高三物理電學實驗基礎第1頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四物理電學實驗復習電學實驗基礎第2頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的G_+第3頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四一、電流表的構造和工作原理1、構造：永磁鐵和放入永磁鐵磁場的可轉動線圈組成θ∝IUg

GIgRg2、電路圖：大約零點幾伏約幾十微安到幾毫安。（1）滿偏電流:電流表指針偏轉到最大刻度時的電流Ig（2）電流表的內阻:表頭G的電阻Rg（3）滿偏電壓:電流表G通過滿偏電流時,加在它兩端的電壓UgUg=IgRg大約幾歐到幾十歐第4頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四二、把靈敏電流計改為電壓表電路圖GIgRgUgURRVIgURV（2）電壓表的內阻：Rv=Rg+R第5頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四三、把靈敏電流計G改為電流表AGIgRgIRRAUIRA電路圖（2）電流表的內阻：RA=Rg×R/(R+Rg)第6頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四1）、限流式：2）、分壓式：AVRXRLAVRLRX四、滑動變阻器的兩種接法優點：電路簡單，省電不足：電壓不能從零開始優點：電壓能從零開始不足：電路復雜，費電第7頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四（2）、滑動變阻器電路R0RV①、限流電路負載電阻兩端的電壓變化范圍為：R0R當R<<R0時，也可用，此電路滑動變阻器消耗的功率較少。R0R內阻不計，電動勢為εA第8頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四（2）、滑動變阻器電路R0R②、分壓式電路負載電阻兩端的電壓變化范圍為：R0R常適用于R0<<R時，此電路滑動變阻器消耗的功率較多。電壓變化范圍較大。R0R內阻不計，電動勢為εVA第9頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四⑵、選擇方法

①限流接法②分壓接法：

（通常情況）

電流、電壓能達到要求的調節范圍；不超過測量儀表的量程，不超過各元件允許的最大電流。（三種特殊條件）

a、要求某部分電路的電壓或電流從零開始連續可調。b、采用限流接法時無論怎樣調節滑動變阻器，電路中的電流（電壓）都會超過電表量程或元件允許的最大電流。c、用電器電阻遠大于滑動變阻器電阻，不利于測量獲得多組數據。第10頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四負載RX的電壓調節范圍可見滑動變阻器的總阻值R越大，電阻RX兩端電壓的變化范圍越大。變阻器總阻值R是Rx

的2--5倍時，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，這樣既便于調節,用電器兩端電壓變化范圍又比較大.(1)限流電路在合上開關以前，一定要使滑動變阻器所使用的阻值最大．RXPabERr=0如果題目沒有要求待測電阻兩端的電壓從零開始連續可調，也沒有要求多測幾組數據，而且滑動變阻器的阻值比待測電阻的阻值大，并且在滑動變阻器連成限流電路時能保證電表和待測電阻正常工作，這時應從節省電能（）和電路簡單考慮，選用限流電路。第11頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四(2)分壓電路RXPabERr=0負載RX的電壓調節范圍0---E

在合上開關以前，一定要使滑動變阻器滑動頭的初始位置置于a端．以使負載上的電壓和電流最小．（均為零）滑動變阻器的總阻值R越小，越便于調節用電器兩端電壓．一般選用滑動變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.1—0.5倍之間為好。要求測量結果盡量準確，需要多測幾組數據；要求待測電阻兩端電壓變化范圍較大；或要求從零開始連讀可調，應選分壓電路。如果滑動變阻器的全阻值比待測電阻的阻值小得多，為了能使待測電阻兩端電壓有較大變化，應選分壓電路。如果采用限流電路時，電路中最小電流等于或大于待測電阻的額定電流或電流表的量程，應選分壓電路第12頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四比較項目限流式接法分壓式接法電路電壓調節的范圍電流調節的范圍電能損耗電路連接三、控制電路（滑動變阻器的接法）的選擇：

EIR電源負擔輕

E（IR+Iap）電源負擔重簡便復雜第13頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四用電壓表測電壓用電流表測電流外接法？內接法？為減小誤差，多測幾組數據，求平均值滑動變阻器限流式？分壓式？AVAV1.原理URI一伏安法測電阻“同一性”第14頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四2.電路限流器電路，安培表內接法RXAV··限流器電路，安培表外接法RXAV分壓器電路，安培表內接法分壓器電路，安培表外接法RXAVRXVA第15頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四2、如何選擇電流表的內接或外接方式？答：一般當RX較小時，即RX＜＜RV時，（RX與RA較接近）采用電流表的外接方式：

而當RX＞＞RA時，一般采用電流表的內接方式。（一般RX較小時外接，RX較大時內接）ARVVAR待第16頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四由于電流表分壓引起的。誤差產生的原因:若>>時，采用電流表內接法由于電壓表分流引起的。誤差產生的原因：內接法RXVA··RXAV··外接法若>>時，采用電流表外接法。第17頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四①比值法b.選擇方法：內接法與外接法的選擇a.條件：已給出R的估計阻值內接法RXVA··RXAV··外接法結論：與哪個比值大Rx就與對應表“近接”RARxRVRx若>>時，采用電流表內接法。若>>時，采用電流表外接法。第18頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四1、采用電流表內接法的條件：Rx>>RA采用電流表外接法的條件：Rv>>Rx例題解析電流表內、外接判斷方法用試觸法進行判斷當（即)時用內接法大2、當不滿足Rx>>RA和Rv>>Rx關系時當（即)時用外接法小當時，用內、外接法均可3、當Rx、RA、Rv的阻值未知時第19頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四②試觸法b.選擇方法：將電壓表分別接a、b兩點結論：兩次接觸，那個表示數變化明顯,Rx就與那個表“近接”a.條件：未給出RX的估計阻值RXVA··Pab如果電流表示數有顯著變化，說明電壓表的分流作用較強，不滿足RX<<RV,不適應用電流表的外接法．應用電流表的內接法．安培表和伏特表示數變化顯著（明顯）的標志是它們的示數的變化量（絕對誤差）占原來值的百分比大．（相對誤差）從另一個角度來看，電壓表的示數沒有顯著變化，說明電流表的分壓作用很弱，滿足RX>>RA,應選用內接法．P應接在b處。第20頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四比較項目電流表內接法電流表外接法電路誤差來源測量結果適用條件實驗電路（電流表內外接法）選擇的依據R測＝U/I＞Rx偏大R測＝U/I＜Rx偏小電流表的分壓電壓表的分流第21頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四請牢記給阻值看比值與比值大表近接無阻值看變化與變化大表近接內接和外接的確定小結:第22頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四A2A1．．．．．A2A1Rx．．．．．伏安法測電阻之發散思維2．“安安法”電流表的創新使用－－測電壓．條件：已知電流表A2的內阻,將A2看成一個電壓表使用．1．“伏安法”測電壓表的電阻VA．．．電壓表（電流表）是一個能讀出其兩端電壓（通過其電流）的電阻．沒有系統誤差沒有系統誤差此電路能否測量出電流表的內阻？根據并聯分流進行測量沒有系統誤差第23頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四V1v2．．．RxV2v1．．．．．3．“伏伏法”電壓表的創新使用－－測電流．條件：已知電壓表V2的內阻,將V2看成一個電流表使用．沒有系統誤差存在系統誤差RxV2v1．．．．．R0V2v1．．．．．能否消除？根據串聯分壓進行測量沒有系統誤差沒有系統誤差

【備考提示】在很多情況下，電壓表和電流表（已知內阻）的功用可以互換。有時利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實際上就是部分電路歐姆定律的變形運用。在處理時，一定要明確原理，靈活運用。第24頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四替代比較法測電阻替代法測量電阻RxRA比較法測量電阻I1ARRxARRxI2∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1（不計電源內阻）第25頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四4.儀器的選擇⑴安全性原則要保證所用儀器的安全，電源最大允許通過的電流、電壓表和電流表的量程、滑動變阻器允許通過的最大電流、用電器的額定電壓電流等。選擇電源、電表和用電器時，保證其電流和電壓均不超過使用的量程。⑵精確性原則盡量減小實驗誤差。選擇電表時，在保證電流和電壓均不超過使用量程的前提下，合理選擇量程。務必使指針有較大偏轉（一般取滿偏度的2/3），電表達不到滿偏的1/3是不允許的。第26頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四⑶操作性原則：如滑動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，當其阻值大于用電器的阻值時用限流電路調節電路的電壓(電流)比較方便；當其阻值小于用電器的電阻時用分壓電路調節電路的電壓(電流)比較方便．⑷選擇的一般步驟①根據實驗要求設計合理的實驗電路；②找出唯一性的器材；③估算電路中電壓和電流的最大值或最小值，結合已知器材的規格選定電源、選定電壓表和電流表以及所用的量程；④根據實驗的要求和待測電阻的阻值選擇滑動變阻器.第27頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例1.用伏安法測量金屬導線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內阻接近1Ω，伏特表的量程為3V，內阻為5KΩ;電源的電動勢為6V，變阻器的阻值為0—20Ω。在閉合電鍵前，變阻器滑動觸點應處于正確位置。解：金屬導線的電阻不大，安培表應外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-RXAV··++第28頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例2：有一個電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩壓電源E（15V，1A）滑動變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導線．試選擇適當的器材，選取適當的電路，使測量盡可能準確，并畫出電路圖，再將如圖示的實物連線。解：（1）電壓表、電流表的選擇由于滑動變阻器的電阻明顯小于待測電阻，因此滑動變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選V2（50V），因為電源電壓15V不足其量程的1/3，所以電壓表應選V1（10V）。第29頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四+－（2）電流表內接法和外接法的選擇實驗電路圖E=15V25KΩ1KΩ

RXA2V1因為RX=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用電流表內接法由于用分壓器接法時，電阻RX

中的最大電流為Imax=10V/25KΩ=0.4mA=400μA所以電流表選A2（500μA）第30頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例3.如圖為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規格如下：(1)待測電阻Rx（約100Ω）(2)直流毫安表（量程0～10mA，內阻50Ω）(3)直流電壓表（量程0～3V，內阻5kΩ）(4)直流電源（輸出電壓4V，內阻可不計）(5)滑動變阻器（阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A）(6)電鍵一個，導線若干條．根據器材的規格和實驗要求，在本題的實物圖上連線．

+－RXAV第31頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四答：因毫安表內阻與待測電阻相近，必須“外接”．因為變阻器電阻很小，電源和滑動變阻器連接成分壓電路，（全題6分．電源、滑動變阻器連接成分壓電路，占3分．除電鍵接錯扣1分外，其它任何錯都不給這3分．伏安法測電阻的電路占3分，其中電流表應外接，即電壓表應直接與待測電阻并聯．這部分接線中有任何錯誤都不給這3分．）RXAV+－第32頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四A1

例4．某電壓表的內阻在20～50kΩ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200μA)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動變阻器R(最大阻1KΩ)電源ε(電動勢4V)電鍵K.(1)所提供的電流表中,應選用_______(填寫字母代號).(2)為了盡量減小誤差,要求測多組數據.試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖．VA1．．解析：由于滑動變阻器用分壓接法時，伏特表兩端電壓變化范圍較大，可以多測幾組數據，故滑動變阻器用分壓接法．由于電壓表中通過的最大電流為Imax=3V/20KΩ=150μA，因此電流表應選用A1．第33頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

【例題2】（2006年全國Ⅰ、Ⅲ）現要測量某一電壓表的內阻。給定的器材有：待測電壓表（量程2V，內阻約4kΩ）；電流表（量程1.2mA，內阻約500Ω）；直流電源E（電動勢約2.4V，內阻不計）；固定電阻3個：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導線若干。要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的一半。⑴試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。）⑵電路接通后，若電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則電壓表內阻RV=_________。VVA

【命題意圖】本題考查了電壓表內阻的測量，實驗中真正的難點在于如何獲得電壓表中流過的電流大小，此時可以用電流表與定值電阻配合完成電流表的功能。原理還是部分電路的歐姆定律，關鍵是靈活的運用。R1SE

AV第34頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據。（1）在虛線方框中畫出電路圖，標明所用器材的代號。（2）若選測量數據中的一組來計算，r1，則所用的表達式為r1=_____________，式中各符號的意義是：_________________________________。器材（代號）規格電流表(A1)量程10mA，內阻r1待測（約40?）電流表(A2)量程500μA，內阻r2=750?電壓表(V)量程10V，內阻r3=10k?電阻(R1)阻值約100?，作保護電阻用滑動變阻器(R2)總電阻約50?電池(E)電動勢1.5V，內阻很小電鍵(K)導線若干2000年高考第35頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四根據并聯電路兩端電壓相等，將兩電流表并聯，如圖示：解：電流表I1m=10mA,r1≈40ΩR1=100ΩR2=50Ω若滑動變阻器用限流接法，Imin=1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA電流的變化范圍很小，應該用分壓器接法。因為電壓表讀數很小，Um=0.4V,不能用伏安法量，調節滑動變阻器的電阻，測出多組兩電流表的讀數，由I1r1=I2r2得r1=I2r2

／I1A1A2R1=100ΩR2=50Ω評分標準.（1）如圖所示（5分。若電阻R1與電池串聯，不扣分；若R2用作限流電阻，正確的同樣給分。）（2）I1表示通過電流表A1的電流，I2表示通過電流表A2的電流，r2表示電流表A2的內阻。（3分，未說明r2的不扣分。）第36頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

四關于電流表和電壓表的讀數方法：

目前中學實驗室學生用電流表和電壓表多數為磁電式電表，標為2.5級，即滿刻度的百分比誤差為2.5％，可按下面的方法讀數：

電學實驗基礎知識第37頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四量程為0.6A的電流表，滿刻度絕對誤差最大為±0.015A，最小分格為0.02A，指針偏轉不夠一個分格的部分用半格估讀法，讀數為兩位小數。如圖，電流表讀數為0.15A.00.20.4A0.6第38頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四量程為3A的電流表，滿刻度絕對誤差最大為±0.075A，最小分格為0.1A，指針偏轉不夠一個分格的部分用1/10格估讀法，讀數為兩位小數。如圖，電流表讀數為0.74A.012A3第39頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四量程為3V的電壓表，滿刻度絕對誤差最大為±0.075V，最小分格為0.1V，指針偏轉不夠一個分格的部分用1/10格估讀法，讀數為兩位小數。如圖，電壓表讀數為2.38V.012V3第40頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四量程為15V的電壓表，滿刻度絕對誤差最大為±0.375V，最小分格為0.5V，指針偏轉不夠一個分格的部分用1/5格估讀法，讀數為一位小數。如圖，電壓表讀數為11.7V.0510V15第41頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四（1）電路應采用電流表外接法（為什么？）（2）滑線變阻器應采用分壓式接法。描繪小電珠的伏安特性曲線第42頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四第43頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

(3)采用“4V、0.7A”小燈泡較好，在0～3V內已能反映出非線形特性（如圖）。因此，電壓表用3V量程，電流表用0.6A量程。測量范圍不要超過3V和0.6A。否則，要選用15V、3A，將會帶來較大的讀數誤差。第44頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四（4）應使滑動變阻器的阻值由小向大(A---B)逐漸改變,在電壓表0～3V范圍內讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和電流值I。在坐標紙上以U為橫軸，以I為縱軸，畫出U--I曲線，分析曲線變化的規律.曲線不為直線的原因是

第45頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

例3（04上海）、小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學為研究這一現象，用實驗得到如下數據（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中畫出實驗電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0—10Ω電源、小燈泡、電鍵、導線若干.（2）在右圖中畫出小煤泡的U—I曲線.（3）如果某一電池的電動勢是1.5V,內阻是2.0Ω.問:將本題中的燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實際功率是多少?（簡要寫出求解過程;若需作圖,可直接畫在第（2）小題的方格圖中）第46頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解：（1）見下圖;（2）見下圖（3）作出U=E—Ir圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實際功率為0.28瓦第47頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例4、使用如圖1所示的器材測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并且作出小燈泡的電功率與它兩端電壓的平方的關系曲線．已知小燈泡上標有“6V，3W”字樣，電源是3個鉛蓄電池串聯組成的電池組,滑動變阻器的規格是“52A”.要求：⑴把圖1中實物連成實驗電路；

⑵圖2的4個圖象中哪個可能是正確的？簡單說明理由．第48頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解：變阻器通常用來控制電路中的電流或電壓，可以有限流與分壓兩種接法，根據題意，燈泡電阻約為R=62/3=12

，若采用限流，即使變阻器阻值用到最大，燈泡電壓最小值可達4V左右，其電壓調節，范圍約在4V－6V間，顯然不宜選取合理數據范圍作電功率與兩端電壓平方關系圖線．而采用分壓接法則燈泡兩端電壓變化范圍為0V－6V間，便于選取數據作相應圖線，至于電壓表與電流表采用內接、外接，題目未給表的內阻，但實驗學生用表在電阻為10左右時，內、外接表誤差差別不大，本題不作要求，連線時應注意量程選擇與表“＋”、“一”接線柱接法，接線如圖3．第49頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例4的實物連線圖第50頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四圖2中所繪圖線，由橫、縱坐標可知為P—U2圖線，小燈泡在點亮時燈絲溫度可高達上千攝氏度．隨電壓升高，燈絲溫度升高，相應電阻率增大，電阻增大，與相應電阻不變時的功率相比要減少，或者說由P=U2/R可知，該圖線斜率為1/R，隨P增大，R增大，斜率減小，因此D圖可能正確，而B圖對應斜率不變、即R不變的情況，與本題實際不符。第51頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四測電阻率ba圖4152051002025301510第52頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四10404505圖1bac保護電阻圖2A．電壓表0－3V內電阻約30KΩB．電流表0－0.6A內電阻約0.5KΩC．電池組：電動勢3V內電阻很小D．保護電阻R0E．電鍵F．螺旋測微器 （1）用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，其刻度位置如圖1所示，讀數為________mm。 （2）

試將圖2中提供的器材連成實驗電路，要求：①避免由于電流的熱效應而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而發生變化能進行多次測量

①

根據圖3所示的數據點描繪出圖線。②

根據描繪出的圖線結合有關數據計算出該電阻絲的電阻率_______Ω.m(保留兩位有效數字)

有一根固定在直尺上的均勻電阻絲（總阻值小于5Ω），兩端各有一個固定的接線柱a和b，直尺的之間有一個可沿直尺滑動的觸頭c，c的上端為接線柱，觸頭c與電阻絲通常不接觸，當用手按下時，才與電阻絲接觸，且可在直尺上讀出觸點的位置，現給你如下器材，要求測量該電阻絲的電阻率ρG．連接用導線若干（3）通過改變滑動觸頭c的位置，分別測量出了五組與長度L對應的電壓U的數據（電流表示數保持在0.5A不變），并已描在坐標紙上，如圖3所示4、0.51.01.52.0圖30.50.40.30.20.100.60.80.7U/VL/m第53頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例有一根固定在直尺上的均勻電阻絲（總阻值小于5Ω），兩端各有一個固定的接線柱a和b，直尺的之間有一個可沿直尺滑動的觸頭c，c的上端為接線柱，觸頭c與電阻絲通常不接觸，當用手按下時，才與電阻絲接觸，且可在直尺上讀出觸點的位置，現給你如下器材，要求測量該電阻絲的電阻率ρbac保護電阻圖210404505圖1第54頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四A．電壓表0－3V內電阻約30KΩB．電流表0－0.6A內電阻約0.5KΩC．電池組：電動勢3V內電阻很小D．保護電阻R0E．電鍵F．螺旋測微器 （1）用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，其刻度位置如圖1所示，讀數為________mm。 （2）試將圖2中提供的器材連成實驗電路，要求：①避免由于電流的熱效應而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而發生變化能進行多次測量

①

根據圖3所示的數據點描繪出圖線。②

根據描繪出的圖線結合有關數據計算出該電阻絲的電阻率_______Ω.m(保留兩位有效數字)（3）通過改變滑動觸頭c的位置，分別測量出了五組與長度L對應的電壓U的數據（電流表示數保持在0.5A不變），并已描在坐標紙上，如圖3所示L/mU/VG．連接用導線若干10404505圖1第55頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四分析：（1）螺旋測微器的讀數方法是：讀數＝固定刻度數（包括半毫米刻度）＋可動刻度數×精度由圖1可得，電阻絲的直徑d＝1.980mm(2)由電阻定律可得，測量電阻絲的電阻率的原理式子為為了避免由于電流的熱效應而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而變化，本實驗中采用了控制度量法，即保持電流I不變，這樣實驗中只需改變滑動觸頭的位置，測量多組U、L值，利用U-L圖像就可以計算電阻率ρ。bac保護電阻圖4滿足實驗要求的實驗電路實物接線圖如圖4所示。152051002025301510第56頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四（3）①由實驗原理可知ρ∝,由此，理論上U-L圖線應該是一條過原點的直線，但是由于實驗的偶然誤差，描出的點并不在一條直線上，在描圖線時，應通過盡可能多的點畫一條直線，0.50.40.30.20.100.60.80.70.51.01.52.0U/VL/m圖5并使不在直線上的各點分布在直線兩側的點的數目大致相同。這樣，才能使各次實驗的偶然誤差得到部分的抵消，提高實驗的精確度，描繪的圖線如圖5所示②在圖線上選一點，如（0.5m,1.0v），求出的值，然后根據原理式計算電阻率ρ。第57頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四07年佛山市教學質量檢測11.311.（3）測定金屬絲的電阻（阻值3～5Ω）時，給定的實驗器材的實物如下圖所示，要求通過金屬絲的電流可以在0—0.6A之間變化。請在方框中畫出實驗電路圖，并在圖中用實線代替導線連接成符合實驗要求的電路圖。第58頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解:實驗電路圖如圖示,第59頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例7：電橋法測電阻。利用給出的電路圖和器材（G為靈敏電流表，R0為阻值均勻的電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測電阻）。要求利用這些器材測未知電阻Rx。⑴實驗中還需要什么測量儀器？⑵將實物連成電路圖。⑶寫出測量Rx的實驗步驟，并寫出利用測量數據表示Rx的表達式。

GRxR0RL1

L2RXRR0P解：⑴還需要米尺（測量左右兩部分電阻絲的長度L1、L2）。⑶按圖接好電路后，移動滑動觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測量P點兩邊電阻絲的長度L1、L2；由RX∶R=L1∶L2

第60頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四二．替代法測量電阻利用伏安法測電阻，無論電流表內接還是電流表外接都會對測量造成誤差，而利用比較法測電阻可避免這些誤差．實驗時先連入某待測電阻，記下電路中電表的讀數，然后把待測電阻換成電阻箱，調整電阻箱，使電路中電表的讀數與原來一樣，這樣的電阻箱便是待測電阻的阻值．1.原理2.電路R0·RXA····S1S2+R0VS1RX···S2··P+用電阻箱和電流表測量用電阻箱和電壓表測量第61頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四替代比較法測電阻替代法測量電阻RxRA比較法測量電阻I1ARRxARRxI2∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1（不計電源內阻）第62頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四例1．為了測量電流表A1的內阻，采用圖示的電路，其中電流表A1的量程是0—300μA、內阻約為100Ω（待測）；A2是標準電流表，量程0--200μA；R1為電阻箱，阻值范圍0—999.9Ω；ε為電池，電動勢3V、內阻不計；S1為開關，S2為單刀雙擲開關。按電路圖接好電路后，將可變電阻器R2和電阻箱R1適當調節后，將單刀雙擲開關S2扳到接點1處，接通開關S1，調節可變電阻R2，使兩電表的讀數都是150μA；然后將開關S2扳到接點2，調節電阻箱R1使標準電流表的讀數仍是150μA，若此時電阻箱各旋鈕位置如圖，則：（1）電流表A1的內阻Rg=_________Ω.

（2）為了保證兩電流表的安全使用，限流電阻R3的阻值應選A.100Ω

B.150Ω

C.10KΩ

D.15KΩ（）

（3）可變電阻器R2應選：

A.2KΩ

B.5KΩ

C.200Ω

D.500Ω（）176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×0.1×10×1×1000×10000×100R112S1R3R2RgS2···A1A2·第63頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解⑴替代法測電阻——⑵當R2=0時,要保證兩個電流表都不超過量程R3=E/Imin=3/0.2mA=15kΩ選D⑶R2+R3=E/I

=3/0.15mA=20kΩ

R2=5kΩ選BRg=92.8Ω176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×0.1×10×1×1000×10000×100R112S1R3R2RgS2···A1A2·第64頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四專題訓練為了測定電流表A1的內阻，采用如圖1所示的電路。其中：A1是待測電流表，量程為300μA內阻約為100Ω；A2是標準電流表，量程是200μA；R1是電阻箱，阻值范圍0~999.9Ω；R2是滑動變阻器；R3是保護電阻E是電池組，電動勢為4V，內阻不計；S1是單刀單擲開關，S2是單刀雙擲開關。（1）根據電路圖1，請在圖2中畫出連線，將器材連接成實驗電路.第65頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四專題訓練（2）連接好電路,將開關S2扳到接點a處,接通開關S1,調整滑動變阻器R2使電流表A2的讀數是150μA;然后將開關S2扳到接點b處,保持R2不變,調節電阻箱R1,使A2的讀數仍為150μA.若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖3所示,電阻箱R1的阻值是

Ω,則待測電流表A1的內阻R3=

Ω.86.386.3第66頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四專題訓練（3）上述實驗中，無論怎樣調整滑動變阻器R2的滑動端位置，都要保證兩塊電流表的安全。在下面提供的四個電阻中，保護電阻R3應選用：

（填寫阻值相應的字母）。

A．200KΩ B．20KΩ C．15KΩ D．20Ω（4）下面提供最大阻值不同的四個滑動變阻器供選用。即要滿足上述實驗要求，又要調整方便，滑動變阻器

（填寫阻值相應的字母）。

A．1kΩ B．5kΩ C．10kΩ D．25kΩBC第67頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（900～1000Ω）：電源E，具有一定內阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內阻r2＝2500Ω；滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關K，導線若干。（1）測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注）。（2）根據你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出連線。（3）若電壓表V1的讀數用U1表示，電壓表V2的讀數用U2表示，則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx＝_________________。第68頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四-+V1V2解1：只有兩個電壓表,只能用比較法,電路圖如圖示:v2v1Rx測出兩個電壓表的示數U1、U2，R并/r2=U1/U2解2:也可將V1、

V2都看作電流表,由并聯電路特點得:I2=I1+Ix即U2/

r2=U1/

r1+U1/

Rx

∴Rx=U1r1r2／(U2r1-U1r2)注意:要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3，只能用分壓器接法,V2的量程大于V1,V2應在干路中.題目上頁第69頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解3：仍用比較法，電路圖如圖示：測出兩個電壓表的示數U1、U2，v2v1Rx解4：將V1、

V2分別看作電流表和電壓表,由伏安法得r1+Rx=U2/I1=r1U2/U1

∴Rx=(U2-U1)r1/U1注意:要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3，只能用分壓器接法,V2的量程大于V1,V1應在與Rx串聯.題目上頁第70頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

15.為了測量一個阻值較大的未知電阻，某同學使用了干電池（1.5V），毫安表（1mA），電阻箱（0-9999），電鍵，導線等器材。該同學設計的實驗電路如圖（a）所示，實驗時，將電阻箱阻值置于最大，斷開K2，閉合K1，減小電阻箱的阻值，使電流表的示數為I1＝1.00mA，記錄電流強度值；然后保持電阻箱阻值不變，斷開K1，閉合K2，此時電流表示數為I2＝0.80mA，記錄電流強度值。由此可得被測電阻的阻值為________。mA

K1K2Rx(a)－＋解：解得Rx=375

375第71頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四經分析，該同學認為上述方案中電源電動勢的值可能與標稱值不一致，因此會造成誤差。為避免電源對實驗結果的影響，又設計了如圖（b）所示的實驗電路，實驗過程如下：斷開K1，閉合K2，此時電流表指針處于某一位置，記錄相應的電流值，其大小為I；斷開K2，閉合K1，調節電阻箱的阻值，使電流表的示數為____________，記錄此時電阻箱的阻值，其大小為R0。由此可測出Rx＝___________。mA

K1K2Rx(b)點撥：這是替代法測電阻IR0第72頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四三．半偏法測量電流表的內阻1.原理半偏法測電流表內阻的原理是歐姆定律和并聯電路的電流分配關系，因電流表可以讀出自身的電流，故在其電流減半時，必有另一支路分掉另一半的電流，在總電流近似不變的條件下，該支路的電阻（電阻箱讀出）等于電流表的電阻．2.電路3.步驟1.先閉合S1

，調節R1使電流表指針滿偏.2.再閉合S2，保持電阻R1不變，調節R2使電流表指針半偏，記下R2的值.3.若R1＞100R2

，有Rg=R2S1S2R1R2．．．．．．G第73頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四4.誤差分析在用半偏法測電流表的內阻的實驗中，當閉合開關S2時，調節R2使電流表半偏，即通過電流表的電流為Ig/2，此時干路總電流因回路中總電阻變小而變大，即比Ig稍大，這樣通過R2的電流將大于Ig/2，因此電流表內阻的測量值小于真實值．5.半偏法測電壓表的內阻R測>R真1.把電阻箱R0的阻值調到0，把滑動變阻器的觸頭P滑到a端．3.保持滑動變阻器觸頭位置不變，調節R0使電壓表指針半偏，記下R0的值.4.若R<<RV

，有Rg=R02.閉合開關S，調節R使電壓表指針滿偏.VRabSR0P．．．第74頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四半偏法測電壓表的內阻半偏法測電流表的內阻電路實驗條件實驗步驟1.把滑動變阻器的觸頭P滑到a端．把電阻箱R0的阻值調到01.把滑動變阻器R1的電阻調到最大，把電阻箱R2的阻值調到02.閉合開關S，調節R使電壓表指針滿偏.2.先閉合S1

，調節R1使電流表指針滿偏.3.再閉合S2，保持電阻R1不變，調節R2使電流表指針半偏，記下R2的值,則Rg=R2.3.保持滑動變阻器觸頭位置不變，調節R0使電壓表指針半偏，記下R0的值,則RV=R0.S1S2R1R2．．．．．．GVRabSR0P．．．第75頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四原理Pa間的總電壓基本不變并聯分流干路中的電流基本不變串聯分壓誤差分析并聯分流滿偏時Pa之間電阻半偏時Pa之間電阻串聯分壓S1S2R1R2．．．．．．GVRabSR0P．．．第76頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四誤差分析拓展G．．G．．．．VARg測量值小于真實值R串大于標準值R并小于標準值改裝成電壓表讀數小于真實值改裝成電流表讀數小于真實值改進：在R串上并聯一個大電阻改進：在R并上串聯一個小電阻RV大于標準值RA小于標準值通過表頭的電流偏小把電流表改裝成伏特表把電流表改裝成安培表第77頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四儀器選擇．VRabSR0P．．．R1＞＞Rg，滑動變阻器和電阻箱均可．R＜＜RV

,必須用滑動變阻器．構成分壓電路．R2略大于Rg，必須用電阻箱．R0略大于RV，必須用電阻箱．S1S2R1R2．．．．．．G電動勢E越大，調滿偏時R1連入電路中的電阻越大，實驗條件滿足的越好，誤差越小．電動勢E越大，調滿偏時滑動變阻器Pa之間的電阻越小，實驗條件滿足的越好，誤差越小．第78頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四上述操作步驟中，必要的操作步驟按合理順序排列應為＿＿＿＿＿＿＿。若在步驟Ｄ中，讀出R0的值為2400Ω，則電壓表的內阻RV=＿＿＿Ω。用這種方法測出的內阻RV與其真實值相比偏＿＿。E.調節滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數為3.0V例2．為了測量一個量程為3.0V的電壓表的內阻，可以采用圖所示的電路，在測量時，可供選擇的步驟如下：

A.閉合開關SB.將電阻箱R0的阻值調到最大F.斷開開關SC.將電阻箱R0的阻值調到零H.將滑動變阻器的滑動觸頭調到a端G.將滑動變阻器的滑動觸頭調到b端

D.調節電阻箱R0的阻值，使電壓表示數為1.5V，讀出此時電阻箱R0的阻值，ＨＡＣＥＤＦ2400大VRabSR0P第79頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四測定電源的電動勢和內阻第80頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四測定電動勢內阻電路vAU1=E-I1r

U2=E-I2rA

E=I1(R1+r)

E=I2(R2+r)v

E=U1+U1r/R1

E=U2+U2r/R2第81頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四用電流表和電壓表測E、r實驗電路如右。根據閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數是準確的，而電流表的示數比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差，滑動變阻器R的阻值應該小一些，所選用的電壓表的內阻應該大一些。RVAS為了減小偶然誤差,要多做幾次實驗,多取幾組數據,然后利用U-I圖象處理實驗數據.將點描好后,用直尺畫一條直線,使盡可能多的點落在這條直線上,而且在直線兩側的點數大致相等.這條直線代表的U-I關系的偶然誤差比每一組實驗數據的偶然誤差都小.I/AU/V00.20.40.63.02.01.0這條直線在U軸上的截距就是被測電源電動勢E(對應的I=0),斜率的絕對值就是被測電源的內阻r。特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內阻的一般式應該是r=|ΔU/ΔI|。第82頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四伏安法測E、r實驗中測量值和真實值的比較1：VA1.安培表內接在并聯電路之內的電路:解：作U=E-Ir

圖線如圖實線示：UIE測UIA式中的U是路端電壓,

I

應是通過電源的電流，I實=IA+IV

=(IA+U/RV)可見U越大，差值(I實-IA

)就越大，

U=0時，差值(I實-IA

)也為0，實際的U-I圖線如圖虛線示：斜率增大E真I實∴E測<E真r測<r真該電路適用于滑動變阻器阻值很小

(電源內阻很小)的情況.第83頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四若將電流表的內阻并入電池中，則U路和I的測量值就都準確了,E的測量值就準確了,測出的內阻是電源內阻r和電流表的內阻之和。U路=E-I(RA+r)=E-Ir'伏安法測E、r實驗中測量值和真實值的比較2：A

V

2.安培表外接在并聯電路之外的電路:解：作U=E-Ir

圖線如圖實線示：IEIUVU式中的I

是通過電源的電流，

U應是路端電壓,U路=UA+UV=(I

RA+UV)可見I

越大，差值I

RA就越大，I=0時差值為0實際的U-I圖線如圖虛線示：U路E真∴E測

=E真r測

>r真該電路適用于滑動變阻器阻值很大

(電源內阻很大)的情況.第84頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四

13.利用如圖a所示的電路圖測量電源電動勢和內電阻，器材如圖b所示，請用實線代表導線，將圖b中器材連成實驗用電路。AVR圖aErS圖b解：實驗用電路如圖示第85頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四實驗時經測量得出的數據如下表，請在圖c的方格紙上畫出U—I圖線。利用圖線可求出電源電動勢和內電阻分別為

、

。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05畫出U—I圖線如圖示：E=1.46Vr=0.72Ω0.100.300.700.501.001.101.201.301.401.50圖cU/VI/A第86頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四14、如圖甲所示為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端。

(1)為了探測黑箱，小明進行了以下幾步測量：①用多用電表的電阻擋測量a、b間的電阻；②用多用電表的電壓擋測量a、b間的輸出電壓；③用多用電表的電流擋測量a、b間的輸出電流．你認為以上測量中不妥的有：

(填序號)，理由是：

.ab甲①、③①中不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，③中可能會造成短路。第87頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四(2)含有電源的黑箱相當于一個等效電源(a、b是電源的兩極)，小明想測定這個等效電源的電動勢和內阻，設計了如圖乙所示的測量電路，此電路同時能測出電阻R0的阻值。小明將滑動變阻器的滑片移動到不同位置時，記錄了三個電表的一系列示數．記錄在下面兩個表格中。表格一電壓表示數/V1.210.900.600.290電流表示數/A0.100.200.300.400.50表格二電壓表示數/V1.401.311.221.081.00電流表示數/A0.100.200.300.400.50第88頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四①在圖丙的坐標紙中分別作出R0的U-I圖象和電源的U-I圖象。②根據作出的圖象可以求出定值電阻R0=______Ω，電源電動勢E=_______V，內電阻r=_______Ω③若實驗中的所有操作和數據處理無錯誤，實驗中測得的定值電阻R0值_____實際值；測得的電源電動勢E的值_____實際值，內阻r的測量值_____實際值（橫線上選填“大于、等于、小于”）．00.100.200.300.400.50I/AU/V丙SAV2ErRR0abV1乙解見下頁2.01.501.0大于小于小于題目第89頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四解：00.100.200.300.400.50I/AU/V0.501.001.500.250.751.25表格一應是電壓表V2的讀數，表格二應是電壓表V1的讀數，即路端電壓。兩表讀數之差U1-U2是電阻R0兩端的電壓電流表示數/A0.100.200.300.400.50V1表的讀數/V1.401.311.221.081.00V2表的讀數/V1.210.900.600.290R0兩端的電壓0.190.410.620.791.00電源的U-I圖象和電阻R0的U-I圖象如圖示電源R0題目第2頁第90頁，共101頁，2023年，2月20日，星期四王紅同學到實驗室做“測定電源電動勢和內阻”的實驗時，發現實驗桌上還有一個定值電阻R0。他設計了如圖所示的電路來測量R0的阻值，實驗時用U1、