高中物理电学实验经典题型分析
图10-5
教师：______ 学生：______ 时间:_____年_____月____日____段
例1、 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下： 待测电阻R x （约100 Ω）;
直流电流表（量程0~10 mA 、内阻50 Ω）; 直流电压表（量程0~3 V 、内阻5 kΩ）; 直流电源（输出电压4 V 、内阻不计）； 滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A ）； 开关1个，导线若干.
根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.
【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。
【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于R x ＜
v A R R ，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动
变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，I min =
x
A R R R E
++=24 mA ＞10 mA,此时电
流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.
【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全，这是电学实验的首要原则 ，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。
例2、 在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R x ，现有如下器材：
读数不准的电流表A 、定值电阻R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线。
⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。 ⑵写出主要的实验操作步骤。
【解本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标析】 ⑵ 验电路如右图所示。
⑵①将S 2与R x 相接，记下电流表指针所指位置。②将S 2与R 1相接，保持R 2不变，调节R 1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R 1的值，则R x ＝R 1。
例3、用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）：
电源E ，具有一定内阻，电动势约为； 电压表V 1，量程为，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑动变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。
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R x 的一种实验电路原理图。 【解析】如图所示
例4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A 1（量程250mA,内阻r 1为5Ω)；标准电流表A 2（量程300mA,内阻r 2约为5Ω）； 待测电阻R 1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R 2（最大阻值10Ω）； 电源E （电动势约为10V ，内阻r 约为1Ω）；单刀单掷开关S ，导线若干。 ⑴要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号. ⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R 1的计算公式是R 1＝________。 【解析】
⑴实验电路图如图所示。
⑵两电流表A 1、 A 2的读数为I 1、I 2和电流表A 1的内阻为r 1，待测电阻R 1的阻值的计算公式是：11
21
1r I I I R -=
例5有一电阻R x ，其阻值在100～200Ω之间，额定功率为。要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有： 安培表A 1，量程为50mA ，R A 1=100Ω 安培表A 2，量程为1A ，R A 2=20Ω 电压表V 1，量程为5V ，R V 1=10kΩ 电压表V 2，量程为15V ， R V 2=30kΩ 变阻器R 1，变阻范围0～20Ω ，2A
变阻器R 2，变阻范围0～1000Ω，1A 9V 电源，电键，导线。
⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是： 。 ⑵画出所用实验电路图。
【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由：R I P 2=得，
mA I mA I 503521==。因为电阻可能为200Ω，所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA ，应用电流表的示数来控制通过电阻的电流，因此，电流表应选
A 1。又因为R
U P 2
=,所以V U V U 1.7521== 。因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最
大值可能是5V ，应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压，因此电压表应选V 1。因为R 1＜ R 2,且2A ＞35mA, 所以应选变阻器R 1。因为R 1＜R x 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为x R ⑵实验所用电路如图所示 例6（从下表中选取出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1，画在下面的方框中，要求方法器材(代号) 规格 电流表（A 1） 量程10mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500μA，内阻r 2=750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10kΩ 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势，内阻很小 电键（S ） 导线若干 【解析】要测量电流表A 1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但根据本题所提供的仪器，我们可以首先肯定，在本实验中不可能用到电压表，因为电源的电动势只有，而电压表的量程为10V ，最多不到满偏的1/6，用它来读数误差太大，因此该实验能用到的电表只可能用两块电流表。 两块电流表有可能串联，也有可能并联，但题目中电流表A 2的内阻r 2已知，因此将两电流表并联，根据并联规律I 1r 1=I 2r 2可求出电流表A 1的内阻r 1= 1 2 2I r I 。 加在电流表两端的电压最大值U m =I m r 2=，而滑动变阻的最大阻值只有50Ω，如果将滑动变阻器接成限流，会超过电流表的量程，将它们烧坏。如果仅仅将滑动变阻器接成分压，滑动变阻器可调节的范围很小，只有全长的1/4，这样测量的次数比较少。故应将定值电阻R 1接在干路上用作限流，电路图如图所示。 例7 （2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：待测电压表 （量程2V ， 内阻约4k Ω），电流表 （量程，内阻约500Ω）；直流电源E （电动势约，内阻不计）；固定电阻3个：R 1=4000 V V mA Ω，R 2=10000Ω，R 3=15000Ω；电键S 及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。 ⑴试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。） ⑵电路接通后，若电压表读数为U ，电流表读数为I ，则电压表内阻R V =_________。 【解析】⑴实验电路如图所示，若选用电阻R 1，则并联电阻并R ＝2000Ω，电压表读数 U ＝ mA R E r 并+·R 并＝ 50020004.2+×2000＝＞1V ，电流表读数I ＝mA ＋r R E 并＝ 500 20004 .2+＝＝＞，R 1符合要求，同理可得R 2、R 3不符合要求，故选R 1。 ⑵电路接通后，通过R 1的电流I 1＝ 1R U ，则通过电压表的电流为I 2＝I －I 1＝I －1R U ，所以电压表的内阻R V ＝2 I U ＝ 1 1RU R I U － 【备考提示】本题涉及实验器材选取和电路设计等，对考生的分析综合能力提出了较高要求，解答此类试题必须根据测量要求和所提供的器材，由仪表的选择原则和基本规律为分析的入手点。 【变式题】 例8（2006年全国Ⅱ）现要测定一个额定电压4V 、额定功率的小灯泡（图中用○×表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为～4V 。 现有器材：直流电源E （电动势，内阻不计），电压表 （量程，内阻约为4×104 Ω），电流表 （量程250mA ，内阻约为2Ω），电流表 （量程500mA ，内阻约为1Ω），滑动变阻器R （最大阻值约为30Ω），电键S ，导线 若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，下面两个电路应该选用的是 。 【解析】在测量小灯泡的伏安曲线时，由于题目要求电压范围为～4V ，因此滑动变阻器采用分压式接法。根据估算通过小灯泡的额定电流为I =，因此电流表应该选用 。在伏安法测量过程中，由于 临界电阻Ω==200V A R R R 大于小灯泡电阻，因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。 例9、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R 0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、3A ）； V A 2 A 1 A 2 （b ） 电压表（量程3V 、15V ） （c ） 定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W ） （d ） 定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W ） （e ） 滑动变阻器（阴值范围0--10Ω、额定电流2A ） （f ） 滑动变阻器（阻值范围0-100Ω、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 ； R 0应选择 Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器。 （2）引起该实验系统误差的主要原因是 。 【解析】（1）3，，1，0～10。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。 由于电源是一节干电池（），所选量程为3V 的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在左右，所以选量程为的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E 测 例10、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材： A ．待测干电池 B ．电流表G （0~3mA ，内电阻r 1=20Ω） C ．电流表A （0~，内电阻r 2=）D ．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω） E ．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F ．定值电阻R 1=100Ω G ．定值电阻R 2=500Ω H ．定值电阻R 3=Ω 开关、导线。 由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。 ①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号） ②若某次测量中电流表G 的示数为I 1，电流表A 的示数为I 2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G 的示数为I 1′，电流表A 的示数为I 2′。则可知此电源的内电阻测量值为r = ，电动势测量值为E= 。 【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表G 改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到，则总电阻为 1.55003V mA =Ω，故定值电阻应选用的序号为G 的电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的D ； ②在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有 12112()()E I R r I I r =+++，1212()()E I R r I I r '''=+++ 解之，得()11211212I I r R r I I I I '-=+''+--， ()2112 211212 I I I I E R r I I I I ''-=+''+-- 【例11】某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为，科当标准电阻用） 一只电流表（量程=,内阻）和若干 导线。 ①请根据测定电动势E 内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。 ②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值, 读处与对应的电流表的示数I,并作记录 当电阻箱的阻值时， 其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时。首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。 ③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。 ④根据图6描绘出的图线可得出这个 电池的电动势E= V,内电阻 解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：E =I （R+r+r g ），解得：)(1 g r r I E R +-? =，根据R-1/I 图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。 答案：① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④（~）；（~） 【例12】某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻R x 的阻值. ①在以下备选器材中电流表应选__________,电压表应选_______,变阻器应选_________.（只填写器材对应的字母代号） 电源E （电动势3 V 、内阻可忽略不计） 电流表A 1（量程50 mA ，内阻约12Ω） 电流表 A 2（量程3 A ， 内阻约 Ω） 电压表V 1（量程3 V ，内阻约3 kΩ） 电压表V 2（量程15 V ，内阻约15 kΩ） 滑动变阻器R 1（0～10 Ω，允许最大电流 A ） 滑动变阻器R 2（0～1000 Ω，允许最大电流 A ） 定值电阻R （30Ω，允许最大电流） 开关及导线若干 ②请在方框中画出实验电路图（要求直接测量量的变化范围尽可能大一些，所选器材用对应符号标出）。 ③若某次测量中，电压表读数为U ，电流表读数为I ，则计算待测电阻的阻值表达式为R x ＝________________。 【解析】测量电阻的阻值一般利用伏安法，电压表显然应选量程为3 V 的V 1；根据欧姆定律容易求得电路中的最大电流150x E I mA R = =，显然超过了电流表A 1 50 mA 的量程，但电流表 A 2的量程又太大，故我们可以将定值电阻R （30Ω）与待测电阻R x 相串 联，此时电路中的最大电流60x E I mA R R = =+，利用电流表A 1 测量电流即可。由于要求直接测量量的变化范 围尽可能大一些，故只能采用分压电路，且滑动变阻器使用电阻较小的R 1。最后我们确定电流表的解法：由于 此时电路的临界电阻0190x R R R = ==Ω>+，则应该利用电流表的外接法。由此得到实验 电路图如图所示，当电压表读数为U ，电流表读数为I ，则计算待测电阻的阻值表达式x U R R I = -. 【例13】现有器材：量程为、内阻约30Ω-40Ω的电流表一个，定值电阻R 1=150Ω，定值电阻R 2=100Ω，单刀单掷开关K ，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约）的电动势。 （1）按要求在实物图上连线。 （2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E = ，式中各直接测得量的意义是： . 【解析】根据提供的器材，可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中，电流表量程为，干电池的电动势约为，如果把定值电阻R 1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回路中总电阻约为180Ω，回路中电流约为 /180Ω=，而如果把定值电阻R 2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，，则回路中总电阻约为130Ω，回路中电流约为 /130Ω=， 显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻R 2与R 1串联即可，故有如下解答： （1）连图：左图只用R 1接入电路；右图用R 1和R 2串联接入电路。(连线如图) （2）设I 1是外电阻为R 1时的电流，I 2是外电阻为R 1和R 2串联时的电流，则有 11A E I R R r = ++，212A E I R R R r =+++ 解之，可解得干电池电动势为：12 212 I I E R I I = -. 【例14】某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材： A ．待测干电池 B ．电流表G （0~3mA ，内电阻r 1=20Ω） C ．电流表A （0~，内电阻r 2=）D ．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω） E ．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F ．定值电阻R 1=100Ω G ．定值电阻R 2=500Ω H ．定值电阻R 3=Ω 开关、导线。 由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。 ①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号） ②若某次测量中电流表G 的示数为I 1，电流表A 的示数为I 2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G 的示数为I 1′，电流表A 的示数为I 2′。则可知此电源的内电阻测量值为r = ，电动势测量值为E= 。 【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表G 改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到，则总电阻为 1.55003V mA =Ω，故定值电阻应选用的序号为G 的 电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的D ； ②在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有 12112()()E I R r I I r =+++，1212()()E I R r I I r '''=+++ 解之，得()11211212I I r R r I I I I '-=+''+--， ()2112 211212 I I I I E R r I I I I ''-=+''+--. 【例15】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）： （1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干. （2）在右图中画出小灯泡的U-I 曲线. （3）某电池的电动势是，内阻是Ω.将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？ 【解析】（1）为了作出小灯泡的U-I 曲线，必须采用分压的方法；而因为小灯泡的电阻比较小，故采用电流表的外接法，实验电路图见下图. （2）小灯泡的U-I 曲线首先用描点法作出各个点，利用圆滑的曲线连接即可得到下图。 （3）作出Ir E U -=图线，可得小灯泡工作电流为安，工作电压为伏，因此小灯泡实际功率为==UI P 瓦. 【例16】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，用米尺测量金属丝的长度l =0. 810 m ．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，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)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材： A ．直流电源：电动势约 V ，内阻很小； B.电流表A 1：量程0～ A ，内阻0. 125Ω; C ．电流表A 2：量程0～3. 0 A ，内阻0. 025Ω; D ．电压表V ：量程0～3 V ，内阻3 k Ω; E.滑动变阻器R 1：最大阻值10Ω； F.滑动变阻器R 2：最大阻值50Ω; G ．开关、导线等． 在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的滑动变阻器是 。 (3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图． (4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R x =4. 1Ω，则这种金属材料的电阻率为 Ω·m.（保留二位有效数字） 【解析】(1)从螺旋测微器主尺读出 mm ，再从游尺读出 mm 01.050 2 .2?，故金属丝的直径为. ( 2)电路中的最大电流A R E I x 75.0== ，显然超过了电流表A 1 A 的量程，但电流表 A 2的量程又太大，故电流表应该选用A 1，由于滑动变阻器R 1最大阻值为10Ω，比被测电阻丝的电阻大，且容易调整，所以采用限流电路即可。 由于此时电路的临界电阻Ω>Ω≈=4200V A R R R ，故电流表采用外解法. (3）实验电路如图所示 (4)利用电阻定律S l R ρ = ，则== l RS ρ×10-6Ω·m. 【例17】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A ．待测的干电池（电动势约为，内电阻小于Ω) B ．电流表G （满偏电流3mA ，内阻Rg=10Ω) C ．电流表A(0～，内阻Ω) D ．滑动变阻器R 1(0～20Ω,10 A) E.滑动变阻器R 2(0～200Ω,l A) F ．定值电阻R 0 (990Ω) G ．开关和导线若干 (1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）． (2)图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I 1—I 2图线（I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E= V ，内阻r= Ω。 【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个电流表，故可以通过改装来实现.因为定值电阻R 0=990Ω，则电流表G 与之串联较好，所以合理的是b 图所示的电路，滑动变阻应选D ； 根据全电路欧姆定律容易得到 102()g E I R R I r =++，即1200g g r E I I R R R R =- +++ 由I 1—I 2图线可以看出，图线与纵轴的交点为mA ，即 0 1.48g E mA R R =+，故电动势E=；又因为图线的斜率 12 1.48 1.25 0.770.3 I k I ?-= ==?，即 010000.77g r R R =+，故0.77r =Ω. 【例18】如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R ，负载电阻R 1=R ，电源电动势为E ,内阻不计. （1）当K 断开，滑动头c 移动时，R 1两端的电压范围是多少？ 图10-3 图10-5 （2）当K 闭合，滑动头c 移动时，R 1两端的电压范围是多少？ （3）设R 的长度ab =L ,R 上单位长度的电阻各处相同，a 、c 间 长度为x ，当K 接通后，加在R 1上的电压U 1与x 的关系如何？ 【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键 【解析】（1）若K 断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故 2 E ≤U 1≤E （2）若K 闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0≤U 1≤E （3）U 1=I R 并，R 并=R L R x R L R x +?,I =L R x L R E )(-+并 得：U 1=Lx x L ELx +-2 2 【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同 【例19】用伏安法测量某一电阻R x 阻值，现有实验器材如下：待测电阻R x （阻值约5 Ω,额定功率为1 W ）；电流表A 1（量程0~ A,内阻 Ω）;电流表A 2（量程0~3 A ，内阻 Ω）;电压表V 1（量程0~3 V ，内阻3 k Ω）;电压表V 2（量程0~15 V ，内阻15 k Ω）;滑动变阻器R 0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V ）、开关、导线. 为了较准确测量R x 阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限流接法 【解析】由待测电阻R x 额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻R x 的额定电压、额定电流的值约为 U =51?≈PR V ≈ V,I =5/1/≈R P A= A. 则电流表应选A 1，电压表应选V 1. 又因30002.0?= ?V A R R = Ω＞R x ，则电流表必须外接. 因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻R x 上的最小电流为I min = 50 56 +=+R E E x = A ＜I 额，因该 实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示. 【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法 是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即可。 【例20】用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻R x （约100 Ω）;直流电流表（量程0~10 mA 、内阻50 Ω）;直流电压表（量程0~3 V 、内阻5 kΩ）;直流电源（输出电压4 V 、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A ）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。 【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于 图10-4 R x ＜v A R R ，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大， 通过负载的电流最小，I min = x A R R R E ++=24 mA ＞10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采 用分压接法.如图10-5所示. 【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全，这是电学实验的首要原则 ，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。 【例21】 图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图，器材规格如下： （1）待测电阻R x （约100Ω） （2）直流电源（输出电压4V ，内阻可不计） （3）直流毫安表（量程0~10mA ，内阻50Ω） （4）直流电压表（量程0~3V ，内阻5K Ω） （5）滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A ） （6）电键一个，导线若干条 根据器材的规格和实验要求，在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处的正确位置。 【审题】本题不要求选择仪器，只是对已有的仪器进行电路的选择合成，从一定程度上降低了难度，由已知条件，待测电阻与电压表阻值相差较多，滑动变阻器阻值相对较小。 【解析】因滑动变阻器阻值小于待测电阻R x 的阻值，所以滑动变阻器应选用分压接法；待测电阻与电表相比，R x 的阻值和电压表的阻值相差较多，所以应选用安培表外接电路，实物连接如图10-8所示。滑动变阻器分压接法时，在闭合电键前，变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处，如图箭头所示。 【总结】（1）设计测量电阻的电路必须考虑两个方面，首先要确定滑动变阻器是分压电路还是限流电路，再考虑是安培表外接电路还是安培表内接电路。 （2）连接实物图时，应该先干路，再支路。滑动变阻器分压接法是要注意电键能控制全电路电流，即断开电键后，电路中无电学仪器仍处于通电状态，电键对支路不起作用是滑动变阻器分压接法时经常出现的错误。 【例22】某电压表的内阻在20～50K Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表V(量程3V)，电流表A 1(量程200μA)，电流表A 2(量程5mA)，电流表A 3(量程，滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)，电源E(电源电压为4V)，开关S. 图10-7 图10-8 (1)所提供的电流表中应选用 (填字母代号). (2)为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图10-9方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出). 【审题】测量电压表的内阻，从已知条件看，需测量通过电压表的电流，因此，需估算通过电压表的最大电流来判断所用电流表的量程。同时，滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻，控制电路应采用分压接法。 【解析】电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积，估算电路中的最大 电流为 A A R U I V m μ150102033 =?== 所以应选电流表A 1，与电压表串联在电路中. 滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻.如果用滑动变阻器连成限流电路，一则它对电路的调控作用很不明显，二则是待测电压表分得的最小电压约为 V V U R R R U V V 8.3410 20101020'3 33 =??+?=+= 大于电压表的量程，变阻器明显不能组成限流电路，这样变阻 器应作为分压器 接在电路中，就不会出现上述问题，电路如图10-10所示. 【总结】对于电表的选择，必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值， 以此确定选用略大于且量程最小的电表。 【例23】有一改装的电流表A 1需要与一标准电流表A 2进行校对，采用如图所示10-11的电路，其中E 为电源， R 0为一限流电阻，R 为一可变电阻，S 为电键，限流电阻能够限 制电路中的最大电流，使之不超出电流表的量程过多，从而对电流表起保护作用。实 验中已有的器材及其规格如下： 蓄电池E （电动势6v ，内阻约为Ω）， 改装电流表A 1（量程0~, 内阻约为Ω） 标准电流表A 2 ( 量程0~~3A, 内阻不超过Ω） 实验中备有的电阻器规格如下： A ．固定电阻（阻值8Ω，额定电流2A ） B ．固定电阻（阻值15Ω，额定电流2A ） C ．滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流2A ） D ，滑动变阻器（阻值范围0~200Ω，额定电流2A ） 已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为6大格，要求从起对每条刻线一一进行核对，为此，从备用的电阻器中，R 0应选用 ，R 应选用 。（用字母代号填写） 【审题】本题中给出了固定限流电阻的选择，首先要明确其作用，实验要求电流范围在~之间，即电路中仅有限流电阻时的电流要略大于，同时要配合滑动变阻器，保证电路中的最小电流不超过。 【解析】已知改装表量程为0~，要求从起对每条刻线进行核对，所以，电路中最大电流不能小于，最小电流不能大于。电源电动势为6v ，根据欧姆定律，电路中最小总电阻不能大于10Ω，电路中除固定电阻和滑动变阻器外，其它电阻总阻值等于Ω，所以固定电阻R 0应选用A （8Ω）；又因最大总电阻不能小于60Ω，滑动变阻器应 图10-9 E 图10-10 图10-11 选用D（200Ω）。 【总结】（1）要正确理解限流电阻的限流作用—-使电路中的电流不超过 ．．，应理解为：在保证 ．．．电流表的量程过多 电流表能达到满量程的条件下，通过电流表的电流不过大。所以限流电阻的阻值不能大于使电流表达到满偏时的阻值。 （2）注意区分限流电阻与滑动变阻器的作用，限流电阻的作用是使电路中的电流不要过小（不小于），而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小（不大于）。 【例24】用伏安法测量某一电阻R x的阻值，现有实验器材如下： A、待测电阻R x（阻值大约为5Ω，额定功率为1W） B、电流表A1（0~，内阻Ω） C、电流表A2（0~3A，内阻Ω） D、电压表V1（0~3V，内阻3KΩ） E、电压表V2（0~15V，内阻15KΩ） F、滑动变阻器R0（0~50Ω） G、蓄电池（电动势为6V） H、电键、导线 为了较准确测量R x的阻值，保证器材的安全，以便操作方便，电压表、电流表应选择________，并画出实 验电路图。 【审题】本题中待侧电阻的额定功率、电阻估计值已知，可估算通过电阻的电流及其两端电压，是选择电流表、 电压表量程的关键，另外，电流表的内外接法及滑动变阻器的接法也需要计算确定。 【解析】1、确定电流表、电压表的量程。被测电阻R x的额定电压、额定电流分别为 则电流表选用A1，电压表选用V1 2、确定电流表的内、外接法 计算临界电阻，R X 3、确定控制电路 因滑动变阻器的全阻值R0大于被测电阻R X，故首先考虑变阻器的限流接法。 图10-12限流接法：R X上限流取值范围为： 最小： 最大：I额= 那么，滑动变阻器的阻值（滑动头移动时）不得小于。R X的电压变化范围为～，安全可行。 若采用变阻器的分压接法，因R0>R X，会操作不方便，因此应选择变阻器的限流接法。电路如图10-12所示。 【总结】本题需要选择电流表、电压表量程以及测量电路和控制电路，解题时为避免混乱，可分步选择，将题 目分解，既明确，又不易遗漏。 【例25】测量某电阻R x的阻值.已知R x约为5Ω左右.下表给出可供选择器材.请画出你所设计的实验原理图（至少3种），并标明所选器材的规格或代号. 备注：另有导线若干，各器材数目均只一个 【审题】该题要求至少应用3种设计方案，需要熟练掌握测电阻的原理和方法，列出所有的测电阻的基本方法，看题目中给出的仪器是否适合，灵活利用、变通，充分发挥题目中所给仪器的作用。 【解析】 方案一：应用伏-安法测电阻，见图10-16. 选R 2，还是选R 1，就是出于对实验安全方面的考虑.R 2与G 表，可改装成3V 左右的电压表；R 1与G 表，只能改装成左右电压表，这样小的电压表既不能安全实验，也不能进行精确测量. 电流表外接而不内接，是出于对实验结果精确程度的考虑.因为改装后的电压表内阻远大于R x ，这样测量系统误差较小.选A 1表，而不选A 2表是出于精确读数的 考虑.A 1、A 2诚然都能满足安全的要求，但小量程表读数相对误差要小得多，显然这是精确原则的应用. R 3作为控制线路的主元件，其控制电压方便与否，与R 3、Rx 值相对大小有关.当两电阻相近时，为了线路简单、经济，控制电路适宜用限流接法，这主要是出于实验操作是否方便的考虑. 方案二：应用全电路欧姆定律测电阻.见图10-17. 原理：令R x 短路，调R 1，测得I 1后，由全电路欧姆定律得 E=I 1（r+R 1+0+R A ）接着去掉短路线，可得I 2，同理得 E=I 2（r+R 1+R x +R A ）可求R x . 讨论：用R 1为何不用R 2？显然是考虑了测量方便问题，是方便原则的应用.因为 R 1调节时能用到Ω变化，对电流调整是有利的.图2设计较图1，主要是考虑了节省器材原则，这也可以说是经济原则的应用. 方案三：欧姆表原理测电阻，见图10-18. 原理：先让ab 短路，调R 1使A 1满偏，此时内阻为5Ω.去掉短路线，接通S ，测得I ，则依据欧姆表原理，R X 值为（E/I -5）Ω 讨论：用A 1不用A 2或G ，主要是考虑了测量结果的精确问题.若用A 2改装为欧姆 表，其中值电阻为1Ω；若用G 改装为欧姆表，其中值电阻为10k Ω，与待测电阻比较，测量误差太大.欧姆表特点是当测量值在其中值电阻附近时，其读数（或测量结果）比较准确.这是精确原则的应用.且整个方案三操作上是很方便的. 【总结】本题处理过程相对复杂，但只要遵循前面所提出的各种选择方法，题目也就迎刃而解了，因此说，基础知识是关键，复杂题目只是基础知识的合成。 图10-16 图10-17 图10-18 【例26】一电阻额定功率为 W ，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 k Ω.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值. ①电流表，量程0～300 μA ，内阻150 Ω； ②电流表，量程0～1000 μA ，内阻45 Ω； ③电压表，量程0～3 V ，内阻6 k Ω； ④电压表，量程0～15 V ，内阻30 k Ω； ⑤电压表，量程0～50 V ，内阻100 k Ω； ⑥干电池两节，每节电动势为 V ； ⑦直流稳压电源，输出电压6 V ，额定电流3 A ； ⑧直流电源，输出电压24 V ，额定电流 A ； ⑨直流电源，输出电压100 V ，额定电流 A ； ⑩滑动变阻器，0～50 Ω，3 W ； ○11滑动变阻器，0～2 k Ω，1 W ； ○12电键一只，连接导线足量. 【审题】考查综合分析能力、推理能力及实验设计的创新能力，审题过程见解析。 【解析】由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多，因此，若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压，只能采用分压接法，如图10-19（否则变阻器不能实现灵敏调节）.为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最大电流为I m ＝4000 01.0/ R P A ＝5×10－4 A ＝500μA ；最大电压U m ＝20 V.由于实验中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压，现有两 个电流表内阻相近，由内阻所引起的系统误差相近，而量程0~1000 μA 接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起的偶然误差较大，故选用量程为0~300 μΑ的电流表.这样选用电流表后，待测电阻上的最大实际电 压约为3×10－4×40×103 V ＝12 V ，故应选用量程为15 V 的电压表，由于在如图所示的电路中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻的最大实际电压高，故电源应选输出电压为24 V 一种（其额定电流也远大于电路中的最大实际电流，故可用）. 关于变阻器的选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上.若是把0~50 Ω的变阻器接入电路，通过它的最小电流（对应于待测电路断开）约为24／50 A ＝ A ，最小功率约为×50 W ＝ W ，远大于其额定功率；而0~2 k Ω的变阻器接入电路，其最大电流（对应于滑动键靠近图13-4中变阻器A 端）约为并联电路总电流 A ，小于其额定电流 A.故应选0~2 k Ω的变阻器. 【总结】本题处理过程相对复杂，但只要按照“仪器选择-测量电路选择-控制电路选择”这样的顺序逐个突破，将复杂的过程逐一分解，遵循前面所提出的各种选择方法，题目也就迎刃而解了，因此说，基础知识是关键，复杂题目只是基础知识的合成。 图10-19 高中物理电学实验专题 知识点回顾 一、描绘小灯泡的伏安特性曲线： 二、电流表和电压表的改装： 三、测定电源电动势和内阻： 四、测定金属电阻和电阻率： 五、器材选择： 六、电路纠错： 七、示波器的使用： 八、用多用电表探索黑箱内的电学元件 九、传感器 知识点和考点 一、描绘小灯泡的伏安特性曲线 原理：欧姆定律IR U= 处理方法：内接和外接（都有误差） 例1、某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图Array 为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实 验室备有下列器材： ①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（以上均填器材代号） ②为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。 ③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？ 相同点： ， 不同点： 。 二、电压表和电流表 （1）电流表原理和主要参数 电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g （2）半偏法测电流表内阻Rg ： 方法：合上S1，调整R 的阻值，使电转到满流表指针刻度 再合上开关S2，调整R ′的阻值（不可再改变R ），使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半，可以认为Rg = R ′。 条件: 当 R 比R ′大很多 （3）电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻 R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝ g U U ，则根据分压原理，需串联的电阻值 g g g R R n R U U R )1(-== ，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国，19，6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( ) A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。 电学实验探究题专题复习 复习指南 1、基本实验、仪器的选择和使用（电表量程的选择，Rp的选择） 2、电路故障的分析与排除 3、根据实验现象及数据总结规律，必须用准确精练的物理语言回答。 4、根据要求设计实验 实验一探究串、并联电路的电流规律 探究串、并联电路的电流规律在中考试题中通常从以下几个方面考查： 考查点1.电流表的使用、读数； 考查点2.实验基本操作，如拆接电路时，开关应处于状态（所有电学实验）； 考查点3.电路故障分析； 考查点4.实验数据分析及结论的归纳， 即 考查点5.实验的纠错及改进。如实物图接错了 例题1：在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时，小明设计实验步骤如下。 1、选用两个规格（选填“相同”或“不同”）灯泡L1、L2串联起来接到图1所示电路中， 2、闭合开关后发现两个灯泡均不亮，检查各个接线柱均连接良好，小明用一根导线连接AB两点时，两个灯泡仍不亮，连接BC两点时，L1发光，则故障是。 3、排除故障后，把电流表分别把图中A、B、C三点，测出个点的电流。 4、换上另外两个小灯泡，再次测量三点的电流。下表是两次测量的记录数据. 图1 分析和论证： （1）在拆接电路时，开关S必须处于________状态。 （2）结论：串联电路中。 （3）本次实验进行多次测量的目的是。 例题2：在探究并联电路电流规律的实验中，图2甲是实验电路图。 图2 （1）电流表应（选填“串联”或“并联”）在被测电路中；若要测量干路电流，则 电流表应接在图甲中的点。 （2）小刘在测量A处的电流时，发现电流表的指针偏转如图乙所示，原因是；在排除故障后，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为A。 （3）下表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。由实验数据小亮得出 I A/A I B/A I C/A 0.2 0.2 0.4 （4）实验结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。 请指出小亮的探究过程的两点不妥之处：①； 高中物理电学实验总结 电学实验是高考考察的重要内容，几乎每年都涉及到，有时侧重： 1、电子仪器的选用共和读书 2、电路的设计 3、数据的处理和误差分析 一． 专题要点 1. 测定金属的电阻率 2. 描绘小灯泡的伏安特性曲线 3. 电表的改装 4. 测电源电动势和内阻 5. 多用表探索黑箱内的电学原件 二． 重点摘要 1. 测定金属的电阻率 实验目的： 用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。 实验原理： 根据电阻定律公式R=S l ，只要测量出金属导线的长度l 和它的直径d ，计算出导线的横截 面积S ，并用伏安法测出金属导线的电阻R ，即可计算出金属导线的电阻率。 实验器材：被测金属导线，直流电源（4V ），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V ），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。 实验步骤： ①用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出导线的横截面积S 。 ②按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 ③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l 。 ④把滑动变阻器的滑动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，闭合电键S 。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，断开电键S ，求出导线电阻R 的平均值。 ⑤将测得的R 、l 、d 值，代入电阻率计算公式lI U d l RS 42 πρ= =中，计算出金属导线的电 阻率。 ⑥拆去实验线路，整理好实验器材。 注意事项： ①本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 ②在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I 的值不宜过大（电流表用0~0.6A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 2.测定电源电动势和内阻 实验目的： ⑴经历实验过程，掌握实验方法，学会根据实验合理外推进行数据处理的方法。 ⑵进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量减小误差的方法。 实验原理： 电源电动势和内阻不能直接进行测量，但电源在电路中，路端电压和电流与电动势和内阻可以通过闭合电路欧姆定律建立联系，因此，通过测量路端电压和电流，可以计算电动势和内阻。由于有电动势和内阻两个未知量，所以要改变路端电压和电流至少获得两组数据，才能利用闭合电路欧姆定律（E=U+Ir)建立两个方程，解得电动势和内阻。 实验方法： ⑴由（E=U+Ir)可知，测量器材为一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、电源、导线、开关 ⑵由（E=U+Ir)变形（E=IR+Ir)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电流表、电源、导线、开关 ⑶由（E=U+Ir)变形（E=U+Ur/R)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电压表、电源、导线、开关 3.练习使用多用电表 实验目的： 练习使用多用电表测电阻 实验原理：多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图）， 表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百μA ， 高中物理电学实验 高中物理电学实验是物理实验高考的重点，是高考的必考内容。电学实验共有6个，可归纳为四二三，即知道四种测量电路（描绘小灯泡的伏安特性曲线及分压电路、伏安法测电阻电路、半偏法测电表内阻和电表的校对电路、测定电源电动势和内阻电路），会画二种曲线（电阻或小灯泡的伏安特性曲线、电源的伏安特性曲线），掌握三类仪器（多用电表、螺旋测微器和游标卡尺、电压表电流表电阻箱等）的读数 2.在半偏法测电流表内阻实验中，串联在电路中的可变电阻R应选择最大阻值远大于电流 表内阻的滑动变阻器，在能够满足电流表满偏的条件下，电源电动势尽可能选择大的测量误 差小。选择电源电动势的方法是：滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍 大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中，当闭合与电流表并联支路中的电键时，电路 中总电阻减小，电流增大，调节电阻箱的电阻值使电流表半偏，与电流表并联的电阻箱R1 中电流将大于电流表中的半偏电流，R1小于电流表内阻r g，所以测量值R1与r g的真实值相 比偏小。电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对，所以采用分压电路。 3. 测定电源电动势和内阻实验采用电流表和电压表测出外电路的几组电流和电压值， 为了消除偶然误差，一般采用图像法处理实验数据。由闭合电路欧姆定律可知电源路端电压 U=E—Ir，电源的伏安特性曲线应该是一直线，所以将图像中数据点连线时一定要画成直线， 直线与纵轴（U轴）的交点纵坐标值等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻。 4. 多用电表是一种可以用来测量电流、电压、电阻等的磁电式测量仪表，直流电流档、 电压档刻度是均匀的。多用电表欧姆档（欧姆表）是根据闭合电路欧姆定律制成的，由于电 流I与待测电阻R是非线性关系，且电流为零时电阻值为无限大，所以多用电表欧姆档（欧 姆表）的刻度不均匀，且电流零刻度处对应电阻值为无限大，电流满偏处对应电阻值为零。 用多用电表欧姆档（欧姆表）测量电阻时首先要选档、调零，将电阻从电路中断开然后测量。 高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好 为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则： A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N 运动时，要克服电场力做功，W=qU AB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克服电场力做的功相等，即：mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离，因U AB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回， 应选A。 若把B板下移一小段距离，因U AB保持不变，质点克服电场力做功不变，而重力做功 增加，所以它将一直下落，应选D。 由上述分析可知：选项A和D是正确的。 想一想：在上题中若断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个 离子的质量为m，电量为q，从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b) 一、实验,探究题 1、如图13是“探究串联电路电流特点”的实验电路图： （1）实验中，选择两个小灯泡的规格是的(填“相同”或“不相同”)． （2）下表是某同学实验中的二组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是，造成错误的原因是． （3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是( ) Ａ．通过灯泡的电流小Ｂ．灯泡的灯丝断了 Ｃ．灯丝的电阻小Ｄ．小灯泡靠近负极 2、用如图20甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱(符号为≠)，S为单刀双掷开关，R0为定值电阻．某同学用该电路进行实验， 主要步骤有： A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I； B．读出电阻箱的示数R； C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I； D．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大； (1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)． (2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为Ω．若已知R0的阻值为10Ω，则待测电阻的阻值 为Ω． 3、小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻R X的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2，并连接了部分实验电路，如图19所示。 （1）.请你帮助小乐完成图19所示的实验电路的连接。 （2）.电流表A1的示数用I1表示，电流表A2的示数用I2表示，请用I1、I2和R0表示R X。R X = 。 4、在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中. （1）在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接. （2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在端.（填“左”或“右”） （3）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为 V， 灯泡的电阻RL= Ω. （4）小明同学在做实验时，电路连接无误. 闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零. 该故障的原因可能是 . 5、小林用电压表和电流表测额定电压是2.5V小灯泡正常发光时的电阻值，实验电路如图甲所示。（4分） 教师：______ 学生：______ 时间:_____年_____月____日____段 例1、 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下： 待测电阻R x （约100 Ω）; 直流电流表（量程0~10 mA 、内阻50 Ω）; 直流电压表（量程0~3 V 、内阻5 kΩ）; 直流电源（输出电压4 V 、内阻不计）； 滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A ）； 开关1个，导线若干. 根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。 【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于R x ＜v A R R ，故电流表应采用外接法.在控制电路 中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小， I min = x A R R R E ++=24 mA ＞10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采 用分压接法.如图10-5所示. 课 题 电学实验经典题型分析 【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全，这是电学实验的首要原则，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。 例2、在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R x，现有如下器材： 读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。 ⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。 ⑵写出主要的实验操作步骤。 【解本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标析】 ⑵验电路如右图所示。 ⑵①将S2与R x相接，记下电流表指针所指位置。②将S2 与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指 针指在原位置上，记下R1的值，则R x＝R1。 恒定电流实验复习题 一、电阻的测量 2.1利用“安安”法测电流表的内阻 1、从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。 （1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。 （2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1= ，式中各符号的意义是：。器材（代号）与规格如下： 电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40Ω）； 电流表A2，量程500μA，内阻r2=750Ω； 电压表V，量程10V，内阻r2=10kΩ 电阻R1，阻值约为100Ω； 滑动变阻器R2，总阻值约50Ω； 电池E，电动势1.5V，内阻很小； 电键K，导线若干。 2.2利用“安安”法测定值电阻的阻值 2、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250mA，内阻r1为5Ω）； 标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）； 待测电阻R1（阻值约为100Ω），滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）； 电源E（电动势约为10V，内阻r约为1Ω），单刀单掷开关S，导线若干。 （1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号。 （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、用以下器材测量待测电阻R x的阻值 待测电阻R x，阻值约为100Ω 电源E（电动势约为6V，内阻不计） 电流表A1（量程0-50mA，内阻r1=20Ω） 电流表A2（量程0-300mA，内阻r2约为4Ω） 定值电阻R0（20Ω） 滑动变阻器R（总阻值10Ω） 单刀单掷开关S，导线若干 （1）测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的的1/3，请画出实验电路图， （2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测得的量计算R x表达式为R x= ㈡“伏伏”法 1.1利用“伏伏”法测电压表的内阻 4、为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有： 电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1Ω； 电压表V2，量程为5V，内阻约3500Ω； 变阻箱R1阻值范围为0-9999Ω； 变阻箱R2阻值范围为0-99.9Ω； 滑动变阻器R3，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A； 电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω； 单刀单掷开关K，导线若干。 （1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。 （2）写出计算电压表V的内阻R V的计算公式为R V= 。 高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V=∞，R A=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。 2、误差分析 （1）、电流表外接法 由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表内接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和 电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和， 故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即" 大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法 华辉教育物理学科备课讲义 A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为1N，方向平行于斜面向上 C．大小为2N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2N，方向竖直向上 答案：D 解析：绳只能产生拉伸形变， 绳不同，它既可以产生拉伸形变，也可以产生压缩形变、弯曲形变和扭转形变，因此杆的弹力方向不一定沿杆． 2．某物体受到大小分别为 闭三角形．下列四个图中不能使该物体所受合力为零的是 ( 答案：ABD 解析：A图中F1、F3的合力为 为零；D图中合力为2F3. 3．列车长为L，铁路桥长也是 桥尾的速度是v2，则车尾通过桥尾时的速度为 A．v2 答案：A 解析：推而未动，故摩擦力f＝F，所以A正确． ．某人利用手表估测火车的加速度，先观测30s，发现火车前进540m；隔30s 现火车前进360m.若火车在这70s内做匀加速直线运动，则火车加速度为 ( A．0.3m/s2B．0.36m/s2 C．0.5m/s2D．0.56m/s2 答案：B 解析：前30s内火车的平均速度v＝540 30 m/s＝18m/s，它等于火车在这30s 10s内火车的平均速度v1＝360 10 m/s＝36m/s.它等于火车在这10s内的中间时刻的速度，此时刻Δv v1－v36－18 两根绳上的张力沿水平方向的分力大小相等． 与竖直方向夹角为α，BC与竖直方向夹角为 ．利用打点计时器等仪器测定匀变速运动的加速度是打出的一条纸带如图所示．为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s. ，x AD＝84.6mm，x AE＝121.3mm __________m/s，v D＝__________m/s 结果保留三位有效数字) xxxXXXXX 学校XXXX 年学年度第二学期第二次月考 XXX 年级xx 班级 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 一、实验,探究题 （每空？ 分，共？ 分） 1、测量“小灯泡的电功率”，小灯泡的额定电流为0.3A ，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V ）、开关各一个，滑动变阻器（“5Ω，2A ”、“20Ω，1A ”）两个，导线若干． （1）小明没有连接完的实物电路，如图1所示，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整． （2）小明选用的滑动变阻器的规格为 ． （3）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A 时，电压表示数如图2所示，读数为 V ，小灯泡的额定功率为 W ． （4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率． ①请在图 3虚线框内画出她设计的电路图． ②写出实验步骤：实验步骤 ． ③写出测定额定功率的表达式：P 额= ． 2、如图22甲所示是小刚测量小灯泡电功率的电路。电源电压为6V ，小灯泡L 的额定电压为2.5V ，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R 1和R 2的最大阻值分别 为10Ω和50Ω。 （1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则他接下来的操是。 （2）应该选用的滑动变阻器是。（选填“R1”或“R2”） （3）用笔画线代替导线将电路连接完整。 （4）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放在端。（填“a”或“b”） （5）检查仪器和电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量， 多次测量的目的 是：。 （6）在某次测量中，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电压表示数如图丙所示 要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向（选填“左”或“右”） 移动，同时眼睛应观察。 3、如图21是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同），瓶中的电阻采用金属丝。 （1）实验中，通过观察来判断电流通过导体产生热的多少。 （2）在电流与通电时间相同的条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与进行对比。 4、如图20所示的电路，闭合开关后，电压表读数为6V，电流表读数为0.6A。 电学实验(经典) 实验设计的基本思路 （一）电学实验中所用到的基本知识 电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为： Ir U E I U R +== ,。 可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。 1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 （1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 （3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 （4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： （1）选择电表：首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 （2）选择滑动变阻器：注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 （3）应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。 功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[ ] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C．两过程中拉力的功一样大 D．上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma， 匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2． [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系． 因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D． [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功． [例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功． [思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功． [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果． (二)电学实验题 ,专题特征) 电学实验主要包括探究串、并联电路特点；探究影响电阻大小的因素；探究电流与电压、电阻的关系；探究电热与哪些因素有关；伏安法测量电阻和小灯泡的电功率等。其中探究电流与电阻(电流与电压)关系、测小灯泡电阻、测电功率是中考命题的重点和热点。 1．探究电流与电阻(电流与电压)关系 【例1】(2015河北34题)学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究。器材有：开关、电流表、电源(电压恒为1.5 V)各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干。 【实验过程】电路如图甲所示。将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合S，记录的数据如下表。 回答下列问题： (1)图乙是一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。 (2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。 A．电阻的大小与长度的关系是：__材料和横截面积相同的导体，电阻的大小与长度成正比__； B．电阻的大小与横截面积的关系是：__材料和长度相同的导体，电阻的大小与横截面积成反比__。 (3)进行多次测量的目的是__使结论具有普遍性__。 (4)此实验也可得出电流与电阻的关系是__电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比__。 【拓展】用上述合金材料制成长1 m、横截面积 1 mm2的电阻丝的阻值为 1 Ω。而实验中所用合金丝的横截面积为0.5 mm2，则一根合金丝的电阻为__2.5__Ω，长度__1.25__m。 【方法技巧】(1)根据电流表的量程和分度值读出电表的示数；(2)实验中两次用到控制变量法：研究影响电阻大小的因素时用到一次；研究电流与电阻关系时又用到一次；(3)同时还用到等效法：两根串联等效长度增加1倍；两根并联等效横截面积增加1倍等。 2．伏安法测电阻 【例2】(2016邯郸一模)某同学根据如图甲所示电路完成“伏安法测量定值电阻”的实验。 高中物理电学实验专题 实验专题一：伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理 伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R U I ，只要测出元件两端电压和通过的电流， 即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。 二．认识电流表和电压表： 1.理想表：理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路，对电路不产生影响。 2.实际表：实际电流表内阻很小，但不为零；实际电压表内阻很大，但不会是无穷大。因此，电流表和电压表对测量电路造成影响，产生误差。为了减小误差，必须考虑电流表和电压表的接法。 三．电流表的两种接法 （一）电流表外接法 1、电路如图所示 电压表示数＝ R 电流表示数＝＋＞ 测量值 ,小于R的真实值 只有当R＜＜时，才有≈R,因此外接法适合测小电阻 2、“小外”的含义： 在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。“小外”含义：小电阻用外接法。 （二）电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数＝＋ 电流表示数＝ R 测量值 ,大于R的真实值 只有当R＞＞时，才有≈R,因此外接法适合测大电阻 2、“大内”的含义： 在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。“大内”含义：大电阻用内接法。 四．电流表内、外接法的选择 为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。但电阻阻值为多大算是大电阻？电阻阻值大小依什么电阻为标准？下面我们一起探讨： （一）定量判定法：当被测电阻R的大约值和R A、R V已知时，可用比较和大小来确定 1. 若＞，则说明R 远大于，选用电流表内接法。 2. 若＞，则说明R 远小于, 选用电流表外接法。 3. 若＝ ，选用两种接法都可以。 （二）试触法： 在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值， 可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路， 其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、 N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即U U I I ?>?)，说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N 点)；如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即 U U I I ? 电学实验：1.描绘小灯泡的伏安特性曲线 2.改表 3.伏安法测电阻 4.测电阻率（游标卡尺、螺旋测微器的使用） 5.测电池的阻与电动势 一. 基本电路 1. 滑动变阻器的分压、限流接法： 分压与限流的选择依据： 1） 题目中明确要求待测电阻两端的电压U ，通过待测电阻的电流I 从零开始连续可调 2） 若用限流式接法，电路中的最小电流仍大于某个串连在电路中的用电器（比如安培 表）的额定电流（或最大量程），则必须用分压式接法。 3） ·待测电阻Rx 与变阻器R 相比过大，这时，我们可以认为如果采用限流式，变阻器 电阻的改变对电路的影响十分微弱，从而起不到改变电流的作用。 ·与之相反，如果待测电阻Rx 与变阻器R 相比过小，则应采用限流式。 有些题目中采用试触的办法来判断。如果电流表变化较大（这里的变化指的事变化率），说明电压表分压作用明显，说明待测电阻阻值和电压表接近，说明是大电阻。反之，如果电压表变化明显，说明电流表分流作用明显，说明待测电阻是小电阻。 2. 电流表的接与外接 原因：大电阻接，测安培表（电阻小）的分压效果不明显，小电阻用外接，则电压表（阻值很大）的分流效果不明显 ·当待测电阻R x 二.实验器材的选择 标准：安全（这里所指的应该是用电器的最值，而不是电源与元件的）、达到要求 顺序：电源----电压表----电流表----变阻器 ·电源：不超过最大即可 ·电表：如果示数不超过量程的1/3，则选用较小的 ·滑动变阻器：安全、确定围是否足够，参考电路（分压与限流对其要求不同） 分压式： 如图1所示，在滑动变阻器分压式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像，图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。 从图中可以看出当滑动变阻器与待测电阻的比值越大时，滑动变阻器先移动较长距离时待测电阻电压变化较小，而后移动很小距离时待测电阻电压却急剧上升，这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的；而当滑动变阻器与待测电阻的比值越小，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性关系。 因此，分压式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值较小的（小于待测电阻）。 2、限流式接法中应选择阻值与待测电路电阻接近的滑动变阻器 如图2所示，在滑动变阻器限流式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像，图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。 从图2中可以看出：滑动变阻器与待测电阻比值越小，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性变化，但电压变化幅度却很小，不便于取多组有明显差别的数据多次测量；而当滑动变阻器与待测电阻比值越大时，虽然待测电阻上的电压变化幅度很大，但滑动变阻器先移动较长距离电压变化幅度较小，而后移动很小距离电压却急剧上升，这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的；而当滑动变阻器与待测电阻阻值相接近时，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化接近线性关系，且待测电阻上的电压变化幅度较大。 因此，限流式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值与待测电阻相接近的。 牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图3-2所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是： A、物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中，速率不断变大 C、物体从A下降B，以及从B上升到A的过程中，速 率都是先增大，后减小 D、物体在B点时，所受合力为零 的对应关系，弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物 =0，体正确的受力分析，是解决本题的关键，找出AB之间的C位置，此时F 合 由A→C的过程中，由mg>kx1，得a=g-kx1/m，物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0，物体速度达最大。由C→B的过程中，由于mg 中考物理专题复习--电学实验探究题 目的： 1、如图13是“探究串联电路电流特点”的实验电路图： （1）实验中，选择两个小灯泡的规格是 的(填“相同”或“不相同”)． （2）下表是某同学实验中的二组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是 ，造成错误的原因是 ． （3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是( ) Ａ．通过灯泡的电流小 Ｂ．灯泡的灯丝断了 Ｃ．灯丝的电阻小 Ｄ．小灯泡靠近负极 2、用如图20甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx 为待测电阻，R 为电阻箱(符号为≠)，S 为单刀双掷开关，R 0为定值电阻．某同学用该电路进行实验， 主要步骤有： A ．把开关S 接b 点，调节电阻箱，使电流表的示数为I ； B ．读出电阻箱的示数R ； C ．把开关S 接a 点，读出电流表的示数为I ； D ．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大； (1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)． (2)步骤A 中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为 Ω．若已知R 0的阻值为10Ω，则待测电阻的阻值为 Ω． 3、小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R 0测量电阻R X 的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A 1和A 2，并连接了部分实验电路，如图19所示。 （1）.请你帮助小乐完成图19所示的实验电路的连接。 （2）.电流表A 1的示数用I 1表示，电流表A 2的示数用I 2表示，请用I 1、I 2和R 0表示R X 。R X = 。 4、在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中. （1）在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接. （2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 端.（填“左”或“右”） （3）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为 V ， 灯泡的电阻RL= Ω. 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.3 0.3 1.5高中物理电学实验专题总结
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