2024年高考物理第一輪考點復習精講精練 第39講 物理實驗（四）（原卷版+解析）

第39講物理實驗(四)

目錄

實驗12測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器).....................................I

實驗13描繪小電珠的伏安特性曲線....................................................6

實驗14測定電源的電動勢和內(nèi)阻......................................................12

實驗15練習使用多用電表............................................................17

實驗12測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器)

i.螺旋測微器

(1)構(gòu)造：如圖所示，它的測砧A和固定刻度8固定在尺架CI'.,旋鈕。、微調(diào)旋鈕。和可動刻

度E、測微螺桿”連在一起，通過精密螺紋套在3上。

(2)原理.：測微螺桿尸與固定刻度8之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕。每旋轉(zhuǎn)一周，

尸前進或后退0~5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動一小格,尸前進或后退0.01mm,

即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到亳米的T?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亳米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。

測量值(mm)=固定刻度教(mm)(注意半亳米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)x0.01(mm)

如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm,不足半亳米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)

為:2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm。

2.游標卡尺

(1)構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)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。

圖實-7-3

(2)用途：測最厚度、長度、深度、內(nèi)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

1mm。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，見下表：

刻度格數(shù)刻度總長每小格與1mm

精確度(可準確到i

(分度)度的差值

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

(4)讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整亳米數(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(jié)果表達為(x+Kx精確度)mm。

3.伏安法測電阻

(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較

內(nèi)接法外接法

電路圖~I

-H3H=I--

R.

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

L=UX+UN/?=7r+/v

DU魏RA，

電阻R苒一j—RK+RA>RK

測量值

測量值大于真實值測量值小于真實值

適用條件R\》Rx

適用于測

大阻值電阻小阻值電阻

量

⑵兩種電路的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若凡較小，宜采用電

流表外接法；若&較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小

②臨界值計算法：

而時,用電流表外接法；

R,XRVRA時,用電流表內(nèi)接法。

③實驗試探法：按圖實-7-4所示接好電路，讓電壓表一根接線柱尸先后與〃、。處接觸一下，如

果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法：如果電流表的

示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。

c>-rHZ=^f-<A)-2-o

（2023?梅河口市校級三模）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，金屬絲的電阻Rx約為5。。

I車

唱30

L25

<20

酊

（I）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖1所示，則d=ITlTTIo

（2）實驗中提供的器材如下:

電流表A（量程。?O6A,內(nèi)阻約0.1。）、電壓表V（量程0?3V,內(nèi)阻約3k。）、滑動變阻器R、

電源（電動勢為3V,內(nèi)阻很?。?、開關(guān)、導線若干。

①為了使電阻的測量結(jié)果盡量準確，應選擇卜列哪個電路進行實驗？（填選項前的字母）。

②選擇該電路的理由是：表分得的對電阻測量值影響較小。

③滑動變阻器有Ri（0-5。）和R2（0?100。）兩種規(guī)格可供選擇。本實驗應選擇（填

相應字母）。

（3）其同學設(shè)計了如圖2所示的測量電路來測量電阻，實驗操作步驟如下：

①按電路圖連接好實驗器材。

②只閉合開關(guān)Si，調(diào)節(jié)滑動變阻器R,在合適位置讀出電壓表Vi的示數(shù)U、電流表的示數(shù)I。

③再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電流表的示數(shù)仍為I.此時讀出電壓表的示數(shù)Ui、電壓

表V2的不數(shù)U2。由此得出Rx=，

[練習2]（2023?道里區(qū)校級三模）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中:

I/mA

圖1圖2圖3

（1）測量一段甩阻約為幾歐姆金屬絲的電阻時所用器材和部分電路連線如圖1所示，若電流表

內(nèi)阻約為幾十歐姆，量程為0-0.6A或0-3A,電壓表內(nèi)阻約為幾千歐姆，量程為0-3V或0-

15V,用筆畫代替導線完成電路連線。

（2）合上開關(guān)之前，圖1中滑動變阻器滑片應置于最（選填“左”或“右”）端。

（3）連好電路之后，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學由每組U、I數(shù)

據(jù)計算電阻，然后求電阻平均值，乙同學通過U-I圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的

是（選填“甲”或“乙”）

（4）兩同學進一步探究用裸銘絲將滿偏電流Ig=3（X）nA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，

表頭G兩端并聯(lián)長為L的鍥銘絲，調(diào)節(jié)滑動變阻器使表頭G滿偏，亳安表示數(shù)為I,改變L,重

復上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出I-上圖像如圖3所示。則I圖像斜率k=mA

?m。若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，需要把長為m的銀銘絲并聯(lián)在

表頭G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

[練習3]（2022?浙江）小明同學根據(jù)圖1的電路連接器材來“探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)

系”。實驗時多次改變合金絲甲接入電路的長度1、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電流表的讀數(shù)I達

到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個彳的值，作出彳T圖像，如圖2中圖線a

所示。

圖2

（1）在實驗中使用的是（選填”。?20C”或“0-200。”）的滑動變阻器。

（2）在某次測量時，電壓表的指針位置如圖3所示，量程為3V,則讀數(shù)U=V。

（3）已知合金絲甲的橫截面積為7.0X10%2,則合金絲甲的電阻率為0?m（結(jié)

果保留2位有效數(shù)字）。

（4）圖2中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的方法

獲得的亨T圖像，由圖可知合金絲甲的橫截面積（選填“大于”、“等于”或“小于”）

合金絲乙的橫截面積。

[練習4]（2023?佛山二模）某同學利用圖（a）所示的電路來測量某合金絲的電阻率，改變合金絲右

端PN接入電路的長度L,記錄L及對應電流表電壓表的示數(shù)I和U,并作出彳-L的圖像，如

圖（a）圖（b）圖（c）

（1）用螺旋測微器測量合金絲多個不同位置的直徑d,求其平均值；其中一次測量如圖（b）所

示，則其讀數(shù)為mm：

（2）實驗中，閉合開關(guān)前應將滑動變阻器滑片調(diào)至（選填“最左端”、“中間”或“最

右端”）；

（3）由圖（c）得到圖線的斜率為k,則該合金絲的電阻率p=（用d、

k表示）；

（4）圖（c）中圖線的縱軸截距b表示。

（2023?門頭溝區(qū)一模）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，選用金屬絲的電阻約為5。。

(1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑，示數(shù)如圖1所示，則金屬絲的直徑（1=mm。

(2)實驗中能提供的器材有開關(guān)、若干導線及下列器材:

電壓表（量程。?3V,內(nèi)阻約3kC）

電流表（量程。?0.6A,內(nèi)阻約0.1C）

滑動變阻器（最大阻值50額定電流2A）

電源（電動勢為3V,內(nèi)阻不計）

某同學為了使金屬絲兩端電壓調(diào)節(jié)范圍更大,并使測量結(jié)果盡可能準確，應選用圖2所示的

電路進行實驗。

圖2

（3）該同學建立U-I坐標系，如圖3所示。圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的六個坐標點，請描

繪出U?I圖線,并由圖線數(shù)據(jù)計算出金屬絲的電阻為。（結(jié)果保留1

位小數(shù)）。設(shè)被測金屬絲電阻為Rx，金屬絲直徑為d,接入電路部分的長度為I,則該金屬絲電阻

率的表達式是p=（用題目給出的物理量符號表示）。

實驗13描繪小電珠的伏安特性曲線

I.實驗原理

（1）測多組小電珠的u、/的值，并繪出/一。圖象；

（2）由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系.

2.實驗器材

小電珠“3.8V,0.3A”、電壓表“0?3V?15V”、電流表“0?。.6A?3A”、滑動變阻器、學生電源、開

關(guān)、導線若干、坐標紙、鉛筆.

3.實驗步驟

(1)畫出電路圖(如實驗原理圖甲).

(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、,開關(guān)用導線連接成如實驗原理圖乙所

示的電路.

(3)測量與記錄

移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值/,并將測量數(shù).據(jù)填入自己

設(shè)計的表格中.

(4)數(shù)據(jù)處理

①在坐標紙上以U為橫軸，/為縱軸，建立直角坐標系.

②在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點.

③將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線.

4.實驗器材選取

(1)原則：①安全；②精確；③操作方便.

(2)具體要求

①電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大，電流.干電池中電流一般不允許超過0.6A.

②用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流.

③電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.

④電壓表或電流表的指針應偏轉(zhuǎn)到滿刻度的;以上.

⑤從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要

選用較小阻值的滑動變阻器.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較

工

兩種接法的電路圖R。

l|〈J

E凡

—d---------

負載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍0<U<E

ArAO

。遍

負載上電流的調(diào)節(jié)范圍R+RSKR

K十A()t\

2.兩種接法的適用條件

⑴限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻

器的最大電阻還小).

（2）分壓式接法適合測量阻值較大的電阻（一般比滑動變阻器的最大電阻要大）.

3.注意事項

（I）電路的連接方式：

①電流表應采用外接法：因為小電珠（3.8VQ.3A）的電阻很小，與量程為0.6A的電流表串聯(lián)時,

電流表的分壓影響很大.

②滑動變阻器應采用分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.

（2升閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時小電

珠的電壓能從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲.

（3）/-U圖線在Uo=l.OV左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U=1.0V左右繪點要密，以防出現(xiàn)較大誤

差.

4.誤差分析

（1）由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，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.

[練習6]（2023?市中區(qū)校級一模）某實驗小組用圖甲所示的電路探究某燈泡的電阻和功率隨電壓變

化的規(guī)律，該燈泡在25℃時的電阻約為2.5C,所加電壓為2V時的電阻約為4.0C。圖甲中其它

部分器材的參數(shù)如下：

電源（電動勢為4V,內(nèi)阻不計）；

電壓表（鼠程為3V時內(nèi)阻約為3kC,審程為15V時內(nèi)陽約為15k。）；

電流表（量程為0.6A時內(nèi)阻約為0.1k。，量程為3A時內(nèi)阻約為0.02kQ）。

（1）將圖中所示的實驗電路補充完整，要求燈泡兩端的電壓自零開始調(diào)節(jié)；

（2）電壓表示數(shù)用U表示，電流表示數(shù)用I表示，調(diào)整滑動變阻器滑片位置，得到多組U、I數(shù)

據(jù)，根據(jù)得到的U、I數(shù)據(jù)畫出的U-I圖像如圖乙所示，由圖像可得燈泡在U=L0V時的電阻為

n（保留兩位有效數(shù)字），由于實驗存在系統(tǒng)誤差，該測晝值比真實值（選填“偏大”

“偏小”或“相等”）；

（3）將兩個這樣的小燈泡串聯(lián)后接在電動勢為3V,內(nèi)住為2。的電源上，則每個小燈泡消耗的

功率約為W,電源的效率約為（保留兩位有效數(shù)字）。

［練習7］（2023?山東模擬）某學習小組探究“小燈泡發(fā)光時的電壓與電流的關(guān)系”，實驗器材如下：

小燈泡（額定電壓為2.5V,額定功率為1W）

電池組（電動勢E約為3V,內(nèi)阻忽略不計）;

電流表Ai（量程0.6A,內(nèi)阻約為2C）；

電流表A2（量程3mA,內(nèi)阻為50C）；

電阻箱R（阻值0-999.90）；

滑動變阻器R'（阻值。?5。）；

開關(guān)一只，導線若干。

主要實驗步驟如下：

（1）將電流表A2與電阻箱R（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）改裝為量程3V的電壓表,

此時電阻箱接入電阻的阻值為n；

（2）在甲圖虛線框內(nèi)補全實驗電路圖。為保護電路，實驗開始前應將滑動變阻器的滑片滑動到

（選填“a端”或者“b端）

（3）測得的Al、A2表的多組數(shù)據(jù)I］、12,作出小燈泡的12圖線如圖乙所示。若將該小燈泡

直接接到一個電動勢為3V、內(nèi)阻為1。的舊電池組兩端，小燈泡兩端的電壓（選填“會”

或“不會”）超過額定電壓，

［練習8］（2023?株洲一模）現(xiàn)要描繪一小燈泡的伏安特性由線，使用的實驗器材如F：

小燈泡L（額定電壓3V,額定功率L5W）

電壓表V（量程IV,內(nèi)阻IkC）

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1C）

定值電阻Ri（阻值3kC）

定值電阻R2（阻值6kC）

滑動變阻器R3（阻值0-100)

滑動變阻器R4（阻值0-IkO)

直流電源E（電動勢5V,內(nèi)阻不計）

開關(guān)S,導線若干。

圖1圖2

實驗要求：

①小燈泡兩端的電壓能從0調(diào)節(jié)到額定電壓;

②電壓表滿量程時小燈泡兩端的電壓為3V.

（1）滑動變阻器選擇(填“R3”或“R4”)；

（2）在圖1方框中將電路用補充完整，并標明實驗器材的符號。

（3）實驗中，通過移動滑動變阻器，讀取多組I、U值，描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所

示。據(jù)圖可知，當通過小燈泡的電流為0.40A時，小燈泡的電阻為Q。（結(jié)果保留兩

位有效數(shù)字）

（4）若將一電源（電動勢2.0V,內(nèi)阻1.0。）與該燈泡串聯(lián)接在電路中，則根據(jù)小燈泡的伏安特

性曲線可知，小燈泡實際消耗的功率為W.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

[練習9]（2023?永豐縣校級一模）在描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中，需測量一個標有“3V,

1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材:

直流電源（電動勢3.0V,內(nèi)阻不計）

開關(guān)導線若干

電流表Ai（量程3A,內(nèi)阻約0.1。）

電壓表Vi（量程3V,內(nèi)阻約3kQ）

電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻約5。）

電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約200k。）

滑動變阻器Ri（阻值。?10C,定電流1A）滑動變阻器R2（阻值。?IkC,測定電流300mA）

（1）實驗電路圖應選用圖中的（選填“甲”或"乙”），實驗時在開關(guān)閉合前滑動變阻器

的觸頭應滑至圖中滑動變阻器的最端（選填“左”或“右嘰

（2）實驗中電壓表應選用,電流表應選用,滑動變阻器應選用

（用對應序號的字母表示），

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖丙所示，由圖線可知該燈泡的電阻隨著電壓的

[練習10]（2023?杭州一模）在探究小燈泡電阻規(guī)律的實驗口，實驗電路圖如圖所示，所用器材有:

小燈泡（額定電壓2.5V,額定電流0.3A）

電壓表（最程300mV，內(nèi)阻為3（X）0）

電流表（量程300mA,內(nèi)阻為0.27。）

定值電阻Ro（阻值A(chǔ).Ro=lOQ;B.Ro=2OOH）

滑動變阻器Ri（阻值A(chǔ).0-20C；B.0-200C）

電阻箱R2（最大阻值99999H）

電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計）

開關(guān)S、導線若干。

完成下列填空：

（1）滑動變阻器R1應選擇（選填A或B）,初始觸頭應滑在（選填a或b）；

（2）為使電壓表量程擴大至3V,應將R2的阻值調(diào)整為C,定值電阻Ro選

（選填A或B）。

（3）某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,電流表的讀數(shù)為240mA,此時小燈泡的電阻為

(保留2位有效數(shù)字)；

(4)若用電流傳感器替代電流表，電鍵閉合的瞬間，測最得到電流隨時間變化的圖線會如

(填選項A或B)所示，是因為____________________,

().25

0.25-----------'-------------

；。(閉合開關(guān))1口ol閉合開關(guān))

O

D.

實驗14測定電源的電動勢和內(nèi)阻

I.實驗原理

(1)實驗依據(jù)：閉合電路歐姆定律.

Ui=E-hr

(2)E和，的求解：由〃=后一〃得，解得E、匚

U2=E—hr

(3)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示.

①圖線與縱軸交點為E②圖線與橫軸交點為/網(wǎng)=/；③圖線的斜率表示r=|等!.

2.實驗器材

電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙和刻度尺.

3.基本操作

(1)電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按實驗原理圖連接好電路.

(2)把變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.

(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)5、S).用同樣的方法再測量

幾組/、U值，填入表格中.

(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.實驗數(shù)據(jù)求￡、廠的處理方法

(1)列多個方程組求解，再求石、/?的平均值.

(2)圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流/為橫軸，建坐標系、描點、連線，縱軸截距

為電動勢E，直線斜率攵的絕對值為內(nèi)阻廠

2.注意事項

(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池.

(2)電流不要過大，應小于0.5A,讀數(shù)要快.

(3)要測出不少于6組的(/,⑺數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.

(4)若U—/圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，內(nèi)阻應根據(jù)r=筋

I確定.

(5)電流表要內(nèi)接(因為，很小).

3.誤差來源

(1)偶然誤差：川圖象法求E和r時作圖不準確.

(2)系統(tǒng)誤差：電壓表分流.

[練習11](2023?馬鞍山二模)某歐姆表由于長時間未使用，電源電動勢和內(nèi)阻發(fā)生了明顯變化，導

致無法進行歐姆調(diào)零。小佳同學用如圖甲所示的電路來研究其內(nèi)部的電源情況。實驗時選擇歐

姆表“XI”擋位，已知毫安表的量程為400mA,內(nèi)阻約為I。。

(1)在電路連接時，要注意亳安表的“■”接線柱要與歐姆表的(選填“紅”或“黑”)

表筆相連；

(2)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當亳安表的讀數(shù)為300mA時，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)到整個表盤各立置的1011

刻度處，如圖乙所示，則歐姆表表頭G的量程為mA；

(3)連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值R和通過亳安表電流I,作出R-彳圖像，如

圖丙所示，則電源的電動勢￡=V。在不考慮實驗偶然誤差的情況下，電源電動勢的測量

值真實值(選填“大于“小于”或“等于”)；

(4)若想讓該歐姆表在“X1”擋位下可以正常使用，則更換的新電源電動勢E'=V。

[練習12](2023?房山區(qū)一模)物理實驗一般都涉及實驗FI的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實

驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例.如:

乙

丙

(1)用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為mm。

(2)某同學按圖乙的電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。他調(diào)整滑動變阻器共測得5組電流

和電壓的數(shù)據(jù)，如表中所示，其中4組數(shù)據(jù)的對應點已經(jīng)標在圖丙的坐標紙上，請用“十”標出第

4組數(shù)據(jù)的對應點，并作出路端電壓U隨電流1變化的U-I圖像。

電流I/A0.080.160.240.300.36

電壓U/V1.401.331.261.211.15

(3)根據(jù)U7圖像得出一節(jié)干電池的電動勢的測量值E=V,

內(nèi)阻的測量值r=C“(結(jié)果均保留小數(shù)點后兩位)

[練習13](2023?南平模擬)茶實驗興趣小組利用如圖甲所示電路，測顯電源的電動勢E和表盤數(shù)字

不清但刻度清晰的亳安表量程Ig。待測電源電動勢E約為10V、內(nèi)阻不計，圖中內(nèi)阻很大的電

壓表量程為10V,電阻箱R最大阻值為999.9Q,亳安表內(nèi)阻ro=5OC,定值電阻Ro阻值約為

500Q,S為開關(guān)。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

（1）先對電表機械調(diào)零，閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄多組阻值R和電壓表的相應讀數(shù)U；

（2）根據(jù)圖甲所示電路，卜=（用R、Ro、E和ro表示）；

11

（3）畫出工一；;一圖像如圖乙，電動勢E=V：

UR+r0---------------

（4）調(diào)節(jié)電阻箱阻值為450.0。時，電壓表讀數(shù)為5.0V,此時亳安表指針指在刻度盤中央位置,

則亳安表的量程1g=mA；

（5）將此亳安表與電阻箱、一節(jié)干電池（電動勢1.5V）、開關(guān)及導線等改裝成歐姆表，如圖丙所

示，用它來測量一未知電阻Rx，指針指在圖丁的位置，則Rx=Ho

［練習14|（2023?龍泉驛區(qū)模擬）小剛準備試測弟弟的兒童電動車上電池的電動勢和內(nèi)阻，他先上網(wǎng)

查了一下，這款電池的電動勢E約為8V。除了導線和開關(guān)外，還可利用的器材有:

A.直流電壓表Vi、V2，號程均為3V,內(nèi)阻約為3kQ；

B.定值電阻R（）,阻值為7Q；

C.最大阻值為8kC的電阻箱；

D.滑動變阻器Ri最大阻值約為100；

E.滑動變阻器R2最大阻值約為5kOo

電壓表審程不夠，需要改裝，但是又不知道電壓表內(nèi)阻的準確值，小剛根據(jù)電表的特點，打算改

裝成量程為9V的電壓表。

（1）他先將電阻箱與電壓表Vi串聯(lián)后，連成圖1所示的電路，其中RP應選用（填

Ri或R2）。

（2）將滑動變阻器滑片P移至最右端，同時將電阻箱阻值調(diào)為零，再閉合開關(guān)，將滑動變阻器的

滑片P調(diào)到適當位置，使電壓表剛好滿偏。

（3）保持滑片P的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為V；不改變電阻箱，

電壓表和電阻箱的串聯(lián)組合，就是改裝好的9V的電壓表

（4）小剛利用改裝后的電玉表，連接成圖2所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻，這里的RP應

選用（填Ri或R?）。移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表Vi、V2的多組數(shù)據(jù)Ui，U2,

描繪出U|-U2圖像如圖3所示，圖中直線斜率為k,與縱軸的截距為a,則電池的電動勢E

=，內(nèi)阻r=0（均用k、a、Ro表示）

［練習15］（2023?齊齊哈爾二模）某同學要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)實驗室提供的器

材設(shè)計了如圖所示的電路，其中Rx為阻值約為2Q的定值電阻，電壓表量程為3V,R為0?

999.9。的電阻箱。

⑴實驗前，先斷開電鍵S2、S3,閉合電鍵S4,將電阻箱的電阻調(diào)到（填“0”或“較

大”），閉合電鍵Si，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)較大，記錄電壓表的示數(shù)Uo及電阻箱的

阻值Ri,再閉合電鍵S3,調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為Uo,記錄這時電阻箱的阻值R2,則

Rx的阻值為。

（2）將電鍵S3、S4斷開，閉合電鍵S2,多次調(diào)節(jié)電阻箱，得到多組電壓表的示數(shù)U及對應的電

阻箱的阻值R，以，縱軸，右為橫軸作三±圖像,得到國像的斜率為k,與縱軸的截距為b,則

電池的電動勢為￡=,電池的內(nèi)阻為r=；（均

用測得的物理量符號表示）

（3）本實驗由于，使測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差；若用四個電鍵均閉合后的電路測電

源電動勢和內(nèi)阻，則這樣實驗有什么弊端？

實驗15練習使用多用電表

I.實驗器材

多用電表、電學黑箱、直流電源、開關(guān)、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)

三個.

2.實驗步驟

(1)觀察：觀察多用電表的外形，認識選擇開關(guān)的測量項目及量程.

(2)機械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置.若不指零，則可用小螺絲

刀進行機械調(diào)零.

(3)將紅、黑表筆分別插入“+”、“一”插孔.

(4)測量小燈泡的電壓和電流

①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置了?直流電壓擋，測小燈泡兩端的電

41

乙

②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流.

(5)測量定值電阻

①根據(jù)被測電阻的估計阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的

“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處：

②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)：

③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測最結(jié)果；

④測最完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.多用電表使用注意事項

(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入“+”插孔，黑表筆插入“一”插孔，

注意電流的實際方向應為“紅入”，“黑出

(2升乂分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中

間的指針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕.

(3)由「歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應擋位的倍

率.

(4)使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測電阻時，更應注意不要用手接觸表

筆的金屬桿.

(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電

表.

(6)測電阻時每換一擋必須重新歐姆調(diào)零.

(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”當.長期不用，應把表內(nèi)電池取出.

2.多用電表對電路故障的檢測

(1)斷路故障的檢測方法

①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用.一

a.將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電

源損壞.

b.在電源完好時，再將可壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表示數(shù)等于電源電動勢，

則說明該部分電路中有斷點.

②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為

零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路.

③用歐姆擋檢測

將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無

窮人(或無電流)說明此元件斷路.

不能用歐姆表檢測電源的情況.

（2）短路故障的檢測方法

①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電

路的部分電路不被短路或不完全被短路.

②用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應是短路.

【練習16]（2023?西城區(qū)二模）某同學在實驗室進行測量電阻的實驗。

（1）該同學先用歐姆表"XI”擋粗測一個未知電阻R的阻值，示數(shù)如圖1所示，

對應的讀數(shù)是。。

（2）他進一步采用伏安法進行精確測量，測量電路如圖2所示，其中電壓表的內(nèi)阻約為3kO,電

流表的內(nèi)阻約為0.IQ,為了盡量減小實驗誤差，電壓表的右端應接在點（選填“M”或

“N”）。

（3）隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進入千家萬戶。電導率是檢驗純凈水是否合格的一項

重要指標，它是電阻率的倒數(shù)。該同學為了測量某品牌純凈水樣品的電導率，將采集的水樣注滿

絕緣性能良好的橫截面直徑為幾厘米的薄塑料圓柱形容器，容器兩端用很薄的金屬圓片電極密封,

如圖3所示。

a.他先通過查閱資料估算出容器內(nèi)水樣的電阻約為十萬歐，然后用伏安法進行測量。除開關(guān)和若

干導線外，他還找到下表所示的器材，請選擇合適的器材，設(shè)計測量該水樣電阻的方案，在下圖

方框內(nèi)畫出電路圖，并標注所選器材的代號，水樣的電住用R,表示。

器材（代號）規(guī)格

電源（E[）電動勢約為3.0V,內(nèi)阻可以忽略不計

電源（Ei）電動勢約為I5.0V,內(nèi)阻可以忽略不計

電壓表（Vi）量程。?3V,內(nèi)阻約3kQ

電壓表（V2）量程。?15V,內(nèi)阻約15kC

電流表（Ai）量程。?0.6A,內(nèi)阻約U.1。

電流表（A2）量程0?200pA,內(nèi)阻約500c

滑動變阻器（R）總阻值約100。

b.測出水樣的電阻R、后，為了測出樣品的電導率，請寫出該同學還需要測量的物理量，以及使

用的測量工具和測量方法。

[練習17]（2023?南寧二模）某同學在實驗室分別研究多用電表的內(nèi)置電源。

（1）該同學先找來一量程為2mA、內(nèi)阻未知的亳安表，進行了如下操作：

①選擇開關(guān)置于“OFF”擋，觀察指針是否指在電流零刻度處，若無則調(diào)節(jié)機械調(diào)零旋鈕使指針

指在電流零刻度處。

②將選擇開關(guān)旋至電阻“X100”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指在電

阻零刻度處。

③將紅黑表筆接在待測亳安表的兩個接線柱上，發(fā)現(xiàn)多用電表指針剛好指在表盤正中間，如圖甲

所示，毫安表的指針也剛好指在表盤正中間，該同學由此算出此多用電表內(nèi)置電源的電動勢約為

（2）為了進一步研究，該同學取下此多用電表的內(nèi)置電源，用圖乙所示的電路測量其電動勢和內(nèi)

阻。按圖乙連接電路，閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R，記錄對應電壓表的讀數(shù)U,作出的

圖像如圖丙所示，圖線與橫、縱坐標軸的截距分別為-b、a,定值電阻的阻值用Ro表示，電壓表

可視為理想電表，則該電池組的電動勢為,內(nèi)阻為

（用字母表系）o

【練習18]（2023?廣東一模）某實驗小組用型號如圖（a）所示的甲、乙兩個多用電表，測最多用電表

中直流電流“10mA”擋與“1mA”擋的內(nèi)阻差值。已知歐姆調(diào)零旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)時，連入內(nèi)部

電路U1的阻值減小。完成下列相關(guān)的實驗內(nèi)容：

多用電表甲

圖(c)

（1）選擋、歐姆調(diào)零：將甲表的選擇開關(guān)撥至歐姆擋“X10”擋，將兩表筆短接，發(fā)現(xiàn)指針指在

刻度盤的2。附近，此時應（選填“順時針”或“逆時針”）旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕，使

得指針指到“0C”處；

（2）測乙表的“1mA”擋電阻：正確完成甲表的調(diào)節(jié)后，將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“1mA”

擋，把甲表的紅表筆與乙表的（選填“紅表亳”或“黑表筆”）連接，然后再將另兩

表筆連接；閉合開關(guān)后，甲表的指針指示如圖（b）,則乙表的“1mA”擋的內(nèi)阻為3

（3）將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“10mA”擋，再次用同一倍率的甲表與乙表連接，發(fā)現(xiàn)甲

表的指針較（2）中更靠右側(cè)，再次讀數(shù)。

（4）為了更準確地測量出乙表的兩個直流電流擋位內(nèi)阻的差值，該實驗小組設(shè)計如圖（c）的電

路，主要步驟如下:

①將甲表的選擇開關(guān)撥至歐姆擋，乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“1mA”擋，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)

電阻箱阻值為Ri,使得甲表指針指在適當位置，斷開開關(guān)S；

②僅將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“10mA”擋，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R2,使得甲表

指針仍指在同一位置，斷開開關(guān)S。

根據(jù)①②，可知直流電流“1mA”擋與“10mA”擋的內(nèi)阻差值A(chǔ)R=（用字母Ri、

R2表示）。

（5）若甲表中的電池由于用久了，導致電動勢變小，但是實驗小組未更換電池，此時，內(nèi)阻差值

的測量值4R（填“小于”“大于”或“等于“）真實值。

第39講物理實驗(四)

目錄

實驗12測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器).............................23

實驗13描繪小電珠的伏安特性曲線............................................30

實驗14測定電源的電動勢和內(nèi)阻..............................................39

實驗15練習使用多用電表....................................................46

實驗12測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器)

I.螺旋測微器

(I)構(gòu)造：如圖所示，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋鈕。、微調(diào)旋鈕

和可動刻度E、測微螺桿尸連在一起，通過精密螺紋套在8上。

(2)原理：測微螺桿”與固定刻度4之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕。每旋轉(zhuǎn)

一周，尸前進或后退8.5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，尸前進或

后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到亳米的千分位上，因此,

螺旋測微器又叫千分尺。

(3)讀數(shù)：測晟時被測物體長度的整亳米數(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)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一

位)x0.01(mm)

如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm,不足半亳米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最

后的讀數(shù)為：2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm0

2.游標卡尺

(1)構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標尺(主尺和游標尺.上各有一個內(nèi)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。

圖實-7-3

（2）用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)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1mm。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，見下

表:

刻度格數(shù)刻度總長每小格與1mm

精確度（可準確到）

（分度）度的差值

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

（4）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(jié)果表達為（x+Kx精確度）mm。

3.伏安法測電阻

（1）電流表的內(nèi)接法和外接法的比較

內(nèi)接法外接法

電路圖

-H3H=I--

R.

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

U鼠=UX+UA

u測DU魏RR

電阻R西一j—RK+RA>RX

R—測一R、+RV<R

測量值

測量值大于真實值測量值小于真實值

適用條件

R\?RX

適用于測

大阻值電阻小阻值電阻

量

⑵兩種電路的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若凡較小,

宜采用電流表外接法；若R較大，宜采用電流表內(nèi)接法。笥單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小

②臨界值計算法：

凡<匹總時，用電流表外接法；

RKJRVRA時,用電流表內(nèi)接法。

③實驗試探法：按圖實-7-4所示接好電路，讓電壓表一根接線柱尸先后與人。處接觸

一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；

如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。

（2023?梅河I」市校級三模）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，金屬絲的電阻Rx

約為5。。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖1所示，則d=Q2^mm。

（2）實驗中提供的器材如下：

電流表A（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1。）、電壓表V（量程0?3V,內(nèi)阻約3k。）、滑動變

阻器R、電源（電動勢為3V,內(nèi)阻很小）、開關(guān)、導線若干。

①為了使電阻的測量結(jié)果盡量準確，應選擇下列哪個電路進行實驗？A（填選項前的

字母）。

②選擇該電路的理由是：電壓表表分得的電流對電阻測量值影響較小。

③滑動變阻器有Ri（0?5C）和R2（0?l（X）C）兩種規(guī)格可供