實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線

1、實驗七測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)一、螺旋測微器1構造：如圖1所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋鈕D、微調旋鈕D和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上。圖12原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉一周，F(xiàn)前進或后退0.5 mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01 mm。即螺旋測微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。3讀數(shù)：測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(mm)固定刻度數(shù)

2、(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。溫馨提示螺旋測微器需要估讀最后一位數(shù)字為估計數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估計位為有效數(shù)字的最后一位。例如如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。圖2二、游標卡尺1構造：如圖3所示，主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。圖32用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑。3原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。不管游標尺上有多少個小

3、等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可準確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結果表達為(xK×精確度)mm。 三、測定金屬的電阻率注意事項1先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑時應在金屬絲連入電路之前測量。2電流表外接法：本

4、實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。3電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導致電阻率在實驗過程中變大。誤差分析熱點一測量儀器、儀表的讀數(shù)【例1】(2014·海南卷，11)現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)如圖4a和b所示。圖4(1)由上圖讀得圓柱體的直徑為_cm，長度為_cm。(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別為D、L，測得D、L、I、U表示的電阻率的關系式為_。解析(1

5、)螺旋測微器的讀數(shù)為1.5 mm34.4×0.01 mm1.844 mm(1.8421.846范圍內的均可)；游標卡尺的讀數(shù)為42 mm8×0.05 mm42.40 mm4.240 cm；(2)圓柱體的橫截面積為S2，由電阻定律R和歐姆定律R可知，。答案(1)0.184 44.240(2)游標卡尺的讀數(shù)技巧游標卡尺的讀數(shù)方法：“三看”(1)第一看精確度例如(如圖5所示)圖5易錯讀成11 mm4×0.1 mm11.40 mm正確的應為11.4 mm，游標卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。例如(如圖6所示)圖6易錯讀成10 mm12×0.05

6、mm10.6 mm，正確的應為10.60 mm。(2)第二看游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標尺最前端例如(如圖7所示)圖7易錯讀成11 mm10×0.05 mm11.50 mm正確讀數(shù)為14 mm10×0.05 mm14.50 mm(3)第三看游標尺的哪條(第N條)刻度線與主尺上的刻度線對齊【變式訓練】1(1)如圖8所示的兩把游標卡尺，它們的游標尺從左到右分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分，它們的讀數(shù)依次_mm，_mm。(2)使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖9所示，則甲、乙金屬絲的直徑分別為_mm，_mm。圖8圖9解析(1)圖8甲讀數(shù)：整毫米是

7、17，不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm0.7 mm，最后結果是17 mm0.7 mm17.7 mm。乙圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm0.85 mm，最后結果是23 mm0.85 mm23.85 mm。(2)對圖9甲：甲固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。對圖乙：乙金屬絲的直徑為4.8×0.01 mm0.048 mm。答案(1)17.723.85(2)2.1500.048熱點二考查電阻率的測量及實物連線【例2】(2014·

8、;山東卷，22)實驗室購買了一捆標稱長度為100 m的銅導線，某同學想通過實驗測定其實際長度。該同學首先測得導線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.7×108 ·m，再利用圖10甲所示電路測出銅導線的電阻Rx，從而確定導線的實際長度。圖10可供使用的器材有：電流表：量程0.6 A，內阻約0.2 ； 電壓表：量程3 V，內阻約9 k；滑動變阻器R1：最大阻值5 ； 滑動變阻器R2：最大阻值20 ；定值電阻：R03 ；電源：電動勢6 V，內阻可不計；開關、導線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中滑動變阻器應選_(填“R1”或“R2”)，閉合開關S前應將滑片移至_端(填“a

9、”或“b”)。(2)在實物圖11中，已正確連接了部分導線，請根據(jù)圖10甲電路完成剩余部分的連接。圖11(3)調節(jié)滑動變阻器，當電流表的讀數(shù)為0.50 A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_ V。(4)導線實際長度為_ m(保留2位有效數(shù)字)。解析(1)由(3)中電流表的讀數(shù)為0.50 A時，電壓表的讀數(shù)為2.30 V可知，Rx和R0的總阻值約為4.60歐姆，若選用滑動變阻器R1，電源電壓為6伏特，電流表的量程只有0.6 A，會把電流表燒壞，故滑動變阻器應該選R2。閉合開關前應將滑片移至a端保證連入電阻最大。(2)見答案圖。(3)由于電壓表量程03 V，分度值為0.1 V，故讀數(shù)為2.30 V。(

10、4)Rx的阻值為1.60歐姆，由R可知，l m94 m。答案(1)R2a(2)如圖所示(3)2.30(2.29、2.31均正確)(4)94(93、95均正確)儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素：各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)(2)考慮讀數(shù)誤差因素：一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的，以減小讀數(shù)誤差。(3)儀器選擇的一般步驟：首先選擇唯一性的器材；粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉但不超過其量程的情況下，結合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材?！咀兪接柧殹?/p>

11、2(2014·江蘇卷，10)某同學通過實驗測量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數(shù)前應先旋緊圖12所示的部件_(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_mm。圖12圖13(2)圖13所示是測量合金絲電阻的電路，相關器材的規(guī)格已在圖中標出。合上開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中_(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了_(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后，調節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.2

12、3 V和38 mA，由此，該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 。為了更準確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應作怎樣的改進？ 請寫出兩條建議。解析(1)讀數(shù)前應先旋緊B防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉動。螺旋測微器讀數(shù)041.0×0.01 mm0.410 mm。(2)7、9之間發(fā)生斷路，則內阻較大的電壓表和內阻較小的電流表一起串聯(lián)于電路中，此時改變阻值較小的滑動變阻器阻值時，對電壓表和電流表的示數(shù)影響很小，符合題述現(xiàn)象，同時滿足兩表讀數(shù)。(3)因為Rx58.7 >30 ，所以應選用電流表內接法。為了減小偶然誤差可測量多組電流和電壓值，計算電阻的平均值。或測

13、量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值。答案(1)B0.410(2)7、9斷路(3)電流表改為內接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值。(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)熱點三拓展創(chuàng)新實驗電阻測量的五種方法1伏安法電路圖特點：大內小外(內接法測量值偏大，測大電阻時應用內接法測量)2安安法若電流表內阻已知，則可將其當做電流表、電壓表以及定值電阻來使用。(1)如圖14甲所示，當兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知的內阻R1，則可測得的內阻R2。(2)如圖乙所示，當兩電表的滿偏電壓UA2UA1時，串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的電阻R2。圖143伏伏法若電壓表內阻已知，則可將其當

14、做電流表、電壓表和定值電阻來使用。(1)如圖15甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內阻R1，則可測出的內阻R2R1。(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1IV2時，并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內阻R2。圖154半偏法測電流表內阻電路圖如圖16所示步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調節(jié)R0，使表滿偏為I0；(2)保持R0不變，閉合S2，調節(jié)R，使表讀數(shù)為；(3)由上可得RAR。圖165.等效替代法圖17如圖17所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于

15、待測電阻的阻值?！纠?】 2014·四川卷，8(2)圖18是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護電阻(10 )，R1是電阻箱(099.9 )，R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動勢10 V，內阻很小)。在保證安全和滿足要求的情況下，使測量范圍盡可能大。實驗具體步驟如下：圖18(1)連接好電路，將滑動變阻器R調到最大；(2)閉合S，從最大值開始調節(jié)電阻箱R1，先調R1為適當值，再調節(jié)滑動變阻器R，使A1示數(shù)為I10.15 A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2；(3)重復步驟(2)，再測量6組R1和I2值；(4)將實驗測得的7組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點。

16、根據(jù)實驗回答以下問題：現(xiàn)有四只供選用的電流表：A電流表(03 mA，內阻為2.0 )B電流表(03 mA，內阻未知)C電流表(00.3 A，內阻為5.0 )D電流表(00.3 A，內阻未知)A1應選用_，A2應選用_。測得一組R1和I2值后，調整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I10.15 A，應讓滑動變阻器R接入電路的阻值_(選填“不變”、“變大”或“變小”)。在坐標紙上畫出R1與I2的關系圖。圖19根據(jù)以上實驗得出Rx_。解析根據(jù)題意I10.15 A，圖象中I2能達到0.25 A，所以電流表應選C和D。又因I2(Rxr2)I1(R0R1r1)，即R1I2(R0r1)，要求Rx需r2已

17、知，所以A2應選C，A1應選D。R1的阻值變小，要使A1的示數(shù)不變，需并聯(lián)部分的電壓變小，所以滑動變阻器的電阻要變大。圖線如答案圖所示。由圖線可求斜率k240 /A，又因k，所以Rx31 。答案DC變大關系圖線如圖31【變式訓練】3為了測量一微安表頭A的內阻，某同學設計了如圖20所示的電路。圖中A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀單擲開關，E是電池。完成下列實驗步驟中的填空：圖20(1)當將S撥向接點1時，接通S1，調節(jié)_，使待測微安表頭指針偏轉到適當位置，記下此時_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調節(jié)_，使_，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多

18、次重復上述過程，計算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內阻的測量值。解析本題方法為等效替代法。當S接1與接2時通過電路的電流I相同時，待測微安表頭的內阻與RN的電阻相同。答案(1)R0標準電流表(或A0)(2)RN標準電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值1完成下列讀數(shù)a_mmb_mmc_mmd_mme_mm。答案a0.482b0.532c4.078d5.666e11.142某同學為了測量電流表A1內阻的精確值，提供如下器材：電流表A1(量程300 mA，內阻約為5 )；電流表A2(量程600 mA，內阻約為1 )；電流表V(量程15 V，內阻約為3 k)；滑動變阻器R1(010 ，額定電流為

19、1 A)；滑動變阻器R2(0250 ，額定電流為0.01 A)；電源E(電動勢3 V，內阻較小)；定值定阻R0(5 )；導線、開關若干。(1)要求待測電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能減小誤差。以上給定的器材中滑動變阻器應選_。請在下面的虛線框內畫出測量用的電路原理圖，并在圖中標出所選儀器的代號。(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A1的內阻r1，則r1的表達式為r1_。(3)上式中各符號的物理意義是_。解析(1)要求待測電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，應該設計成分壓電路，滑動變阻器應選阻值為010 的R1。電路原理圖如圖所示。(2)由I1r1(I2I1)R0

20、可得電流表A1的內阻r1的表達式為r1R0。(3)r1R0中I2、I1分別為某次實驗時電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值。答案(1)R1電路原理圖見解析(2)R0(3)I2、I1分別為某次實驗時電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值32014·安徽卷，21(2)改編為了更準確地測量某電壓表的內阻RV(RV約為3.0×103 )，該同學設計了圖21所示的電路圖，實驗步驟如下：圖21A斷開開關S，按圖21連接好電路；B把滑動變阻器R的滑片P滑到b端；C將電阻箱R0的阻值調到零；D閉合開關S；E移動滑動變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3 V位置；F保持滑

21、動變阻器R的滑片P位置不變，調節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5 V位置，讀出此時電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內阻RV的測量值； G斷開開關S。實驗中可供選擇的實驗器材有：a待測電壓表b滑動變阻器：最大阻值2 000 c滑動變阻器：最大阻值10 d電阻箱：最大阻值9 999.9 ，阻值最小改變量為0.1 e電阻箱：最大阻值999.9 ，阻值最小改變量為0.1 f電池組：電動勢約6 V，內阻可忽略g開關、導線若干按照這位同學設計的實驗方法，回答下列問題：(1)要使測量更精確，除了選用電池組、導線、開關和待測電壓表外，還應從提供的滑動變阻器中選用_(填“b”或“c”)，電阻箱中選用_(填

22、“d”或“e”)。(2)電壓表內阻RV的測量值R測和真實值R真相比，R測_R真(填“”或“”)；若RV越大，則越_(填“大”或“小”)。解析(1)滑動變阻器選擇分壓式接法，故選擇阻值較小的，c可用；電壓表半偏時，所串聯(lián)變阻箱電阻約為3 000 ，故變阻箱選擇d。(2)由閉合電路歐姆定律可知，隨著電阻箱的阻值變大，電源兩端的路端電壓隨之變大，當電阻箱調至使電壓表半偏時，此時電壓表與變阻箱兩端的總電壓比變阻箱阻值為0時要大，故此時變阻箱的實際分壓是大于電壓表的，故有R測>R真，外電阻越大，干路電流越小，當外電阻變化時，路端電壓的變化量越小，故測量誤差也越小。答案(1)cd(2)>小4(

23、2014·浙江卷，22)小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣，于是用伏安法測量其電阻值。圖22圖23(1)圖22是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖22中畫出。(2)小明用電流表內接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到UI圖上，如圖23所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用_(填“”或“×”)表示的。(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點，在圖23上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_ 。解析(1)電壓表直接測鉛筆兩端電壓，由圖象可知電壓從0開始，所以滑動變阻器接分壓式，如答案圖。(2)因電流表外接法在電壓一定的條件下，測得

24、的電流偏大，其待測阻值偏小，由圖知得到的數(shù)據(jù)點是用“×”表示的。(3)用“×”連線如圖所示，這條直線的斜率k1.2 。答案(1)(2)“×”(3)1.11.3實驗八描繪小電珠的伏安特性曲線注意事項1電流表外接法：本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。2滑動變阻器應采用分壓式連接本實驗要作出U­I圖線，要求測出一組包括零在內的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮

25、大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值。2測量時讀數(shù)帶來誤差。3在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。熱點一對電路的連接和實驗數(shù)據(jù)處理的考查【例1】某同學用圖1甲所示的電路測繪額定電壓為3.0 V的小燈泡IU圖線，并研究小燈泡的實際功率與所加電壓的關系。圖1(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物圖連成完整的實驗電路。(2)開關S閉合之前，圖甲中滑動變阻器R的滑片應置于_(填“a端”、“b端”或“ab的正中間”)。(3)圖2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡的IU圖線如圖2所示，由此可確定小燈泡在電壓為2.5 V時的實際功率為_(保留三位有效數(shù)字)。(4)

26、已知小燈泡燈絲在27 時的電阻是1.5 ，并且其阻值與燈絲溫度的關系為Rk(273t )，k為比例常數(shù)，根據(jù)IU圖線，估算該燈泡以額定功率工作時燈絲溫度約為_。解析(1)根據(jù)電路圖，可得實物圖的連線如圖所示。(2)開關S閉合之前，應使小燈泡兩端的電壓最小，故滑動變阻器R的滑片應置于a端。(3)由小燈泡的IU圖線可知，當電壓為2.5 V時，通過小燈泡的電流約為0.39 A，故小燈泡的實際功率PUI2.5×0.39 W0.975 W。(4)由小燈泡的IU圖線可知，當小燈泡正常工作時，電壓U03.0 V，電流I00.42 A，燈絲的電阻R0 7.14 ，則有1.5k(27327 )，7.1

27、4k(273t )，解得t1 155 。答案(1)見解析圖(2)a端(3)0.975 W(4)1 155實物連線的原則1先串后并，接線到柱，注意量程和正負。2對限流電路，用筆畫線代替導線，從電源正極開始，把電源、開關、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱和量程，滑動變阻器應調到阻值最大處)。3對分壓電路，應該先把電源、開關和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據(jù)“伏安法”部分電表正負接線柱的情況，將“伏安法”部分接入該兩點間。【變式訓練】1有一只標值為“2.5 V，x W”的

28、小燈泡，其額定功率的標值已模糊不清。某同學想通過測繪燈絲伏安特性曲線的方法來測出該燈泡的額定功率。(1)已知小燈泡的燈絲電阻約為5 ，請先在圖3甲中補全伏安法測量燈絲電阻的電路圖，再選擇電流表、電壓表的合適量程，并按圖甲連接方式將圖乙中的實物連成完整的電路。圖3(2)開關S閉合之前，將圖乙中滑動變阻器的滑片應置于_。(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)(3)該同學通過實驗作出了燈絲的伏安特性曲線如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_W。解析(1)小燈泡電阻較小，所以，電流表外接，電路圖及實物圖見答案；(2)開關S閉合前，被測電路兩端電壓應最小，滑片應置于B端；(3)由圖丙知，燈泡兩端額定電壓

29、為2.5 V時，電流為I0.44 A，所以燈泡的額定功率PUI2.5×0.44 W1.1 W。答案(1)如圖甲所示實物連線如圖乙所示(注：任何一個地方錯誤均不可)(2)B端(3)1.1熱點二拓展創(chuàng)新實驗探究高考命題視角以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點。視角1以實驗原理及實驗方法為基礎，探究小燈泡功率與電壓的關系。視角2圖象法處理數(shù)據(jù)及實物連線視角3實驗儀器的選擇及控制電路的選擇視角4數(shù)據(jù)處理方式的改進采用“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理。【例2】(2013·江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功

30、率P和電壓U的關系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用PUI得到電功率。實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V，1.8 W”，電源為12 V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10 。(1)準備使用的實物電路如圖4所示。請將滑動變阻器接入電路的正確位置。(用筆畫線代替導線)圖4(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電阻R1應選_的定值電阻。(3)測量結束后，應先斷開開關，拆除_兩端的導線，再拆除其他導線，最后整理好器材。(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點在坐標紙上，并作出了一條直線，如圖5所示。請指出圖象中不恰當?shù)牡胤?。圖5解析(1)從PU2圖象上描出的點可知，小燈泡兩端的電壓從0開始

31、逐漸增大，故滑動變阻器采用分壓電路。根據(jù)PIU知，通過小燈泡的最大電流I0.6 A，故電流表選00.6 A的量程。實物電路如答案中圖所示。(2)由小燈泡規(guī)格可知，小燈泡允許通過的最大電流為0.6 A，故要求接入R1后，電路中的總電流要不小于0.6 A，根據(jù)I得總電阻R 20 ，故R1應選10 的定值電阻。(3)為了實驗儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關后，先拆除電池兩端的導線，再拆除其他導線。(4)從坐標紙上所描點可以看出這些點不近似在一條直線上，應為曲線，小明作出了一條直線不合適。作圖時應使這些點占據(jù)整個坐標紙，而小明的橫坐標只用了一半，所以小明橫坐標的標度選擇不

32、合適。答案(1)如圖所示(2)10(3)電池(4)圖線不應畫為直線，橫坐標的標度選擇不合適?！咀兪接柧殹?(2014·北京海淀區(qū)期末試題)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，所用小燈泡標有“3.8 V,0.3 A”字樣，并提供有以下器材：A電壓表V(05 V，內阻約5 k)B電流表A1(050 mA，內阻約2 )C電流表A2(0500 mA，內阻約1 )D滑動變阻器R1(010 ) E滑動變阻器R2(02 k)F直流電源E(電動勢4.5 V ，內阻不計)G開關S及導線若干(1)為了提高測量的準確度和調節(jié)方便：實驗中應選用電流表_，滑動變阻器_。(填寫器材代號)請在下面的虛線框內畫

33、出實驗電路圖。圖6(2)由正確實驗操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖6甲所示。在另一實驗中將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中，電路中電源電壓U(U3.8 V)恒定，在tt0時刻閉合開關S。由電流傳感器記錄的電流隨時間變化的圖象(it)可能是下圖中的_(填“A”、“B”或“C”)圖。解析(1)小燈泡的額定電流是0.3 A，所以電流表應該選擇C；本實驗滑動變阻器采用分壓接法，所以滑動變阻器應該選擇總阻值較小的，選D。(2)滑動變阻器用分壓接法，小燈泡電阻很小，電流表應該用外接法。實驗電路圖見解析圖。(3)閉合開關之后才有電流，小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，所以電流會變小，選項C正確

34、。答案(1)CD如圖所示(2)C1(2014·遼寧五校聯(lián)考)從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑?，測量小電珠的伏安特性曲線，得到如圖7所示IU圖線。器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程00.6 A，內阻1 電流表(A2)量程03 A，內阻1 電壓表(V1)量程03 V，內阻約2 k電壓表(V2)量程015 V，內阻約10 k滑動變阻器(R0)阻值025 電池(E)電動勢6 V，內阻不計開關(S)，導線若干(1)圖7在如圖7所示的IU圖線中，A到B過程中小電珠電阻改變了_。(2)測量電路中電流表應選用_(填代號)，電壓表應選用_(填代號)，電流表應采用_(選填“內”或“外”)接法。(3)圖8在圖8

35、所示虛線框中用筆補畫完整實驗電路圖，要求變阻器滑片右移時，小電珠兩端電壓變大。解析(1)先分別通過AO和BO連線的斜率，求出A、B兩點對應電阻為30 和40 ，則A到B過程中小電珠電阻改變了40 30 10 。(2)由圖象測量的最大數(shù)值可知，電流表應選小量程0.6 A，即A1，電壓表應選較大量程15 V，即V2。由于100 40 ，故應采用電流表外接法。(3)電表讀數(shù)從0開始，故變阻器應采用分壓式接法，如圖所示。答案(1)10(2)A1V2外(3)見解析圖 2某同學查閱資料發(fā)現(xiàn)鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而變小。在實驗中，他取一段長為16 cm的鉛筆芯，用多用電表測量其電阻大約為4 。該同學要較精

36、確地測量鉛筆芯的電阻，現(xiàn)有下列器材可供選擇：A電源3 V(內阻不計)B電流表03 A(內阻0.1 )C電流表0600 mA(內阻0.5 )D電壓表03 V(內阻3 k)E電壓表015 V(內阻200 k)F滑動變阻器(010 ，1 A)G滑動變阻器(01 k，300 mA)(1)除開關、導線外，實驗中要求能夠在電壓表上從零開始讀取若干組數(shù)據(jù)，需要選用的器材有：_(填寫字母代號)；(2)用筆畫線代替導線，在實物圖9中連接實驗電路；圖9(3)該同學記錄了實驗數(shù)據(jù)，并畫出了該鉛筆芯的伏安特性曲線，證實了鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而減小，則該鉛筆芯的伏安特性曲線為下圖中的_。解析(1)因電源電動勢E3

37、V，所以選擇量程為03 V的電壓表D；根據(jù)歐姆定律算出最大電流為0.75 A，所以選擇量程為0600 mA的電流表C；滑動變阻器采用分壓式接法，阻值較小的方便調節(jié)，因此選擇滑動變阻器F。(2)電壓要求從0開始調節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法；待測鉛筆芯阻值較小，電流表采用外接法。應先畫出電路圖(如圖甲)，然后再連接實物圖(如圖乙)。(3)由鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而減小知應選C。答案(1)ACDF(2)實物連接如解析圖所示(3)C實驗九測定電源的電動勢和內阻注意事項1可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。2電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池

38、在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3 A，短時間放電不宜超過0.5 A。因此，實驗中不要將I調得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3計算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再求平均值。4合理選擇標度：為使圖線分布空間大，如圖2所示，縱坐標可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，電源的內阻不能用r確定，應根據(jù)r確定。圖2誤差分析用圖象法求E和r時作圖不準確。由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。本實驗中測

39、量結果是：E測<E真，r測<r真。熱點一伏安法測電源電動勢和內阻【例1】(2014·北京卷，21)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻。要求盡量減小實驗誤差。(1)應該選擇的實驗電路是圖3中的_(選填“甲”或“乙”)。圖3(2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關和導線若干，以及以下器材：A電壓表(015 V) B電壓表(03 V)C滑動變阻器(050 ) D滑動變阻器(0500 )實驗中電壓表應選用_；滑動變阻器應選用_。(選填相應器材前的字母)(3) 某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應點已經(jīng)標在圖4的坐標紙上，請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應點，并畫

40、出UI圖線。序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖4(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E_V，內電阻r_。(5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。下圖的各示意圖中正確反映PU關系的是_。解析(1)干電池內電阻較小，遠小于電壓表內阻，選用甲電路時電源內電阻的測量值相對誤差小。(2)一節(jié)干電池的電動勢只有1.5 V左右，故電壓表應選用量程較小的B，干電池的內電阻一般只有零點幾歐或幾歐，為調節(jié)方便，滑動變阻器應選用總阻值與之相差較小的

41、C。(3)作圖過程略，圖見答案。(4)由UEIr知UI圖線在U軸上的截距表示E、斜率的絕對值表示r，由圖線可得E1.50 V，r0.83 。(5)由PIU×U(UEU2)可知，PU圖線是一條開口向下的拋物線，故選C。答案(1)甲(2)BC(3)如下圖(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C【變式訓練】1(2014·海淀區(qū)期末試題)在測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，實驗室備有下列器材選用A干電池(電動勢E約1.5 V、內電阻r約1.0 )B電流表G(滿偏電流2.0 mA、內阻Rg10 )C電流表A(量程00.6 A、內阻約0.5 )D滑動

42、變阻器R(020 ，10 A)E定值電阻R0(限值990 )F開關和導線若干(1)一組同學設計的實驗電路如圖5甲所示，并利用以上器材正確連接好電路，進行了實驗測量。根據(jù)他們的實驗設計，完成下列問題：閉合開關S，移動滑動變阻器的滑動端P至某一位置，記錄電流表G的示數(shù)I1和電流表A的示數(shù)I2。多次改變滑動端P的位置，得到多組數(shù)據(jù)。在圖乙所示的坐標紙上建立I1、I2坐標系，并已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點。還有一組數(shù)據(jù)如圖丙中的電表所示，請將此組數(shù)據(jù)的對應點標在圖乙的坐標系中，并依據(jù)所標各點在圖中描繪出I1I2圖線。圖5利用所畫圖線求得電源的電動勢E_V，電源的內電阻r_。(結果要求保留兩位小數(shù)

43、)(2)圖6另一組同學采用滑動變阻器和一個多用電表來測定電池的電動勢和內阻。實驗原理如圖6所示。當變阻器為某一阻值時，用多用電表的直流電壓擋測出變阻器兩端的電壓U，再卸去變阻器一個接線柱的導線，把多用電表串聯(lián)在電路中，用直流電流擋測出通過變阻器的電流I。隨后改變變阻器的電阻，重復上述操作，獲得多組U、I數(shù)據(jù)，并計算得出實驗結果。這個實驗方案在測量原理上的主要缺點是_。解析(1)根據(jù)所描的點連線，讓直線通過盡可能多的點，偏離較大的點舍去；圖線與縱軸的截距乘1 000是電動勢，是1.48 V；圖線斜率的絕對值乘1 000是內阻，內阻約為0.59 。(2)電流表和電壓表也有內阻，將路端電壓和電流分兩

44、次測量，改變了電路。答案(1)如圖所示1.48±0.010.59±0.02(2)將路端電壓和電流分兩次測量(說明：表達出測量的電流、電壓不是同一狀態(tài)即可)熱點二測定電源電動勢和內阻的其他方法探究高考命題視角以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設計性等特點。視角1實驗方法、方案的選擇根據(jù)題目所給儀器確定實驗方案(伏安法、安阻法、伏阻法等)。安阻法伏阻法R·縱軸截距為，斜率為縱軸截距為，斜率為視角2實驗器材的靈活選用如：定值電阻可以作為保護電阻定值電阻可以當電壓表使用定值電阻可以當電流表使用電壓表可以當小量

45、程的電流表使用【例2】(2014·新課標全國卷，23)利用如圖7所示電路，可以測量電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 )，電阻R0(阻值為3.0 )，電阻R1(阻值為3.0 )，電流表(量程為200 mA，內阻為RA6.0 )，開關S。圖7實驗步驟如下：將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應的阻值R；以為縱坐標，R為橫坐標，作R圖線(用直線擬合); 求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則與R的關系式為_。(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示，其中

46、電阻R3.0 時電流表的示數(shù)如圖8所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：_，_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0圖8圖9(3)在圖9的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k_ A1·1，截距b_A1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E_V，內阻r_。解析(1)由閉合電路歐姆定律有EIRA(RR0r)，整理得RRA(rR0)，代入數(shù)據(jù)得R(5.0r)。(2)由題意知該電流表的最小分度為2 mA，由題圖8可得讀數(shù)為110 mA，考慮到表格內各組數(shù)據(jù)的單

47、位及有效數(shù)字位數(shù)，故結果應為0.110 A。9.09 A1。(3)描點作圖如圖所示，由圖線可得k A1·11.0 A11，b6.0 A1。(4)由R(5.0r)可知k，b(5.0r)，將k1.0 A11、b6.0 A1代入可得E3.0 V，r1.0 。答案(1)RRA(rR0)或R(5.0r)(2)0.1109.09(3)圖見解析1.0(在0.961.04之間均對)6.0(在5.96.1之間均對)(4)3.0(在2.73.3之間均對)1.0(在0.61.4之間均對)【變式訓練】2.某同學用如圖10所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內阻r，R為電阻箱。干電池的工作電流

48、不宜超過0.5 A。實驗室提供的器材如下：電壓表(量程03 V，內阻約3 k)；電阻箱(阻值范圍0999.9 )；開關、導線若干。圖10(1)請根據(jù)圖10的電路圖在圖11中畫出連線，將器材連接成實驗電路。(2)實驗時，改變電阻箱R的值，記錄電壓表的示數(shù)U，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。圖11根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖12所示的圖線。由圖象得出電池組的電動勢E_V，內阻r_。圖12(3)關于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是()A電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B該同學讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C本實驗用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D如果將電壓表的內阻計算在內就可以

49、減小系統(tǒng)誤差解析根據(jù)閉合電路歐姆定律得EU，變換為·，結合圖象可得圖線斜率2.125，圖線在縱軸上截距0.35，解得電動勢E2.86 V，內阻r6.07 。電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，選項A錯誤；該同學讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤。答案(1)如下圖所示(2)2.86(2.852.87均可)607(6.066.08均可)(3)CD1(2014·高考沖刺卷一)某實驗小組利用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內阻(1)請在虛線框中畫出實驗的電路圖。(2)實驗的主要步驟如下：檢查并調節(jié)電壓表指針指零，將開關S斷開，按照電路圖連線。調節(jié)電阻箱R的阻值至_。

50、將開關S閉合，逐漸調節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉，記下此時電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U。圖13改變電阻箱的阻值，測出幾組U及R的數(shù)據(jù)，作出的圖線如圖13所示(單位為國際單位制單位)。(3)由作出的圖線可求得電動勢E_V，內阻r_。(結果保留兩位有效數(shù)字)解析(2)為了保護電路，電阻箱的阻值應調為最大值。(3)由閉合電路歐姆定律EUr，得到·，由圖象在縱軸上截距的絕對值得內阻r1.0 ，由圖象斜率可得電動勢E3.3 V。答案(1)如圖所示(2)最大值(3)3.31.0 2.圖14用圖14所示的電路測定一種特殊電池的電動勢和內阻，它的電動勢E約為8 V，內阻r約為30 ，已知

51、該電池允許輸出的最大電流為40 mA。為防止調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用了一個定值電阻充當保護電阻，除待測電池外，可供使用的實驗器材還有：A電流表A(量程為0.05 A、內阻約為0.2 )B電壓表V(量程為6 V、內阻為20 k)C定值電阻R1(阻值為100 、額定功率為1 W)D定值電阻R2(阻值為200 、額定功率為1 W)E滑動變阻器R3(阻值范圍為010 、額定電流為2 A)F滑動變阻器R4(阻值范圍為0750 、額定電流為1 A)G導線和單刀單擲開關若干(1)為了電路安全及便于操作，定值電阻應該選_；滑動變阻器應該選_。(填寫器材名稱)(2)接入符合要求的用電器后，閉合開關S，

52、調滑動變阻器的阻值，讀取電壓表和電流表的示數(shù)。取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖15所示的圖線。根據(jù)圖線得出該電池的電動勢E為_V，內阻r為_。(結果保留兩位有效數(shù)字)圖15(3)若所給的電壓表已被損壞，其他器材均可使用。重新選擇器材，設計電路測定該電池的電動勢和內阻。請在虛線框中畫出設計的電路圖并在上面標明選定器材的名稱。解析(1)電壓表量程為6 V，電池允許輸出的最大電流為40 mA，故滑動變阻器接入電路電阻必大于150 ，所以滑動變阻器應選R4，保護電阻至少要分壓2 V，當電壓表示數(shù)為零時，保護電阻要分壓8 V，所以保護電阻應選阻值為200 的R2。(2)圖線縱軸截距為電池電動勢，可得E7.8 V。圖線的斜率kR2r 229 ，得r29 。(3)電壓表損壞，至少要測量2次，根據(jù)所提供器材，可以考慮用2個單刀單擲開關改變電路總