高考物理一輪總復習-恒定電流-第50講-實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線課件

第50講實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線測定金屬的電阻率自主·夯實基礎(chǔ)自主預習輕松過關(guān)

名師點金

在高考電學實驗中，電阻測量出現(xiàn)的頻率最高.本講兩實驗都以伏安法測電阻為核心，同學們在學習電阻測量的方法時，應先研究掌握好伏安法中器材的選擇、電路的連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析，在此基礎(chǔ)上再進行拓展創(chuàng)新，去探究一些新的測量電阻的方法.

知識梳理

（一）描繪小燈泡的伏安特性曲線

一、實驗目的描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律.

二、實驗原理

1.用電流表測出通過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值，在U-I坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來，就可得到小燈泡的伏安特性曲線.2.小燈泡（3.8V，0.3A）的電阻很小，當它與電流表（量程為0.6A）串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大，故為了準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，即測出U、I的值，電流表應采用外接法；為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動變阻器應采用分壓式接法.

三、實驗器材

小燈泡（3.8V，0.3A）或（9V，0.7A）一只，電壓表（0~3V~15V）、電流表（0~0.6A~3A）各一只，滑動變阻器一只，學生低壓直流電源（或電池組）、開關(guān)一只、導線若干、坐標紙、鉛筆.

四、實驗步驟

圖50-1

1.連接電路將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導線連接成如圖50-1所示的電路.

2.測出小燈泡在不同電壓下的電流

（1）閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應移到最左端，以使開關(guān)閉合時燈泡兩端的電壓能從零開始變化.同時，這樣做也可防止開關(guān)剛閉合時燈泡兩端的電壓過大而燒壞燈絲.

（2）改變滑動變阻器滑片的位置，測出14組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.

3.畫出伏安特性曲線

（1）在坐標紙上以U為橫軸、I為縱軸建立坐標系.

（2）在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點.（坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜）

（3）將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線.

4.拆除電路，整理儀器

五、實驗注意事項

1.由于小燈泡的電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法.

2.因本實驗要作出I-U圖線，要求測出電壓從零變化至U額的多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器要采用分壓式接法.

3.開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應移到圖51-1中的A端，調(diào)節(jié)滑片時要注意電壓不能超過小燈泡的額定值.

4.實驗中各組讀數(shù)要選擇均勻，間隔大致相等，作圖時兩坐標軸的標度要適當，使圖線不會偏向一邊或過小或過大.

5.畫I-U曲線時，不能畫成折線，而應畫成平滑的曲線，偏差較大的點應舍棄.

（二）測定金屬的電阻率

一、實驗目的

1.掌握電流表、電壓表的使用原理及讀數(shù)方法，滑動變阻器在電路中的兩種連接方法.

2.練習使用螺旋測微器.

3.測定金屬的電阻率.

二、實驗原理

由電阻定律可知，金屬的電阻率.因此測出金屬導線的長度l和它的直徑d，計算出導線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導線的電阻R，即可算出金屬導線的電阻率.

三、實驗器材

被測金屬導線、刻度尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、直流電源、滑動變阻器、開關(guān)及導線若干.

四、實驗步驟

1.用螺旋測微器在被測金屬導線的三個不同位置各測一次直徑，求出d的平均值.

2.按圖50-2所示的電路圖連接好電路.

圖50-2

3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度L.

4.把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路的阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表和電壓表的示數(shù)I和U的值，記錄在下表中.斷開S，求出電阻R的平均值.

5.將測得的R、L、d的值代入電阻率的計算公式，計算出金屬導線的電阻率.6.拆除實驗線路，整理器材.

五、實驗注意事項

1.用螺旋測微器測金屬導線的直徑應在三個不同的位置各測一次，求其平均值；用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，應反復測量三次，求其平均值.2.本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此采用電流表外接法.3.用伏安法測電阻時，通過金屬導線的電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗中逐漸增大.

4.無論滑動變阻器采用限流接法還是分壓接法，可根據(jù)實驗要求或提供的器材規(guī)格進行選擇.

5.為了準確地求出電阻R的平均值，可采用U-I圖象法求出其阻值.

六、誤差分析

1.測量電路中電流表和電壓表對電阻測量的影響.由于本實驗采用電流表外接法，所以R測＜R真，由，所以ρ測＜ρ真.

2.通電電流過大、時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化.

3.另外直徑測量、長度測量、讀數(shù)等人為因素也是誤差的來源之一.創(chuàng)新·方法探究

提煉方法展示技巧

題型方法

一、儀器的選擇與電路的設計

1.電學實驗中儀器的選擇方法

（1）基本原則①安全——不損壞實驗器材.②精確——盡可能減少實驗誤差.③方便——便于實驗操作、讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理.

（2）實驗儀器的選?、匐娫丛试S的最大電流要大于電路中的實際電流.②用電器的額定電流應大于或等于通過它的實際電流.③電壓表和電流表的量程不能小于被測電壓和電流的最大值，一般兩表的指針應指到滿偏刻度的12至滿偏之間的位置為宜.

2.滑動變阻器的兩種接法及選擇方法

續(xù)表

例1

在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除有標有“6V1.5W”字樣的小燈泡、導線和開關(guān)外，還有下列器材：

A.直流電源（6V，內(nèi)阻不計）；

B.直流電流表（量程為3A，內(nèi)阻0.1Ω以下）；

C.直流電流表（量程為300mA，內(nèi)阻約為5Ω）；

D.直流電壓表（量程為10V，內(nèi)阻約為15kΩ）；

E.滑動變阻器（10Ω，2A）；

F.滑動變阻器（1kΩ，0.5A）.實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量.

（1）實驗中電流表應選用_______，滑動變阻器應選用______.（均用序號表示）

（2）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖.

圖50-3甲

（3）試將圖50-3甲所示的器材連成實物電路.圖50-3乙

【解析】由于I額==250mA，故電流表應選C；因要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，應選小阻值的E.

（1）實驗中電流表應選C，滑動變阻器應選用E.

（2）實驗電路圖如圖50-3乙所示.

（3）實物連接圖如圖50-3丙所示.圖50-3丙

【答案】（1）CE（2）如圖50-3乙所示（3）如圖50-3丙所示二、螺旋測微器

1.構(gòu)造：圖50-4為常用的螺旋測微器，它的測砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在G上.圖50-4

2.原理：精密螺紋的螺距是0.5mm，即K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進或后退0.5mm，可動刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等份，P前進或后退0.01mm.因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少等份就知道長度變化了多少個0.01mm.用它測量長度，可以精確到0.01mm，還可以估讀到0.001mm（即毫米的千分位），因此螺旋測微器又稱為千分尺.

3.讀數(shù)方法：先從固定刻度G上讀出半毫米整數(shù)倍的部分，不足半毫米的部分由可動刻度讀出，即看可動刻度上的第幾條刻度線與固定刻度線上的橫線重合，從而讀出可動刻度示數(shù)（注意估讀），即有：測量長度=固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)×精確度（注意單位為mm）.如圖50-5所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為14.5格，最后的讀數(shù)為：2.0mm+14.5×0.01mm=2.145mm.圖50-5

4.注意事項（1）測量前需校對零點：先使測砧A與測微螺桿并攏，觀察可動刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度是否重合，否則應加以修正.

（2）讀數(shù)時，除注意觀察毫米整數(shù)刻度線外，還要特別注意半毫米刻度線是否露出.螺旋測微器要估讀，以毫米為單位時要保留到小數(shù)點后第三位.

（3）測量時，當螺桿P快要接觸被測物體時，要停止使用粗調(diào)旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K′，當聽到“咔、咔”響聲時，停止轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕K′，并擰緊固定旋鈕.這樣做既可以保護儀器，又能保證測量結(jié)果的準確.

三、伏安法測電阻

1.原理：部分電路歐姆定律.

2.電流表外接法，如圖50-6所示.圖50-6

（1）R測=系統(tǒng)誤差使得測量值偏小.

（2）系統(tǒng)誤差原因：電壓表分流.

（3）適用于測小阻值電阻.因為Rx相對于RV越小，表分流越小，誤差越小.

3.電流表內(nèi)接法，如圖50-7所示.圖50-7

（1）

使得測量值偏大.

（2）系統(tǒng)誤差原因：電流表分壓.

（3）適用于測大阻值電阻，因為Rx越大，表分壓越

小，誤差越小.

4.內(nèi)外接法的選用方法

（1）在知道Rx、RV、RA的大約值時，可用估算法：時，選外接法；時，選內(nèi)接法.

（2）在不知道Rx、RV、RA的大約值時，可用試觸法.如圖50-8所示，觸頭分別接觸a、b，如表變化大，說明表分壓大，應選外接法；如表變化大，說明表分流大，應選內(nèi)接法.

圖50-8

例2

在“測定金屬的電阻率”的實驗中，提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻不計的干電池，被測金屬絲的直徑小于1mm，長度約為80cm，阻值約為3Ω.使用的電壓表有3V（內(nèi)阻約為3kΩ）和15V（內(nèi)阻約為15kΩ）兩個量程，電流表有0.6A（內(nèi)阻約為0.1Ω）和3A（內(nèi)阻約為0.02Ω）兩個量程；供限流用的滑動變阻器有最大阻值分別為10Ω、100Ω、1500Ω的三種，可供選擇的實驗電路有如圖50-9甲、乙所示的兩種.用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖50-9丙所示，則：

（1）螺旋測微器的示數(shù)是____mm.

（2）為減小電阻的測量誤差，應選用____圖所示的電路.

（3）為在測量中便于調(diào)節(jié)，應選用最大阻值為____Ω的滑動變阻器.

（4）電壓表的量程應選用____V.

（5）電流表的量程應選用____A.圖50-9

【解析】（1）固定尺上的讀數(shù)為2mm，可動尺上的讀數(shù)為25.0（±0.1）格×格，所以螺旋測微器的示數(shù)為2.0mm+0.250（±0.001）mm=2.250（±0.001）mm.

（2）由于金屬絲的電阻小，所以應采用電流表外接法，即選用乙圖所示電路.

（3）由于實驗所用電源是一節(jié)干電池，其電動勢E=1.5V，所以用最大阻值為10Ω的滑動變阻器作限流電阻，才能使電路中的電流有明顯變化時操作方便.

（4）加在電壓表兩端的電壓不超過1.5V，所以電壓表的量程應選用3V.

（5）當滑動變阻器連入電路的電阻為零時，電路中的電流最大，Imax

0.5A，所以電流表的量程應選用0.6A.

【答案】（1）2.250（±0.001）（2）乙（3）10（4）3（5）0.6

【點評】電學實驗中，要熟練掌握如何選用電流表的內(nèi)接與外接、滑動變阻器的限流與分壓，要注意選擇儀器的安全原則、讀數(shù)的準確原則和操作的方便原則.

體驗成功

1.（徐州市2010屆第一次質(zhì)檢）在探究“決定導線電阻因素”的實驗中，需要進行以下測量.（1）用螺旋測微器測得導線的直徑如圖50-10甲所示.其示數(shù)是____mm

圖50-10甲

（2）欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12Ω，要求測量結(jié)果盡量準確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些.下列器材中電流表應選用的是（填選項代號，下同）____，電壓表應選用的是____，滑動變阻器應選用的是____.在50-10乙給出的方框內(nèi)畫出應采用的電路圖.

A.電池組E（6V，內(nèi)阻很?。?/p>

B.電流表（0～3A，內(nèi)阻0.0125Ω）圖50-10乙

C.電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）

D.電壓表（0～3V，內(nèi)阻3kΩ）

E.電壓表（0～6V，內(nèi)阻6kΩ）

F.滑動變阻器R1（0～5Ω，2A）G.滑動變阻器R2（0～1000Ω，1A）H.開關(guān)、導線

【答案】（1）0.700（2）CDF電路圖如圖50-10丙所示圖50-10丙

2.（2007年重慶理綜卷）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，用導線a、b、c、d、e、f、g和h按如圖50-11所示的方式連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表

和電流表已調(diào)零.閉合開關(guān)后：圖50-11

（1）若電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則斷路的導線為____.

（2）若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導線為____.

（3）若反復調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導線為____.

【解析】

（1）電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，說明電壓表與小燈泡沒有并聯(lián)好（可能是d、h導線斷路），但電壓表又與其他部分組成了閉合電路，故斷路的導線只可能是d.

（2）小燈泡亮，但電壓表的示數(shù)為零，同樣說明電壓表與小燈泡沒有并聯(lián)好（可能是d、h導線斷路），也可能說明電壓表沒有接入電路中，故斷路的導線只可能是h.

（3）反復調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，說明滑動變阻器在實際電路中沒有起到如連接電路中應起到的分壓作用，而僅起到限流作用，故可斷定斷路的導線為g.

【答案】（1）d（2）h（3）g

金典·預測演練

經(jīng)典創(chuàng)新展望高考

1.在用伏安法測電阻時，若電流表的內(nèi)阻為1Ω，電壓表的內(nèi)阻為5000Ω，Rx約為10Ω，則圖甲、乙兩個電路中哪個測量結(jié)果較為準確？該電路的系統(tǒng)誤差使得測量值比真實值偏大還是偏?。浚ǎ?/p>

A.甲電路，偏大B.甲電路，偏小

C.乙電路，偏大D.乙電路，偏小

【解析】因為，應選用甲電路；若不考慮偶然誤差，，測量值偏小.

【答案】B

2.在如圖所示的電路中，電流表和電壓表的示數(shù)分別為10mA和2V，電壓表的內(nèi)阻為1000Ω，則待測電阻Rx的真實值應為（）

A.150ΩB.200ΩC.250ΩD.300Ω

【解析】

即

解得：Rx=250Ω.

【答案】C

3.許多精密儀器中常常采用如圖所示的電路精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，圖中R1、R2是兩只滑動變阻器，通過它們可以對負載電阻R0（阻值約為500Ω）兩端的電壓進行粗調(diào)和微調(diào).已知兩滑動變阻器的最大阻值分別為200Ω和10Ω，下列關(guān)于R1、R2的說法正確的是（）

A.如果R1=200Ω，R2=10Ω，則調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用

B.如果R1=10Ω，R2=200Ω，則調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用

C.如果R1=200Ω，R2=10Ω，則調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用

D.如果R1=10Ω，R2=200Ω，則調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用

【解析】若R1=200Ω，R2=10Ω，則R2與R0組成的部分電路的電阻遠小于R1，移動R1上的滑片很不方便調(diào)節(jié)R2兩端的電壓.當R1=10Ω，R2=200Ω時，移動R1上的滑片使R1兩端的電壓變化較快，移動R2上的滑片使R0兩端的電壓變化相對較慢，故選項D正確.

【答案】D

4.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用刻度尺測得電阻絲的長度為60.00cm，測得電阻絲的直徑如圖甲所示，運用伏安法測得的電壓、電流如圖乙所示.根據(jù)圖中示數(shù)計算出電阻率ρ的大小為____

Ω·m.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【解析】由題圖可得：d=0.400mm

U=2.20V，I=0.44A可得：ρ=

=1.0×10-6Ω·m.

【答案】1.0×10-6

5.某同學測繪標有“4.8V0.3A”字樣的小燈泡的電功率P隨電壓U變化的圖象，要使小燈泡兩端的電壓從0到4.8V連續(xù)變化，為了使測量盡可能地準確，除了導線和開關(guān)外，可供選擇的儀器還有：

A.電流表（量程為0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）；

B.電流表（量程為3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；

C.電壓表（量程為6V，內(nèi)阻約為2kΩ）；

D.電壓表（量程為15V，內(nèi)阻約為4.5kΩ）；

E.滑動變阻器（阻值范圍為0~20Ω，額定電流為2A）；

F.滑動變阻器（阻值范圍為0~2kΩ，額定電流為0.5A）；

G.電池組（電動勢為6V，內(nèi)阻約為1Ω）.

（1）選用的器材代號為________.

（2）在圖甲所示的虛線框中畫出實驗電路圖.

（3）根據(jù)實驗測量的數(shù)據(jù)描出P-U圖象，如圖乙所示，小燈泡在1.5V電壓下的阻值為________Ω.甲乙

【解析】根據(jù)小燈泡的額定電壓為4.8V，額定電流為0.3A可知，電流表選擇A，電壓表選擇C.要使小燈泡兩端的電壓由0到4.8V連續(xù)變化，應采用分壓電路，滑動變阻器的阻值不宜太大，應選E.小燈泡正常發(fā)光時的電阻，因此選用電流表外接法，電路如圖丙所示.丙

由圖甲可得，小燈泡在1.5V電壓下的功率為1.0W，故此時小燈泡的電阻.

【答案】（1）ACEG（2）如圖丙所示（3）2.25

6.小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學為研究這一現(xiàn)象，通過實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡的電流和電壓）：

（1）該同學漏填了U=1.20V時對應的電流I，請根據(jù)如圖甲所示的指針位置，讀出電流表的示數(shù)，并在上表空格中填上相應的示數(shù).

（2）在如圖乙所示的虛線框中畫出實驗電路圖.

甲

可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器（變化范圍為0~10Ω）、電源、小燈泡、開關(guān)、導線若干.

乙（3）在圖丙所示的坐標中畫出小燈泡的U-I曲線.

丙

【答案】（1）0.42（2）如圖丁所示（3）如圖戊所示

丁戊

7.需要測量電流表的內(nèi)阻r1，實驗室中有下列器材可供選用：

在下列設計的四個電路圖中，選出你認為最合適的在對應的橫線上寫出r1的表達式，并說明所用符號的物理意義；認為不合適的在對應的橫線上寫出理由.

A圖：________________________________________；

B圖：________________________________________；

C圖：________________________________________；

D圖：________________________________________.

【解析】若選用表測量電壓，工作電壓最大為量程的，示數(shù)誤差會很大.由數(shù)據(jù)表可知，、表滿偏時電壓相近，故可將當電壓表使用.

【答案】

A圖：的示數(shù)遠小于量程，無法準確讀數(shù)

B圖：、R1、R2都被短路

C圖：，I1、I2分別為、的示數(shù)

D圖：、、R1被短路

8.用下列器材測量一待測電阻Rx的阻值（900~1000Ω）：甲電源E（具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V）；電壓表（量程為1.5V，內(nèi)阻r1=750Ω）；電壓表（量程為5V，內(nèi)阻r2=2500Ω）；滑動變阻器R（最大阻值約為100Ω）；單刀單擲開關(guān)S，導線若干.

（1）測量中要求電壓表的示數(shù)不小于其量程的，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注）.

（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上連線.

（3）若電壓表的示數(shù)用U1表示，電壓表的示數(shù)用U2表示，則由已知量和測得量表示Rx的公式為：_____.

【解析】（1）由于題目中要求電壓表的示數(shù)不小于其量程的，所以必須采用分壓式電路；而測量電阻Rx的值還必須知道Rx兩端的電壓和通過它的電流，由于電壓表的內(nèi)阻已知，所以可以用電壓表充當電流表，可以選用下列兩種中的任一種.

乙丙

（2）實物連接圖如圖丁或戊所示.丁

（3）采用乙圖，則：

所以Rx=

采用丙圖，則：，所以

.

【答案】（1）如圖乙或丙所示

（2）如圖丁或戊所示

（3）

9.要測量一長度為L、直徑為D的電阻絲的阻值.

（1）用多用電表粗測該段電阻絲的阻值.用已經(jīng)調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，這時應將選擇旋鈕指向歐姆擋“_____”位置；調(diào)零后測量，其表盤及指針所指位置如圖所示，則此段電阻絲的電阻為_____Ω.

（2）現(xiàn)在需要進一步精確測量該電阻絲的阻值.實驗室備有下列器材：

A.量程為0.6A、內(nèi)阻為0.5Ω的電流表；

B.量程為3A、內(nèi)阻為0.1Ω的電流表；

C.量程為3V、內(nèi)阻為6kΩ的電壓表；

D.量程為15V、內(nèi)阻為30kΩ的電壓表；

E.阻值范圍為1kΩ的滑動變阻器R1；

F.阻值范圍為50Ω的滑動變阻器R2；

G.蓄電池的電動勢為6V，內(nèi)阻很??；

H.開關(guān)一個，導線若干.為使測量結(jié)果盡可能準確，電流表應選用_____，電壓表應選用_____，滑動變阻器應選用_____.（填儀器的代號）若選擇了最合適的器材，采用最恰當?shù)膶嶒炿娐愤M行實驗測量，電流表的示數(shù)是I，電壓表的示數(shù)是U，則該電阻絲的電阻率ρ=_____.

【解析】（1）指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明電阻值小，這時應使選擇旋鈕指向較小倍率，即歐姆擋的“×1”位置，多用電表歐姆擋的示數(shù)是表針示數(shù)乘以旋鈕所在位置的倍率，所以電阻值為22×1Ω=22Ω.

（2）測量電路中的最大電流約為，所以電流表應選擇A，電壓表應選擇C，滑動變阻器應選擇F.由和聯(lián)立解得：

【答案】（1）×122（2）ACF

10.有一根細而均勻的導電材料樣品，截面為同心圓環(huán)，如圖甲所示.此樣品的長L約為3cm，電阻約為100Ω，已知這種材料的電阻率為ρ，且該樣品的內(nèi)徑太小而無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材：

甲

A.20等分刻度的游標卡尺；

B.螺旋測微器；

C.電流表（量程為50mA，內(nèi)阻r1=100Ω）；

D.電流表（量程為100mA，內(nèi)阻r2約為40Ω）；

E.滑動變阻器R1（0~10Ω，額定電流為2A）；

F.直流電源E（電動勢為12V，內(nèi)阻很小）；

G.導電材料樣品R2（長L約為3cm，電阻R2約為100Ω）；

H.開關(guān)一只，導線若干.

請根據(jù)上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案，回答下列問題：

（1）用游標卡尺測得該樣品的長度如圖乙所示，其示數(shù)L=_____mm；用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖丙所示，其示數(shù)D=_____mm.乙丙

（2）在虛線框中畫出設計的實驗電路圖，并標明所選器材的字母.

（3）用已知物理量和所測得的物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d（寫出推導過程）.

【答案】（1）30.353.204~3.206

（2）電路如圖丁所示

（3）設電流表、的示數(shù)分別為I1、I2，則：

根據(jù)電阻定律R2=，由幾何知識得：丁

聯(lián)立解得：

第51講實驗：把電流表改裝為電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻自主·夯實基礎(chǔ)

自主預習輕松過關(guān)（一）把電流表改裝為電壓表

名師點金本實驗中用到的“半偏法”測電流表的內(nèi)阻是一種巧妙而又重要的思想方法，不但要深刻理解，最好還要能拓展、推廣到用“半偏法”測電壓表的內(nèi)阻（阻值較大）.本實驗的難點在于判斷各種誤差導致改裝后的電壓表的測量誤差.

知識梳理一、實驗目的

1.掌握電流表的三個參數(shù)，學會用“半偏法”測量電流表的內(nèi)阻.

2.學會把電流表改裝成電壓表.

3.理解擴大電流表量程的方法、原理.

二、實驗原理

1.測電流表的內(nèi)阻——“半偏法”利用如圖51-1所示的電路測電流表的內(nèi)阻.首先閉合S1，調(diào)節(jié)R使電流表的指針恰好滿偏；再閉合S2，調(diào)整R′的阻圖51-1值，使電流表的指針正好半偏，當R>>R′時，可以認為rg=R′.

2.把電流表改裝為電壓表如圖51-2所示，當測出電流表的內(nèi)阻rg后，計算出電流表的滿偏電壓Ug，然后計算出改裝為量程為U的電壓圖51-2表時應串聯(lián)的電阻R1，R1=.

3.校驗電壓表將改裝后的電壓表與標準電壓表進行校對.電路原理圖如圖51-3所示，通過改變滑動變阻器R2的阻值，使標準電壓表的示數(shù)從零開始，每隔0.5V

與改裝后的電壓表進行校對.圖51-3

4.注意：上述“半偏法”能較準確測量rg的前提——電源的電動勢足夠大，使得電流表滿偏時R遠大于rg.

三、實驗器材

電源、開關(guān)兩個、電流表、電壓表、標準電壓表、電阻箱、電位器（阻值較大的滑動變阻器）、導線若干.附：電阻箱實驗室所用的電阻箱通常是轉(zhuǎn)柄式電阻箱，構(gòu)造如圖51-4所示，是多個電阻串聯(lián)而成的，它通過轉(zhuǎn)柄來控制接入電路的電阻，阻值總和等于轉(zhuǎn)柄指示頭所指的阻值之和.

圖51-4

電阻箱可以為實驗提供一個可變的、讀數(shù)精確的電阻.它和滑動變阻器的主要區(qū)別是：電阻箱的阻值可以讀出，滑動變阻器的阻值不能直接讀出；電阻箱的阻值變化是不連續(xù)的，滑動變阻器的阻值可以連續(xù)變化.使用時的注意事項：

①不要使通過電阻箱的電流超過其允許的最大電流；②電阻箱使用阻值的讀數(shù)為每擋指示數(shù)字乘以相應倍率后相加的總和；③實驗過程中改變阻值時，不要使電阻箱上的阻值出現(xiàn)零歐姆，以免損壞其他儀表.需要將電阻值調(diào)大時，要先調(diào)大再調(diào)小，如將9Ω調(diào)為10Ω時，應先調(diào)為19Ω，再調(diào)為10Ω，不能先調(diào)為0Ω，再調(diào)為10Ω；需要將電阻值調(diào)小時，也要先調(diào)大再調(diào)小，如將210Ω調(diào)為209Ω時，應先調(diào)為219Ω，再調(diào)為209Ω，不能先調(diào)為200Ω，再調(diào)到209Ω.

四、實驗步驟

1.測定電流表的內(nèi)阻Rg.按半偏法測Rg電路圖接好電路，先合上S1，調(diào)整R的阻值使電流表的指針恰好指到滿刻度；再合上S2，保持R的阻值不變，調(diào)整R′的阻值，使電流表的指針正好指到滿刻度的一半，在滿足R≥100R′時，Rg=R′.

2.把電流表改裝為量程為U的電壓表.計算出串聯(lián)分壓電阻，在電阻箱上取阻值Rx后與電流表串聯(lián)起來，就組裝成量程為U的電壓表了，把電流表的示數(shù)改成相應的電壓表的示數(shù).

3.將改裝成的電壓表跟標準電壓表進行校對.按校對電路

連好電路，閉合S，改變R2的滑片，使標準電壓表的示數(shù)從零開始每增加0.5V，讀一次改裝后的電壓表的示數(shù)，看改裝后的電壓表示數(shù)是否正確，并把數(shù)據(jù)記入設計的表格中.

五、實驗注意事項

1.在調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使電流表滿偏時，滑動變阻器的阻值要比電流表的內(nèi)阻rg大得多，一般要求R>100rg.

2.閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R′時，應保持R的阻值不變.

3.在閉合開關(guān)S1時，必須先將滑動變阻器R的阻值調(diào)到最大；在閉合開關(guān)S2時，可將電阻箱的阻值調(diào)為零.

六、誤差分析

1.半偏法測電流表的內(nèi)阻時，認為rg=R′，事實上當S2閉合后電路結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化，總電阻變小，故總電流增大，因此系統(tǒng)誤差使得rg測＜rg.

2.由于電阻箱接線柱上和箱內(nèi)電刷上的接觸電阻的影響，使分壓電阻偏大，故改裝表的示數(shù)比實際的偏小.3.計算改裝后的電壓表滿偏刻度時的相對誤差公式為η=，式中U為改裝后電壓表的滿偏電壓，U標為與U對應的標準電壓表的示數(shù).如：對改裝后的電壓表在校準過程中，讀得標準電壓表的滿偏刻度示數(shù)為6V，而改裝后的滿偏刻度示數(shù)為5.9V，那么改裝后的電壓表相對滿偏刻度的百分誤差η=

×100%=1.67%.

（二）測定電源的電動勢和內(nèi)阻

名師點金

在本實驗中，實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗系統(tǒng)誤差的分析存在一定的難度，在復習中可以把本實驗的U-I圖象與伏安法測定值電阻得到的U-I圖象進行對比分析，還要對比分析系統(tǒng)誤差的影響、分析兩圖象交點的物理意義等，從而加深理解，突破難關(guān).

知識梳理

一、實驗目的

測定電源的電動勢和內(nèi)阻.

二、實驗原理

如圖51-5所示，根據(jù)閉合電路圖51-5歐姆定律有：E=U+Ir.數(shù)據(jù)處理的方法有：

1.公式法.如圖51-5所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出兩組I、U值，代入得方程組：E=U1+I1r，E=U2+I2r，聯(lián)立就可解得電動勢E和內(nèi)阻r.為了減小誤差，可以多測幾組I、U值，求出E、r值，最后分別算出它們的平均值.

2.圖象法.在坐標紙上以I為橫坐標、U為縱坐標，用測得的幾組I、U值作出U-I圖象，如圖51-6所示.所得直線跟縱軸的交點即為電動勢E的值，圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻r的值.圖51-6

三、實驗器材

被測電源（干電池）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)和導線若干.

四、實驗步驟

1.電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖51-5連接好電路.

2.把滑動變阻器的滑片滑到一端使連入電路的阻值最大，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1，U1），再用同樣的方法測量幾組I、U值.

3.斷開開關(guān)，整理好器材.

4.處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電源的電動勢和內(nèi)阻.

五、實驗注意事項

1.本實驗在開關(guān)S閉合前，變阻器的滑片應處于阻值最大處.

2.在畫U-I圖象時，要使較多的點落在這條直線上或使點均勻分布在直線的兩側(cè)，對于個別偏離直線太遠的點應舍去.

3.本實驗由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小.畫U-I圖象時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當?shù)目潭戎甸_始（橫軸坐標I必須從零開始），但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻，即r=

.

4.選擇比較舊的干電池，內(nèi)阻一般在2~5Ω之間.創(chuàng)新·方法探究

提煉方法展示技巧

題型方法

一、電表的讀數(shù)方法

最小分度是“1”的電表，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按估讀.如最小刻度是1mA的電流表，測量誤差出現(xiàn)在毫安的十分位上，估讀到十分之幾毫安.最小分度是“2”或“5”的電表，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按或估讀.如學生用的電流表的0.6A量程，最小分度為0.02A，誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過半小格的按半小格估讀，以安培為單位讀數(shù)時，百分位上的數(shù)字可能為0、1、2……9；學生用的電壓表的15V量程，最小分度為0.5V，測量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，只讀到伏特的十分位，估讀五分之幾小格，以伏特為單位讀數(shù)時，十分位上的數(shù)字可能為0、1、2……9.

例1

（1）圖51-7甲是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤.當用“-”和“0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是_____A，對應刻度盤上每一小格代表_____A，圖中指針所指的示數(shù)為_____A；當使用電流表的“-”和“3”兩個接線柱時，對應刻度盤上每一小格代表_____A，圖中指針所指的示數(shù)為_____A.

甲圖51-7乙

（2）圖51-8乙為學生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤.當使用較小量程時，測量電壓的最大值不得超過_____V，每小格表示_____V，圖中指針所指的示數(shù)為_____V；若使用的是較大量程，則表盤刻度每小格表示_____V，圖中指針所指的示數(shù)為_____V.

【答案】（1）0.60.020.340.11.70（2）3.00.12.200.511.0

二、電表和電表的改裝

1.靈敏電流表

（1）三個主要參數(shù)①內(nèi)阻Rg：電流表線圈的電阻，大約幾百歐到幾千歐.②滿偏電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，大約幾十微安到幾毫安.③滿偏電壓Ug：電流表通過滿偏電流Ig時兩端的電壓，大約零點幾伏.

（2）三個參數(shù)間的關(guān)系：由歐姆定律知Ug=IgRg.

2.電壓表

（1）電壓表的改裝電流表的電壓量程Ug=IgRg，當改裝成量程為U的電壓表時，應串聯(lián)一個電阻R，如圖51-8所示.因為串聯(lián)電阻有分壓作用，因此叫做分壓電阻，電壓擴大量程倍數(shù)n=

.圖51-8由串聯(lián)電路的特點得：U=IgRg+IgR解得：

=（）Rg=（n-1）Rg即電壓擴大量程倍數(shù)為n時，需要串聯(lián)的分壓電阻為：

R=（n-1）Rg.

（2）電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R，即RV等于Rg與R串聯(lián)時的總電阻.

3.電流表

（1）電流表的改裝電流表的量程為Ig，當改裝成量程為I的電流表時，應并聯(lián)一個電阻R，如圖51-9所示，因為并聯(lián)電阻有分流作用，因此叫做分流電阻，電流擴大量程倍數(shù)n=

.

圖51-9由并聯(lián)電路的特點得：IgRg=（I-Ig）R解得：即擴大量程倍數(shù)為n時，需要并聯(lián)的分流電阻為：

.

（2）電流表的內(nèi)阻RA等于Rg與R并聯(lián)時的總電阻.

例2

如果兩個電流表的滿偏電流Ig均為3mA，內(nèi)阻Rg=100Ω，欲將其改裝成量程分別為3V和15V的電壓表，需分別串聯(lián)電阻R1和R2，則：

（1）電阻R1和R2各為多大？

（2）將改裝后的電壓表串聯(lián)后測電路中電阻的電壓時，指針的偏角θ1和θ2有何關(guān)系？示數(shù)U1和U2有何關(guān)系?

【解析】（1）Ug=IgRg=3×10-3×100V=0.3V改裝成3V時，應串聯(lián)的分壓電阻為：

=900Ω改裝成15V時，應串聯(lián)的分壓電阻為：

Ω=4900Ω.

（2）將兩只電壓表串聯(lián)后測電壓，連線如圖所示，因流過表頭的電流相同，故偏角θ1=θ2，而電壓表內(nèi)阻RV1、RV2之間的關(guān)系為：，故電壓表的示數(shù)之比U1∶U2=1∶5.

【答案】（1）900Ω4900Ω（2）θ1=θ2U1∶U2=1∶5

【點評】解決電表改裝問題的關(guān)鍵有如下幾點.①掌握好電阻的串、并聯(lián)特點.②抓住不變量.把電流表改裝成電壓表，通過表頭的最大電流不變；把電流表改裝成量程較大的電流表，表頭兩端的最大電壓不變.③將電表進行串聯(lián)，流過電表的電流相同；將電表進行并聯(lián)，電表兩端的電壓相同.

三、電表內(nèi)阻的測量

例3某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ~50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材：A.待測電壓表（量程3V）；B.電流表（量程200μA）；C.電流表（量程0.6mA）；D.電流表（量程0.6A）；E.滑動變阻器R（最大阻值1kΩ）；F.電源E（電動勢4V）；G.開關(guān)S，導線若干.

（1）所提供的電流表中，應選用______（填寫字母代號）.

（2）為了盡量減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實驗電路圖.

【解析】（1）要測量電壓表的內(nèi)阻，它兩端的電壓可由電壓表的示數(shù)讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯(lián)才能測出.因為電壓表量程為3Ｖ，內(nèi)阻20kΩ~50kΩ，所以流過電壓表的最大電流為

Im=A=1.5×10-4A=150μA

則電流表選擇

.（2）因為滑動變阻器電阻比電壓表內(nèi)阻小得多，且要求盡量減小誤差，測量多組數(shù)據(jù)，所以采用分壓電路，電路如圖所示.

【答案】（1）（2）見解析

【點評】對一些特殊電阻的測量，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量，電路設計有其特殊性：一是要注意到其自身量程對電路的影響，二是要充分利用其“自報電流或自報電壓”的功能.

四、用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)

例4

用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻為1Ω以下）.除給出的電池、導線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A.直流電流表（0～0.6A～3A）；

B.直流電流表（量程為5A）；

C.直流電壓表（0～3V～15V）；

D.直流電壓表（量程為2V）；

E.滑動變阻器（阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A）；

F.滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，額定電流為0.1A）.

（1）為了得到盡可能好的實驗效果，實驗中電流表應選______，電壓表應選______，滑動變阻器應選______.（填器材前的字母序號）請你畫出實驗電路的原理圖.

（2）實驗中測得數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖51-10甲中作出U-I圖線.根據(jù)圖線可知：電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω.

圖51-10甲

（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，可利用公式E=U1+I1r和E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差較大的數(shù)值.則選用第______組和第______組數(shù)據(jù)，求出的E和r誤差最大.

【解析】（1）此題是用伏安法測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，所采用的電路如圖51-10乙所示.

圖51-10乙

電表選擇的基本原則是：不超過量程，測量中指針的偏轉(zhuǎn)范圍盡可能大.滑動變阻器選擇的基本原則是：不超過它允許通過的最大電流，便于操作和調(diào)節(jié).依據(jù)以上兩點，結(jié)合本實驗原理圖知，電流表應選A中的0.6A擋，電壓表應選D，滑動變阻器應選E.

（2）描點作圖如圖51-10丙所示，圖線是一條斜直線.其中第4組讀數(shù)對應點的偶然誤差過大，作直線時應剔除.同時為使直線布列合理，使縱坐標從1.00V開始記刻度.由圖象得：E=1.45V（±0.02V），r=0.70Ω（±0.03Ω）.圖51-10丙

（3）利用兩組數(shù)據(jù)解方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r求得E、r，就等效于在坐標系中選用（U1、I1）、（U2、I2）作U-I圖象求得E、r.故知選用第3組和第4組數(shù)據(jù)解出的E、r的誤差最大.

【答案】（1）ADE電路圖如圖51-10乙所示

（2）U-I圖線如圖51-10丙所示

1.45（±0.02）0.70（±0.03）（3）34

【點評】①若僅考慮系統(tǒng)誤差，采用如圖51-10乙所示的電路測E和r，其測量值均偏小.若采用電壓表接在滑動變阻器兩端的測量電路，雖然E測精確，但r測=r0+RA誤差過大，因此不宜采用.②因電壓表的示數(shù)為1.05V～1.37V，所以縱坐標不要從零開始.計算內(nèi)阻時，Ω=0.70Ω，但很容易錯解為Ω=2.27Ω.

方法概述

1.因為實驗電流一般要小于短路電流的一半（新電池要小于短路電流的），故用圖象法處理數(shù)據(jù)時，坐標原點一般不?。?，0）點.

2.作圖象時，明顯離散的點要作為錯誤數(shù)據(jù)舍棄.

3.圖象與U軸的截距為E，斜率的絕對值為內(nèi)阻，即.

體驗成功

1.兩個電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝成的，它們的量程分別為5V、15V，為了測量15V～20V的電壓，把甲、乙串聯(lián)使用，則（）

A.示數(shù)相同

B.指針偏轉(zhuǎn)角度相同

C.示數(shù)正比于表的內(nèi)阻

D.指針偏轉(zhuǎn)角度正比于表的內(nèi)阻

【解析】電流表改裝成電壓表以后，表頭的內(nèi)阻Rg并沒有變化，其量程也沒有發(fā)生變化，兩電壓表中因電流相同，故兩表指針偏轉(zhuǎn)角度相同；而示數(shù)由整個電表內(nèi)阻分壓所決定，表盤是改裝后的刻度值，故示數(shù)正比于表的內(nèi)阻（表頭內(nèi)阻Rg與分壓電阻之和）.

【答案】BC

2.（2009年北京理綜卷）某同學通過查找資料，自己動手制作了一個電池.該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為999.9Ω，可當標準電阻用）、一只電流表（量程Ig=0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Ω）和若干導線.

（1）請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻r的要求，設計圖51-11甲中器件的連接方式，畫線把它們連接起來.

甲

乙

丙圖51-11

（2）接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應的電流表的示數(shù)I，并作記錄.當電阻箱的阻值R=2.6Ω時，其對應的電流表的示數(shù)如圖51-11乙所示.處理實驗數(shù)據(jù)時，

首先計算出每個電流值I的倒數(shù)

，再制作坐標圖，如圖51-11丙所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應的坐標點.請你將與圖乙實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標注在圖丙上.

（3）在圖丙上把描繪出的坐標點連成圖線.

（4）根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=______V，內(nèi)電阻r=______Ω.

【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端

即可.實物圖的連接如圖51-11丁所示.由閉合電路歐姆定律有：

丁

戊圖51-11

E=I（R+r+rg），解得：R=E·-（r+rg），根據(jù)R-圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負方向的截距減去電流表的內(nèi)阻.

【答案】（1）如圖51-11丁所示

（2）如圖51-11戊所示（3）如圖51-11戊所示（4）1.5（1.46～1.54）0.3（0.25～0.35）金典·預測演練

經(jīng)典創(chuàng)新展望高考

1.在采用半偏法來測量電流表（Ig=100μA，r約為100Ω）的內(nèi)阻時，準備了6V的蓄電池和一節(jié)干電池，還有最大阻值分別為4.7kΩ和470kΩ的滑動變阻器.為了減小實驗誤差，應選用下列各組器材中的（）

A.R1應選用最大阻值為4.7kΩ的滑動變阻器，而電源應選用6V的蓄電池

B.R1應選用最大阻值為470kΩ的滑動變阻器，而電源應選用干電池

C.R1應選用最大阻值為4.7kΩ的滑動變阻器，而電源應選用干電池

D.R1應選用最大阻值為470kΩ的滑動變阻器，而電源應

選用6V的蓄電池

【解析】電源的電動勢越大，當電流表滿偏時，電路的總電阻就越大，當閉合S2后，電路中的電流所受影響越小，誤差越小.

【答案】D2.由兩個相同的電流表改裝成兩個量程不同的電流表

和

，

表的量程是

表的2倍.下列說法正確的是（）A.若串聯(lián)起來，則兩表的指針偏角θ1＜θ2，兩表的示數(shù)相等

B.若串聯(lián)起來，則兩表的指針偏角相等，表的示數(shù)大于表的示數(shù)C.若并聯(lián)起來，則兩表的指針偏角相等，表的示數(shù)

大于

表的示數(shù)

D.若并聯(lián)起來，則兩表的指針偏角θ1＞θ2，兩表的示數(shù)相等

【解析】兩電表串聯(lián)起來時，兩表頭的相對關(guān)系如圖甲所示，兩表的示數(shù)相等，由R1＜R2可知θ1＜θ2；兩電表并聯(lián)起來時，兩表頭的相對關(guān)系如圖乙所示，兩表頭的指針偏角相等，表的示數(shù)為表的2倍.

甲

乙

【答案】AC

3.若用半偏法測得量程為100μA的電流表的內(nèi)阻為600Ω，那么要把此電流表改裝成量程為5V的電壓表時，改裝的方法是和電流表______聯(lián)一個阻值為______Ω的電阻.請你在圖甲所示的電流表的表盤上相應的刻度處標出1V、3V、5V刻度，改裝后電流表刻度盤上每小格表示______

V.

【解析】UV=Ig（R+r）

解得：需串聯(lián)的電阻R=49400Ω.

甲

【答案】（1）串49400

如圖乙所示0.5

乙

4.在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關(guān)和導線配合下列儀器，不能達到實驗目的的是（）

A.一只電流表和一個電阻箱

B.一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器

C.一只電壓表和一個電阻箱

D.一只電流表和一個滑動變阻器

【解析】根據(jù)E=I（R+r），一只電流表和一個電阻箱讀出兩組電流、電阻值，便可求E、r；一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器，改變變阻器的阻值讀出兩組電流、電壓值，便可求E、r.根據(jù)，一只電壓表和一個電阻箱讀出兩組電壓、電阻值，便可求E、r.選項A、B、C均可以達到實驗目的.

【答案】D

5.為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢，某同學設計了如圖甲所示的實驗電路，其中E是待測電池組，內(nèi)阻不能忽略；、是是是兩只量程合適的相同的電表，內(nèi)阻不是很大，且未知；S1、S2是單刀單擲開關(guān)；導線若干.（1）請根據(jù)電路圖甲，在圖乙中將器材連成實物圖.（2）實驗需要測量的物理量是__________________.（3）用測出的物理量，導出串聯(lián)電池組電動勢的表達式是：________.

甲

乙

【解析】（2）先閉合S1、斷開S2，記下、的示數(shù)U，由閉合電路的歐姆定律可得：再閉合S2，記下的示數(shù)U′，有：聯(lián)立解得：.

【答案】（1）如圖丙所示

（2）S1閉合，S2斷開時、的示數(shù)U；S1、S2閉合后的示數(shù)U′（3）丙

6.利用如圖甲所示的電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出圖線如圖乙所示，其中R為電阻箱的示數(shù)，I為電流表的示數(shù)，不計電流表的內(nèi)阻，由此可以得到E=_____V，r=_____Ω.

甲

乙

【解析】取圖象上兩個點（0，0.5）和（4，2.5），代入，得：

E=2r，E=

（4+r）解得：r=1Ω，E=2V.

【答案】21

7.現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9V，允許通

過的最大電流約為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學利用圖甲所示的電路進行實驗.圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮；R為電阻箱，阻值范圍為0~9999Ω；R0是定值電阻，起保護電路的作用.

甲

乙

（1）實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：

A.10Ω，2.5WB.50Ω，1.0W

C.200Ω，1.0WD.2000Ω，5.0W

本實驗中應選用_____.

（2）該同學將符合要求的R0接入電路后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)U，再改變電阻箱的阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖象.根據(jù)該同學所作的圖象，可求得該電池的電動勢E=_____V，內(nèi)阻