率的小燈泡（圖中用。X表示）的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為4V。_現有器材：直流電源E（電動勢，內阻不計），電壓表內阻約為4X104a）,電流表（量程遒50mA內阻約為2Q）,電流表（量程50AmA內阻約為1）,滑動變阻器R（最大阻值約為30Q）,電鍵S,導線右干如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是,下面兩個

8、電路應該選用的【解析】在測量小燈泡的伏安曲線時，由于題目要求電壓范圍為4V,因此滑動變阻器采用分壓式接法。根據估算通過小燈泡白額定電流為I=,因此電流表應該選用。在伏安法測量過程中，由于臨界電阻RRA200大于小燈泡電阻，因此應該選擇電流表外接法即選擇甲電路進行測量。例9、用右圖所示的電路，測定一節干電池的電動勢和內阻。電池的內阻較小，為了防止在調節滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：（a）電流表（量程、3A）;（b）電壓表（量程3V、15V）（c）定值電阻（阻值1、額定功率5W（d）定值電阻（阻值10,額定功率10W（e）滑

9、動變阻器（陰值范圍0-10、額定電流2A（f）滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）那么（1）要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇V,電流表的量程應選擇A;R0應選擇的定值電阻，R應選擇阻值范圍是的滑動變阻器。（2）引起該實驗系統誤差的主要原因是。【解析】（1）3,1,010。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電池實際輸出電流小。由于電源是一節干電池（），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內阻一般幾左右，加上保護電阻，最大電流在左右，所以選量程為的電流表；由于電池內阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大

10、阻值一般比電池內阻大幾倍就好了，取010a能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0100a會出現開始幾乎不變最后突然變化的現象。關于系統誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比測量值小，造成E測E真，r測r真。例10、某同學在實驗室測定一節干電池的電動勢和內阻，實驗室中有如下器材：A.待測干電池B.電流表G（03mA內電阻1=200）C.電流表A（0,內電阻2=）D.滑動變阻器甲（最大阻值10Q）E.滑動變阻器乙（最大阻值100）F.定值電阻R=100QG.定值電阻R=500QH.定值電阻R3=Q開關、導線。由于

11、沒有電壓表，為此他設計了如圖所示的電路完成了實驗要求的測量。為了方便并能較準確測量，滑動變阻器應選,定值電阻應選用。（填寫定值電阻前的序號）若某次測量中電流表G的示數為I1,電流表A的示數為12；改變滑動變阻器的位置后，電流表G的示數為I1,電流表A的示數為12,。則可知此電源的內電阻測量值為r=，電動勢測量值為E=。【解析】干電池的電動勢和內阻的測量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表G15V改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應該達到，則總電阻為500,故定值電阻應選用的序號為G的3mA電阻，而滑動變阻器應選用阻值較小的D;在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的

12、電流之和，則根據全電路歐姆定律有E11低1）（I1L）r,ER2r1）（II）2解之，得rIj一IjR2r1,E一蟲一也一R2r1I1I2I1I2I1I2I1I2【例11】某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為，科當標準電阻用）一只電流表（量程=,內阻）和若干導線。請根據測定電動勢E內電阻的要求，設計圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關，逐次改變電阻箱的阻值，讀處與對應的電流表的示數I,并作記錄當電阻箱的阻值時，其對應的電流表的示數如圖5所示。處理實驗數據時。首先計算出每個電流值I的

13、倒數；再制作R-坐標圖，如圖6所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖5實驗數據對應的坐標點也標注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標點練成圖線。根據圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V,內電阻解析：根據閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯充當電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯接在電源兩端即可。實物圖的連接如答圖4所示。由1，、,閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r+rg）,解得：RE（rrg）,根據R-1/I圖線

14、可知：電源的電動勢等于Ig圖線的斜率，內阻為縱軸負方向的截距減去電流表的內阻。答案：見答圖4見答圖6見答圖6（）;（）【例12某同學為了較精確的測量一阻值約為20a的電阻R的阻值.在以下備選器材中電流表應選,電壓表應選,變阻器應選.（只填寫器材對應的字母代號）電源E（電動勢3V、內阻可忽略不計）電流表Ai（量程50mA,內阻約12Q）電流表A2（量程3A,內阻約Q）電壓表Vi（量程3V,內阻約3kQ）電壓表V2（量程15V,內阻約15kQ）滑動變阻器R（010Q,允許最大電流A）滑動變阻器R（01000Q,允許最大電流A）定值電阻R（30Q,允許最大電流）開關及導線若干請在方框中畫出實驗電路圖

15、（要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對應符號標出）若某次測量中，電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則計算待測電阻的阻值表達式為【解析】測量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應選量程為3V的V1；根據歐姆定律容易求得電路中的最大電流I150mA，顯然超過了電流表A150mA的量Rx程，但電流表A2的量程又太大，故我們可以將定值電阻R（30Q）與待測電阻R相串60mA,利用電流表Ai測量電流即可。由于要求直接測量量的變化范聯，此時電路中的最大電流RxR圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動變阻器使用電阻較小的R。最后我們確定電流表的解法：由于此時電路的臨界電阻RoJRRvJT2飛

16、k190RxR,則應該利用電流表的外接法。由此得到實驗電路圖如圖所示，當電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則計算待測電阻的阻值表達式RxUR.【例13】現有器材：量程為、內阻約30-40的電流表一個，定值電阻Ri=150,定值電阻R=100,單刀單擲開關K,導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=,式中各直接測得量的意義是：.【解析】根據提供的器材，可任取一個定值電阻與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，用歐姆定律建立方程組進行測量。但在本題中，電流表量程為，干電池的電動勢約為，如果把定值電

17、阻R與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，則回路中總電阻約為180,回路中電流約為/180=,而如果把定值電阻R與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，則回路中總電阻約為130,回路中電流約為/130=,顯然，該電流已超過電流表的量程。考慮到實驗的可行性，此時用定值電阻R與R串聯即可，故有如下解答：R接入電路；右圖用R和R串聯接入電路。（連線如圖）R時的電流，I2是外電阻為R和R串聯時的電流，則有ERR2Rar（1）連圖：左圖只用（2）設I1是外電阻為11, I 2R1 RA r解之，可解得干電池電動勢為：ER2.11I2【例14某同學在實驗室測定一節干電池的電動勢和內阻，實驗室中有如下器材

18、：Rx,則電流表必須外接.因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻R,故首先考慮滑動變阻器的限流接法,若用限流接法，則被測電阻R上的最小電流為Imin=E6=AvI額，因該ExR550圖 10-4實驗沒有對電流、電壓的調節范圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示.【總結】滑動變阻器全阻值相對待測電阻較大，用分壓接法不便于調節，故限流接法是首選，只要能保證安全且有一定的調節范圍即可。【例20】用伏安法測量一個定值電阻的器材規格如下：待測電阻R（約100Q）;直流電流表（量程010mA、內阻50Q）;直流電壓表（量程03V、內阻5kQ）;直流電源（車出電壓4V、內阻不計）；滑動變阻器（015

19、、允許最大電流1A）;開關1個，導線若干.根據器材的規格和實驗要求畫出實驗電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經給出，只需計算兩種接法哪種合適。【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內接法和外接法，由于R10mA,此時電流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采RRaRx用分壓接法.如圖10-5所示.,限流接法雖然簡潔方便，但必須【總結】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學實驗的首要原則要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其

20、它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。【例21】圖10-7為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需器材實物圖，器材規格如下:(1)(2)(3)(4)(5)(6)待測電阻R（約100Q）直流電源（輸出電壓4V,內阻可不計）直流毫安表（量程070mA內阻50）直流電壓表（量程03V,內阻5KQ）圖 10-7滑動變阻器（阻值范圍015Q,允許最大電流1A）電鍵一個，導線若干條根據器材的規格和實驗要求，在實物圖上連線。并用標出在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應處的正確位置。【審題】本題不要求選擇儀器，只是對已有的儀器進行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測電阻與電壓表

21、阻值相差較多，滑動變阻器阻值相對較小。【解析】因滑動變阻器阻值小于待測電阻R的阻值，所以滑動變阻器應選用分壓接法；待測電阻與電表相比，R的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應選用安培表外接電路，實物連接如圖10-8所示。滑動變阻器分壓接法時，在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應置于使負載電壓為零處，如圖箭頭所示。圖 10-8【總結】（1）設計測量電阻的電路必須考慮兩個方面，首先要確定滑動變阻器是分壓電路還是限流電路，再考慮是安培表外接電路還是安培表內接電路。（2）連接實物圖時，應該先干路，再支路。滑動變阻器分壓接法是要注意電鍵能控制全電路電流，即斷開電鍵后，電路中無電學儀器仍處于通電狀態，電鍵對支路

22、不起作用是滑動變阻器分壓接法時經常出現的錯誤。【例22】某電壓表的內阻在2050KQ之間，現要測量其內阻，實驗室提供下列可選用的器材：待測電壓表V（量程3V）,電流表A1（量程200A）,電流表陽量程5mA）,電流表為（量程，滑動變阻器R（最大阻值1kQ）,電源E（電源電壓為4V）,開關S.（1）所提供的電流表中應選用（填字母代號）.（2）為了盡量減小誤差，要求多測幾組數據，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實驗電路（其中電源和開關及連線已畫出）.【審題】測量電壓表的內阻，從已知條件看，需測量通過電壓表的電流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。同時，滑動變阻器的全阻值遠小

23、于電壓表內阻，控制電路應采用分壓接法。【解析】 電流為電壓表的示數等于通過電壓表的電流與本身內阻的乘積,圖 10-9估算電路中的最大ImRv33A150A20103所以應選電流表A1,與電壓表串聯在電路中.滑動變阻器的電阻遠小于電壓表內阻.如果用滑動變阻器連成限流電路，一則它對電路的調控作用很不明顯，二則是待測電壓表分得的最小電壓約為URvRRv20 103103 20 1034V3.8V器應作為分壓器E 圖10-10電壓或電流值，大于電壓表的量程，變阻器明顯不能組成限流電路，這樣變阻接在電路中，就不會出現上述問題，電路如圖10-10所示.【總結】對于電表的選擇，必須先根據已知條件估算電路中的

24、最大以此確定選用略大于且量程最小的電表。10-11的電路，其中E為電源, 制電路中的 護作用。實【例23】有一改裝的電流表A需要與一標準電流表A進行校對，采用如圖所示R為一限流電阻，R為一可變電阻，S為電鍵，限流電阻能夠限最大電流，使之不超出電流表的量程過多，從而對電流表起保驗中已有的器材及其規格如下：蓄電池E（電動勢6v,內阻約為）,改裝電流表A（量程0，內阻約為）10-11標準電流表A2（量程03A,內阻不超過）圖實驗中備有的電阻器規格如下：A.固定電阻（阻值8Q,額定電流2A）B.固定電阻（阻值15Q,額定電流2A）C.滑動變阻器（阻值范圍020Q,額定電流2A）D,滑動變阻器（阻值范圍

25、0200Q,額定電流2A）已知兩個表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從起對每條刻線一一進行核對，為此，從備用的電阻器中，R應選用,R應選用。（用字母代號填寫）【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實驗要求電流范圍在之間，即電路中僅有限流電阻時的電流要略大于，同時要配合滑動變阻器，保證電路中的最小電流不超過。【解析】已知改裝表量程為0，要求從起對每條刻線進行核對，所以，電路中最大電流不能小于，最小電流不能大于。電源電動勢為6v,根據歐姆定律，電路中最小總電阻不能大于10Q,電路中除固定電阻和滑動變阻器外，其它電阻總阻值等于所以固定電阻R應選用A（8Q）;又因最大總電阻不

26、能小于60Q,滑動變阻器應選用D（200Q）。【總結】（1）要正確理解限流電阻的限流作用-使電路中的電流不超過電流表的量程過多，應理解為：在保證電流表能達到滿量程的條件下，通過電流表的電流不過大。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表達到滿偏時的阻值。（2）注意區分限流電阻與滑動變阻器的作用，限流電阻的作用是使電路中的電流不要過小（不小于），而滑動變阻器的作用是使電路中的電流要達到足夠小（不大于）。【例24】用伏安法測量某一電阻RX的阻值，現有實驗器材如下：A待測電阻R（阻值大約為5Q,額定功率為1WB、電流表Ai（0,內阻）C電流表A（03A,內阻）D電壓表Vi（03V,內阻3KQ）E、電壓表V

27、2（015V,內阻15KQ）F、滑動變阻器R（050Q）G蓄電池（電動勢為6VH電鍵、導線為了較準確測量R的阻值，保證器材的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應選擇,并畫出實驗電路圖。【審題】本題中待側電阻的額定功率、電阻估計值已知，可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關鍵，另外，電流表的內外接法及滑動變阻器的接法也需要計算確定。【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻R的額定電壓、額定電流分別為則電流表選用Ai,電壓表選用M2、確定電流表的內、外接法計算臨界電阻，RRX，會操作不方便，因此應選擇變阻器的限流接法。電路如圖io-i2所示。本題需要選擇電流表、電壓表

28、量程以及測量電路和控制電路，解題時為避免混亂，可分步選擇，將題目分解，既明確，又不易遺漏。【例25】測量某電阻R的阻值.已知R約為5左右.下表給出可供選擇器材.請畫出你所設計的實驗原理圖（至少3種），并標明所選器材的規格或代號.備注：另有導線若干，各器材數目均只一個【審題】該題要求至少應用3種設計方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發揮題目中所給儀器的作用。【解析】方案一：應用伏-安法測電阻，見圖10-16.選R,還是選R,就是出于對實驗安全方面的考慮.R2與G表，可改裝成3V左右的電壓表；Ri與G表，只能改裝成左右

29、電壓表，這樣小的電壓表既不能安全實驗，也不能進行精確測量.電流表外接而不內接，是出于對實驗結果精確程度的考慮.因為改裝后的電壓圖i0-i6表內阻遠大于R,這樣測量系統誤差較小.選Ai表，而不選A表是出于精確讀數的考慮.Ai、A2誠然都能滿足安全的要求，但小量程表讀數相對誤差要小得多，顯然這是精確原則的應用R3作為控制線路的主元件，其控制電壓方便與否，與R、Rx值相對大小有關.當兩電阻相近時，為了線路簡單、經濟，控制電路適宜用限流接法，這主要是出于實驗操作是否方便的考慮.方案二：應用全電路歐姆定律測電阻.見圖i0-i7.原理：令R短路，調Ri,測得Ii后，由全電路歐姆定律得E=11(r+Ri+0

30、+RA)接著去掉短路線，可得I2,同理得E=I2(r+Ri+R+R)可求R.圖i0-i7討論：用R為何不用Ra?顯然是考慮了測量方便問題，是方便原則的應用.因為Ri調節時能用到變化，對電流調整是有利的.圖2設計較圖i,主要是考慮了節省器材原則，這也可以說是經濟原則的應用.方案三：歐姆表原理測電阻，見圖i0-i8.原理：先讓ab短路，調R使Ai滿偏，此時內阻為5.去掉短路線，接通S,測得I,則依據歐姆表原理，FX值為(E/I-5)Q圖i0-i8討論：用A不用A2或G,主要是考慮了測量結果的精確問題.若用從改裝為歐姆表，其中值電阻為1;若用G改裝為歐姆表，其中值電阻為i0ka,與待測電阻比較，測量誤差太大.歐姆表特點是當測量值在其中值電阻附近時，其讀數(或測量結果)比較準確.這是精確原則的應用.且整個方案三操作上是很方便的.【總結】本題處理過程相對復雜，但只要遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說，基礎知識是關鍵，復雜題目只是基礎知識的合成。【例26】一電阻額定功率為W,阻值不詳.用歐姆表粗測其阻值約為40kQ.現有下列儀表元件，試設計適當的電路，選擇合適的元件，較精確地測定其阻值電流