培优计划 恒定电流实验复习讲义.doc

培优计划 选修3-1 八、恒定电流实验ABC 目录感悟高考：（2013高考山东卷第21题，13分）恒定电流实验A: 夯实基础 实验基础1：长度的测量 实验基础2：电压电流表的读数方法及估读原则 实验基础3：电路选择、仪器选用、有效数字恒定电流实验B: 专题提升 实验1：描绘小电珠伏安特性曲线 实验2：测定金属的电阻率实验3：测定电源(干电池)的电动势和内电阻实验4：练习使用多用电表恒定电流实验C:实战演练 参考答案文选：1、优秀是不断反省后的创造力2、高考前十大问题建议例题：（2013高考山东卷第21题，13分）01234567891001020ABC图甲cm12301020图乙图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_（填“A”、“B”或“C”）进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为_mm。UHMNPQB图丙I霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_（填“M”或“N”）端通过导线相连。已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。I（10-3A）3.06.09.012.015.018.0UH（10-3V）根据表中数据在给定区域内（见答题卡）画出UH-I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_10-3VmA-1T-1（保留2位有效数字）。mAPQabcdS1S2ER图丁该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向_（填“a”或“b”）, S2掷向_（填“c”或“d”）。 为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件_和_（填器件代号）之间。答案：A，11.30（11.25或11.35） M 1.5（1.4或1.6）b，c；S1，E（或S2，E）恒定电流实验A: 夯实基础 实验基础1：长度的测量1、游标卡尺卡尺型号游标尺总长度每分度与1mm差值精确度（分度倒数）10分度尺9mm0.1mm0.1mm20分度尺19mm0.05mm0.05mm50分度尺49mm0.02mm0.02mm读数方法：读主尺：以游标尺的零刻线左边位置读出主尺上的整毫米数X再读游标尺：再读出游标尺上的第k条线与主持刻度重合。则总长度： 主尺（以厘米为单位）+ k乘以该卡尺的精确度毫米（即游尺总分度数的倒数）。2、螺旋测微器（1）工作原理：螺旋每转一周，活动顶杠则平动0.5mm，将粗调螺旋分50等份，则每转一小格表示0.01mm，故它精确到0.01mm，再估读一位就有三位小数了，即达到千分之一位，又叫千分尺，实际它精确度是百分之一（0.01mm）。（2）读数方法：读主尺上读出露出的刻度值，得到毫米数，注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线，到底上面是整刻度还是半刻度，一定要看准0刻度标在上面还是下面，标有0的才是整刻度线。正确读出主尺读数X。再读可动刻度部分的读数，看主尺水平线指到哪条螺旋线（在这里一定要估读，例如40条，则为40.0条），乘以0.01mm即为可动读数Y。然后总长度公式：主尺毫米数X+螺旋尺读数（带估读）Y，结果是3位小数（3）普通刻度尺的测量：留意好起点是否是0，正确得到长度，刻度尺要估读到下一位。注意：选好测量尺子的读数起点，末刻度减初刻度得读数，要求估读至下一位。注意事项：（1）螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出。（2）螺旋测微器的可动部分读数时，即使某一线完全对齐，也应估读下一位为零。螺旋尺的主尺上下可能反转标记，看准0标度则为整毫米刻度。（3）游标卡尺读数时，主尺的读数参考于游尺的零刻度，而不是参考于游尺的机械边沿。（4）游标尺使用时，不论多少分度都不用估读（5）若觉得游标尺上任何一格均与主尺线对齐，选择比较对齐的一条线读数，游标0线就是第0条，不要当成第一条开始算。（6）为避免读数出错，三种长度测量器具（包括毫米刻度尺）读数均一般应以mm为单位！再根据需要转化成需要的单位。（7）注意游标卡尺四个测角的应用 实验基础2：电压电流表的读数方法及估读原则直流电流表：量程00.6A和03A两种，内阻都很少，一般都在1以下；直流电压表：量程03V和015V两种，内阻都很大，一般都在几千欧以上. 读数原则：（两表均估读，有的在最小刻度位估读，有的估读至最小刻度下一位）(1) 量程为3 V和3 A的电压表和电流表，其最小分度为0.1 V和0.1 A,为“1”之类，读数要估读到最小分度的十分之一，即估读至下一位。 (2) 量程为0.6 A的电流表，其最小分度为0.02 A, 凡最小刻度0.2，0.02等“2”之类读数要估读到最小分度的本位，指针不对准刻度线的，若不足半格的略去，超过半格的要取半格，若对准某刻度的，则为该刻度值。(3) 量程为15 V的电压表，其最小分度为0.5 V,凡0.5，0.05等“5”之类跟“2”之类一样，均在最小刻度本位上估读，但“5”之类不需要半格取舍处理。按平常估读。只有15V档结果是1位小数，其余电压电流档均2位小数。仪表：A表V表所选量程：0.6A量程3A量程3V量程15V量程最小刻度：0.02A0.1A0.1V0.5V估读原则：估读至本位，半格取舍估读至下一位估读至下一位估读至本位，平常估读注意：选取量程原则是:量程足够大，且使表的读数达到满刻度的三分一以上.例： 甲图中，若选用的量程为0.6A，读数为0.37A。若选用的量程为3A，读数为1.86 A。乙图中，若选用的量程为15V，读数为6.0V。若选用的量程为3V，读数为1.20V。实验基础3：电路选择、仪器选用、有效数字例题：一电阻额定功率为0.01 W，用欧姆表粗测其阻值约为40 k.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值.电流表，量程0300 A，内阻150 ；电流表，量程01000 A，内阻45 ；电压表，量程03 V，内阻6 k； 电压表，量程015 V，内阻30 k；电压表，量程050 V，内阻100 k；干电池两节，每节电动势为1.5 V；直流稳压电源，输出电压6 V，额定电流3 A；直流电源，输出电压24 V，额定电流0.5 A；直流电源，输出电压100 V，额定电流0.1 A；滑动变阻器，050 ，3 W；滑动变阻器，02 k，1 W；电键一只，连接导线足量.答案：内接法、分压接法知识归纳： 一、内接法、外接法指电流表的接入电路的两种形式。(1)概念解析：内接法：指电流表接在电压表所测范围内。特点：电流表分得一小部分电压（简称分压），电压表读数为电流表跟待测元件的电压之和。外接法：指电流表在电压表接线点之外。特点：电压表分得一小部分电流（简称分流），电流表读数为电压表跟待测元件的电压之和。（2）选择原则：若给出电流表内阻RA以及电压表内阻RV，则可以计算进行比较。Rx,内接法，测量值比实际偏大，Rx，外接法，测量值比实际偏小，Rx=，内外接均可。 概括为：大内大，小外小。（3）三种情形下大内小外失效：电表理想、确切电阻值、测E、r 二、限流式、分压式指的是变阻器接入电路的两种形式（1）概念解析： 限流接法，即变阻器串联入电路，变阻器内电流处处相等，则称为限流接法。分压接法：变阻器一部分阻值跟待测电路并联，变阻器内电流不相等，称为分压接法。（2）滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较限流式接法分压式接法注意点电路图串、并联关系不相同负载R上电压的调节范围UE0UE分压式电路调节范围大，并且可以从0开始负载R上电流的调节范围I0I（3）选择原则： 没特殊要求，则一般使用限流接法，因为接法方便，省电以下四种情况用分压式：a. 零起必分：要求电压从零开始调节，则使用分压式b. 多组必分：要求电压变化范围大（即 要求测量多组数据），则使用分压式c滑小必分：当变阻器阻值较小，比所连接的外电阻小，选分压接法。d烧表必分：当限流式变阻器调至最大时，电流、电压仍大于电路元件承受范围。三、变阻器量程选择：限流式选用的变阻器应该适当大：既不能太大，更不能太小。分压式选用的变阻器应该小，或者说相对与待测电阻而言小的变阻器使用分压式。四、连接实物图线，要注意选择好接线柱进行连接，连线尽量不要交叉，连线要使用平滑曲线。高考根据需要可能要求将连线用黑色签字笔描黑，其他作图同理。五、有效数字：从最左边第一位不是0的数起，至最后一位为有效数字。例如：10.10有4位有效数字，0.05有一位有效数字，0.150有3位有效数字，六、两种误差：根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。1系统误差(1)由于实验本身所依据的理论、公式的近似性，或者对实验条件、测量方法的考虑不周也会造成误差。例如，热学实验中常常没有考虑散热的影响，用伏安法测电阻时没有考虑电表内阻的影响等(2)由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差。例如，各种刻度尺的热胀冷缩，温度计、表盘的刻度不准确等都会造成误差。(3)由于测量者的生理特点，例如反应速度，分辨能力，甚至固有习惯等也会在测量中造成误差。以上都是造成系统误差的原因。(4)系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。我们应根据具体的实验条件，系统误差的特点，找出产生系统误差的主要原因，采取适当措施降低它的影响。2偶然误差：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种类型的误差叫做偶然误差。产生偶然误差的原因很多，例如读数时，视线的位置不正确，测量点的位置不准确，实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化，等等，这些因素的影响一般是微小的，而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小，因此偶然误差难以找出原因加以排除。衡水学生语录1.把优秀当作一种习惯习惯。（出自韩欢同学，现已风靡衡中）2.能够耐得住寂寞的人，才是不寂寞的人。（进衡中第一天大会上某主任如是说）3.抬起头来做人，低下头来做事。（第一节政治课上给我印象最深的话）4.谁说高三不不是人过的是人过的，我们不仅要过，还要过得好。（印在每张习题卷上）5.积极的人像太阳，照到哪里哪里亮；消极的人像月亮，初一十五不一样。（同上）6. 昨天是一张作废的支票，明天是一张期票，今天是你手中唯一的现金。（同上）7.通往清华北大的路是用篇子铺出来的。（个人认为这句话最震撼了）8高考就是一锤子买卖，就看你最后那一哆嗦。前面考的再好，最后一次考砸了也没人会记得你前面靠的再差，最后能考出来，别人也会记住你。（出自王琳老师，至理名言)9.6月8号下午5点前，你左右高考，6月8号下午5点之后，高考左右你。恒定电流实验B: 专题提升 实验1：描绘小电珠伏安特性曲线实验原理：小电珠电阻随温度变化明显，是非线性元件，用伏安法描绘伏安特性曲线。器材：小灯泡（电珠）一个，电压表，电流表，电池组，滑动变阻器，开关导线等。电路原理：变阻器分压，电流表外接。实验步骤：a.选好量程，连接电路，设置好华阻触头最大，闭合开关。b.调节滑动变阻器，连续读数记录约12组值（这里不要断开电键进行间断测量）。数据处理：建立UI或者IU坐标系，根据测得的数据确定两坐标轴最大整值，再分布好刻度值。描点，连线平滑曲线。 结论：小灯泡伏安特性曲线不是过原点的直线，而是过原点的曲线，电阻随着电压电流增加而增大，是非线性元件，工作电阻比冷态电阻大很多。注意事项：（1）滑动变阻器应接成分压器接法，安培表外接（2）调节变阻器要使电压电流的变化尽量均匀。如2011年广东理综题34（2）中问哪两组 数据之间再多取数据能减少误差，观察表格发现ab数据之间电流变化比其他数据大， 则选ab；这提醒我们备考要加强对表格数据分布特点的分析能力，善于观察数据规律。（3）坐标刻度和分度比例要适当，使描点尽量均匀分散于坐标系（4）每读完一组数据不需要断开开关，这个实验需要测的就是小灯泡不同状态和温度的阻值。一般还没发光的时候读5组，开始发光后也读57组左右。（5）若要由U-I图像计算某位置电阻值，根据欧姆定律计算即可，R=U/I（分别由图直接读出U和I代入），不是该点切线的几何斜率，也不一定是该点与原点连线的斜率数值斜率。（6）如果下次改成测量某个大阻值特性曲线的话，仍要记得变阻器使用分压接法，待测电阻相对较大则要内接电流表，不要死古板。练习：图3是小灯泡的伏特安性曲线吗？ 该元件当U=0.7v时，R= 该元件是线性元件吗？ 答：不是，0.7/0.8=0.875欧，不是。【最佳试题】考点一对仪器选取、图象描绘及数据处理的考查【例1】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 ，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U V1.22 V他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的UI图线，进而分析灯泡的额定电压A电压表V(量程3 V，内阻约3 k)B电流表A1(量程150 mA，内阻约2 ) C电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 )D滑动变阻器R1(020 ) E滑动变阻器R2(0100 )F电源E(电动势4.0 V，内阻不计) G开关S和导线若干H待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择_(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择_(填“R1”或“R2”)(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中. 请你根据实验数据在图4中作出灯泡的UI图线次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310 (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为_V；这一结果大于1.23 V，其原因是_答案(1)电路原理图如图所示A2R1 (2)见解析图(3)2.5(2.42.6)灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)解析(1)根据PI2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表 应选A2；本实验要描绘出灯泡的UI图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示(3)由PUI0.75 W，再结合图象可知U额2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻考点二结合其它知识综合考查【例2】(2012四川理综)某同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 ； 电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2 ；电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1 ； 标准电阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010 ；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为_.图1甲图1乙 图2图3乙同学又设计了如图2所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_ V.学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号答案54见解析图解析电压表的示数U2.30 V，所以灯泡L的电阻RL 5 .由题图知电压表V与R2串联，根据串联分压，当电压表V的示数为3 V时，R2两端的电压U2R23 000 V1 V，故灯泡两端的电压UUVU2(31) V4 V.要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，则电压表的量程应变为4.0 V，电流表的量程应变为0.7 A，因此将电压表V与标准电阻R2串联改装成量程为4.0 V的电压表，将电流表A2与标准电阻R1并联改装成量程为0.6 A A0.72 A的电流表故虚线框内实验电路如图所示实验2：测定金属的电阻率实验目的：测定某中金属的电阻率实验原理：根据公式测得相关量则可计算；电路一般外接，限流。实验步骤：（连接电路如图，一般外接，限流）1.先测直径：用螺旋测微器在电阻丝前中后部分各测一次取平均，计算得到截面积S；2.再测电阻：用伏安法，滑动变阻器得到3组数据，计算平均值R；3.最后测有效长度：用刻度尺的不同起点测3次，测连入电路部分的长度取平均值。 数据处理：代入公式计算，电阻率单位：欧米(不是欧每米)误差分析：测量带来的是偶然误差，故要测3组取平均值。外接法中电压表分流部分电流也会造成系统误差。注意：1. 一般电阻丝的阻值相对较小故用外接法，若电阻丝的阻值相对较大，则用内接法。2.若滑动变阻器较小，明显小于待测电阻，为了调节方便变阻器使用分压接法3.若限流接法调最大阻值电流仍大于给定电流表的量程，则用分压接法。4.注意螺旋测微器要估读到下一位，测L应测接入电路的那部分电阻丝长度，非总长5.闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于最大阻值处。6.电路不宜过于发热，电流不宜过大，通电时间不宜过长，每次读完数据后打开开关，记录数据后再闭合调节下一组数据。安培表一般选0.6A档，伏特表一般选3v档，7.易错点：螺旋测微器得到的是毫米数，代入公式计算切记要转化成单位米。3 150.6 3（金属丝）RX AV 【最佳试题】1、江苏物理 有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=_cm. （2）测量该合金棒电阻的实物电路如图所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_.（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72.根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3、RD=3.38.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_。（用、L、d、D表述）【答案】（1）9.940 （2） （3）【解析】（1）游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错。首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度格数=0.058mm=0.40mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm（2）本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安培表内接法。（3）审题是处理本题的关键，弄清题意也就能够找到处理本题的方法。根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3、RD=3.38.即，而电阻R满足R2=RdRD，将Rd、RD带入得【感悟】 基础分不能丢，能力分：电阻R满足R2=RdRD，2、（广东物理）某实验小组探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14。（2）实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作。（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出图15的关系图线，其斜率为_A-1m-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和。（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是_。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_（保留三位有效数字）。答案：（1） （2）测出接入电路的金属丝的长度（3）10.7；电源内电阻与电阻箱（4）0.200mm；金属丝的电阻率；【解析】依据闭合电路欧姆定律得，参照题目给出的图像可得,可见直线的斜率，可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率，其数值和单位为1.5410-7m；依据直线可得其斜率为1.63A-1m-1，截距为，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为（）；金属丝的直径是0.200mm。 实验3：测定电源(干电池)的电动势和内电阻实验目的：通过测量得到电源的电动势E和内阻r；【伏安法：电压表+电流表+滑动变阻器】器材：电压表，电流表，滑动变阻器，待测干电池。实验原理：E=U+Ir得U=E-Ir，测量路端电压U和I多组，计算法或图像法得到E和r；电流表内接或外接均可（一般内接法，误差较小），变阻器限流。实验步骤：连接电路，测量6组数据记入表格。数据处理：法一（计算法）：对6组数据中每两组计算E及r。共得到3组解，取平均值。类似逐差法，第1，4组数列方程组，第2，5组，第3，6组列方程组求解。法二（图像法）：作UI坐标或者IU坐标系，分度尽量均匀。描点连直线，将尽量多的点连起来，则延长直线与两坐标轴均相交得交点为E和I短。 注意第4组数据误差较大结论：电动势E=U轴图线交点1.46V ；内阻r=U/I=0.72。注意事项：（1）不要长时间测量，每测一组数据后打开开关再记录。 （2）电流不宜过大，每组数据间断测量。（3）图像法作图时，电流坐标必须从零开始标，才能使纵截距为电动势E，但纵轴一般不从零开始，但此时斜率仍是r.误差分析：由图像分析得 E测 E真，r测 或 解析由图象知电源内阻较大，因此电流表应内接，误差较小； 同时滑动变阻器应选R2，电流表才会有明显的示数变化注意：内接外接是针对待测电阻说的，因此，大内小外仍成立。【最佳试题】（2009年重庆卷）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。请根据题图2，用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。若电压表的读数为，则I mA； 实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。见题22图4，由此可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，短路电流为 mA ，电动势为 V。实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见题22图4。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为 mW（计算结果保留两位有效数字）。答案：见22题答案图，不是 0.295 (0.293-0.297间)，2.67 (2.64-2.70间)，0.065 (0.060-0.070间)解析：路端电压UEIr，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U0时的电流为短路电流、约为295A0.295mA；当电流I0时路端电压等于电源电动势E、约为2.67V；实验一中的路端电压为U11.5V时电路中电流为I10.21mA，连接a中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为I97A、U0.7V,则外电路消耗功率为PUI0.068 mW。拓展深化：非伏安法测定电源的电动势和内电阻【伏阻法：电压表+电阻箱】电路：如下图器材：电压表，滑动变阻器，待测电源或电池组等。原理： 数据处理：图像法。函数： 作右图斜率k= E/r对比y=kx+b 得斜率及截距为所求。V /v-1截距=误差分析：等效电源法知道，此种方法E 、r都偏小【安阻法：安培表+变阻箱】电路：如下图器材：电流表，滑动变阻器，待测电源或电池组等。原理：斜率k=E截距= r数据处理：图像法，作函数 的图像，对比y=kx+b 得斜率及截距为所求。A误差分析：等效电源法知道，此种方法E无偏差，而r偏大【最佳试题】海南卷 图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻和内阻之和为10000（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至 （填“端”、“中央”或“ 端”）。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数和。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。利用所得曲线求的电源的电动势E= V，内阻r= （保留两位小数）该电路中电源输出的短路电流Im= A。答案：连线如图1所示，b端，如图2所示。1.49（1.481.50），0.60（0.550.65）2.4（2.32.7）解析：由图线上读出两组数值，代入EI1R1+（I1I2）r构成方程组联立求解E和r；短路电流Im = E/r。 实验4：练习使用多用电表欧姆档测量电阻：选择开关置于档任意一个量程上，当选了欧姆档的时候，内部的电池才接入电路的，测量的时候电流会从黑表笔流出，流经电阻后由红笔流回内部电池负极，指针偏转，读出读数乘以倍率。步骤：合适的倍率档，电阻调零，每次换档测量必须重新欧姆调零，选适合的档位，使指针在表盘中间附近误差较小。如果调零旋钮怎么调都无法指到0，则只能更换电池。注意：（1）欧姆档的0刻度在最右端，最左端是无穷大，而电压电流的0刻度在最左端，欧姆档的刻度不均匀。（2）不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻，测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开，不能在电阻工作的时候测量电阻值。 （3）测完电阻，把选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。（4）测量电阻时，若指针偏角过小，说明电阻比较大，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，说明电阻很小，应换倍率较小的档进行测量，以便使示数在中间附近（5）欧姆表是用来粗测电阻的，电池越旧，欧姆档测得的阻值越比真实值偏大。（6）若初始位置指针没有对准电压0刻度，则机械调零，一般不需要调节。（7）欧姆档读数可不估读，一般对准刻度线就不估读，不对准就估读。电流电压读数要估读，读数根据量程选择刻度线读出，或者按满篇比例读出。电压档和电流档：先选好量程档，再读数，要估读。表盘电压刻度线有34组量程标度，但档位不止4个，选其余档位时，根据指示位置对应量程比例折算，例如选择量程为500V档，则先在50V刻度线读出数值为30V，则所测电压为300V，其他档位同理。练习：1、指针偏转太大需要更换更高的量程档吗？2、长期不使用要把电池取出吗？ 3、测电阻要估读吗？4、测量一个电阻后，再测量另一个电阻，一定需重新电阻调零吗？5、红黑表笔插错对测量电阻结果有影响吗？对测量直流电压有影响吗？拓展：6、欧姆表盘上的刻度线是不均匀的,由右向左逐渐变密.为什么？7、简述欧姆表测量电阻的原理8、什么是中值电阻？有何意义？恒定电流实验C:实战演练 练习题1、如图中,R1、R2是两定值电阻,R1的阻值很小，R2的阻值很大,G是一灵敏电流计,S1、S2为开关.下列判断正确的是( )A.只闭合S1时,M、N之间是一个电压表B.S1、S2都闭合时,M、N间是一个电流表C.只闭合S2时,M、N间是一个电压表D.S1、S2都断开时,M、N间是一个电压表2.要测量一只量程已知的电压表的内阻，现有如下器材: A.待测电压表(量程3V,内阻约为3k); B.电流表(量程3A,内阻约0.01); C.定值电阻(阻值R=2k,允许通过的最大电流0.5A); D.电源(电动势2V,内阻值可忽略); E.开关两只; F.导线若干;要求从图2甲、2乙电路中选择一个电路,利用这个电路完成测量.图2甲图2乙 选_(填“甲”或“乙”)电路.你不选另一电路的理由是_. 实验中需要直接测量的物理量是_. 电压表内阻的极端公式RV=_.3.实验室有一个破损的多量程动圈式支流电流表,有“1mA”、“10mA”两挡,有一个双掷开关S转换,其内部电路如图3所示.若电流表的G已烧坏,但两个精密分流电阻完好,测得R1=144,假如烧坏前表头G的内阻rg=160,则表头G的实际满偏电流Ig=_,精密分流电阻R2=_.现有以下备选器材用于修复:A. 灵敏电流表G1,内阻为660,满偏电流为0.2mA;B. 灵敏电流表G2,内阻为120,满偏电流为0.5mA;C. 定值电阻r1,阻值为40; D.定值电阻r2,阻值为100;现保留两个精密电阻不动,根据表头参数,用于修复的器材有_.(只填器材序号)在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图.图34.在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差,某校课外研究学习小组进行了消除系统误差的探究实验,某组设计里如图4所示的电路,该电路能够测量电源的电动势E和内电阻r,E1是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G.图4(1)补充下面实验步骤:闭合开关S1、S2,调节_使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势A、B的关系是A_B,即A、B相当于同一点,读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1就是通过电源E的电流.改变_值,重新使得灵敏电流计G的示数为零,读出_.(2)通过步骤、的测量,写出计算电源电动势和内阻的表达式.5、要测定一块电流表A的内阻（量程05mA，内阻r约为500），某同学在实验室找到了如下器材：电源E（3V，内阻未知）电压表V（015V，内阻约为5k）电阻箱R1（0999.9）滑动变阻器R2（010）电键开关一只、导线若干该同学想利用半偏法测该电流表的内阻，为了测量尽量精确，请帮忙在方框中画出设计电路图；简要说明测量操作步骤1） 2） 写出r的测量值的表达式，r 。6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“2.2V，0.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有 A. 直流电源6V（内阻不计） B. 直流电流表03A（内阻0.1以下） C. 直流电流表0300mA（内阻约为5） D. 直流电压表03V（内阻约为15k） E. 滑动变阻器10，2A F. 滑动变阻器1k，0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。 （1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。（均用仪器前的字母表示） （2）在下面的虚线框中按要求画出实验电路图。7、（2013高考天津）要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1):电流表（量程为0250mA内阻约5);电压表（量程为03V内限约3k):电键一个、导线若干。 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）。A. 滑动变阻器（最大阻值20, 额定电流1A)B. 滑动变阻器（最大阻值1750,额定电流0.3A) 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）。 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为50的电源两端，小灯泡消耗的功率是 W。8、某同学做“测定金属电阻率”的实验。 需要通过实验直接测量的物理量有： （写出名称和符号）。这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）A电池组（3V，内阻约1）；B电流表（03A，内阻约0.025） C电流表（00.6A，内阻约0.125）D电压表（03V，内阻约3k） E电压表（015V，内阻约15k）F滑动变阻器（020，额定电流1A） G滑动变阻器（01000，额定电流0.3A）H开关、导线。实验时应选用的器材是（填写各器材的字母代号）。 请在下面的虚线框中画出实验电路图。V510150图212A0123 这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为。9、有一段粗细均匀的导体，现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率，若已测得其长度和横截面积，还需要测出它的电阻值Rx。甲AVRx乙AVRx图7有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图71、 乙所示，若分别用这两个电路进行实验，则测量值比真实值偏小的应是_图所示的电路。（选填“甲”或“乙”）若已知这段导体的电阻约为30，要尽量精确的测量其电阻值，除了需要导线、开关以外，在以下备选器材中应选用的是 。（只填写字母代号）A电池（电动势14 V、内阻可忽略不计）B电流表（量程00.6 A，内阻约0.12）图8U/VI/AOMNPC电流表（量程0100m A，内阻约12 ）D电压表（量程03 V，内阻约3 k）E电压表（量程015 V，内阻约15 k）F滑动变阻器（010，允许最大电流2.0A）G滑动变阻器（0500 ，允许最大电流0.5 A）请在方框中画出测量这段导体电阻值的实验电路图（要求直接测量量的变化范围尽可能大一些）。根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示，发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误，则出现这一弯曲现象的主要原因是 。VARSEr10（2013高考浙江理综第22题）采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。除了选用照片中的部分器材外，_（填选项）A30.63A30.63A还需要电压表 B还