第39講 物理實驗（四）（解析版）-2024年高考物理一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)精講精練

第39講物理實驗(四)

目錄

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

實驗13描繪小電珠的伏安特性曲線....................................................9

實驗14測定電源的電動勢和內(nèi)阻......................................................19

實驗15練習(xí)使用多用電表............................................................26

實驗12測定金屬的電阻率(練習(xí)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C上，旋鈕。、微調(diào)旋鈕。和可動刻

度上、測微螺桿F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B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(jìn)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(jìn)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+15.0x0.01nun=2.150mm。

2.游標(biāo)卡尺

(1)構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)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(biāo)尺的最小分度的差值制成。

不管游標(biāo)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(biāo)卡尺的游標(biāo)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(zhǔn)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亳米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊

的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+Kx精確度)mm。

3.伏安法測電阻

(I)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-L

R,Rx

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

〃測=&+〃/M=A+/V

滿

UnU然R\R、_

電阻R的一,—/?v4~RA.>R\測一旦+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RA?RXRv?R\

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(jìn)行比較，若凡較小，宜采用電

流表外接法；若凡較大，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：

RRRVAA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，讓電壓表一板接線柱P先后與小〃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。

o?H~9~~~?—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5C。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖1所示，WI］（1=0.260mmo

（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3kC）、滑動變阻器R、

電源（電動勢為3V,內(nèi)阻很?。㈤_關(guān)、導(dǎo)線若干。

①為了使電阻的測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，應(yīng)選擇下列哪個電路進(jìn)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（0-5。）和R2（0700。）兩種規(guī)格可供選擇。本實驗應(yīng)選擇Ri（填相

應(yīng)字母）。

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

①按電路圖連接好實驗器材。

②只閉合開關(guān)51,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。

復(fù)上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出I-/圖像如圖3所示。則1一上圖像斜率女=2.3mA?

mo若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，需要把長為0.40m的成銘絲并聯(lián)在表頭

G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）由題中條件可知粵,售

RxRA

則電流表應(yīng)采用外接法，電路中最大電流為品=￡?0.34

故電流表應(yīng)選量程0-0.6A,實物圖連線如圖所示

（2）合上開關(guān)之前，為保護(hù)電路，測量電路中的電流應(yīng)最小，故圖1中滑動變阻器滑片應(yīng)置于最

左端；

（3）利用圖像處理數(shù)據(jù)，誤差更小，兩種求電阻的方法更合理的是乙；

（4）根據(jù)圖像可知，斜率為）=8?：m4.m=2.3松.m

由圖像可知6mA電流對應(yīng)的橫軸坐標(biāo)為｝=2.5m-1

解得L=0.40m

故答案為:（1）見解析;（2）左;（3）乙；（4）2.3,0.40c.

[練習(xí)3]（2022?浙江）小明同學(xué)根據(jù)圖1的電路連接器材來“探究導(dǎo)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(dá)

到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個子的值，作出苫-1圖像，如圖2中圖線a

所示。

圖2

（1）在實驗中使用的是0-20C（選填“0?20C”或“0?200C”）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=1.30V。

（3）已知合金絲甲的橫截面積為7.0Xl（）-8m2,則合金絲甲的電阻率為1.0X1Q-6Q>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

獲得的號-1圖像，由圖可知合金絲甲的橫截面積小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）

合金絲乙的橫截面積。

【解答】解：（1）為方便實驗操作.在實驗中使用的是0?20。的滑動變阻器。

（2）電壓表量程是3V,由圖3所示表盤可知，其分度值為0.1V,示數(shù)為1.30V。

（3）由歐姆定律與電阻定律得：R+RA=3，R=pg則

7=?1+Ra

由圖2所示gT圖象可知，圖象的斜率k=g=忐熊q/m,

IOWe*XV/?A1

代入數(shù)據(jù)解得：pF.UX156c.m

（4）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，電阻率不變，橫截面積變?yōu)椋篠'

=s+s乙

由圖2中圖線b可得：S'=$=L短6止2=2.8義107m2

b0.43-045

S乙=5'-S=2.8X10'7m2-7.0X10*8nr=2.1X10-7nr,故合金絲甲的橫截面積小于乙的橫截

面積。

故答案為：（I）（）?20C（2）1.30;（3）1.0X10-6；（4）小于。

【練習(xí)4]（2023?佛山二模）某同學(xué)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(yīng)電流表電壓表的示數(shù)I和U,并作出苫-L的圖像，如

圖（c）所示。

（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0.698mm：

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

右端”）；

TTZCd2

（3）由圖（c）得到圖線的斜率為k,則該合金絲的電阻率p=_z^=_（用d、k表示）；

4

（4）圖（c）中圖線的縱軸截距b表示電流表的內(nèi)阻。

【解答】解：（1）螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位，則讀數(shù)為

0.5mm+19.8X0.01mm=0.698mm

（2）為了保證電路的安全，閉合開關(guān)前應(yīng)使滑動變阻器接入電路中的阻值最大，即應(yīng)將滑動變阻

器滑片移到最右端;

（3）根據(jù)歐姆定律可得:

R+RA=?

其中，R=?S=哆

聯(lián)立可得：彳=^+也

則圖像的斜率為普

nnnkd2

即p=—

（4）根據(jù)上述分析可知，羽線的縱軸截距b表示電流表的內(nèi)阻。

故答案為：（1）0.698；⑵最右端；⑶??；（4）電流表的內(nèi)阻

（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5C。

圖1圖3

（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€?=0.183mm。

（2）實驗中能提供的器材有開關(guān)、若干導(dǎo)線及下列器材：

電壓表（量程。?3V,內(nèi)阻約3kQ）

電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1。）

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(xué)為了使金屬絲兩端電壓調(diào)節(jié)范圍更大，并使測最結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，應(yīng)選用圖2所示的A

電路進(jìn)行實驗。

圖2

（3）該同學(xué)建立U-I坐標(biāo)系，如圖3所示。圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的六個坐標(biāo)點(diǎn)，請描

繪出U-I圖線如上圖所示，并由圖線數(shù)據(jù)計算出金屬絲的電阻為5.2C（結(jié)果保留1位

小數(shù)）。設(shè)被測金屬絲電阻為R、，金屬絲直徑為d,接入電路部分的長度為1,則該金屬絲電阻率

的表達(dá)式是。=邛二（用題目給出的物理量符號表示）。

2n

【解答】解：（1）由圖1可知，螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位，則

有金屬絲的直徑為

d=0+0.183mm=0.183mm

(2)因為％=5Q<y/RvRA=V3000x0.W=x^300P

又電壓要從。開始變化，滑動變阻器要用分壓式接入電路，因此為減小實驗誤差，實驗電路應(yīng)選

用圖A所示的電路進(jìn)行實驗，故A正確，BCD錯誤；

故選：Ao

(3)描繪出U7圖線時，應(yīng)使更多的坐標(biāo)點(diǎn)在圖線上，如圖所示。

Z/A

由歐姆定律可得U=IR

由圖線數(shù)據(jù)計算出金屬絲的電阻為心=罄=怨O=5?2。

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1,由電阻定律可得該金屬絲

2

電阻率的表達(dá)式是P=竿=與朋7r=當(dāng)工

TlRyd2

故答案為：(1)0.183；(2)A；(3)如上圖所示；52

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/-u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“3.8VQ.3A”、電壓表“0?3V?15V”、電流表“0?0.6A?3A”、滑動變阻器、學(xué)生電源、開

關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.

3.實驗步驟

(I)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(xué)生電源、，開關(guān)用導(dǎo)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(biāo)紙上以U為橫軸，/為縱軸，建立直角坐標(biāo)系.

②在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn).

③將指出的點(diǎn)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(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的W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

r-A—

R。工

兩種接法的電路圖l|mJ

E凡

_H---------

負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍0<U<E

尺十

E一E

負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍R1R^-R。遇

2.兩種接法的適用條件

(1)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限值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).

3.注意事項

(1)電路的連接方式：

①電流表應(yīng)采用外接法：因為小電珠（3.8V0.3A）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(yīng)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）閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)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=I.OV左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U=LOV左右繪點(diǎn)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(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差.

（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4.0Q。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（量程為3V時內(nèi)阻約為3kC,量程為15V時內(nèi)阻約為15kQ）；

電流表（量程為0.6A時內(nèi)阻約為O.lkC,量程為3A時內(nèi)阻約為O.（）2kC）。

（1）將圖甲所示的實驗電路補(bǔ)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=1.0V時的電阻為

2.0n（保留兩位有效數(shù)字），由于實驗存在系統(tǒng)誤差，該測量值比真實值偏?。ㄟx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)阻為2c的電源上，則每個小燈泡消耗的

功率約為0.50W,電源的效率約為67%（保留兩位有效數(shù)字工

【解答】解：（1）要求燈泡兩端的電壓自零開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；電動勢為4V,

則電壓表量程選擇3V,由于燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，則電流表應(yīng)采用外接法，則實物連線

如圖所示

（2）根據(jù)U-I圖像可知，U=1.0V時，電流為I=0.5A,此時燈泡電阻為R=彳=怒。=2.0。

由于電流表采用外接法，誤差來源于電壓表的分流，使得電流表的示數(shù)大于通過燈泡的實際電流,

則燈泡電阻的測量值比真實值偏小。

（3）將兩個這樣的小燈泡串聯(lián)后接在電動勢為3V,內(nèi)阻為2Q的電源上，設(shè)每個燈泡的電壓為

U,電流為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=2U+Ir

可得3=2U+2I

如圖所示

由圖像交點(diǎn)可知，每個小燈泡消耗的功率約為P=UI=1X0.5W=0.50W

電源的效率約為：n=音==67%

LI3AU.D

故答案為：（1）見解析；（2）2.0,偏??；（3）0.50,67%o

（2023?山東模擬）某學(xué)習(xí)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2Q）；

電流表A2（量程3mA,內(nèi)阻為50Q）；

電阻箱R（阻值0?999.9C）；

滑動變阻器R'（阻值0?5。）；

開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。

主要實驗步驟如下:

（1）將電流表A2與電阻箱R串聯(lián)（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950H：

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

a（選填“a端”或者“b端”）；

（3）測得的Ai、A2表的多組數(shù)據(jù)h、12,作出小燈泡的12-h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，小燈泡兩端的電壓會（選填“會”

或“不會”）超過額定電壓，

【解答】解：（1）要改裝成量程為3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個分壓電阻，其阻值為/?=苫一心=

3

-3x1-0--3-son=95on

（2）小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法。電路圖如圖所示

開關(guān)S閉合之前，滑動變阻費(fèi)的滑片應(yīng)置于a端使得測支路電壓為零。

（3）舊電池阻與小燈泡組成閉合電路，路端電壓U=EJIT

路端電壓U=1000l2,則有1000l2=E'-Irz

圖像如圖所示

圖象交點(diǎn)應(yīng)該在坐標(biāo)軸描點(diǎn)最后一點(diǎn)的上方，此時電流l2>2.5mA燈泡兩端電壓U'=10（）012>

2.5V

因此小燈泡兩端的電壓會超過額定電壓

故答案為：（1）串聯(lián)，950：（2）見解析，a；（3）會。

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

小燈泡L（額定電壓3V,額定功率1.5W）

電壓表V（量程IV,內(nèi)阻IkC）

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約10）

定值電阻Ri（阻值3kC）

定值電阻R2（阻值6kC）

滑動變阻器R3（阻值o-10Q）

滑動變阻器R4（阻值0-10）

直流電源E（電動勢5V,內(nèi)阻不計）

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

實驗要求:

①小燈泡兩端的電壓能從。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R3（填“R3”或“R4”）；

（2）在圖1方框中將電路組補(bǔ)充完整，并標(biāo)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(dāng)通過小燈泡的電流為0.40A時，小燈泡的電阻為」（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1.0Q）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0.70Wo（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）本實驗小燈泡兩端的電壓能從。調(diào)節(jié)到額定電壓，要選擇分壓式外接法，選擇

R3：

（2）實驗要求電壓表滿星程時小燈泡兩端的電壓為3V,故需將電壓表量程改為3V,已知電壓表

V的展程是IV,內(nèi)阻是IkQ,可得電壓表V需要串聯(lián)2kC的定值電阻才能將晟程改為3V。定值

電阻R1的阻值3kC,定值電阻R2的阻值6k。，兩者并聯(lián)后的等效電阻為2k。，故將定值電阻R］、

R2并聯(lián)后再與電壓表V串聯(lián)，可改裝成3V量程的電壓表。燈泡電阻較小，用電流表外接法，電

路圖如圖:

⑶據(jù)圖可知，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.40A時，小燈泡的電壓為1.40V,電阻R=六排1=

3.5Q

（4）對于電動勢為2V、內(nèi)阻為1。的電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：U=E-Ir,代入數(shù)據(jù)可

知I=2-U,畫出該電源的I-U圖線如圖:

燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)表示單獨(dú)將小燈泡串聯(lián)在電源兩端時的電壓和電流，則有：U'=I.6V,

\'=0.44A

燈泡的電功率為：P'=UZf=1.6X0.44W=0.70W

故答案為：（1）R3；（2）圖見解析；（3）3.5；（4）0.70。

[練習(xí)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(biāo)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(dǎo)線若干

電流表Ai（量程3A,內(nèi)阻約0.1C）

電壓表V1（量程3V,內(nèi)阻約3k。）

電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻約5Q）

電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約200kft）

滑動變阻器Ri（阻值07。。，定電流IA）滑動變阻器R2（阻值0?IkC,測定電流300mA）

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

的觸頭應(yīng)滑至圖中滑動變阻器的最左端（選填“左”或“右”）。

（2）實驗中電壓表應(yīng)選用V1,電流表應(yīng)選用A2，滑動變阻器應(yīng)選用Ri（用對應(yīng)

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

【解答】解：（1）根據(jù)實驗?zāi)康?，要描繪小燈泡伏安特性曲線，要使小燈泡中兩端電壓要從0開

始變化，滑動變阻器應(yīng)選用分壓式，因此實驗電路圖應(yīng)選用圖乙，為了保擰用電器，實驗時在開

關(guān)閉合前滑動變阻器阻值應(yīng)該調(diào)成最大值，即滑動變阻器的觸頭應(yīng)滑至圖中滑動變阻器的最左端;

（2）根據(jù)燈泡額定電壓是3V,電壓表應(yīng)選擇Vi,燈泡額定電流I=0=^A=0.5A,電流表應(yīng)

選擇A2,為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇Ri：

（3）由圖所示圖象可知，隨電壓增大，圖線上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率減小，斜率的倒數(shù)變大，

由于圖線上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)等于燈泡電阻，則隨電壓增大燈泡電阻變大；

故答案為：（1）乙，左；（2）Vi,A2,RI；（3）變大。

[練習(xí)10]（2023?杭州一模）在探究小燈泡電阻規(guī)律的實驗中，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（量程300mV,內(nèi)阻為300Q）

電流表（量程300mA,內(nèi)阻為0.27Q）

定值電阻Ro（阻值A(chǔ).Ro=lO。；B.Ro=2OOQ）

滑動變阻器Ri（阻值A(chǔ).0-20C：B.0-2000）

電阻箱R2（最大阻值99999。）

電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計）

開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

完成下列填空：

（1）滑動變阻器Ri應(yīng)選擇A（選填A(yù)或B）,初始觸頭應(yīng)滑在a（選填a或b）；

（2）為使電壓表量程擴(kuò)大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為2700定值電阻Ro選A（選

填A(yù)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6.3。

（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，測量得到電流隨時間變化的圖線會如_B

（填選項A或B）所示，是因為小燈泡阻值隨著溫度升高增大。

較小的，即選擇A,初始觸頭應(yīng)滑在a端；

（2）根據(jù)并聯(lián)分工原理可得，為使電壓表量程擴(kuò)大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為R2-（t-1）與，

代入數(shù)據(jù)解得R2=2700C,當(dāng)滑動變阻器滑片處于b端時，小燈泡所在測量電路分得的電壓等于

電源電動勢6V,電流滿偏時，測量電路的電阻為R=S，代入數(shù)據(jù)解得R=20C,燈泡本身有電

阻，所以作為保護(hù)電阻，Ro一定小于20Q,故定值電阻Ro選A；

（3）某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,流過電壓表的電流為I尸監(jiān)，代入數(shù)據(jù)解得Ii%0.507mA

=>.U7X10'4A,燈泡兩端的電壓為UL=I1（R2+RV）,代入數(shù)據(jù)解得ULP1.52V,此時小燈泡的

電阻為RL=料,代入數(shù)據(jù)解得RLQ6.3C；

/_/1

（4）由于小燈泡溫度越來越高，則電阻越來越大，則電流逐漸減小，用電流傳感器替代電流表,

電鍵閉合的瞬間，測量得到電流隨時間變化的圖線會如B所示；

故答案為：（1）A,a（2）2700,A（3）6.30（4）B,小燈泡阻值隨著溫度升高增大。

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-I}r

(2)E和,?的求解：由。=6—〃得〃廠，，解得樂r.

Uz=E—hr

⑶用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示.

①圖線與縱軸交點(diǎn)為氏②圖線與橫軸交點(diǎn)為人=§③圖線的斜率表示「=|箸|.

2.實驗器材

電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)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)⑺、口).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E、,?的處理方法

(1)列多個方程組求解，再求E、，?的平均值.

(2)圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流/為根軸，建坐標(biāo)系、描點(diǎn)、連線，縱軸截距

為電動勢E，直線斜率女的絕對值為內(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(yīng)小于0.5A,讀數(shù)要快.

(3)要測出不少于6組的(1,U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.

(4)若U-I圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r=|第

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：用圖象法求E和r時作圖不準(zhǔn)確.

（2）系統(tǒng)誤差：電壓表分流.

[練習(xí)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(dǎo)

致無法進(jìn)行歐姆調(diào)零。小佳同學(xué)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，己知亳安表的量程為400mA,內(nèi)阻約為IC。

（1）在電路連接時，要注意毫安表的“-”接線柱要與歐姆表的紅（選填“紅”或“黑”）

表筆相連；

（2）調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)毫安表的讀數(shù)為300mA時，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)到整個表盤|位置的10Q

刻度處，如圖乙所示，則歐姆表表頭G的量程為5表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,作出圖像，如

圖丙所示，則電源的電動勢￡=5V。在不考慮實驗偶然誤差的情況下，電源電動勢的測量值

等于真實值（選填“大于“小于”或“等于”以

（4）若想讓該歐姆表在“XI”擋位下可以正常使用，貝使換的新電源電動勢E，=LJV.

【解答】解：（1）電流從歐姆表的紅表筆流入，從亳安表的“-”接線柱流出，所以亳安表的“-”

接線柱要與歐姆表的紅表筆相連。

（2）設(shè)歐姆表表頭G的后程為臉由題意可得=3C0nM

5"

解得Ig=500mA

（3）設(shè)回路中除電阻箱之外的總電阻為r,根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=I（R+r）

F

整理得R二*一丁

所以電源的電動勢為E=k=^-V=5V

根據(jù)實驗原理可知并未引入由于電表內(nèi)阻而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，所以在不考慮實驗偶然誤差的情況

下，電源電動勢的測量值等于真實值。

（5）設(shè)歐姆表在“XI”擋位下的內(nèi)阻為r內(nèi)，則」Z=/=0.54

rs

聯(lián)立以上兩式解得E=7.5V

故答案為：（1）紅；（2）500；（3）5；等于；（4）7.5o

[練習(xí)12]（2023?房山區(qū)一模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、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:

丙

（1）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖中所示，則該金屬絲的直徑為1.220mmo

（2）某同學(xué)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(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖內(nèi)的坐標(biāo)紙上，請用“十”標(biāo)出第

4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并作出路端電壓U隨電流I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)U-I圖像得出一節(jié)干電池的電動勢的測量值E=1.48V,內(nèi)阻的測量值r=0.92

（結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

【解答】解：（I）螺旋測微器的精度為0.01mm,螺旋測微器讀數(shù)為固定刻度加可動刻度，所以直

徑：d=1mm+22.0X0.01mm=1.220mm；

（2）根據(jù)題忖所描出點(diǎn)，盡量多的點(diǎn)畫在一直線上，如下圖，

U=-Ir+E

所以U-I圖像截距為電源電動勢E=1.48V,斜率絕對值為電源內(nèi)阻:r=|k|=1?U鬻.Z］4-片U。=0.920,

考慮作圖和讀數(shù)誤差，電動勢在1.47V到1.49V之間，內(nèi)阻在0.91。到0.93C之間。

故答案為:（1）1.220；（2）如圖見解析；（3）1.48（±0.01V均正確），0.92（±0.01均正確定）。

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

不清但刻度清晰的亳安表量程及。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I0V,電阻箱R最大阻值為999.9C,亳安表內(nèi)阻ro=5OC,定值電阻Ro阻值約為

5000,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(jī)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(yīng)讀數(shù)U；

1R]]

（2）根據(jù)圖甲所示電路，-=-T-——+?（用R、R。、E和ro表示）；

uE/?+r0E

11

（3）畫出工一7—圖像如圖乙，電動勢￡=9.1V；

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Ig=20mA；

（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(dǎo)線等改裝成歐姆表，如圖丙所

示，用它來測量一未知電阻R、，指針指在圖丁的位置，則Rx=來

【解答】解：（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E-&R。

整理得

1R。-1

UER+r0E

（3）根據(jù)圖像有：7=011廠1

E

解得

E=9.1V

1U

根據(jù)歐姆定律有：

（4）-L=~g~

2R+r0

代入數(shù)據(jù)可得

Ig=20mA

（5）根據(jù)歐姆定律毫安表滿偏時有：Ia=-^―

解得:R內(nèi)=75。

33E

亳安表偏轉(zhuǎn)工時，則有：=~———

55MR內(nèi)+Rx

解得：Rx=50C

故答案為：（2）—?-^―+-；（3）9.1；（4）20；（5）50o

ER+r0E

[練習(xí)14]（2023?龍泉驛區(qū)模擬）小剛準(zhǔn)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)

查了一卜，這款電池的電動勢E約為8V。除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還可利用的器材有：

A.直流電壓表Vi、V2,量程均為3V,內(nèi)阻約為3kC；

B.定值電阻Ro,阻值為7Q；

C.最大阻值為8kC的電阻箱；

D.滑動變阻器R1最大阻值約為ion；

E.滑動變阻器R2最大阻值約為5kC。

電壓表量程不夠，需要改裝，但是乂不知道電壓表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，小剛根據(jù)電表的特點(diǎn)，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(yīng)選用Ri（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(dāng)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1.0V：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(yīng)

選用Ri（填RI或R2）。移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表Vi、V2的多組數(shù)據(jù)Ui,5,描

繪出Ui-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=

3a3kRUE+—、

三五，內(nèi)阻『三芯0。（均用k、a、R。表不）

【解答】解：（1）不知道電壓表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，還要擴(kuò)大電壓表的量程，就需要設(shè)置恒定的電壓,

因此圖I中分壓用的變阻器應(yīng)該用電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻的Ri,以減小電壓表分流帶來的誤差。

（3）當(dāng)電阻箱阻值為零，滑動變阻器的滑片P調(diào)到電壓表剛好滿偏，說明分壓為3V。保持滑片

P的位置不變，即分壓保持為3V,當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為I.UV時，電壓表和電阻箱

的串聯(lián)組合的電壓為3V。這說明當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.0V時，電壓表和電阻箱的串聯(lián)組合的電壓

為9V,這就是改裝好的9v電壓表。

（4）由于定值電阻Ro阻值為711,為了讓V2表能盡可能取得合適的數(shù)值，應(yīng)選用電阻較小的Rio

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得3%=￡-吟盧丁,

整理得以=鼎+曷訪4

k=

由圖像有：a=3渭&3R0+3r

3kR（）

解得E=當(dāng),

故答案為：⑴Ri；（3）1.0；（4）R1,言,歿。

[練習(xí)15]（2023?齊齊哈爾二模）某同學(xué)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?

999.9Q的電阻箱。

（1）實驗前，先斷開電鍵S2、S3,閉合電鍵S4,將電阻箱的電阻調(diào)到較大（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

陽值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R2-RiQ

（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(yīng)的電

阻箱的阻值R,以;為縱軸，:為橫軸作;-之圖像，得到翱像的斜率為k,與縱軸的截距為b,則

URUR

kk

電池的電動勢為￡=1+凡一小,電池的內(nèi)陽為「=;（均用測得的物理量

符號表示）

（3）本實驗由于電壓表分流，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？

【解答】解：（I）因Rx較小，為了保證電路安全，實驗前，應(yīng)將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到較大。

閉合電鍵Si,此時測量的是Rx與R兩端的電壓，再閉合電鍵S3,Rx被短路，此時測量的是R兩

端的電壓，因電壓表示數(shù)都為Uo,說明兩種情況下電壓表所并聯(lián)部分的電阻相等，則有：RX+RI

=R2

解得：RX=R2-R|

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律七=^+3（&+?。?/p>

得…到J一=一1+Rx+丁?一1

UEER

結(jié)合題意有"=b,牛=卜

1k

+%P

-萬-2

DI

（3）本實驗由于電壓表的分流，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，因新電池內(nèi)阻很小，實驗過程會發(fā)現(xiàn)電壓表

示數(shù)變化范圍很小，實驗結(jié)果誤差較大。

1k

故答案為：（1）較大；R2-RI：（2）-：-+/?!-R；（3）電壓表分流電壓表示數(shù)變化范圍

bb1%2

很小，實驗結(jié)果誤差大

實驗15練習(xí)使用多用電表

i.實驗器材

多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻（大、

中、?。┤齻€.

2.實驗步驟

(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目及量程.

(2)機(jī)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(jìn)行機(jī)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)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電

壓.

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，即得測量結(jié)果；

④測量完畢，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(fù)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(yīng)為''紅入"，"黑出

(2乂X分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”.機(jī)械零點(diǎn)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(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“()”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕.

(3)由于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(yīng)擋位的倍