高中物理---电学实验

1、第十二讲 电学实验l 专题1 仪器、电表及其读数1. 游标卡尺(1) 构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。(2) 原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。(3) 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4

2、) 读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，y表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xy×精确度)mm。v 温度计、游标卡尺、秒表不估读（本身精度导致）l 课堂练习【例1】 如下图，游标卡尺读数为： mm.【例2】 如下图，游标卡尺读数为： mm.2. 螺旋测微仪（千分尺）(1)构造：如图。(2)读数：测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)实例：如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.0×0.01 m

3、m2.150 mm.v 使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数。l 课堂练习【例1】 如下图，螺旋测微器读数为： mm.【例2】 如下图，螺旋测微器读数为： mm.3. 电表及其读数(1) 电流、电压表最小分度是“1”的电表，测量误差出现在下一位，下一位按1/10估读，如最小刻度是1 mA的电流表，测量误差出现在毫安的十分位上，估读到十分之几毫安最小分度是“2”或“5”的电表，测量误差出现在同一位上，同一位分别按1/2或1/5估读如学生用的电流表0.6 A量程，最小分度为0.02 A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格读数，以

4、安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、29；学生用的电压表15 V量程，最小分度为0.5 V，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏的十分位，估读五分之几小格，以伏为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、29.l 课堂练习【例1】 如下图，下列电表示数为： mA, a针为 V，b针为 V，c针为 V. (2) 灵敏电流计灵敏电流计主要由磁场和放入其中的可变线圈构成，当线圈中有电流流过时，线圈在安培力的作用下带动指针一起偏转，电流越大，偏转角度越大，且偏转角度和通入电流大小成正比(q=kI)。三个参数：满偏电流，表头电阻，满偏电压，且这三者满足欧姆定律。(3) 欧姆表最小分度为1W的，

5、必须估读，其他不估读。v 所有读数必须注意题目需求的有效数字，若读数结果不够要求的有效数字，必须在读数后补0l 课堂练习【例1】 如下图，倍率为×1，图1欧姆表示数为 W,图2中倍率为×10,则欧姆表示数为 W。 l 专题2 电路接法及仪器选择1. 电流表内外接法内接法外接法电路图误差原因电流表分压电压表分流U测UxUAI测IxIV电阻测量值R测RxRA>RxR测<Rx测量值大于真实值x测量值小于真实值v 判断依据：1. 若>，则用电流表外接法； 若<，则用电流表内接法。2.试触法，若不知Rx的阻值，如图，可将电压表触头P分别与a、b接触，若电流表“

6、相对变化”明显，即说明电压表分流较强，需要用电流表内接，反之用电流表外接法。2. 滑动变阻器两种接法内容 限流接法分压接法电路图压调节范围UE0UE流调节范围I0I开始时触头位置b端a端v 两种接法选择原则：若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电路；若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路；题目中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电

7、路；题目中要求多测几组数据或题目中需要使用U-I数据作图；考试大部分选用分压法；两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。3. 仪器选择(1) 电流、电压表选择电表不能超过最大量程，选择时计算电路中的最大可能电流或电压表可能测到的最大电压，根据计算值选取合适的量程；实验读取数值需要超过电表最大量程的一半，否则要更换小量程电表。(2) 滑动变阻器选择分压接法选择电阻小而额定电流大的滑动变阻器；限流接法选择和待测电阻阻值接近的滑动变阻器。(3) 电源及电阻类原件电源：需要根据电表量程及其他原件的额定电流、额定电压选择；电阻类原件：不能超过其额定电流或额定电压。

8、4. 电路图连接实物图注意点先串后并，导线不能交叉；电表正负极及量程正确选择；滑动变阻器两种接法完全按照电路图，不可反接。l 专题3 电阻的测量方法1. 伏安法 l 课堂练习【例1】 某同学欲测一电阻Rx(阻值约300)的阻值,可供选择的仪器有:电流表A1:量程10mA;电流表A2:量程0.6A;电压表V1:量程3V;电压表V2:量程15V; 电源电动势为4.5V.(1)该同学先按图接好电路,闭合S1后把开关S2拨至a时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电表指针偏转到满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表量程为_,所选

9、电流表的量程为_,Rx的测量值为_.(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA,对S2分别拨至a和b两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U1,U2,I1,I2表示),则计算电阻Rx的表达式分别为_、_(用测量值和给出的电表内阻表示).2. 安安法 已知一个表内阻，即可测另外一表内阻或待测电阻值。l 课堂练习【例1】 用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:电流表A1(量程300mA,内阻r1为5);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5);待测电阻R1(阻值约为100);滑动变阻器R2（最大阻值10）电源E(电动势约为10V,内阻r约为1);单刀单掷开关S

10、,导线若干.(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.(2)实验中,需要直接测量的物理量是_,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=_.3. 伏伏法 已知一个表内阻，即可测另外一表内阻或待测电阻值。l 课堂练习【例1】 用以下器材测量电阻Rx的阻值(9001000):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500;滑动变阻器R,最大阻值约为100;单刀单掷开关S,导线若干.(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原

11、理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).(2)若电压表V1的读书用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_.4. 电阻箱当电表 5. 比较法6. 等效替代法7. 电桥法l 课堂练习【例1】 利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻Rx。（1）实验中还需要什么测量仪器？（2）将实物连成电路图。（3）写出测量Rx的实验步骤，并写出利用测量数据表示Rx的表达式。8. 半偏法测电表内阻 适合大内阻，测量值偏大 适合小内阻，测量值偏小 电源内阻小时，测量值误差小 滑动变

12、阻器阻值小，测量值偏大l 课堂练习【例1】 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 l 专题4 考试实验1. 描述小灯泡的伏安特性曲线1.1 实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线2分析伏安特性曲线的变化规律1.2 实验原理1用电流表测过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压

13、，测得多组(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，分析小电珠的伏安特性；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；3滑动变阻器的限流接法和分压接法；4. 原理图如右图。1.3 实验器材小电珠、电压表与电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔1.4 注意事项1电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式连接2闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为0的一端3在IU图线弯曲处，绘点要密4IU图线上各点要用平滑曲线连接1.5 实验步骤1根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选用电源的输出电压和

14、电表的量程；2将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如原理图所示的电路；3将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开关，调节滑动变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格中；4.断开开关，拆除电路，整理仪器；5在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度；6在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线1.6 误差分析1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差；2电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数；3在坐标纸上描点，作图带来误差。l 课堂练习【例1】 在“描绘小电珠的伏

15、安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零闭合开关后：(1)若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小电珠不亮，则断路的导线为_(2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小电珠亮，则断路的导线为_(3)若反复调节滑动变阻器，小电珠亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_【例2】 “描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除一标“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源6 V(内阻不计)B直流电流表03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5

16、)D直流电压表010 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器10 ，2 AF滑动变阻器1 k，0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号表示)(2)在方框内画出实验电路图 （3）试将如图所示器材连成实验电路【例3】 某学习小组的同学拟探究小灯泡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

17、；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干(1)甲同学设计了如图742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743所示，此时L的电阻为_.图742图743(2)乙同学又设计了如图744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.图744图745(3)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745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2. 探究决定导体电阻的因素2.1 实验原理 金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表

18、测金属丝中的电流，根据Rx计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx，得出计算金属丝电阻率的公式 。2.2 实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线2.3 注意事项1应在导线连入电路前测量直径；测量金属丝的长度，应在连入电路之后在拉直的情况下进行；2本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法；3开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大；4电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太长；5实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源

19、、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。2.4 实验步骤1直径测定：用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出金属丝的横截面积S；2电路连接：按电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路；3长度测量：用毫米刻度尺测接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测3次，求平均值l；4U、I测量：把滑动变阻器的滑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，记入表格内，断开开关S；5.拆除实验线路，整理好实验器材。2.5 数据处理

20、1在求Rx的平均值时可用两种方法(1)用Rx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U、I、l、d的值代入电阻率计算式 。2.6 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。l 课堂练习【例1】 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所示，用米尺测出金属丝的

21、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、电键和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻10 kB电压表015 V，内阻50 kC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所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误1：_错误2：_(3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的

22、电阻率_.【例2】 某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径，如图所示读得直径d_mm.（2）该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻R()121.050.023.910.03.1导线直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系_(3)若导线的电阻率5.1×107

23、·m，则表中阻值为3.1 的导线长度l_m(结果保留两位有效数字)3. 练习使用多用电表3.1 实验原理：1外部构造(如图所示)(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程2欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示(2)根据闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时，Ig，当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，I，当I中Ig时，中值电阻R中RgRr.3.2 实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个3.3 实验步骤1机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不

24、指零，则可用小螺丝刀进行机械调零2将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔3测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流4测量定值电阻用多用电表测电阻的步骤：(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度(2)选择开关置于“”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向.(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零(5)

25、再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡5探索黑箱内的电学元件探究项目应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆档正接时有几百到一千多电阻，反接电阻无穷大3.4 注意事项(1)使用前要机械调零(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流(4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交

26、流2.5 V专用(6)测电阻时：待测电阻与电路、电源一定要断开两手一定不要同时接触两笔金属杆指针指中值附近较准，否则换挡每换一挡必须重新欧姆调零读出示数要乘以倍率(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池l 课堂练习【例1】 如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为_ ；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)(2)用此多用电表进行

27、测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V.【例2】 某同学利用多用电表做了以下实验：（1）使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上；把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；换用“×10”的欧姆档，随即记下欧姆数值；把表

28、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，那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的？（三个错误）错误一：_错误二：_错误三：_（2）如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是×100量程，这时表针所示被测电阻的阻值应为_ 欧；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为_毫安；测直流电压时，用的是50V量程，则指表针所示的电压值为_伏。（3）用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管，其结果依次如图甲、乙、丙所示。由图可知，图中_的二极管是好的，该二极管的正极是_端

29、。4. 测定电源电动势和内阻4.1 实验原理1实验依据：闭合电路的欧姆定律2实验电路：如图所示3E和r的求解：由UEIr得，解得4作图法数据处理，如图所示(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. v 图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小；当I0时，UE，即图线与纵轴的交点坐标值；当U0时，I为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值4.2 实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸4.3 实验步骤1连接电

30、路：电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电路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4.4 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l 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组和第4组联立方程，第2组和第5组联立方程，第3组和第6组联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小l 方法二在坐标纸上以路端

31、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|.4.5 误差分析1偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误差；(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差；(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。2系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差(1)如图甲所示，在理论上EU(IVIA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通

32、过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大结论：当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值真实值； E测<E真，因为r测，所以r测<r真从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uab<E真，即E测<E真。(2)若采用如图甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，U

33、A越大，当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E，如图乙所示甲乙结论：E为真实值； I短测<I短真，因为r测，所以r测>r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大。4.6 注意事项：1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)2要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值3画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去这样就可使偶然误差得到部分抵消，从

34、而提高精确度4由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻4.7 实验改进测电源的电动势和内电阻的其他几种方法1用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大2用一个电压表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：EU1r，EU2r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小来源:学科3用

35、一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时UE，需满足RVr.4用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2r,RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1,此时EU1r，解方程组可求得E。l 课堂练习【例1】 用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a） 电流表（量程0.6A、3A）；（b） 电压表（量程3V、15V）（c） 定值电阻（

36、阻值1、额定功率5W）（d） 定值电阻（阻值10，额定功率10W）（e） 滑动变阻器（阴值范围0-10、额定电流2A）（f） 滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）那么：（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 V，电流表的量程应选择 A； R0应选择 的定值电阻，R应选择阻值范围是 的滑动变阻器。（2）引起该实验系统误差的主要原因是 。【例2】 如图甲所示的电路是实验室测量电源的电动势与内阻的电路图.(1)按照电路(甲)进行实验,根据测得的U、I数据,画出UI图象,如图(乙)所示,则电动势E= ,内阻r= ,电动势的测量值与真实值相比 (填“偏大”“相等”或“偏小”),内阻的测量值与

37、真实值相比 (填“偏大”“相等”或“偏小”).(2)如果在电路甲的适当位置添加一只单刀双掷开关,用来改变电压表接入电路的方式,就能够最大程度的消除误差,请在虚线框内画出改进后的电路图. (3)简要写出利用改进电路测量电动势与内阻实验操作步骤.(4)实验操作完成之后,利用图象法处理数据,在同一坐标系中画出了两条直线甲与乙,纵横轴截距分别是U1、U2和I1、I2,如图所示,则电动势E= ,内阻r= .l 课后作业【例1】 用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A待测电阻Rx（大约100）B直流毫安表A1（量程0-10mA，内阻约100） C直流毫安表A2（量程

38、040 mA，内阻约40） D直流电压表V1（量程03 V，内阻约5k） E直流电压表V2（量程015 V，内阻约15k） F直流电源（输出电压4 V，内阻不计） G滑动变阻器R（阻值范围050，允许最大电流1A） H开关一个、导线若干（1）根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选_，直流电压表应选_。（2）在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些。 （3）连接好实物图。【例2】 有一待测电阻Rx，无法估计其粗略值某同学应用伏安法进行测量，按右图所示甲、乙两种电路各测一次，用甲图测得的数据是2

39、.9 V, 4.0 mA；用乙图测得的数据是3.0 V，3.0 mA.由此可知，应用_图测量的值误差较小，测量值Rx_ . 【例3】 某同学用如图1所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”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100mA，内阻约2）、A2（量程0.6A，内阻0.3）；电压表：V1（量程5V，内阻约5k）、V2（量程15V，内阻约15k）；滑动变阻器：R1（阻值范围0-100）、R2（阻值范围0-2k）；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）为了调节方便，测量准确

40、，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的图象如图2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3.00V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4】 小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图2所示。在图中，由电流表外接

41、法得到的数据点是用_(填“”或“×”)表示的。(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_。【例5】 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）画出实验所需电路图，保证误差最小。实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如右

42、图所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5.0的电源两端，小灯泡消耗的功率是（ ）W。【例6】 某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数为2.00 V，记下电阻

43、箱的阻值回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A.100mA B.250 mA C.500 mA D.1mA【例7】 某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：(1)在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_档进行测量(填选项前的字母)A直流

44、电压10 VB直流电流5 mA C欧姆×100 D欧姆×1(2)该同学采用图甲所示的电路进行测量图中R为滑动变阻器(阻值范围020 ，额定电流1.0 A)，L为待测小电珠，V 为电压表(量程6 V，内阻20 k)，A 为电流表(量程0.6 A，内阻1 )，E为电源(电动势8 V，内阻不计)，S为开关在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_端；(填“左”或“右”)在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；(图甲中的黑色小圆点表示连线点，并用数字标记，空格中请填写

45、图甲中的数字，如“_2_点至_3_点”的导线)该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工电压的增大而_(填“不变”、“增大”或“减小”)【例8】 （1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm。（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。【例9】 用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。给定电压表（内阻约为50k）、电流表（内阻约为40）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250）及导线若干。（1） 画出测量R的电路图。

46、（2） 图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： 。求出的电阻值R 。（保留3位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为 ，直径为 。（4）由以上数据可求出 。（保留3位有效数字）【例10】 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1，2、3接线柱之间的电阻为1.5，1、3接线柱之间的电阻为2.5。（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、

47、2接线柱之间的电阻为_。【例11】 某学生实验小组利用图5所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点(2)将图5中多用电表的红表笔和_(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图6所示，这时电压表的示数如图7所示多用电表和电压表的读数分别为_k和_ V.(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多

48、用电表和电压表的读数分别为12.0 k和4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_ k. (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图8所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为_ k. 图8【例12】 某同学将量程为200 A、内阻为500 的表头A改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表，设计电路如图11(a)所示定值电阻R1500 ，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱回答下列问题：(1)按图(a)在图(b)中将实物连线；(2)表笔a的颜色为

49、_色；(填“红”或“黑”)(3)将开关S置于“1”挡时，量程为_mA；(4)定值电阻的阻值R2_.R3_.(结果取三位有效数字)(5)利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图(c)所示，则所测量电流的值为_mA.图11【例13】 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联测量实际电流表内阻的电路如图1所示供选择的仪器如下：待测电流表（05mA，内阻约300），电流表（010mA，内阻约100），定值电阻（300），定值电阻（10），滑动变阻器（01000），滑动变阻器 （020），干电池 （1.5V），电键S及导线若干 （1）定值电阻应选，滑动变阻器应选（在横线里填写

50、序号）（2）用连线连接实物图2（3）补全实验步骤：按电路图连接电路，；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录相应的的读数；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图3所示（4）根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式【例14】 图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 (1)已知毫安表表头的内阻为100满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱电表量程为3 mA：若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA由题给条件和数据，可以求出R1=_，R2=_。 (2)现用一量程为3mA，内阻为150的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取