2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定金属丝的电阻率学案新人教版

2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定金属丝的

电阻率学案新人教版实验十测定金属丝的电阻率

实验知识-自主回顾

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

1.实验原理(如图所示)

由兄=0(得P=7,因此，只要测出金属丝的殳度2、横截面积s和金属丝的电阻A,

即可求出金属丝的电阻率。。

2.实验器材

被测金属丝，直流电源(4V),电流表(0〜0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(0〜50

。)，开关，导线若干，螺旋测微器,亳米刻度尺。

3.实验步骤

(1)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，求出其平均值比

(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路。

(3)用亳米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均

值九

(4)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。

(5)闭合开关，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/、少

的值，记录在表格内。

(6)将测得的用、/、d值，代入公式4，口S=手中，计算出金属丝的电阻率。

4.数据处理

(1)在求用的平均值时可用两种方法

①用用=%别算出各次的数值，再取平均值。

②用〃一/图线的斜率求出。

(2)计算电阻率

将记录的数据此、1、"的值代入电阻率计算公式。=兄,=爵.

5.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,

使电阻率的测量值皿.

(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。

6.注意事项

(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。

(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑

动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。

(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，

亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均

值。

(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。

(5)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。

(6)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0-0.6A量程)，

通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。

(7)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连

线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可

以不予考虑。

核心考点-重点突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUP0

考点一教材原型实验

1（2019•江苏卷，11）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作

如下：

（1）螺旋测微器如甲图所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微

螺杆之间，再旋动C（选填“力”“8”或）,直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当,

同时防止螺旋测微器的损玩。

测微缥杆

⑵选择电阻丝的不同（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电

阻丝的直径。

（3）图乙中『为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的

正确位置。

滑动变阻器

⑷为测量R,利用乙图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压4和电流入的值，作

年="+庶，由作出的加心图线的斜率可得与=25.5Q。

1212

故凡=（49.0—25.5）Q=23.5Q。

（变式训练1）（2021•重庆-中期末）小明同学想测量某段铜导线的电阻率，进行了如下

实验。

⑴如图甲所示，采用绕线法用亳米刻度尺测得10匝铜导线直径和为1.25cmo

（2）现取长度为£=10。m的一捆铜导线，欲测其电阻，在实验前，事先了解到铜的电阻

率很小，在用伏安法测量其电阻时，设计了如图乙所示的电路，则电压表的另一端应接且（填

“a”或“方”），测量得电压表示数为4.50V,而电流表选择。〜3.0A量程，其读数如图丙

所示，则其读数为2.50A,可得铜的电阻率为2.2X10、Q-m（计算结果保留两位有效数字）。

小明参考课本上的信息（如图丁所示），发现计算得到的可阻率与表中所给出的数据有一些偏

差，但是实验的操作已经一分规范，测量使用的电表也已尽可能校验准确，请写出一条你认

为造成这种偏差的可能原因是电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了20

几种导体材料在20C时的电阻率

材料P/O•m材料P/O•m

很1.6X10-8铁i.oxio-7

铜1.7X10-8铳铜合金4.4X10-7

铝2.9X10-8银铜合金5.0X10T

鸨5.3X10-8银辂合金1.0X10-6

T

［解析］（1）由题图甲所示刻度尺可知，其分度值为1mm,则10匝铜导线的总直径为d

=11.25cm—10.00cm=1.25cm。

(2)由题意可知，电压表内阻远大于铜线电阻，则电流表应采用外接法，电压表的另一端

应接a；电流表的量程为0〜3.0A,由题图丙可知，其分度值为0.1A,示数/=2.50A；铜

线的电阻为Q=1.8Q,由电阻定律得仁。一整理得夕=2萼，

代入数据解得2.2X1G8。・明铜线的电阻率受温度影响，随温度升高而增大，实验误

差可能是由电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了20c造成的。

考点二实验拓展创新

*—一例2(2020•河北承德一中期中)(1)某同学在实验室测定金属丝电阻率的实验

中，用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，可知其长度为尺1.量mm；如图乙所示，用螺

旋测微器测金属丝的直径，测量值为10.501(1的500〜10.502)皿

(2)影响材料电阻率的因素很多，一般情况下金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半

导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小。其学校研究小组需要研究某种材料的

导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件只测量元件〃中通过的电流随两端电压从

零开始逐渐增大过程中的变化规律。图丙是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加

两根导线，使电路完整。

内

［答案］

(3)改变滑动变阳器的阳值,记录两电表的读数.根据表中数据,在图丁中画出元件〃的

/—〃图像，并判断元件〃是半导体材料(填“金属材料”或“半导体材料”)。

UN00.400.600.801.001.201.50

7/A00.040.090.160.250.360.56

(4)若可供选择的滑动变阻器有兆(最大阻值为2.5Q,允许通过的最大电流为0.25A)、

金(最大阻值为5Q,允许通过的最大电流1.5A),则本实验应该选用的滑动变阻器为区(填

器材前的编号)。

R元件P

-h_

戊

(5)把元件P接入如图戊所示的电路中，已知定值电阻"阻值为4Q,电源电动势为2Y,

内阻不计，则该元件实际消耗的电功率为0.25(0.24—0.26)睚

「解析1(1)游标卡尺测得金属丝的长度为101mm+10X0.05mm=101.50mm：螺旋测微

器的读数为10.5mm+0.1X0.01mm=10.501mnu

(2)由于实验要求元件〃两端电压从零开始，所以滑动变阻器应采用分压式接法：由于待

DD

测元件的电阻较小，满足77〉三，所以电流表应采用外接法，连线图如图甲所示。

HrKk

甲

(3)将各个数据点描点，用平滑的曲线连接各点可得元件的/一〃图像，如图乙所示。

//A

0.6

0.4

0.2

012

乙

由/?=£=)=；可知，元件〃的电阻等于图线上各点与原点连线的斜率的倒数，则元件的

11K

7/

电阻随温度的升高而减小，可判定元件夕是半导体材料。

(4)由于电压要求从零开始调，所以滑动变阻器应采用分压式接法，用允许通过的最大电

流为0.25A,不符合题干要求，故选是。

(5)将"视为电源内阻，在表示元件户的/一〃图像中同时作出表示电源的/一〃图像，如

图丙所示，读出两图线的交点即工作点的坐标为/=0.25A,£=1.0V,所以元件2消耗的功

率为—0=1.0X0.25W=0.25W(0.24-0.26叽

丙

2年高考・1年模%

2NIANGAOKAO1NIANMONI

1.(2020•课标I,22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R,所用电压表的

内阻为1kQ,电流表内阻为0.5该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图

(a)所示电路的。、夕两点之间，另一种是跨接在。、。两点之间。测量得到如图(b)所示的两

条〃一/图线，其中。与/分别为电压表和电流表的示数。

—

0P7。

图(a)

回答下列问题:

(1)图(b)中标记为H的图线是采用电压表跨接在0、P(填“0、r或“0、0”)两点的方

窠测量得到的。

1U/V

一

••••••••••••a一

3.50::::::::::::

::湿

«::4

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3.00.・9

!!口

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2.50s熊

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::•盥

1.00«・

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•::一.

::三•

•::.

•:

10.020.030.040.050.060.070.080.0//mA

图(b)

(2)根据所用实验器材和图⑹可判断，由图线_!_(填"I”或“1【”)得到的结果更接近

待测电阻的真实值，结果为型C(保留1位小数)。

(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的

阻值为典色C(保留1位小数)。

［解析］本题考查伏安法测电阻实验的数据处理。

(1)若电压表跨接在。、〃之间时，由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏大，由此

=3口，兄的测量值偏小；若电压表跨接在。、。之间时，由于电流表的分压作用使得电压的测

〃

量值偏大，由尼=］知，R的测量值偏大。由「标记为H的图线斜率较小，则标记为H的尼测

量值偏小，即标记为n的图线是采用电压表跨接在。、尸两点的方案测量得到的。

(2)电压表的内阻为1k。，电流表的内阻为0.5凡约为50Q,由于此＞A/麻，则

电流表采用内接法，故图线I得到的结果更接近真实值；结果为R、=R=

：工°2\-LOO\Q

0.0600A-0.0200A°

（3）实验实际测量的是电流表与被测电阻串联的总电阻，则R、=R'解得修正后待

测电阻的阻值为A'.=50.D

2.（2019•天津卷，9（3））现测定长金属丝的电阻率。

①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，具读数是U.200（0.196-0.204均

可）mmo

jr

②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻

尼约为100Q,画出实验日路图，并标明器材代号。

电源/（电动势10V,内阻约为10Q）

电流表A（量程0〜250mA,内阻用=5Q）

电流表担（量程0〜300mA,内阻约为5Q）

滑动变阻器〃（最大阻值10Q,额定电流2A）

开关S及导线若干

［答案］

Ui」

③某同学设计方案正确，测量得到电流表A的读数为人,电流表A2的读数为则这段

金属丝电阻的计算式兄=若『从设计原理看，其测量值与真实值相比相等（填“偏大”“偏

小”或“相等”）。

［解析］①4=20.0X0.01mm=0.200mm。

②本题中测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表Ai充当电压表，由于电

流表击的额定电压氏=/涡=1.25丫，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图

如图所示。

③当电流表A、A?读数分别为小人时，通过R的电流为R两端电压U=i\-R\,

故兄=£=六7,不考虑读数误差，从设计原理看测量值等于真实值。

1h—1\

3.（2020•云南西双版纳期末）在“用伏安法测定一条金属丝（总电阻约10。）的电阻率”

的实验中。

(D某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示，可读得印mmo

(2)他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和0上，在金属丝上夹上

一个小金属夹尺移动金属夹〃的位置，从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接

入实验电路中，如图乙所示。但他连接线路时却出现了两处错误，请用“X”标在错误的导

线上，再用笔画线代替导线给予改正。

［答案］

(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最左(填“左”或“右”)端。闭合开关后，滑

动变阻器的滑片调至一合适位置后不动，以后通过多次改变〃点的位置，得到多组氏/、L

U

的数据，］即得到金属丝长为/，时对应的电阻几利用得到的多组/,和斤的数据，绘成如图丙

所示的图线，则该图线斜率表示的物理意义是金属丝电阻率与横截面积之比(要求用文字表

述)。

(4)如果图线的斜率a=1Q/m,则该金属丝电阻率夕=4.1X10-7Q・m(结果保留两位

有效数字)。

［解析］(1)螺旋测微器读数为0.5mm+0.225mm=0.725mnu

(2)如图所示，由于电流表内阻和待测金属丝电阻更接近，故电流表需要外接，电压表测

量连入电路部分的金属丝两端的电压；滑动变阻器采用限流接法，应在上、下接线柱上分别

连接。

(3)闭合开关前，滑动变阻器的阻值应该最大，滑动变阻器的滑片应移至最左端，由R=

夕春可知，该图线斜率表示的物理意义是金属丝电阻率与横截面积之比。

(4)彳一£图像的斜率k=5，金属丝电阻率P=kS=^kne/=|xiX3.14X(0.725X10-

3-7

)^4.1X10Q・mo

实验十二测定电源的电动势和内阻

实验知识-自主回顾

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

一、实验目的

1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。

2.掌握用图像处理实验数据的方法。

3.掌握实物图连接的技巧。

二、实验原理

如图甲所示，改变"的阻值，从电压表和电流表中读出几组/、〃值，利用闭合电路的欧

姆定律求出几组乐?•值，最后分别算出它们的平均值。

此外还可以用图像法来处理数据，即在坐标纸上以/为横坐标，。为纵坐标，用测出的几

组/、〃值画出图像，图乙所得直线跟纵轴交点即为电动势的值，图像的斜率的绝对值

即为内阻r的情。

三、实验器材

电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线。

四、实验步骤

1.选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路.

2.把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。

3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(九〃)，用同样的方

法测量几组/、〃值。

4.断开开关时，整理器材。

5.处理数据，用公式法或图像法求出电动势和内阻的值。

五、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.电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势少会明显下降，内阻r会明显增大，因

此实验中不要将/调得过大。读数要快，每次读完立即断电。

3.测出不少于6组/、〃数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的/、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，分别求出区r值再求

平均值。

4.画/图像时，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考虑，以减小偶然误差。

|UN

1.0I_1_I_I_I-

■0.20.40.6//A

5.干电池内阻较小时，〃的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈现下部分

大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可

使结果的误差减小，此时图像与横

轴交点不表示短路电流，仍可用？'=|△以计算出电池的内阻入

六、误差分析

1.偶然误差

(1)由读数不准和电表线性不同引起误差c

(2)用图像法求£和7T寸，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，都会引起反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£'=〃+(/，+/,)△其中电压表示数〃是准确的电源两端电压。

而实验中忽略了通过电压表的电流A而形成误差，而且电压表示数越大，人越大。

结论：

①当电压表示数为零时，4=0,八=八,短路电流测量俏=直隹俏。

②

③因为「测=令，所以/r&rm从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，枚实际

测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势（/超和/:，），如图乙所示，因为电压表和

电池并联，所以，斤制小于电池内阻「汽，因为外电阻彳断开时，a、6两点间电压如等于电动

势小，此时电源与电压表构成回路，所以匾"典，即蜃

（2）若采用如图丙所示的电路，人为电源电流真实值，理论上有E=U+UAkr,其中Ik

不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，小越大，当电流为零时，8=0,电压为准确值，

等于反

结论：

①上为真实值。

②/切水/处其。

③因为「测=三，所以广统广九，广洌为厂式和吊的串式值，由于通常情况下电池的内阻较

小，所以这时r则的测量误差比较大。

七、其他方案设计

以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：

1.安阻法

用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：ES力，E=瓜尼+

二），由此可求；HE和八此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。

2.伏阻法

用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量:原理为：少=窃+£•,

Alzt2

由此可求出r和反此种方法测得的电动势和内阻均偏小。

3.粗测法

用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电动势,

ER

此时勺G)七区需满足片》八

4.双伏法

川两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示。测量方法为：断开S,测得修、V2的

示数分别为dIk,此时，£=〃+〃+/,A是片的内阻；再闭合S,1的示数为小，此时

l\x

U'

核心考点-重点突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO

考点一教材原型实验

►►■例1(2020•四川绵阳二诊)用电流表和电压表测定两节干电池串联组成的电池

组的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。

(1)实验电路应该选择下图中的乙。(填“甲”或"乙”)

®-

―_h_/一

甲乙

(2)现有电压表(0~3V)、开关和导线若干，以及以下黯材;

A.电流表(0-150mA)

B.电流表(0〜1.5A)

C.滑动变阻器(0〜30Q)

D.滑动变阻器(0〜30。Q)

实验中电流表应选用B；滑动变阻器应选用C。(填相应器材前的字母)

⑶某位同学记录的6组数据如表所示，请在〃一/坐标系(如图丙)上标出6组数据的对

应点，画出〃一/图线。

序号123456

电压UN2.802.502.201.901.601.30

电流〃A0.120.320.500.680.881.06

［答案］

(4)根据⑶中所画图线可得出电池组的电动势E=3.00根98〜3.02均可)V,内阻r=

1.60(1.58〜1.62均可)

［解析］(1)干电池内肘较小，为减小实验误差，相对电池组来说，电流表应采用外接法,

应选择题图乙所示电路图。

(2)一节干电池电动势约为1.5V,两节串联干电池电动势约为3V,从表中数据可知电

2on

路中可通过的最大电流约为1A,外部电路最大电阻约为丁瓦。和23Q,电流表A量程太小,

故应选择B,滑动变阻器应选C。

(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后用直线连接尽可能多的点作出电源的

〃一/图像如图所示，注意落不到直线上的各点迹应均匀分布在直线两侧。

UN

10

00.250.500.751.00//A

(4)由闭合电路欧姆定律得£=〃+",解得。’=£-4,由。J/图像可知，图线的纵轴微

距是3.0V,则电池组的电动势为E=3.00V,内阻为r=于='0；。=1・60。。

(变式训练1)(2020•湖南岳阳模拟)某同学想测量一电源的电动势及内阻(结果均保留

两位有效数字)。

(1)他用内阻尼=100。，满偏电流4=1mA的表头G改装成量程为。〜0.5A的电流表

和0〜3.()V的电压表。则用表头G串联一个用="kQ的电阻可以改装成量程为0〜3.()V

的电压表；用表头G并联一个尼=0.20Q的电阻可以改装成量程为0〜0.5A的电流表。

(2)现有器材为一只开关、一个滑动变阻器、若干导线和改装的电流表、电压表(改装的

两表均用表头G与一个电阻串、并联来表示)，要求精确测量电源电动势及内阻，电流表测干

路电流，请在虚线框内画出实验原理电路图。

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表读数为1.5V时，电流表读数为0.30

A；电压表读数为2.0V时，电流表读数为0.20A,则电源的电动势£=3.0(3.1)V,内阻r

=4.8(5.1)Q。

［解析1本题考查电表的改装、实验器材选取与电路图、数据处理。

U3

(I)改装成量程为()〜3.()V的电压表需要串联的电阻吊=7一只=丁木7。-10()。=2.9

/gU.UU1

k。；改装成量程为0.5A的电流表需要并联的电阻人为—。。

(2)本实验可根据闭合电路欧姆定律精确测量电源电动势及内阻，电路图如图所示。

(3)若采用图I电路，由闭合电路欧姆定律得力="+/(，+大7),〃=么+以厂+大7),

HRIK1/十的

由以上两式解得£=3.0V,r=4.8若采用图2电路，由闭合电路欧姆定律得£=〃+A"

+)F,£=二+A(/+I)r,联立解得£=3.1V,7—5.1Q。

考点二实验拓展创新

2(2021•河南濮阳模拟)某同学利用1)1S,定值电阻氐、电阻箱左等实验器材

测量电池a的电动势和内组，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外

电路的总阻值E,用电压传感器测得路端电压〃，并在计算:机上显示出如图乙所示的与一)关系

图线&重复上述实验方法测量电池。的电动势和内阻，得到图乙中的图线人

(1)由图线a可知电池a的电动势区=加V,内阻Q.

⑵用此装置测得的电动势小于电动势的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)若用同一个电阻*先后与电池a及电池b连接,则两电池的输出功率〃,小王△(填”大

于”“等于”或“小于”),两电池的效率1大于(填“大于”“等于”或“小于”)。

［解析］⑴根据后=什也得%%题图乙中图线4截距为0.5厂=总，斜率

儿=0.25，\7=/,故电动势£=2.0V,内阻到=瓦・儿=0.5Q。

匕I

用+厂「1

(2)由题图甲可知，由于电压传感器的分流作用，有:=一万=+7、,不其中A表示电压传

UER\ER

感器的内阻，所以电池电动势的测量值小于真实值。

(3)在题图乙中，图像的截距为电池电动势的倒数，从图像可知a的截距人于力的截距,

故£＜反。图像的斜率表示三a的斜率大于6的斜率，而r=kE,由图线可近似得出〃的截距

约为0.2V，则电动势约为5V；斜率约为0.2A，贝!内阻约为1Q,故£＜氏，rXn,近

似作出电池a、电池方和电阻彳的4一/图线，电阻的图线与两电池的交点为电阻的工作点，

则由图可知，图中交点的电压与电流的乘积为电池的输出功率，则电池的输出功率£＜%电

池的效率〃=冬=/，由于电池a的内阻小于电池6的内阻，所以电池的效率心大于"

clK^vr

（变式训练2）（2018•江苏卷）•同学测量某干电池的电动势和内阻。

（1）如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出

图中在器材操作上存在的两个不妥之处开关未断开;电阻箱阻值为零。

⑵实验测得的电阻箱阻值〃和电流表示数I,以及计算的%（据见下表:

般Q8.07.06.05.04.0

Z/A0.150.170.190.220.26

*

6.75.95.34.53.8

根据表中数据，在图乙的方格纸上作出"一快系图像。

R/n,

［答案］

由图像可计算出该干电池的电动势为1.4(1.30〜1.44都算对)V；内阻为

都算对)Q。

(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电

压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如

图丙所示，则该干电池的电动势应为1.4V,内阻应为1.0Q。

［解析］(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实

验仪器、仪表的安全。

(2)根据闭合电路欧姆定律，得

E=KR+力

E1

即-r=E.r,

即发一^图像为直线。

描点连线后图像如图所示。

R/D,

根据图像可知r=1.2。。

图像的斜率为电动势发

在图像上取两点（0.9,0）、（6.7,8.0）

8.0-0

则Itl//FTV=L38V。

⑶根据欧姆定律，得电流表的内阻

该干电池的内阻应为/=2'—n=l.0Q

“一｝图像的斜率仍为电动势/:；

即£=1.4Vo

2年高考•1年模/

2NIANGAOKAO1NIANMONI

1.（2020•山东，14）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电

源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究.实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1Q）；

电压表V•（量程3V,内阻约3k。）；

电流表A（量程0.6A,内阻约1Q）；

滑动变阻器〃（最大阻值为20Q）；

定值电阻吊（阻值2Q）；

定值电阻由（阻值5。）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接

近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在。'一/坐标纸上描点，如图乙

所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的.主要原因是Bo(单选，填正确

答案标号)

A.电压表分流B.干电池内阻较小

C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小

(2)针对•电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验

方案，重新测量得到的数据如下表所示。

序号1234567

Z/A0.080.140.200.260.320.360.40

4/V1.351.201.050.880.730.710.52

请根据实验数据，回答以卜问题：

①图丙所示的坐标纸上己标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据

对应的坐标点并画出〃一/图像。

［答案］

UN

②根据实验数据可知，所选的定值电阻力先(填“片”或“短)。

③用笔画线代替导线，将图丁实物图线连接成完整电路。

0

定值电阻

［答案］

［解析］(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故

选B。

(2)①根据数据做出〃一/图像如图；

②由图像可知r+4定="^0=2.63Q

U.o

电源内阻小于1。，则定值电阻大于1.63Q,可知定值电阻为国;

③定值电阻与电源串联，电路如图；

2.（2020•天津，9（2））某实验小组选用以下器材测定电池的电动势和内阻，要求测量结

果尽量准确。

电压表（量程0-3V,内阻约为3kQ）

电流表（量程。〜0.6A,内阻约为1。）

滑动变阻器（0〜20Q,额定电流1A）

待测电池组（电动势约为3V,内阻约为1Q）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有•条导线连接不当，这

条导线对应的编号是机

②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片p应置于滑动变阻

器的巨端。（填“a"或者”'）

③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了

解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5。的电阻，之后该小组得到了几

组电压表读数。和对应的电流表读数/,并作出〃一/图像，如图所示。根据图像可知，电池

组的电动势为2.9V,内阻为0.80（结果均保留两位有效数字）

［解析］①由题意可知，电流表内阻与待测电池组内阻接近，因此电压表应测电路的路

端电压，故导线5一端应连接电源正极。

②要保障电路安全，开关闭合时，滑动变阻器接入电路中的电阻应最大，故闭合开关前,

滑动变阻器的滑片〃应置于滑动变阻器的a端。

③由闭合电路欧姆定律可知，E=U+Ir,可得U=E-Ir,可知电源电动势即图线纵截距

99

2.9V；电源内阻为图线斜率A的绝对值减去串联电阻阻值(5Q),即r=A|-5Q

I.oU

5。=0.80Q。

3.(2020•浙江7月选考，18)某同学分别用图1甲和乙的电路测量同一节干电池的电动

势和内阻。

(1)在方框中画出图乙的电路图:

图1

［答案］

电路图

⑵某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流7=0.39-0.41A,电压U=

1.29〜1.31V;

图2

(3)实验得到如图3所示的两条直线，图中直线I对应电路是图乙(选填“甲”或“乙”);

图3

(4)该电池的电动势£=1.51〜1.54V(保留三位有效数字)，内阻r=0.52-0.54。(保

留两位有效数字)。

［解析］(1)电路图如图

电路图

(2)电流表的量程为0〜0.6A,读数为0.40A；电压表量程为。〜3V,读数应为L30V。

(3)根据题FI已知条件，题图1甲的电路图如图所示，〃一/图线斜率的绝对值应该代表电

池内阻和电流表内阻之和。而题图1乙所表示的〃一/图线斜率的绝对值代表电池内阻，因此

斜率绝对值较大的图线对应的电路应该是题图1甲，即直线I对应电路是题图1乙。

⑷对题图1乙，根据闭合电路欧姆定律可知U=E—Ir,图线与纵轴的交点代表电池电动

势,即£=1.52V,斜率绝对值代表电池内阻，即"。・53°。

实验十三练习使用多用电表

实验知识-自主回顾

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

一、实验目的

1.了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。

2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。

3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。

二、实验原理

欧姆表的外部构造如图甲，内部结构如图乙所示。G是内阻为凡、满偏电流为4的电流表

(表头)，4是可变电阻，也叫调零电阻，电池的电动势是£内电阻是入欧姆表的原理是因

合电路欧姆定律。

红、黑表笔接触时，相当于被测电阻凡=5调节4使电流达到满偏，此时满足关系人=

小".这一过程叫欧姆调零，所以电流满刻度处是电阻挡的零点。

红、黑表笔不接触时，相当于被测电阻£=8,此时电流为零，所以电流的零刻度位置

是电阻挡的8