物理试题练习题教案学案课件恒定电流学生实验(五个)

恒定电流学生实验（五个）实验一：描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来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】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I曲线是条过原点的直线。但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲线就可能不是直线。如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I、U值描绘到U--I坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。；图3-1金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性。【步骤规范】实验步骤操作规范一.连接实验电路1．对电流表、电压表进行机械调零2．布列实验器材，接图3-1连接实验电路，电流表量程0.6A，电压表量程3V1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。2．电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器的电阻置于阻值最大；电线连接无“丁”字形接线。二．读取I、U数据1．将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动，读取一组电流表和电压表的读数2．逐渐移动滑动变阻器的阻值，在“0~3.8V”或“0~4V”范围内记录12组电压值U和相应的电流值I1．使电路中灯泡两端电压从0开始逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据记录在表中。调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压2．电流表和电压表读数要有估读（一般可估读到最小分度的三．描绘图线将12组U、I值，描绘到I—U坐标上，画出I—U曲线在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来。四．拆除电路，仪器复原【注意事项】1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．因本实验要作I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．U/VI/AU/VI/A04．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来．【典型例题】例1某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下组U和I的数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况

不亮

微亮

逐渐变亮正常发光（1）画出I-U图线。（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是：________。（3）这表明导体的电阻随温度升高而_________。答案（1）略（2）电阻开始不变，后来逐渐增大。（3）增大。例2“220V100W”的白炽灯泡A和“220V60W”的白炽灯泡B的伏安特性曲线如图所示．若将两灯泡并联接在110V的电源上时，两灯泡实际消耗的功率为多大？答案PA＝33WPB＝20WI（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00例3．（04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分别表示小灯泡上的电流和电压）：（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线.（3）如果实验中已知电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的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（2）小题的方格图中）答案：（1）见下图（2）见右图（3）作出U=E+Ir图线，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0.28瓦例4（06上海卷）表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据：(1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填“甲”或“乙”）；AAVS图甲AVS图乙Rba图丙（2）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而（填“变大”、“变小”或“不变”）；（3）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A．【答案】（1）甲（2）如图所示变小（3）0.050A【分析】（1）甲电路中变阻器采用分压接法，可以获得从零开始变化的电压，符合图中数据的要求。(2)将表中数据逐一描点后用平滑曲线连接各点。（3）根据题意有E=Ua+Ub，Ia=3Ib，从所做曲线可以查出，Ia=0.150A，Ib=0.050A，Ua=1V，Ub=2V。【高考考点】灯泡伏安特性曲线的描述欧姆定律电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用【易错点】第三小问，学生可能会用解析法，那计算将很复杂，并造成无法求解。例5．(04江苏)某同学对黑箱(见图1)中一个电学元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律①当-15V<Uab<0V时，I近为零．②当Uab≥0时，Uab和I的实验数据见下表：（1）在图2中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线．(可用铅笔作图)（2）根据上述实验事实．该元件具有的特性是______________________（3）若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的cd两端输入如图4(甲)所示的方波电压信号ucd,请在图4(乙)中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形．答案：(1)(2)单向导电性(3)实验一练习：描绘小电珠的伏安特性曲线一、选择题1．如图1所示是两个不同电阻的I－U图像，则图线1、2表示的电阻及两电阻串联或并联后的I－U图像所在的区域分别是（）A．1表示电阻大的图线，并联后在区域ⅢB．1表示电阻小的图线，串联后在区域ⅡC．2表示电阻小的图线，并联后在区域ⅠD．2表示电阻大的图线，串联后在区域Ⅲ2．如图2所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()A．特性曲线在Ⅰ区，P1<P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1<P2C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P23．（93全国）一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐图34．小灯泡的伏安曲线不是直线，这是因为：A．小灯泡是非纯电阻用电器B．任何导体的电阻率均随温度的升高而增大C．金属导体的电阻率一般随温度的升高而增大D．以上说法均不正确5．在图4中，不论如何移动滑动滑片，电压表的读数几乎不变，下列情况中，可能发生的是：A．只有小灯泡的灯丝断B．只有A端断开了C．灯丝断了且变阻器的A端也断了D．电流表没接好图46．在实际情况中，能较正确反映通过灯泡的电流强度I与灯泡两端电压U之间变化关系的图线是图6所示中的哪一个？二、填空题7．现有下列器材：A、两节干电池，内阻不计；B、滑动变阻器0～10Ω；C、滑动变阻器0～500Ω；D、小灯泡（2.5V，0.5W）；E、开关；F、导线若干请你设计一个电路，使小灯泡两端的电压能在0～2.5V范围内较方便地连续变化。（1）滑动变阻器应选；（2）画出对应的电路图。8．用如图8中所给的实验器材测量一个“12V，5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A、0．6A两挡，内阻可忽略；电压表有15V、3V两挡，内阻很大．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V．按要求在实物图上连线（其中部分线路已经连好）．9．如图9所示，滑动变阻器R1的最大值是200Ω，电阻R2=200Ω，AB两端电压U=10V。试求电键S断开和闭合时，移动滑键P、R2两端的电压变化范围。10.（06北京卷）某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:

电流表：A:(量程100mA,内阻约2);

A:(量程0.6A,内阻约0.3);

电压表：V1(量程5V,内阻约5);

V2(量程15V,内阻约15);

电源：E1(电动势为1.5V，内阻为0.2);

E2(电动势为4V,内阻约为0.04).

滑动变阻器：R1（10Ω，0.5A）R2（500Ω，0.5A）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________滑动变阻器________________，电源___________________.(填器材的符号)

②根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为___________；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.

③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下列图中的__________．

11．有一个小灯泡上标有“6V，1W”字样，现在要测量这个灯泡的I-U图线。下列器材可供选用。A.电压表（0—5V，5kΩ）B.电压表（0—10V，10kΩ）C.电流表（0—0.3A，5Ω）D.电流表（0—0.6A，2Ω）E.滑动变阻器(30Ω，2A)F.学生电源（直流9V）还有导线、电键等。（1）实验中所用电压表应选用，电流表应选用。（2）在方框中画出实验电路图。12．“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图见图12所示。（1）请你按该电路图将图13所示中各器材连成实验电路。(2)合上开关前，应把滑动变阻器滑至＿＿＿处（由实物图13所示，填“最左端”、“最右端”或“中间）。⑶导致实验结果伏安特性曲线不是一条直线的关键因素是。图13实验二:测定金属的电阻率【实验目的】1．练习使用螺旋测微器；2．学会用伏安法测电阻；3．测定金属的电阻率。【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率ρ①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R②金属丝的长度l可以用米尺测量．③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大．则当电流表具有0～0.6A和0～3A两种量程时，应当选用哪个量程?如果被测金属线电阻约5Ω，电压表具有0～3V和0～15V两种量程，应当选用哪个量程?分析：电流表选0～0.6A电压表选0～3V3．在图3中，电流表选用0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则各指针所指示的分别为:I是0.35A，Ⅱ是0.50A；Ⅲ是1.20V，Ⅳ是2.00V．(由于被测金属丝的电阻较小，一般为5Ω～10Ω，电压表3V档的内阻约为3kΩ，电流表0.6A档的内阻约为0.1Ω，所以测量电路应采用电流表外接法．为了调节金属丝两端的电压，应选用滑动变阻器，根据本实验的实际情况，可采用滑动变阻器的限流接法．)4.图4提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)．5．实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，则它的测量结果可以准确到1mm，读数时应当读到0.1mm位．下图中，(A)的测量结果是0.1546m,(B)的测量结果是0.4500m.6.螺旋测微器的构造、原理、读数方法(1)CAI课件模拟螺旋测微器的构造:螺旋测微器是由：测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的．(2)CAI课件模拟螺旋测微器的原理螺旋测微器的螺距是0.5mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0．5mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退0．01mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01mm．(3)CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数．使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．读数时，被测物体长度大于o．5mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01mm(4)CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径，学生练习读数．A．4.365mmB．4.090mmC．0.690mmD．0.987mm7.注意事项⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查；观察电表的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝，直到指针指在零刻度为止，或请老师帮忙调整；当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合，如果不重合，就存在“零误差”，在测量时如何处理它可以向老师请教.⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D，改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.⑶在连接电路之前，应当适当安排仪器的位置，做到既要方便连线，又要使经常操作的仪器(如滑动变阻器)方便操作，经常观察的仪表(如电表)便于读数．图1的排列就考虑到这个要求可供参考．⑷连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．⑸L、d测多次，求平均值⑹通电电流不宜过大，时间不宜过长【步骤规范】实验步骤操作规范测量金属导线的直径1．观察螺旋测微器两小砧合拢时，可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合，观察螺旋测微器的最小分度值2．将金属导线放在螺旋测微器的小砧和测微螺杆之间，正确操作螺旋测微器，测出金属导线的直径3．在金属导线的不同位置、不同方向上，再测两次，求出平均值1．螺旋测微器的最小分度是0.01mm，应估读到0.001mm2．⑴螺旋测微器的正确握法是：用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧，用右手大拇指和食指旋动旋钮⑵调节旋钮时，应先用粗调旋钮，使小砧与金属导线接近，然后改用微调旋钮推进活动小砧，当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时，才可读数⑶读数时，先读出固定刻度上的毫米整数部分（注意半毫米刻度线是否露出），再读出可动刻度的值（如半毫米刻度线已露出，应加上0.500mm），作后读出估读值二．用伏安法测金属导线的电阻1．对电流表、电压表进行机械调零2．将金属导线拉直，固定在木条上3．按图连接电路AAV4．闭合电键，调节滑动变阻器，读取三组I、U值5．计算三组I、U值对应的电阻值，取其平均值1.若表针不在零位，用螺旋刀旋动机械调零螺钉，使其对正2．⑴连接电路前，先布列仪器，使其位置合适，然后先电阻、后电表依次连接电路，电源最后接⑵电键接入电路时，应处于断开位置⑶闭合电键前，变阻器阻值应最大⑷导线的连接处必须在接线柱上（无“丁”字形接线）3．⑴电流表、电压表量程合适⑵每次实验通电时间不宜过长，电流不宜过大，并应及时切断电源⑶I、U值读数准确，有估读。三．测量金属导线的长度1．用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度2．以毫米刻度尺的不同起点再测两次3．算出金属导线长度平均值测量时，刻度尺的刻度应贴近金属导线；视线要跟尺垂直；有估读（即读出0.1mm）四．拆除电路，仪器复原电源必须先拆【典型例题】例1在“测定金属电阻率”的实验中，若被测电阻丝的长度为80.00cm，电阻约为3Ω～4Ω，在下列器材中应选用的是（写代号）．A．电压表（0～15V）；B．电压表（0～3V）；C．电流表（0～0.6A）；D．电流表（0～3A）；E．滑动变阻器（0～50Ω，2A）；F滑动变阻器（0～500Ω，1A）；G．电源（E＝3V，r＝0.2Ω）；H电源（E＝10V，r＝lΩ）；I．开关；J．导线（若干）．答案.BCEGIJ例2测定金属电阻率的实验中，（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为m；（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为，N为；若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝；（3）用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是．（填“偏小”、“偏大”或“准确”）答案:（1）5.9×10－2m（2）电流表电压表5Ω（3）偏小例3在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=______×10－3m。答案:.0.900例4（06四川卷）在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1mm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mm。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：答案:在铅笔上紧密排绕金属丝N匝，用米尺量出该N匝金属丝的宽度D,由此可以计算得出金属丝的平均直径为D/N实验二：测定金属的电阻率练习1．有一个阻值约为5kΩ的电阻，现用伏安法较准确的测定它的电阻值，可供选用的电流表量程为50mA，内阻为20Ω，电压表量程为5V，内阻为10kΩ，为减少误差，实验时应选用哪种电路为好?()2．在测定金属丝的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，由图读出金属丝的直径是_________．3．如图是伏安法测电阻的电路，其中电压表示数为100V，电流表示数为0.4A，由此得出的电阻值为_________Ω。若电压表的内阻为1250Ω，则被测电阻的真实值应为________Ω。4．用零点准确的螺旋测微器测量某物长度，被测物的长度如图4（1）可读为___________，图4（2）可读为_____________．5．图5为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：(1)待测电阻Rx（约100Ω）；(2)直流毫安表（量程0～10毫安，内阻50Ω）(3)直流电压表（量程0～3V，内阻5kΩ）；(4)直流电源（输出电压4V，内阻可不计）；(5)滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）；(6)电键一个，导线若干条．根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线．6．如图6，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱．现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片向c移动时，电路中电流减小．则接入电路的接线柱可能是[]A．a和b B．a和c C．b和c D．b和d7．如图7千分尺的读数应是___________mm．8．如右图8所示为螺旋测微器测量小球的直径时的示数，这个小球的直径应是_________mm.9．在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻，千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图9所示，则可读出该金属丝的直径是_________mm，金属丝的电阻值_________Ω（本空要求两位有效数字）。除此以外，还需要测量的物理量是_________．图10．某学生准备用伏安法测定一个未知电阻的阻值，实验中他的实物接线如图10所示．(1)指出该学生实物接线中的错误；(2)根据纠正错误以后的实物接线图，画出与之对应的原理电路图．11．用伏安法测一个未知电阻Rx的阻值．已知Rx约为200Ω．所用仪器规格如下：电压表(15V，15kΩ)；电流表(0.6A，0.1Ω)；变阻器R1：(0～500Ω)；变阻器R2：(0～20Ω)；合适的电源以及电键、导线等．(1)画出实验电路图．(2)要求调节滑动变阻器使电路中电流强度变化较明显，应选用哪一个变阻器?答：____________________________________________．(3)按上述电路测得的Rx值比真实值________________．12．用伏安法测一段金属丝的电阻，所用的仪器如图12所示，其中电压表的内阻约2KΩ，电流表的内阻约1Ω，滑动变阻器标有10Ω、1A，蓄电池的电动势6.0V，内电阻0.2Ω。测得的数据如表所示：在坐标图上按所给的标度做出I-U图象，并计算出电阻的大小是______．在图中将所给的器件用铅笔线代表导线连成实验电路。13．某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：①在右图上画出I－U图线．②从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是：________________________________________________________．③这表明导体的电阻随温度升___．14．在测定金属的电阻率的实验中：(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则该金属丝的直径为___mm．(2)已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝电阻时选用，应选用的器材有________________．（只填代号）A．量程是0.6A、内阻为0.5Ω的安培计B．量程是3A、内阻为0.1Ω的安培计C．量程是3V、内阻为6kΩ的伏特计D．量程是15V、内阻为30kΩ的伏特计E．阻值为0－1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F．阻值为0－20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器G．蓄电池（6V）H．开关一个，导线若干(3)在下面虚线框内画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。15．用伏安法较准确地测定一个待测电阻Rx（约200Ω）的阻值，可供选择的器材有A．毫安表（0—10mA，内阻50Ω）B．安培表（0—0.6A，内阻0.5Ω）C．伏特表（0—3V，内阻5kΩ）D．伏特表（0—15V，内阻20kΩ）E．电源（6V，内阻不计）F．滑动变阻器（0—20Ω，允许最大电流1A）G．电键一个，导线若干。（1）上述器材中，电流表应选用________；电压表应选用________。（填写各电表的字母代号）（2）根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。16.（96上海）图16所示,P是一根表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右)，镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN.现给米尺、电压表V、电流表A、电源E、滑动变阻器R、电键S和若干导线，请设计一个测定膜层厚度d的试验方案。⑴实验中应测定的物理量是。⑵在虚线框内用符号画出测量电路图。⑶计算膜层厚度的公式是。实验三：把电流表改装成电压表【实验目的】1．掌握半偏法测电流表内阻的实验方法；2．了解电压表的改装过程和原理。【实验原理】1．将一只满偏电流为Ig的电流表改装为量程为U的电压表，由图5-1可知，只须将电流表串联一个分压电阻R。由于Ig=U/(Rg+R)，故分压电阻可由下式计算R=U/Ig-Rg因此，必须先测出该电流表的内阻Rg。2．如图2所示是用半偏法测电流表内阻的电路图。断开S2，接通S1，调节可变电阻R，使电流表指针偏转到满刻度（满偏）。再接通S2，当满足条件R＞＞Rg，则可认为接通S1后干路中的电流不变，调节电阻箱R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半（半偏），则有Rg=R′，由此可从电阻箱的示数读出电流表的内阻Rg。可变电阻R的选择依据是：当Ig、Rg、E给定时，由全电路欧姆定律，有R=E/Ig-r-Rg（由于通常r+Rg<<E/Ig，可按R=E/Ig估算。）同时还必须满足R>>Rg的条件（实际使用时R≥100Rg即可）。图2为直接读取可变电阻R′的准确值，R′图23．改装后的电压表的校准：实验电路如图3所示。【步骤规范】实验步骤操作规范一、测定电流表的内阻1．观察电流表的满偏电流值（或查阅电流表说明书），并将电流表的刻度值记在图5-3所示的刻度盘的下方。图5-3图5-32．对电流表进行机械调零3．按图5-2连接电路4．测量电流表内阻（1）断开S2，接通K1，调节R使电流表满偏（2）接通S2，调节R′到电流表半偏（3）记下R′值，即为电流表的内阻（4）切断电源、拆除电路1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。2．（1）连接电路前先辨明电流表的正负接线柱，并布列好仪器，使位置合适，方便实验。（2）依次序接线，最后接通电路前，电键S1断开，可变电阻R置于阻值最大位置3．（1）R由大到小慢慢调节，使电流表指针偏角平稳地增大到满偏，通过电流表的电流不超过量程。若变阻器R调至最大后，试触S1还超过了电流表量程，则应再串联一个定值电阻或降低电源电压（2）在闭合S2调节R′至电流表半偏的过程中，应保持R的阻值不变（3）读出R′后即暂时切断电源（4）全部测量完成无误后，再拆去电路二、将电流表改装为电压表1．由式R=U/Ig-Rg求出将电流表改装为量程为U（一般可取U=3V，或由教师给定）的电压表所需串联的附加电阻R2．在电阻箱上取电阻R，并串联在电流表上，即组装成如图5-1所示的量程为U的电压表3．作出改装好的电压表表头刻度盘的示意图，确认它的最小分度值1．确认附加电阻的计算无误2．阻值为R的电阻箱与电流表串联。3．将改装后电压表的刻度值记在图5-3所示的刻度盘上，并适当分度。4．附加电阻R（电阻箱）的值一经确定，就不能再变。三．把改装好的电压表与标准电压表进行校对1．按图3所示电路进行连接，其中V是是标准电压表2．改变变阻器R2滑片位置，使V的示数分别为0.5V、1V、1.5V、2V，并核对改装的电压表的示数是否正确图3图31．合上电键S前，变阻器R2的滑片应置于图5-4中的最左端2．核对时要注意搞清楚改装后电流表刻度盘上每一小格表示多大电压四．拆除电路，仪器复原。【注意事项】1．本实验比较复杂，因此先必须把实验步骤确定好：第一步测Rg；第二步：计算分压电阻R1；第三步校对改装后的伏特表．2．测电流表的内阻时，闭合S1前，变阻器R应调至电阻最大值，以免闭合S1后通过电流表电流过大，而损坏电流表．若变阻器调至最大后，试触S1还超过了电流表量程，则应再串联一个定值电阻或降低电源电压．3．S2闭合后，在调节R’时，不能再改变R的阻值，否则将改变电路的总电流，从而影响实验的精确度．4．在校准电路中，要对改装表从零到满量程校准，所以变阻器必须采用分压式接法．【典型例题】例1（01年）实验室中现有器材如实物图1所示，有：电池E，电动势约10V，内阻约lΩ；电流表A1，量程10A内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.lΩ；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干．要求用图2所示的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表示待测内阻的计算公式是答案：（1）A2、A3；（2）略（3）若测电流表A3的内阻r3，A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值Rx，r3=(I2+I3)RX/I3例2（91上海）用半偏法测电流表G的内阻Rg.如图2所示。下列说法中正确的是A．电键S1接通前，R必须调节到高阻值处B．电键S2接通前，R，阻值无需调节C．当电流表的示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，R，中电流强度稍大于Ig/2D．R阻值的大小对实验误差没有影响答案：.ABC例3（06全国Ｉ）现要测量某一电压表eq\o\ac(○,V)的内阻。给定的器材有：待测电压表eq\o\ac(○,V)（量程２V，内阻约4kΩ）;电流表eq\o\ac(○,mA)(量程1.2mA,内阻约500Ω)；直流电源E(电动势约2.4V，内阻不计)；固定电阻３个；R1=4000Ω,R２=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干。 要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。 Ⅰ.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。） Ⅱ.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=。答案：Ⅰ.电路如图Ⅱ.eq\f(R1U,R1I－U)例4（05）将满偏电流Ig=300μA．内阻未知的电流表eq\o\ac(○,G)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eq\o\ac(○,G)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，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg=Ω．GVErSR0R(2)将该表改装成量程为3V的电压表，需(填“串联”或“并联”)阻值为R0GVErSR0R(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．答案：（1）100（2）串联9900（3）例5。（05全国Ⅲ）(l）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为_______m(2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv。图中B为电源（内阻可忽略不计）,R为电阻箱，K为电键。①将图中实物连接为测量所用的电路。②写出实验中必须记录的数据（用符号表示）,并指出各符号的意义：_____________。③用②中记录的数据表示RV的公式为RV=___________。答案：8．116（5分，在8．116±0.002范围内都给5分）①连线如图所示。②R1．R2,它们是电阻箱的两次读数；U1．U2,它们是相应的电压表的两次读数。③eq\f(U2R2－U1R1,U1－U2)实验三：把电流表改装成电压表练习1、关于伏特表

A、它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装成的

B、如果要将量程扩大n倍，则所串的分压电阻应是电流表内阻的n倍

C、用同一表头做成的伏特表，伏特表的量程越大，其内阻越大

D、当用伏特表测某电路两端电压时，测量值总是小于真实值

2、关于安培表

A、它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装成的

B、如果要将量程扩大n倍，则并联的分流电阻应是电流表内阻的（n-1）倍

C、安培表的内阻越小，测量值越接近真实值

D、当安培表测某电路的电流强度，测量值总是大于真实值

3、一个毫伏表，它的内阻是100Ω，量程是200mv，把它改装成为量程为10A的安培表，毫伏表上应：

A、并联0.002Ω的电阻B、并联0.02Ω的电阻

C、并联50Ω的电阻D、并联4900Ω的电阻

4、如图4中定值电阻R1很大，R2很小，与电流计G和电键K1、K2组成一个安培、伏特两用表，下列判断正确的是：

A、只闭合K1是VB、只闭合K2是A

C、K1K2都断开是GD、K1、K2都闭合是A

5、一个伏特表由电流表G与电阻R串联而成，使用中发现此伏特表读数偏小一点，可以采用的措施是（)

A、在R上并联一个比R小得多的电阻B、在R上并联一个比R大得多的电阻

C、在R上串联一个比R小得多的电阻D、在R上串联一个比R大得多的电阻

6、内阻为10kΩ的电压表，表盘刻度如图６所示，给它串联上一只20kΩ的电阻后去测量某段电路的路端电压，其指针所指所位置如图所示，则这段电路的路端电压是（）

A、40伏特B、30伏特C、20伏特D、10伏特

7．关于半偏法测电流表内阻的说法中，正确的是：A．测量值总是偏大B．测量值总是偏小C．测量值恒等于真实值D．以上说法均不正确176543289017176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000电阻箱电流表电压表9．改装电流表，需要知道它的三个数据：满偏电流Ig、满偏电压Ug和内阻rg。Ig可以从刻度盘上读出，Ug可以用实验方法测出，如Ig、rg都已知，那么根据可以算出Ug，Ug＝。10．电流表与电阻箱的某一给定电阻串联，使之改装成一电压表，现要对此电压表进行校准，所用电路原理图所示。图10给出了实验器材的实物图。(1)请按原理图要求连接成实验电路；(2)如果用改装的电压表去测量已知电压时，发现读数偏小，则应适当（填“增大”或“减小”）电阻箱（附加电阻）的阻值。11．一个电流表的满刻度电流值Ig=0．6A，面板如图5所示，那么它每一小格所相应的电流是______mA，指针现在的电流示数是______A。如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成3A，那么应该在Rg上______联一个电阻Rs，Rs的大小应是______Ω；并联Rs后，测某一电流，指针仍指到图5中所示位置，则该电流是______A，并联Rs后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的______倍。12．有一内阻为10kΩ、满刻度电流值为100A的灵敏电流计，它所允许测量的电压最多是______mV。如果把它串联一个490kΩ的大电阻后，它的电压量程扩大到______V，原来“10A”的刻度线，现kΩ的定值电阻，那么它的电流量程扩大到原来的______倍，可允许测量的电流最大值是______A。13．图6所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。14．自己修理过的一个量程为5V的电压表按下述方法校验。先按图8接好电路，V0为标准电压表，V为待校准的电压表。移动变阻器R上的滑动触头，到V满刻度值是5V时，V0示数为4.5V。再按图9电路将待校电压表串联一个标准电阻R0，R0的大小为2.7kΩ，重新移动变阻器R的滑动触头，当待校表V的指针仍偏转到满刻度值时，V0示数为9V。问应采取什么措施来调准这个刚修好的电压表？15．（1）图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为051510（2）实验室内有一电压表mV，量程为150mV，内阻约为150Ω。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：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150051510EKR(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150V，电流表A的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为EKR(b)在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成的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应选用的量程是。实验四：测定电源的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir知，路端电压U=E—Ir，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图7-1所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在U—I坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。【步骤规范】实验步骤操作规范一.连接实验电路1．将电流表、电压表机械调零AVAVRSEr1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对2．⑴实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者⑵电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁”字形接线⑶电流表量程0.6A，电压表量程3V二．读取I、U数据1．调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的读数2．改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测8-10组1．⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取I、U读数⑵电流表和电压表读数正确，有估读⑶必要时要及时改变电表量程2．每次实验后，都要及时断开电源三．拆除电路，仪器复原【注意事项】1．使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．2．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差．3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图3甲所示的状况，下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图3乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r．4．实验误差的来源与分析（1）每次读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化；（2）测量电路存在系统误差，I真＝I测十Iv，末考虑伏特表分流．【典型例题】例1现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）画出实验电路图．（2）简要写出完成接线实验步骤。（3）写出用测得的量，电源内阻的表达式r＝________________。答案：（1）略（2）断开开关，记下电压表偏转格数N1；合上开关，记下电压表偏转格数N2（3）r=(N1+N2)R/N2例2．（04上海）在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）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（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A） 电压表应该选（填A或B），这是因为. 变阻器应该选（填A或B），这是因为.答案：B，A电压表量程过大，误差较大；A、B变阻器额定电流过小且调节不便例3(2000上海)某同学按如图3所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电值，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量（不要求具体计算）_________。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是________。答案：（1）可测出的物理量是R2、R3和E。（2）可能R2断路，也可能R2、R3都断路。例4（05）测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4．5V，r约为1．5Ω）。器材：量程3V的理想电压表eq\o\ac(○,V)，量程0．5A的电流表eq\o\ac(○,A)（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。①画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。②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=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）答案：①实验电路原理图如图。②(I1U1-I2U2)/(I1-I2)(U2-U1)/I1-I2)-R实验四：测电源的电动势和内阻练习1．如图所示是测量干电池电动势和内电阻的实验电路，为了减少系统误差，电压表的内阻应_______，变阻器的全电阻应__________．接通电键时滑动变阻器的滑片C应在______________．2．用伏安法测电源电动势和内电阻的实验电路如图2所示，现备有以下器材：A．干电池一个B．滑动变阻器（阻值范围0─50Ω）C．滑动变阻器（阻值范围0─1750Ω）D．电压表（量程0─3V）E．电压表（量程0─15V）F．电流表（量程0─0.6A）G．电流表（量程0─3A）其滑动变阻器应选用_________；电压表应选用_________；电流表应选用___________．（只选仪器前的字母）3．在“用伏安法测电池的电动势和内电阻”的实验中，某同学按照正确实验方法测出几组数据，根据这些数据画出U─I图线，如图3所示，从这图线可以看出：电池的电动势ε＝______V，内电阻r＝_______．4．利用如图4电路测定电源电动势ε和内电阻r，如果不考虑电流表内阻对测量的影响，则所测定的电源电动势ε和内电阻r的值与其真实值相比较，测出ε________，r__________．（填：准确、偏大或偏小）5．用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中采用右图5的电路时，根据实验数据做出了U─I图线，由此可得出和r．图线与纵轴交点表示的意义是__________其纵坐标大小等于________，图线与横轴交点表示的意义是________，其横坐标等于___________，直线的斜率大小为：_________．6．要测定某个电池的电动势和内电阻，除电键和导线外，还可以分别用下列哪些组实验器材均能达到测定目的 （）A．电流表和电阻箱 B．电压表和电阻C．电流表和电压表D．电流表、电压表、滑动变阻器7．图7是测一节干电池的电动势和内电阻所用的器材，请以笔画线连成实验电路图。8．某同学用伏安测定一节干电池的电动势和内电阻，图a为开始实验前的实验装置。（图中每条导线用数字编号表示，接线柱或接线点用大写英文字母表示）（1）指出装置图中的错误或不妥之处。应如何改正（请用尽可能少的步骤。答案写在下面横线）。（2）图b是用测出的实验数据画出的干电池U—I图线，根据图线可求出干电池的电动势ε=V，内阻r=Ω9用图9器材测定干电池的电动势和内电阻。(1)把图示器材连接成实验电路，要求滑动变阻器连入电路的电阻值最大。(2)右边图象是根据实验中测得的数据在U—I坐标系上作出的图象，由图象可以求出电源的电动势和内电阻，如果考虑到电表内阻的影响，这样测出的电动势和内电阻数值各是偏大还是偏小？答：10．如图10所示的元件规格为：电源电动势ε=6.0V、内阻r=4.0Ω，滑动变阻器电阻值R=40Ω，负载电阻Rf=160Ω。（1）将图中元件连成电路，使Rf两端电压U能在尽量大的范围内调节。（2）U值的调节范围是V到V。11．利用2个定值电阻、1个电压表、电键和若干导线测定1节干电池的电动势ε和内阻r，电路图如图11所示，两次实验测得电压表示数分别为U1和U2。由两组数据R1，U1和R2，U2，可写出计算ε=，r=。U(V)5.14.74.33.93.53.1I(A)0.751.11.41.82.12.412．把下图中所给的器材连成测量电池电动势和内电阻的合适的电路，某同学实验中测得的6组测量数据如下在直角坐标系中画出U─I的关系图象根据图线可知电池的电动势为_____V，电池的内电阻为____Ω．实验中没有考虑电流表，电压表内阻对测量结果的影响，因此，测出的电池电动势的值比真实值_______，测出的电池内电阻的值比真实值_______，这主要是由于________表内阻影响造成的．13．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用器材如图13所示，其中电流表的内阻不大于0.1，电压表的内电阻不小于1k．(1)试在如下方框中画出用图示器材测电池的电动势和内电阻的电路图，并按电路图把图示器材接成实验电路(2)一位学生在实验中记录的6组数据如下．试根据这些数据画出U─I图线，并从图线上求出电池的电动势ε＝___________V，内电阻r＝_______．(3)为完成这个实验，图中滑动变阻器最好应选如下的哪一个?()A．阻值范围0─5 B．阻值范围0─10C．阻值范围0─20 D．阻值范围0─100．(4)这个实验中，所测出的电动势和内电阻与被测电池电动势和内电阻的真实值相比()A．由于电压表的分流作用，都偏小B．由于电压表的分流作用，都偏大C．由于电流表的分压作用，都偏小D．由于电流表的分压作用，都偏大14．在“测定电源电动势和内电阻”的实验中(1)图为某同学连接的用伏安法测干电池的电动势和内电阻的实验电路，指出错误及不合要求处并改正ABC(2)某同学分别用新旧两个干电池做实验，根据实验数据画出的U—I图象中两条图线a和b，则是旧电池对应的图线。（3）若实验室由于缺少安培表，有几组需利用伏特表和电阻箱、（符号）开关、导线组成电路进行测量A、在方框中画出电路图B、写出计算电动势和内电阻的表达式ε=r=。15．一种供仪器使用的小型电池标称电压为9V，允许电池输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室利用了图1所示电路，图中电压表内阻很大，可不考虑对电路的影响，R为电阻箱，阻值范围为0—9999Ω,R0是保护电阻。（1）实验室中备有的定值电阻有以下几种规格：A.10Ω5WB.150Ω1/2WC.200Ω1/4WD.1.2kΩ1W实验时，R0应选用（填字母代号）较好。（2）在实验中，当变阻箱各旋钮调到2所示位置后，闭合开关，电压表示数为9.0V，变阻箱此时电阻为Ω。电路中通过电阻箱电流为mA。（3）断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，多次重复，取得数据后，作出如图3所示图线，则该电池电动势ε=V，内电阻r=Ω。实验五：用多用电表探测黑箱内的电学元件【实验目的】1．学习多用电表的一般使用方法．2．练习用多用电表探测黑箱内的电学元件．3．了解晶体二极管的单向导电性及其符号．【实验原理】多用电表（如图所示）可以用来测量直流电流、直流电压、交变电流、交变电压、电阻等多种电学量。图2多用电表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表被接通；将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，多用电表内的欧姆表电路就被接通。ErGR红表笔黑表笔欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。其电路如图所示，R为调零电阻。当红黑表笔短接，使电阻调零时，表头指针满偏，有Ig=E/(Rg+R+r)。当红、黑表笔间接入某电阻RX时，有Ix=E/(Rg+R+r+Rx)，可见每一个RX都有一个对应的电流值I。我们只要在表盘上表明与I对应的RXErGR红表笔黑表笔我们用多用电表来探测黑箱内的电学元件。黑箱又称黑盒子、暗盒，是指不知其内部结构的系统。黑箱方法，也是控制论中的一种重要方法。具体地说：就是给黑箱一个刺激（输入），观察其反映（输出），并分析多组输入和输出的对应关系，来推测黑箱内部结构并加以控制的方法。由于求解黑箱问题，需较多地采用了由果求因的逆向思维方法。且造成同一结果的原因可能有多种，故对黑箱的求解，难度一般较大。为简便起见，本实验采用限定：黑箱有三个接点（图3）；二接点间最多只有一个元件、黑箱内最多只有二个元件（且均串联）；黑箱内的元件可能为电源、电阻或二极管。图4图4图3用电压挡测量待测两端电压用电压挡测量待测两端电压U=0？否内含电源是用欧姆表测量待测两端电阻反向R→∞？断路是可能有二极管否反向R=C？定值电阻R=C（定值）反向R→0？短路可能有二极管否是R→0R→∞晶体二极管具有单向导电性，如图4所示。当二极管加上正向电压时，它的电阻很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻变得很大，就像断开的开关一样。根据这一特征，我们可以来断定电路中是否可能有二极管。用多用电表探测黑箱的思路：【步骤规范】实验步骤操作规范一.识别多用电表1.识别多用表的选择开关、欧姆挡、欧姆挡倍率、刻度盘2.将红、黑表笔分别插入测试笔插孔3.根据待测电阻的估计值，选择合适的倍率，将选择开关置于这一挡1.明确欧姆表刻度的零位置、∞、中心刻度位置2.红、黑表笔的插头端分别插入“+”、“－”插孔3.测试时，表针指在中心刻度附近，则倍率合适一.用欧姆挡测量电阻1.将红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在零欧姆处2.测量阻值约为数十欧或数千欧的电阻元件的阻值3.测量“220V，60w”灯泡和“220v，40w”日光灯镇流器的阻值4.测量你的人体电阻1.将红、黑表笔的测试端的金属杆相接触，使表头指针调零2.每变换倍率，均需重新调零3.将两表笔分别与待测电阻两端接触，不要用手去接触电阻两端。若待测电阻在电路中，必须断开电源并使电阻的一端离开电路。读数应正确，并有适当的估读4.会及时更换欧姆挡的倍率一.用万用表探测黑箱内的电学元件1．首先确定有无电池。它不仅容易判断，而且因为若有电池存在而没有找出其确切位置，就不能用万用表的欧姆挡去测各接线柱间的电阻，否则就可能烧毁万用表，这是绝对不允许的。2．测定有无二极管，然后判断有无电容（本实验中不设置二极管、电容、电感元件）。这个判断应当通过万用电表的欧姆挡来确定。3．用欧姆挡测定各点间存在电阻的阻值。可按从低挡位向高挡位顺序测量。1．在多用表直流档测量时，由于不知道可能存在电池的电动势值，应选用较高电压档逐点测量黑箱内每个接线柱间的电压，测量结果指针没有偏转，再改用直流电压最低档进行测量，指针仍无偏转，说明黑箱内没有电池。2．在设置黑箱内元件参数时，一般两元件串联与单独测量会有明显的差异3．用欧姆挡测定各点间存在电阻的阻值。可按从低挡位向高挡位顺序测量四．测量完毕，将表笔从插孔中拨出，选择开关置于“OFF”位置或交流高压挡【注意事项】1．测量时手不要接触表笔的金属部分测量电路中的电阻时，应将该电阻与其它元件和电源断开．2．合理选择量程．使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在R中／5～5R中的范围）若指针偏角太大，应改换低挡位．若指针偏角太小，应改换高挡位，每次换档后均要重新调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率．3．实际应用中要防止电流超量程，不得测额定电流极小的电器的电阻（如灵敏电流表的内阻）。4．测量完毕后应拔出表笔，选择开关置OFF挡或交流电压最高档．电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电、漏液。【典型例题】例1．（05辽宁）图3中B为电源，R1．R2为电阻．K为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（）A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处答案：C例2(85上海)一盒子上有两个接线柱a和b，与盒内电路相连，把电压表（内阻很大）接在两接线柱之间，其读数是3V；把电流表（内阻可忽略）接在两接线柱之间，其读数是3A则图2所示四个电路中（电源内阻不计）可能为盒内电路的是答案：.AD例3有三个阻值相等的电阻R，连接起来安装在电阻盒内，并引出四个接钱往A、B、C、D，如图3所示．有个检测器从中引出两接线柱x、y，并在x、y间保持恒定的电压．用检测器检测盒时发现，当x、y与A、B接通时，电流计示数为0.15A；当x、y与B、D接通时，电流计示数为0.1A；当x、y与C、D接通时，电流计示数为0.3A,在图中画出三个电阻的连接图．答案：略例4（06重庆卷）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据图1所示的表盘，被测电阻阻值为Ω若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流为mA。答案:（1）220Ω0.40mA例5（06天津）（1）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_____档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_____，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值______Ω。（2）某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图2所示的R∝1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=_______V，r=____Ω。答案:（1）×100；调零（或重新调零）；2.2×103(或2.2k)（2）2.9；0.9例6．（05北京）“黑盒子”表面有a．b．c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正．反向测量，指针不发生偏转第二步：用电阻×1000挡，对任意两个接线柱正．反向测量，指针偏转情况如图1所示。（1）第一步测量结果表明盒内______________________。（2）图2出示了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω，图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是__________Ω。（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e．f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e．f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到__________接线柱，f端应连接到_______接线柱。答案：．(18分)（1）不存在电源（2）1200，500（3）如右图所示（4）c．aababcabc图4ef图5实验五：用多用电表探测黑箱内的电学元件练习1．关于多用电表，下列说法正确的是（）A．多用表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的B．用多用表无论是测电压、电流还是测电阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势C．多用表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的D．用多用表测电压、测电流和测电阻时，电流都是从红表笔流人的2．有关欧姆表的使用连接，下列说法中正确的有：（）A．测量电阻的要使两表笔短接，调节调零电阻，使表头的指示电流为零B．红表笔与表内电池正极相连，黑表笔与表内电池负极相连C．红表笔与表内电池负权相连，黑表笔与表内电池正极相连D、测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越大3．使用多用表的欧姆档测电阻时，下列注意事项中错误的是：（）A．测量电路中的电阻时，应把待测电阻与原电路断开B．每次测量都要重新调零C．两手应同时紧握两表笔的金属部分D．使用完毕，应将选择开关旅至交流电压最高档或OFF档4．用欧姆挡刻度盘如图的多用电表，检验两个电阻的阻值．已知它们的阻值分别为R1=60Ω，R2=420kΩ，下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测量各阻值和符合于多用电表安全使用规则的各项操作．并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上．A．把选择开关扳到欧姆挡×1k；B．把选择开关扳到欧姆挡×100；C．把选择开关扳到欧姆挡×10；D．把选择开关扳到欧姆挡×1；F．将两表笔分别接到R1两端，读出R1的阻值，随后即断开；G．将两表笔分别接到R2两端，读出R2的阻值，随后即断开；H．两表笔短接，调节调零旋钮，使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开．所选操作及其顺序为（用字母代号填写）___、___、____、____、____、____、_____、____、____．（操作总数应视实际需要而定）5．使用多用电表时，其红色笔应插在______测试笔插孔内，当用它测量电阻时，要把选择开关置于欧姆挡上，在选择好所用的量程后，要先把______相接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在______________________，然后再进行测量．6．一位学生用多用电表测一未知电阻时，他先把选择开关扳到了×100的欧姆挡上，测量时发现指针指在了如图位置处．为了较准确地测出未知电阻的阻值，在如下一系列可能的操作中，该学生继续测量下去，所选操作及其顺序正确的是（用字母代号填写）______________________．A．