电学实验专题

1、2012考试说明有关电学实验部分的要求内容提示说明7测定金属的电阻率（螺旋测微器的使用）安培表外接、限流电路8描绘小灯泡伏安特性曲线 安培表外接、分压电路9。测定电源的电动势和内阻 安培表内接10多用电表的使用 表盘功能、测量要点、探索黑箱电学元件11传感器的简单使用简单使用电学实验复习1. 电表的读数与选择2.供电电路与滑线变阻器的选择3. 测量电路的选择4. 从原理图到实物图的连接5. 电阻测量六大方法的归纳6. 实验数据的处理方法7 几种典型误差的分析一、电学测量仪表及读数法则电表的读数如果不考虑仪表“级数”，读数的规则：仪表的读数=精确数值+最小刻度×估读的十分数如果考虑仪表

2、“级数”，读数的规则：仪表一般分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，等级越高，仪表的精度越低。例：等级为2.5，读数误差：15×2.5%=0.38 =0.4V。如果考虑仪表“级数”，读数表达：，。所以，五分之一估读即可。最小刻度为“1”，十分之一估读；最小刻度为“2”，二分之一估读；最小刻度为“5”，五分之一估读；欧姆表，由于刻度不均，可以不估读，但估读同样不会错(一般是以二分之一估读)。1.最小分度是1（包括0.1、0.01等）的仪器，测量误差出现在下一位（即估读到最小分度下一位），下一位按1/10估读。若无估读，则在最小分度的下一位补“0”。 安培表

3、03A档、电压表03V档等。【例】按照有效数字规则读出下列电表的测量值。电压表接015V量程时，读数为_V. 电流表接00.6A量程时读数为_A. 精度(即最小分度值）为0.02A，在百分位上。 3.最小分度是2（包括0.2、0.02等），测量误差出现在同一位上，同一位按1/2估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格按满格估读。 练一练电学实验的“一、二、三、四、五、六”一、一个“中心”物理电学实验是每年高考的必考内容，其考查的形式多样，题型也变化多端。然而，万变不离其宗，几乎所有题目都围绕着一个核心问题，即测电阻，如测电表电阻、测电源内阻等。二、两个“基本点” 小结：内接和外接

4、的确定：给阻值，看比值，与比值大表近接；无阻值，看变化，与变化大表近接 练习1：一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,按乙图测得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按_ 图所示的电路测量的误差较小， Rx的真实值更接近于_ 。思考1： Rx 的真实值大于还是小于1000 。（ ）思考2：若已知电流表内阻为 0.1 ,那么Rx 的真实值是( ) 限流与分压解析1 电路特点限流接法（通常情况）电流、电压能达到要求的调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。 分压接法：（三种特殊条件）a 、要求某

5、部分电路的电压或电流从零开始连续可调。b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。 滑动变阻器的粗调和微调作用：在限流电路中，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，全电阻较小的变阻器起粗调作用，全电阻较大的变阻器起微调作用。三、三条设计电路的原则（一）安全性：无论电路是何种连接方式，首先要保证所用仪器的安全，如要考虑电源的电压、电表的量程、滑动变阻允许通过的最大量程等。（二）精确性：尽量减小实验误差。选择电表时，在未超量程的前提下，指针偏转三分

6、之一以上。选择滑动变阻器时应注意阻值大小对实验操作及过程的影响。（三）方便性：在保证实验正常进行的前提下，选用电路和仪器应便于操作，所得实验数据要便于处理。以上是设计实验电路必须遵循的原则，在满足上述原则的同时，应尽可能节省器材、节约能源。小结：完整的实验电路包括三个部分：实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和注意事项。注意事项：连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。基本方法：画出实验电路图。分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程

7、。画线连接各元件。(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。连线口诀：有图到物、接线到柱、先串后并、量程清楚，线不交叉、就近接入！四、四个基本实验小结：电学实验仪器的选择：根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测

8、读误差。根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。仪器选择顺序：先电源-电压表电流表-变阻器思考：在实验器材

9、不唯一的情况下需做出正确的选择，只有使器材得以优化组合才能达到预期的实验效果。实验习题中常见的供选器材有：电流表、电压表、滑线变阻器。结合已有经验思考如何选择器材？三.电学实验数据的处理方式:在中学物理中只要求掌握数据处理的最简单的方法.常用的方法有:1.列表法:在记录和处理数据时,常常将数据列成表格.数据列表可以简单而又明确表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间规律性的联系.2.平均值法:必须注意的是,求平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数. 3、图象法：作图时要注意图上的连线不一定通过所有的数据点,而要使数据点在线的两侧合理的分布;在图上求直线的斜率时,要选取线上相距

10、较远的两点,不一定要取原来的数据点;作图时常设法使图线线性化,即将曲改直 测得的量按自变量和应变量之间的关系在直角坐标平面上用图线表示出来的方法。 根据实验数据在坐标纸上作图的原则要求是：准确、清楚、布局合理、便于应用。 1、合理选取坐标原点 2、两坐标轴的分度要恰当 3、要有足够多的描点数目 4、画出的图象应尽可能穿过较多的点或是尽可能多的描点分布在图线的两侧作图法可以减小实验中的偶然误差。 六、六种测电阻的方法1. 直测法最简单直测法即通过多用电表的欧姆档直接测量电阻的阻值，是最简单的方法，但只能对电阻进行粗测。操作和读数在高考中考查频率很高。典题1：一学生使用多用表测电阻他的主要实验步骤

11、如下： A把选择开关扳到“×1K”的欧姆档上 B把表笔插入测试管插孔中，先把两根表笔接触，旋转调零旋扭，使指针指在电阻刻度的零位上 C把两根表笔分别与某一等测电阻的两端相接，发现这时指针读数较小 D换用“×100”的欧姆档，发现这时指针偏转适中随即记下欧姆数值 E这表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕 这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆这个学生在实验中违反了哪一或哪些重要的使用规则？ Ø 当对待测电阻阻值一无所知时，先粗略的选一个档位，然后根据指针偏转情况再进一步选档位。典题2：使用中值电阻是25欧（

12、“´1”挡）的万用表依次测量两个定值电阻（已知它们的阻值约为 R1=20欧 和 R2=30千欧），在下列的一系列操作中，选出尽可能准确地测定各阻值，并符合万用表使用规则的各项操作，将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处。 A.转动选择开关使其尖端对准“´1K”挡 B.转动选择开关使其尖端对准“´100”挡 C.转动选择开关使其尖端对准“´10”挡 D.转动选择开关使其尖端对准“´1”挡 E.转动选择开关使其尖端对准“OFF”挡 F.将两表笔分别接触R1的两端，读出阻值后，随即断开， G.将两表笔分别接触R2的两端，读出阻值后，随即断开，

13、H. 将两表笔短接，调节调零旋扭，使表针指在刻度线右端的 “0”刻度。 所选操作的合理顺序 Ø 粗知电阻的情况下可根据表盘上的中值电阻来定档位2.伏安法最常用伏安法测电阻是高中最常用的方法之一，其测量原理是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表。伏安法变化 例6、 用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx (阻值约为25K)电流表 A1 (量程 100A，内阻约为 2K)电流表 A2 (量程 500A，内阻约为 300)电压表 V1 (量程 10V，内阻约为 100 k)电压表 V2 (量程 50V，内阻约为 500 k)

14、电 源 E (电动势 15V，允许通过的最大电流 1A)滑动变阻器R (最大阻值 1 k)电 键 S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)电流表应选_，电压表应选_。(2)画出实验电路图。例7、题型1:从下列实验器材中选出适当的实验器材,设计一个测量阻值约为15k的电阻的电路,要求方法简捷, 两端的电压能从零开始变化,要尽可能提高测量的准确度.电流表(1),量程1mA,内阻r150.电流表(A2),量程500A,内阻r2300.电压表(V1),量程10V,内阻 r3=15k.电压表(V2),量程3V,内阻r4=10k.电阻(R1),阻值约为25,作保护电阻用,额定电流为1A.

15、滑动变阻器(R2),阻值约为50,额定电流为1A.滑动变阻器(R3),值约为1000,额定电流为1A. 电池组,电动势3V,内阻很小但不可忽略.开关及若干导线. 画出测量的电路图,并标明所用器材的代号. 写出计算的表达式,并说明各符号表示的意义.思路分析：确定电流表、电压表 ：由电源电动势可确定电压表应选V2(量程3V). 估算电路中的最大电流可确定电流表应选A2(量程500A).确定控制电路：由题目要求可知滑动变阻器应采用分压连接且应选R2 (阻值约50).确定电流表内、外接法：由题给的电压表内阻为准确值,故应采用电流表外接法.思考：若电压表内组不确定何如？例8、从下表中选出适当的实验器材，

16、设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。 画出电路图，标明所用器材的代号。 若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1= ，式中各符号的意义是 。例9、现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有： 待测电压表V（量程2V，内阻约4k）； 电流表A（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

17、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 =_。例10、为了测量电阻Rx的阻值，实验室备有下列器材A.待测电阻Rx ,阻值约为200B.直流电源，电动势约为3V，内电阻约为0.5C.电流表A1 ，量程10mA，内阻r=80D.电流表A2 ，量程20mA，内阻约为30E.定值电阻R0 = 100F.滑动变阻器R，最大电阻值为20，额定电流1.0AG.单刀单掷开关一个，导线若干（1）为尽量准确地测出RX的阻值，甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路，如图所示。你认为正确的是 。（填“甲”、“乙”、“丙”）（2）开始实验时，在

18、合上开关S前，滑动变阻器的滑动触头应置于 端（填“a”或“b”）（3）按所选的电路进行测量，读出电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，推导出计算RX的表达式为RX = 例11、（上海市高考试题）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某回学为研究这一现象,用实验得到小灯泡上的电流和电压的数据如下表所示:画出实验电路图.可用器材有：电压表、电流表、滑线变阻器(阻值10)、电键、导线.画出小灯泡的UI曲线.若电源电动势是1.5V,内阻是2,将本题的小灯泡接在该电源的两端,小灯泡的实际功率是多少？3.替代法最精确替代法测电阻是一种简捷、精确度高、不需要计算而且没有系统误差的方法，但是要完成实

19、验必须得有可调的标准电阻电阻箱。实验思路是等效的思想，即将标准电阻接入电路代替待测电阻，若流经标准电阻的电流或加在标准电阻两端的电压与替代前相等，则标准电阻的阻值等于待测电阻的阻值。1、在右图中，S接1，记下电流值 I ; S接2，调节R，使电流值仍为 I ，则 Rx =R 2、在下图中，调节P，甲图中的电压表的电压为U；保持P不动，换接电阻箱R, 调节R使乙图中的电压表的电压仍为U，则 Rx =R 等效法测电流表的内阻例12、（2011年全国新课标第22题）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双

20、掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1）将S拨向接点1，接通S1，调节_,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；（2）然后将S拨向接点2，调节_,使_,记下此时RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算RN读数的_,此即为待测微安表头内阻的测量值。例13：用替代法测一个未知电阻Rx常温下的阻值可以用如下电路，图中Rs为电阻箱，A为电流表，S2为单刀双刀开关，R0为规格（020）的滑动变阻器。测量前应将滑动变阻器R0的滑片P调至_（选填“a”或“b”），电阻箱Rs阻值调至_（选填“最大”或“最小”）。闭合S1开始实验，接下来的步骤有以下一些：（A）慢慢移动滑片P，（

21、B）将S2闭合在2端，（C）将S2闭合在1端，（D）调节电阻箱Rs的值，（E）将S1断开，（F）观察电流表指针变化直至某一位置，（G）记下电阻箱上电阻读数。合理的次序应是_（填字母）。 4.比较法比较法测电阻，是对待测电阻和标准电阻的相关物理量进行比较，从而确定待测电阻的阻值，通常有电压比较法和电流比较法。巧用串联分压、并联分流例14. (2)用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900 1000) . 电源 E （有一定内阻，电动势约为 9.0V ) 电压表 Vl （量程为 1.5V ，内阻 rl =750 ) 电压表 V2 （量程为 5V ，内阻 r2 =2500 ) 滑线变阻器 R （最大

22、阻值约为 100 ） 单刀单掷开关S ，导线若干 测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，请在答题卡的虚线方框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题目中相应的字母标注） 若电压表V1的示数用 U1表示，电压表 V2的示数用U2表示，则由已知量和测得量表示 Rx的公式为 Rx= . 5、半偏法（一般用于测电压表和 电流表的内阻） （1）、电流表半偏法测内阻开始应将变阻器的滑片置于A端，然后断开S2，闭合S1，调R1，使电流表满偏，设读数为Ig，若RgR1，合上S2后，只要 滑动变阻 器滑片的位置 不变 ，电路中的电流近似不变，即IIg(I为闭合S2后干路中电流)。调节电

23、阻箱R2使电流表半偏，则电阻箱R2的值近似为电流表内阻。 （RRg）RA的测量值小于真实值例15：在利用半偏法测电表表G的内阻时，现有下列器材：A、待测电流表（量程500A）B、电位器（02千欧）C、电位器（010千欧）D、电阻箱（09999欧）E、电源E=2VF、电源E=4V 为了得到较高的精确度，在以上器材中应用哪些器材？（2）、电压表半偏法原理及使用条件 开始应将滑动变阻器的滑动头置于 C端，然后闭合电键S1和S2，调节滑动滑动变阻器使电压表满偏，设读数为Um。此时，干路中的电流分成两路1和2，只要Rv R滑，则1 2。所以，当S2断开后，只要滑片P的位置不变，CP之间的电压近似不变，即

24、 AB 之间的电压近似不变，仍为Um。调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为Um/2，则电阻箱的阻值RRv （RRV） 误差原因及测量结果：将S2断开后，RABR总UPDU端UCP，即UABUm，所以调节电阻箱使电压表的示数为Um/2,所以UR Uv,R Rv，因而电压表内阻的测量值大于其真实值。（1）无电流表-测电流 （2） 无电压表测电压 （3）把实验题当作计算题处理根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量；根据欧姆定律的变式求解电阻。在利用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中，只要测出外电路的电压变化量和电流的变化量（外电压的变化量始终等于内电压的变化量），就可以求出电源的内阻【例16】为了测定一

25、电阻约20，额定电流为0.5A的电阻器的电阻，现备有下列器材：(A)内阻不计的6v电源； (B)量程为03A，内阻约为0.06的电流表；(C)量程为00.6A，内阻约为3的电流表；(D)量程为025V，内阻约为5×104的电压表；(E)量程为05V，内阻约为l04的电压表；(F)阻值为05，额定电流为3A的滑动变阻器；(G)阻值为01500，额定电流为0.5A的滑动变阻器；(H)电键和导线若干。 （1）为了尽可能多测几组数据，应选用的器材为 （2）将符合要求的实验电路图画在图方框内。（3）本实验电阻得测量值与真实值相比偏 （填大或小或相等）（4）有一位同学将实验进行如下改装：电路如图

26、所示，操作如下：三、电学实验解析（一）测定金属的电阻率【实验目的】测定金属的电阻率用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。【实验原理】根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。实验器材: 被测金属导线，直流电源（4V）, 电流表 (0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50）,电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。 【实验步骤】 1直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.2电路连接：连接好用伏安法测电阻的实

27、验电路3长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求其平均值l.4U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内，断开开关S，求出金属导线电阻R的平均值5拆除电路，整理好实验器材【注意事项】1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。3实验连线时,应先从电源

28、的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用00.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。【数据处理】1在求R的平均值时可用两种方法(1)用R分别算出各次的数值，再取平均值(2)用UI图线的斜率求出2计算电阻率：将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式R.【误差分析】 1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生

29、误差的主要来源之一2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差【实验思考】 1伏安法测量电阻的理论根据是什么？电阻的计算式是怎样的？2伏安法测量电阻有哪两种测量电路？画出电路图。3两种电路产生系统误差的原因各是什么？测量结果比电阻的实际值大还是小？ 两种电路测量的结果，绝对误差和相对误差各多大？ 两种电路分别适于测量多大的电阻？ 如果知道电流表和电压表的内电阻，怎样计算待测电阻值？4已知待测电阻的大约值和电压、电流表的内电

30、阻，怎样选用测量电路？ 在待测电阻大小，安培表、伏特表内阻都不了解的情况下怎样决定采用哪种测量电路？5如果没有安培表，只有伏特表，另有一个电阻箱（或者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图。6如果没有伏特表，只有安培表，另有一个电阻箱（或者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图。 考点一游标卡尺、螺旋测微器的读数【例1 】 (1)如图11所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有20个小的等分刻度，总长度为19 mm.用它测量某物体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度是_ cm. (2)如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为_ mm. 考点二对实验的理解与应用【例

31、2 】在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻10 k B电压表015 V，内阻50 k C电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器010 F滑动变阻器0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中某同学的实物接线如图14所示，请指

32、出该同学实物接线中的两处明显错误错误1： ；错误2： 。考点三伏安法测电阻率(仪器选取及电路设计) 【例3 】某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 ，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A电池组(3 V，内阻约1 )B电流表A1(03 A，内阻0.012 5 )C电流表A2(00.6 A，内阻约0.125 ) D电压表V1(03 V，内阻4 k)E电压表V2(015 V，内阻15 k F滑动变阻器R1(020 ，允许最大电流1 A)G滑动变阻器R2(02 000 ，允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(填

33、写仪器前字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表_接法，将设计的电路图画在下面虚线框内(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图15，则读为_mm. (4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式_. 例4(2010·安徽理综·21()(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图18(a)所示，读数为 mm.(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图(b)所示，读数为_cm. 例5（11-山东） 2010年诺贝尔物理学奖

34、授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究”石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：(1)A组方案：实验电路如图25所示(整根铅笔芯连在电路中)主要步骤如下，请完成相关问题：a图26是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整b实验中测出多组U、I数据；c将测量数据描在图27所示的坐标纸上请在图中完成该铅笔芯的UI图线，并根据图线求出其电阻值R_.d由求得铅笔芯的电阻率. 2)B组方案：实验电路如图2

35、8所示主要步骤如下，请完成相关问题： a闭合开关S1，单刀双掷开关S2扳到“1”位置 ，调节变阻器R，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O点的距离L1；b保持R不变，开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图29所示，则这段长度为L1的铅笔芯的电阻值为_. c移动金属滑环，重复a、b步骤记下多组R、L数据，画出RL图线，求出该铅笔芯的电阻率(3)从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是_组(填“A”或“B”)例6.测定金属丝的电阻（阻值35）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可

36、以在00.6A之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。例7（11分）图a为某一热敏电阻（电路符号为 ,其电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图（1）为了通过测量得到图a所示IU关系的完整曲线，在图b和图c两个电路中应选择的是图 b ；简要说明理由：电压可从0V调到所需电压,调节范围较大 。(已知电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0100),（2）在图d电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为 （3）举出一个应用热敏电阻

37、的例子：_例8(12分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏电阻的阻值约4050热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1)、直流电压表(内阻约5k)、滑动变阻器(010)、开关、导线若干(1)图(1)中a，b，c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是(2)在图(2)的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小(3)根据电路图，在图(3)的实物图上连线例9(10分)图12中，甲图为一段粗细均

38、匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R= .（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：A. 电流表: 量程为0.6A，内阻约为0.1B. 电压表: 量程为3V，内阻约为3kC. 滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流1AD. 低压直流电源：电压6V，内阻忽略F. 电键K，导线若干在方框中画出实验电路图. （3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率= （用测出的物理量的符号表示）例10(6分)某学生欲测一未知电阻的阻值，可供选择的器材有：

39、电流表Al量程010mA， 电流表A2量程00.6 A， 电压表Vl量程03 V， 电压表V2量程015 V，滑动变阻器一只，电源4.5 V， 电键2个，如下图所示，当电键S2连a时，两电表的指针偏转角度都在满偏的4/5处；若将S2接b时，其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一电表的指针偏转到满偏的3/4处该学生所选用的电压表的量为 ，所用电流表的量程为 ，该电阻的阻值为 .例11（12分）实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.7×10-8m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻

40、器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。 （1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。 （2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻； （3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为 （4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两

41、位有效数字） （5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要步骤) （二）描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的】描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验原理】 1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来2电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化【实验器材】 小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(03 V1

42、5 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 )一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔 【实验步骤 】 1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图1的原理图连接好实验电路2把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后闭合开关S.3移动滑动变阻器滑片位置，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S. 【数据处理】 1在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系2在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3将描出的点

43、用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线【实验思考】 1什么是伏安特性曲线？纵坐标是什么物理量？横坐标是什么物理量？2如果研究对象的伏安特性曲线是直线，对于它的电阻作出什么判断？如果是曲线，又怎样？怎样计算在某状态下研究对象的电阻？（不是切线斜率！）3什么是线性元件？什么是非线性元件？灯泡是什么元件？4“6.3V,0.3A” “2.5V,0.3A”的小灯泡正常发光时的电阻各是多大？在常温下它们的灯丝电阻是大些还是小些？差多少倍？5测定小灯泡的伏安特性曲线（电阻几欧到二十欧左右）采用什么电路？分压还是限流？安培表是外接还是内接？6定值电阻的伏安特性曲线是直线还是曲线？为什么？7小灯泡的伏

44、安特性曲线什么形状？为什么？ 8怎样从小灯泡的伏安特性曲线计算某一电压下小灯泡的功率？【注意事项】 1电路的连接方式(1)电流表应采用外接法，因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大(2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.2闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U01.0 V左右描点要密，以防出现较大误差4电流表选择0.6 A量程

45、，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即若使用“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程5当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录后马上断开开关6误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线【例1 】图3中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验器材(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整 (2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”、“B端”或“AB中间”) (3)实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图4

46、中画出小灯泡的IU特性曲线 (4)若已知小灯泡灯丝在27 °C时电阻值约为1.5 ，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为 °C.(保留三位有效数字) 例2、 06北京（2）某同学用如图所示电路，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.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5k )； V2（量程15 V，内阻约15k ）；滑动变阻器：R1（阻值范围0-10）； R2（阻值范围0-2k

47、）；电源：E1（电动势为1.5 V，内阻为0.2）； E2（电动势为4V，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 ，电压表 ,滑动变阻器_，电源_.(填器材的符号)根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象右图所示.由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 ；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为 ,灯泡实际消耗的电功率为_W. 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_ 例3、全国（1）现要测定一个额定电压4V、额定功率为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4V、内阻不

48、计）电压表V（量程4.5V，内阻约为4×104) 电流表A1（量程250mA，内阻约为2）电流表A2（量程为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。如果既要满足要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是_，下面两个电路应该选用的是_。三、测电源的电动势E和内电阻r实验电路：外接法（相对于电源r）实验思考题：1测量电源电动势和内电阻，根据什么关系式？2用什么电路测量电源电动势和内电阻？如图所示两种电路测出的电动势和内电阻比真实值大还是小？应当采用哪种电路？为什么？3只有伏特表没有安培表，怎样测量和？还需要什么器材？4只有电流表没有电压表，怎样测量和？还需

49、要什么器材？ 5怎样根据多组U、I值求出和？ U-I图象的数学表达式是怎样的？图象的截距和斜率各表示什么？用图象法求和有什么好处？6为什么坐标系的原点纵轴坐标常常不取零值？这样做有什么好处？7有同学在做测量和实验时，给电池串联一个定值电阻，这有什么好处？怎么进行测量？8.你见过哪些测量电源电动势和内电阻的电路？分析右面电路的测量原理。 【实验原理 】 1实验依据：闭合电路的欧姆定律2实验电路：如图1所示3E和r的求解：由UEIr得，解得4作图法数据处理，如图2所示(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短.(3)图线的斜率表示r.【实验器材】 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变

50、阻器、开关、导线、坐标纸【实验步骤】 1连接电路电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接好电路2测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测量多组I、U值填入表格中. (3)断开开关，拆除电路整理好器材【数据处理】 本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法【方法一】取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势

51、E和内阻r的大小【方法二】在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r【伏安法测电动势和内阻实验误差分析】安培表内接在并联电路之内的电路：解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：式中的U是路端电压,I 应是通过电源的电流， I实= IA + IV = (IA +U/RV)可见U越大，差值(I实- IA )就越大， U=0时，差值(I实- IA )也为0，实际

52、的U-I图线如图蓝虚线示:斜率增大 E测< E真 r测< r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况.【注意事项】1为了使电池的路端电压变化明显3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。2干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。4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。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压