资源简介

第23讲 电学实验
知识图谱
电学实验基础
知识精讲
一．游标卡尺
1．结构
游标卡尺主要由两部分组成，即主尺和游标尺，游标卡尺可以方便地测量外径、内径、深度，如图所示。
2．原理
如果将主尺上的9mm等分10份作为游标尺的刻度，那么游标尺上的每一格与主尺上的每一格所表示的长度之差就是0.1mm，同理，如果将主尺上的19mm、49mm分别等分20份、50份作为游标尺上的20格刻度、50格刻度，那么游标尺上的每一格与主尺上的每格的长度之差分别是0.05mm、0.02mm。因此游标卡尺的测量精度可达0.1mm、0.05mm、0.02mm。
3．读数方法
第一步：看游标尺总刻度确定精确度（10分度、20分度、50分度）；
第二步：读出游标尺零刻度线左侧的主尺整毫米（L0）；
第三步：找出游标尺与主尺刻度线“正对”的位置，并在游标尺上读出对齐线到零刻度线的小格数（N）；
第四步：读数（表示精度，10分度的是0.1mm，20分度的是0.05mm，50分度的是0.02mm）。
二．螺旋测微仪
1．用途和构造
螺旋测微仪，又叫千分尺，测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几厘米。
螺旋测微仪的构造如图所示，小砧和固定刻度固定在框架上、旋钮、微调旋钮和可动刻度、测微旋钮和可动刻度、测微螺杆连在一起，通过精密螺纹套在固定刻度上。
2．原理和使用
螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。
测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。
3．使用螺旋测微器应注意以下几点：
（1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。
（2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。
（3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。
（4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。
三．电流表内、外接法
1．内外接法的比较
2．内、外接法的选择
（1）比值判断法：若，为大电阻，内接法误差小，应选用内接法；若，为小电阻，外接法误差小，应选用外接法。
（2）试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较与的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定，如图所示：
四．滑动变阻器限流和分压式接法
1．控制电路的比较
2．控制电路的选择
从节能的角度考虑，优先选用限流法；以下情况考虑分压式：
（1）要求待测电路的U、I从0变化；
（2）；
（3）题目要求测量范围尽可能大或测量数据尽可能多时；
（4）选用限流式时，、过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或、过小（最大值不超过电表量程的三分之一，读数误差大）。
五．电表的改装
1．电流计改装成电流表原理，将内阻为、满偏电流为的电流计的量程扩大为，需要并联的电阻为R，则，如图所示：
改装后电流表的内阻为：。
2．电流计改装成电压表原理
内阻为、满偏电流为的电流计能够承受的电压是，如将其量程扩大为，则需要串联电阻R（如图所示），则：。
改装成的电压表的内阻。
由以上可知，利用并联或串联不同阻值的电阻，可以改变电表的量程。
三点剖析
课程目标：
1.理解游标卡尺和螺旋测微器的工作原理，并且会读数
2.理解电流表和电压表的改装原理
游标卡尺和螺旋测微器的原理和使用
例题1、 （1）用20分度的游标卡尺测量某物长度如图甲所示，可知其长度为________mm；
（2）用螺旋测微器测量某圆柱体的直径如图乙所示，可知其直径为________mm；
例题2、 （1）用游标卡尺测量某钢管的外径，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图1所示，其读数为________cm．
（2）如图2所示，螺旋测微器测出的某物件的宽度是________mm．
随练1、 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器测量金属板厚度时的示数如图甲所示，则所测金属板的厚度为________mm。用游标卡尺测金属板的直径如图乙所示，则金属板直径为________cm。
随练2、 如图中游标卡尺的读数是________mm，螺旋测微器的读数是________mm。
电流表、电压表的改装
例题1、 如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计 G 和一个变阻器 R 组成，它们之中 一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（ ）
A.甲表是电流表，R增大时量程增大 B.乙表是电压表，R增大时量程减小
C.甲表是电流表，R增大时量程减小 D.乙表是电流表，R增大时量程减小
例题2、 如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线住1的电流值，则下列分析正确的是（ ）
A.将接线住1、2接入电路时，每一小格表示0.04A
B.将接线住1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
C.将接线住1、3接入电路时，每一小格表示0.06A
D.将接线住1、3接入电路时，每一小格表示0.01A
例题3、 (多选)四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表，电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，把它们按如图所示接入电路，则( )
A.A1的读数比A2的读数小 B.V1的读数比V2的读数大
C.A1指针偏转角度与A2的一样大 D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度小
例题4、 如图所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G的量程为0﹣100μA，内阻为600Ω．求图中串联的分压电阻R1、R2的电阻值．
随练1、 某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程。关于该电表，下列说法中正确的是（ ）
A.测电压时，量程1一定小于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关
B.测电流时，量程1一定大于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关
C.测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关
D.测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关
随练2、 用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（ ）
A.图甲中的A1、A2的示数相同 B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同 D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
测定金属的电阻率
知识精讲
一．实验目的
1．掌握用伏安法测电阻的原理，熟练掌握选择电流表内接、外接的方法；
2．巩固螺旋测微器的使用方法；
3．掌握电阻定律测量电阻率的原理方法。
二．实验原理
1．由，得；
2．电路设计：由于被测电阻丝的阻值较小，所以选用电流表外接法；本实验不要求电压调节范围，滑动变阻器可选用限流接法。
三．实验器材
电池（电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测金属导线、毫米刻度尺、螺旋测微器。
四．实验步骤
1．测出金属丝接入电路部分的长度l，选取三个不同位置测金属丝的直径d，求d的平均值，计算出导线的横截面积；
2．用伏安法测出金属导线的电阻，改变电压、电流，分别测量电阻，并求平均值；
3．有电阻定律计算金属导线的电阻率。
五．误差分析
1．测量过程中读数的偶然误差；
2．由于电压表的分流作用，伏安法测量的金属导线阻值比真实值偏小，最后计算出的电阻率也比真实值偏小；
3．金属导线通电后发热升温，会使金属导线的电阻率变大。
六．注意事项
1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点之间的待测导线长度，测量时应将导线拉直；
2．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大（电流表用0-0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大；
3．为减小实验误差，可多次测量金属丝直径d、长度l，并分别取d、l的平均值，测多组电压U和电流I下的电阻，并取平均值计算电阻率。
三点剖析
课程目标：
1.根据电阻定律，掌握测量导体电阻率的实验原理、器材、实验步骤等
测定金属的电阻率
例题1、 在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，提供一下器材供选择：
A．电池组（3V，内阻1Ω）
B．电流表（0～3A，内阻0.012　5Ω）
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
D．电压表（0～3V，内阻4kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻15kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）
G。滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）
H．开关、导线若干
（1）实验时电流表、电压表、滑动变动阻选用________（填写仪器前字母代号）；
（2）测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表________接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________（选填“大”或“小”）；
（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读数为________mm；
（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________。
例题2、 有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品（如图甲所示），电阻约为100Ω，为了测量其电阻率ρ，可先测其电阻Rx，现提供以下实验器材：
A．10分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1（量程50mA，，内阻r1为100Ω）
D．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）
E．电流表A3（量程1A，内阻r3约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R1（20Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器R2（0～2kΩ，额定电流0.1A）H．直流电源E（12V，内阻不计）
I．圆柱体导体棒样品Rx（电阻Rx约为100Ω）J．开关一只，导线若干
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L＝__________cm；用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其示数D＝_________mm。
（2）为了尽可能精确地测量原件电阻Rx，请选择合适电学仪器，在方框中画出实验电路图，所选器材注意角标区分。
（3）闭合开关，测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量是_________
（4）根据（1）（3）步测量的数据字母，表示出电阻率ρ＝_________。
随练1、 如图所示，为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为1kΩ，现测量该材料的电阻率。
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的直径和长度，某次测量的示数如图甲和图乙所示，直径为________m，长度为________cm。
（2）在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选________（填序号）。
A．电流表A1：量程为10mA，内阻约为10Ω
B．电流表A2：量程为3A，内阻约为0.1Ω
C．电压表V1：量程为15V，内阻约为30kΩ
D．电压表V2：量程为6V，内阻约为15kΩ
E．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
F．低压直流电源：电压6V，内阻忽略
G．电键K，导线若干
（3）请在虚线框中画出完整的实验电路图。
（4）由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值________Rx的真实值。（填“＞”“＜”或“＝”）
（5）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为D，则该材料的电阻率ρ＝________（用测出的物理量的符号表示）.
随练2、 GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：
电源（电动势约为3V，内阻可忽略）；电压表V1和V2（量程均为3V，内阻很大）；
定值电阻R1（阻值4kΩ）；定值电阻R2（阻值2kΩ）；
电阻箱R（最大阻值9999Ω）；
单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。
实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；
B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；
C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；
E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；
F．断开S，整理好器材。
（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝________mm；
（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝________（用R1、R2、R表示）。
（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的
关系图象。则自来水的电阻率ρ＝________Ω·m （保留两位有效数字）。
（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。
随练3、 测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：
A．待测金属丝R（电阻约8Ω）
B．电流表A（0.6A，内阻约0.6Ω）
C．电压表V（3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器R1（0－5Ω，2A）
E．电源E（6V）F．开关，导线若干
（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径为________mm。
（2）某同学采用图乙所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图丙中将实物电路图连接完整。
（3）测得金属丝的直径为d，改变金属夹P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L及
相应电压表示数U、电流表示数I，作出图象，如图丁所示。测得图线斜率为k，则该金属丝的电阻率ρ为________（用符号d、k表示）。
（4）关于电阻率的测量，下列说法中正确的有________
A．开关S闭合前，滑动变阻器R1的滑片应置于最左端
B．实验中，滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动
C．待测金属丝R长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小
D．该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响
描绘小灯泡的伏安特性曲线
知识精讲
一．实验目的
1．熟练掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式；
2．掌握伏安特性曲线的描绘方法，理解小灯泡的伏安特性曲线是曲线的原因。
二．实验原理
1．描绘小灯泡的伏安特性曲线的一般要求是从零开始测量较多的数据，所以在实验仪
器允许的条件下一般采用分压接法。小灯泡的电阻一般不大，一般采用电流表的外接法。
2．用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（U、I）值；
3．图像处理法：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。
三．实验器材
小灯泡，学生电源，滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线若干，坐标纸，铅笔。
四．实验步骤
1．画出电路图，如下：
2．根据电路图将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连起来；
3．测量与记录
移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同电压值和电流值，并将测量数据填入表格。
五．数据处理
1．在坐标纸上以U为纵轴，I为横轴，建立直角坐标系；
2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线；
六．误差分析
1．电流表外接，由于电压表的分流，使电流表示数偏大；
2．测量时读数带来的误差；
3．在坐标纸上描点，作图带来误差。
七．注意事项
1．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移动到使小灯泡分得电压为零的一端；
2．加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压；
3．读数要快，每次读数后立即断开电源，避免长时间通电小灯泡的温度增高，电阻变大。
三点剖析
课程目标：
掌握描绘小灯泡伏安特性曲线实验中电路的连接、器材选择
描绘小灯泡的伏安特性曲线
例题1、 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡额定电压2.5V，额定电流250mA。现有器材规格如下：
直流电流表A1（量程0～300mA，内阻约0.5Ω）；
直流电流表A2（量程0～500mA，内阻约0.2Ω）；
直流电压表V1（量程0～3V，内阻约5kΩ）；
直流电压表V2（量程0～15V，内阻约10kΩ）；
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
滑动变阻器R（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1.0A）；
电键1个，导线若干条。
（1）实验时电流表应选择________，电压表应选择________。（填仪器字母代号）
（2）根据电路图在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路。
（3）某同学在正确完成实验后，在坐标纸上画出如图所示的小灯泡I－U曲线，分析曲线可知小灯泡的电阻随电流I变大而________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
例题2、 通过实验描绘一个“2V 1W”小灯泡的U－I曲线，可供选择的仪器有：
A．量程0～0.6A，内阻约0.2Ω的电流表
B．量程0～100 mA，内阻约5Ω的电流表
C．量程0～3V，内阻10 kΩ的电压表
D．量程0～15V，内阻50 kΩ的电压表
E．最大阻值为20Ω，额定电流为1A的滑动变阻器
F．最大阻值为l kΩ，额定电流为0.1 A的滑动变阻器
G．蓄电池4V、导线、开关等
（1）为了调节方便、测量准确，实验中应选用电流表A，电压表C，那么滑动变阻器应该选______（填器材的序号）；
（2）若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图甲，请在图甲中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在0～2V范围内连续变化，且尽可能减小实验误差；
（3）该同学在正确完成实验后得到图乙所示的小灯泡U－I特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5V，内阻为3.0Ω的电源上，小灯泡的实际功率是_______W。
例题3、 有一只标识为“2.5V，0.5A”的小灯泡，小华想测定其伏安特性曲线，实验室所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
（1）为了达到实验目的需要组装一个量程为3.0V的电压表，那么电阻箱的阻值应调到________Ω；
（2）为了减小实验误差，实验中滑动变阻器应选择________（选填器材前面的编号）；
（3）请帮助小华设计一个电路，要求使误差尽量小，并将电路图滑在图1虚线框内；
（4）小华在实验中用电流表和改装后的电压表测得数据并记录在下表中，请根据表格中的数据在图2方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线；
（5）将一个电动势为1.5V，内阻为3Ω的电源直接接在该小灯泡的两端，则该小灯泡的实际功率为________W（结果保留1为有效数字）．
随练1、 某实验小组描绘规格为“2.5V 0.6W”的小灯泡的I－U特性曲线。实验室提供下列器材：
A．电流表A1（量程为0－25mA，内阻约0.2Ω）
B．电流表A2（量程为0－300mA，内阻约1Ω）
C．电压表V1（量程为0－3V，内阻约5kΩ）
D．电压表V2（量程为0－15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器R1（0－10Ω，额定电流1.5A）
F．滑动变阻器R2（0－1000Ω，额定电流0.5A）
G．直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）
H．开关一个、导线若干
（1）实验中所用的电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________（只需填器材前面的字母代号）。
（2）若采用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的________点相连（选填“a”或“b”）。
（3）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片P应该置于________端（选填“c”或“d”）。
（4）测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小灯泡的I－U特性曲线如图所示。请根据曲线确定小灯泡两端电压为1.5V时，其实际功率P＝________W。
（5）图中描绘的小灯泡伏安特性曲线发生了明显的弯曲，请简要分析其原因：________。
随练2、 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所用小灯泡标有“3.8V 0.3A”字样，并提供有以下器材：
A．电压表V（0～5V，内阻约5kΩ） B．电流表A1（0～50mA，内阻约2Ω）
C．电流表A2（0～500mA，内阻约1Ω） D．滑动变阻器R1（0～10Ω）
E．滑动变阻器R2（0～2kΩ） F．直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）
G．开关S及导线若干
（1）为了提高测量的准确度和调节方便：
①实验中应选用电流表________，滑动变阻器________。（填写器材代号）。
②在图甲虚线框内画出实验电路图。
（2）由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。在另一实验中将此小灯泡接入如图丙所示的电路中，电路中的电源电压U（U≤3.8V）恒定，在t＝t0时刻闭合开关S，由电流传感器记录的电路中电流随时间变化的图像（i－t）可能是下图中的________图（选填“A”、“B”或“C”）。
随练3、 （1）现要测定一个额定电压2.5V、额定功率约0.7W的小灯泡的伏安特性曲线．
①为了测量的电压能从零开始，测量误差较小，请在图甲中连好实物电路图．
②合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的________（填“左端”或“右端”）．
③根据实验数据，描绘出的U－I图象如图乙所示，由图可知，当灯泡的电压为1.80V时，小灯丝电阻为________Ω，小灯泡的功率为________W（结果保留两位有效数字）．
④某小组在正常实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表、电压表的读数都调不到零，于是他们向老师求助，老师说该电路中有一根导线断了，请问图中哪根导线断了？________（填“ab”或者“cd”）．
测定电源的电动势和内阻
知识精讲
一．实验目的
1．掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法，进一步理解闭合电路的欧姆定律；
2．掌握用图像法求电动势和内阻的方法。
二．实验原理
1．利用方程组求解E、r
如图所示，取两组对应的（U、I）值，列方程，可求得E、r；
2．图像法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r。
三．实验器材
电池（被测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔。
四．实验步骤
1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验原理图连接好实物电路；
2．把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端；
3．闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中。
4．断开开关，拆除电路，整理好器材。
五．数据处理
1．列多个方程组求解，再求E、r的平均值；
2．用作图法处理数据，如图所示：
（1）图线与纵轴的交点为E；
（2）图线与横轴交点为；
（3）图线的斜率表示。
六．误差分析
1．偶然误差：
（1）电表读数不准引起误差；
（2）图像法求E和r时作图不准确；
2．系统误差：
（1）采取电流表外接法，由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小；
（2）采取电流表内接法，由于电流表分压，造成内阻测量值偏大，但电动势测量值是准确的。
七．注意事项
1．为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池；
2．电流不要过大，应小于0.5A，读数要快，每次读数后立即断开电源；
3．要测出不少于6组的（U、I）数据，且变化范围要大些；
4．若U-I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据确定；
5．电流表要外接（因为r很小）；
6．如果电流表内阻已知，也可以选内接法，此时。
八．其他方法
三点剖析
课程目标：
1.了解并掌握测定电源电动势和内阻的原理和实验方法
2.学习用图像法处理实验数据
伏安法测定电源电动势和内阻
例题1、 用如图所示电路，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 R0 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 0.6A、3A）
（b）电压表（量程 3V、15V）
（c）定值电阻（阻值 1Ω、额定功率 5W）
（d）滑动变阻器（阻值范围 0~10Ω、额定电流 2A）
（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。
（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如下图所示的 U－I 图线。由图可较准确地求出该 电源电动势 E＝________V；内阻 r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）
例题2、 某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：
A．电压表（0～3V，内阻约5kΩ）
B．电流表（0～100mA，内阻1Ω）
C．定值电阻R1（阻值0.2Ω）
D．滑动变阻器R2（阻值0～15Ω）
E．滑动变阻器R3（阻值0～1000Ω）
F．开关、导线若干
操作步骤如下：
（1）由于所给电流表量程过小，该同学把定值电阻R1与电流表并联（如图甲所示）就得到一量程为0～________A的新电流表；为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选________（填“D”或“E”）；
（2）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物连接图，要求滑动变阻器的滑片自左向右滑动时电流表示数变小；
（3）用图示实验电路实验，并把电压表与对应电流表（改装后）的结果记录在图乙所示的图中，由图可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω。
随练1、 某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其他器材有：
A．电压表V：0～3～15V． B．电流表A：0～0.6～3A
C．变阻器R1：（20Ω，1A） D．变阻器R2：（1000Ω，0.1A）
E．电阻箱R（0～999.9Ω） F．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选用的量程为________（填0～3V或0～15V），电流表应选用的量程为________（填0～0.6A或0～3A），变阻器应选用________（填字母代号R1或R2）
（2）根据实验要求在图方框中画出电路图，并补充连接实物电路图；
（3）测出几组电流、电压的数值，并画出图象如图所示，由图象知该电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω．
随练2、 利用伏安法测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是图中的_______（选填“甲”或“乙”）。
（2）某位同学根据记录的数据将对应点已经标在如图所示的坐标纸上，请画出U－I图线_______。
（3）根据（2）中所画图线可得出干电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝_______Ω。（保留两位有效数字）
随练3、 某同学用右图电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。
蓄电池内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的器材还有：
A、电流表（量程0.3A、3A）
B、电压表（量程3V、15V）
C、定值电阻（1Ω、额定功率5W）
D、定值电阻（10Ω、额定功率10W）
E、滑动变阻器（0～5Ω）
F、滑动变阻器（0～50Ω）
（1）要正确完成实验，电流表的量程应选择________A，电压表的量程应选择________V；R0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________.
（3）该同学调整滑动变阻器共测得5组电流、电压数据，如下表，请在坐标纸内作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U－I图像________。
（4）根据图像，可知该蓄电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留2位小数）
测量电源电动势和内阻的其他方法
例题1、 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，实验室各有如下器材：
A．待测电池组（由两节干电池组成，每节电池电动势约为1.5V、内阻为几欧姆）
B．直流电压表V1、V2（量程均为3V，内阻均约为3kΩ）
C．定值电阻R0（阻值未知）
D．滑动变阻器R（最大阻值为Rm）
E．开关，导线若干
某同学设计了如图甲所示的电路，他利用该电路先测出定值电阻R0的阻值，再测量待测电池组的电动势和内阻。步骤如下：
（1）先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关S，读出电压表V1和V2的示数分别为U10、U20，则可求出定值电阻R0的阻值为R0＝___________（用U10、U20和Rm表示）。
（2）移动滑动变阻器的滑片，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2的关系图象如图乙所示。图中直线的斜率为k，直线与横轴的截距为U0，则待测电池组的总电动势E＝________，总内阻r＝________（均用k、U0、R0表示）。
例题2、 小东的家庭实验室里备有一些现成的实验器材，他找出一个0~3V的电压表，一个定值电阻R0＝5Ω，一个开关和部分导线，想利用这些器材测量一节新型干电池（电动势约为4.5V，内阻很小）的电动势与内阻。
（1）图1、2分别是小东根据器材设计的两种实验方案，你认为合理的电路是图___________。请根据合理的实验电路完成图3中的实物连接________。
（2）电路连接好后，将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关，改变电阻箱接入电路的阻值R，记录不同阻值R对应的电压表示数U，根据记录，最后用图像法处理数据，为了方便直观地根据图像分析数据，使绘出的图线为直线，可以用作纵轴，则横轴应是_______。
（3）若以为纵轴作出的图线泄露为k，纵截距为b，则所测电源的电动势E＝_________，内阻r＝_____________（均用题中所给字母表示）。本实验存在由于____________导致的系统误差。
例题3、 某实验小组设计如图（1）所示电路图来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为2V、内阻较小：所用电压表量程为3V，内阻非常大。可看作理想电压表
①按实验电路图在图（2）中补充完成实物连线；
②先将电阻箱电阻调至如图（3）所示，则其电阻读数为________Ω。闭合开关S，将S1打到b端，读出电压表的读数为1.10V；然后将S1打到a端，此时电压表读数如图（4）所示，则其读数为________V。根据以上测量数据可得电阻R0＝________Ω（计算结果保留两位有效数字）；
③将S1打到b端，读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U、不断调节电阻箱电阻，得到多组R值与相应的U值，作出图如图（5）所示，则通过图象可以得到该电源的电动势E＝________V，内阻＝________Ω。（计算结果保留三位有效数字）
随练1、 某同学为测量一节干电池的电动势和内阻，使用的器材有：干电池、电压表、电阻箱、定值电阻（R0＝5.0Ω），开关两个，导线若干．实验原理图如图甲所示．操作步骤如下：
（1）开关 S1 闭合，开关 S2断开，电压表的示数是 1.49 V；
（2）闭合开关 S2，并调节电阻箱，示数如图乙所示，读得电阻值是________Ω；此时电压表的示数是1.16 V．断开开关S1．
（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________Ω（计算结果保留两位有效数字）．
（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________（填“大”或“小”）
随练2、 在研究性课题的研究中，小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻Rx（阻值约2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E的标称值为3.4V）。在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V（量程4V，内阻Rv约10kΩ）
B．电流表A1（量程100mA，内阻RA1约5Ω）
C．电流表A2（量程2mA，内阻RA2约50Ω）
D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R0（0～999.9Ω）
F．开关S－只、导线若干
①小刚采用伏安法测定Rx的阻值，他使用的电是待测的锂电池。图甲是他连接的部分实验器材，请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是________（选填“A1”或“A2”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值________真实值（填“大于”或“小于”）；
②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。
a．小聪的实验操作是：闭合开关S。调整电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为Ul；调整电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为E＝________；
b．小明认为用线性图象处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图象为一条直线（见图丙），则该图象的函数表达式为________，由图丙可知该电池的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。
随练3、 某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：一个电压表V、一个电阻箱R、一个5.0Ω的定值电阻R0，一个开关和导线若干：
（1）根据电路图，用笔画代替导线，将实物图连成完整电路；
（2）该同学为了用作图法来确定电源的电动势和内阻，以为纵坐标、为横坐标做出的图象如图丙所示，则该图象的函数表达式为：____________________（用含有U、R、R0、E、r的函数表达式表示）
（3）由图象可求得，该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω（结果均保留两位有效数字）
练习使用多用电表
知识精讲
一．认识多用电表
如图所示为多用电表外形图，多用电表是一种多量程、多用途的测量交、直流电学量的仪器，可以测量电阻、交直流电压和电流.具体名称如下，①表盘，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；②选择开关及各种量程；③机械调零螺丝，用于调整电流、电压零点；④欧姆表的调零旋钮，用于调整欧姆零点；⑤表的接线插孔，红表笔插“＋”孔，黑表笔插“—”孔。
二．欧姆表的原理
1．欧姆表的内部电路
欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表内部结构如图所示，其中G为灵敏电流计，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻r，R0为调零电阻。
当红黑表笔短接时，调节R0使指针满偏:（即）
当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流：（即）
每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀。
当时，I=Ig/2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻，用R中表示.因此Rx与I的对应关系为Rx。
2．欧姆表的三个公式
（1）中值电阻计算R中＝E/Ig：欧姆表的中值电阻，即为指针指在刻度盘中间刻度时的待测电阻的值，此值也是欧姆表的内电阻.在不同的挡位下，欧姆表的内电阻不同，中值电阻也不同，即为R中＝nE/Ig，所以每选一次挡位，都要重新调一次零（n为所选欧姆挡的倍率）；
（2）表盘刻度转换式：求出中值电阻，然后根据此公式就能将电流表的电流刻度转化为欧姆表的电阻刻度.依据此公式还可以看出欧姆表盘的刻度排列特点；
（3）测量结果读数式Rx＝nR读：此公式即是读数公式，也是选档的依据。
3．欧姆表测电阻的误差分析
（1）在用多用电表测量电阻时可能测量值偏大，其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加.如果是测量值偏小，则可能是人体电阻并入造成；
（2）电池老化对欧姆表的影响：一个多用电表的电池已使用很久了，但是转动旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度，此时，，外接电阻时，电流偏小，测得的电阻偏大。
三．多用电表的使用
1．红表笔代表欧姆表内部电源的负极，黑表笔代表内部电源的正极；
2．与使用电流表、电压表一样，多用电表在使用前要进行机械调零（即观察指针是否指在刻度线左端的零刻度处，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝）；
3．使用欧姆档测电阻时，还要进行“欧姆调零”，方法是：将选择开关置于欧姆挡（适当量程），将两表笔短接，调整电阻调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上。注意：每换一次欧姆挡的量程，都要重新进行欧姆调零；
4．关于欧姆挡量程的选择：使用欧姆档测电阻时，指针指示在表盘中值电阻左右读数较准确，如某多用电表欧姆挡R中＝15Ω，当待测电阻约为2KΩ时，应选用“100”挡，读数不要忘记乘以相应的倍率；
5．测量时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔；
6．测量完毕后，要把表笔从测试孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡；
7．当黑箱内有电源时不能用欧姆挡测量电阻。
四．多用电表探测黑箱内的电学元件
三点剖析
课程目标：
掌握欧姆表的使用和读数
学会操作和使用多用电表，知道多用电表的使用规则及使用时的注意事项
学会应用多用电表测量电压、电流和电阻
欧姆表的原理和使用
例题1、 如图为欧姆表的内部结构简图，如果其中的电池用久了，下列说法正确的是( )
A.由于电动势变小，会使测量结果变小 B.由于电动势变小，会使测量结果变大
C.由于内阻变大，会使测量结果变小 D.尽管内阻变大，也不会影响测量结果
例题2、 某同学把电流表、干电池E和一个变阻器R串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的简易装置，如图所示，其中电流表的量程为10mA。
（1）保持变压器R滑片在其位置不变，两表笔直接接触时，电流表的读数为5.0mA；两表笔与300Ω的电阻相连时，电流表的读数为2.0mA，则该简易装置的内阻是________Ω，电源电动势大小是________V，
（2）为了使两表笔直接接触时电流表满偏，需要________（填写“增大”或者“减小”）变压器R的阻值。当调整完毕后表盘上8mA刻度线对应的电阻刻度值是________Ω。
（3）用调整好的简易装置测阻值为R的电阻时，通过表头的电流为I，表针相对于电流表表盘的零刻度线转过的角度为θ，下图为θ与I或R的关系图象，可能正确的是________（选填图象下的字母）。
随练1、 现有一满偏电流为500μA，内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计G，某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表，实验室提供如下器材：
A、一节干电池（标准电动势为1.5V）
B、电阻箱R1（最大阻值99.99Ω）
C、电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）
D、滑动变阻器R3（0－100Ω）
E、滑动变阻器R4（0－1kΩ）
F、导线若干及两个接线柱
（1）由于电流表的内阻较大，该同学先把电流计改装为量程为0～2.5mA的电流表，则电流计应________联一个电阻箱（填“串”或“并”），将其阻值调为________Ω。
（2）将改装后的电流表作为表头改装为欧姆表，请在方框内把改装后的电路图补画完整，并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号（B～E）。
（3）用改装后的欧姆表测一待测电阻，读出电流计的示数为200μA，则待测电阻阻值为________Ω。
随练2、 某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0～99999.9Ω），干电池（E＝1.5V，r＝1.5Ω），红、黑表笔和导线若干。
（1）欧姆表设计
将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________（填“R1”或“R2”）。
（2）刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
（3）校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。
随练3、 某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表．他手上有如下器材：量程100μA、内阻500Ω的电流计；电动势1.5v的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15kΩ，然后他将一个10Ω和20Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确。为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R1后，可使干路电流是流经电流计电流的n倍。若要测量阻值约20Ω的电阻，n的取值最合适的是（ ）
A.n＝10000 B.n＝1000 C.n＝100 D.n＝10
多用电表的原理和使用
例题1、 如图是一个多用电表的简化电路图．S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6．回答下列问题：
(1)当S接1或2时，此时多用电表调至________（选“电流挡”、“电压挡”或“欧姆挡”），接入________（选“1”或“2”）时量程较大．
(2)当S接3或4时，此时多用电表调至________（选“电流挡”、“电压挡”或“欧姆挡”），其中________（选“A”或“B”）是红表笔．
(3)当S接5或6时，此时多用电表调至________（选“电流挡”、“电压挡”或“欧姆挡”），接入________（选“5”或“6”）时量程较大．
例题2、 某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝200μA，定值电阻R1＝2.5Ω，R2＝22.5Ω，电源电动势E＝1.5V，则该多用表
（1）A接线柱应该是与________（填“红”或“黑”）表笔连接；
（2）当选择开关接________（填“a”或“b”）档时其对应的电阻档的倍率更高；
（3）若选a档测量电阻，则原表盘100μA，对应的电阻刻度值应当为________Ω；原表盘50μA的刻度，对应的电阻刻度值应当为________Ω。
随练1、 某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，他先把选择开关旋到“×1k”挡，测量时指针偏转如甲图所示，为了比较精确的测量，他进行了下列合理的操作：
A．将换挡旋钮调至“×________Ω”倍率；
B．重新将红、黑两表笔短接，调节________调零旋钮（填图甲中“A”或“B”）使指针指到图中欧姆表刻度盘中的________刻度线位置；（填“0”或“∞”）
C．将待测电阻两端金属线与红、黑两表笔接触，这时刻度盘上的指针位置如乙图所示，则该定值电阻阻值为________Ω．
随练2、 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω，其表盘如图（b）所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”．图（a）中虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，这5个挡位分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡．
（1）若用欧姆×100Ω挡测二极管的反向电阻，则图（a）中的A端应与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接后，再将此表笔金属部分与二极管的________（填“正”或“负”）极相接触，测得的示数如图（b），则读数为________（保留两位有效数字）．
（2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________．
（3）根据题给条件可得E＝________V，R5＝________Ω．
（4）若该表的欧姆×100Ω挡使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势变小，但将两表笔断开时调节R6，指针仍能满偏．按正确使用方法进行测量，其测量结果与最初时的该表测量结果相比将________．
A．偏大
B．偏小
C．不变
D．无法确定．
随练3、 物理兴趣小组的同学们从实验室找到一个废旧的多用电表，于是拆开进行研究．
（1）同学们按图甲所示的电路、用半偏法测定电流计G的内阻rg．已知电流计G的量程为200μA．实验室除了提供开关、导线外，还有以下器材，电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）R2应选用__（选填“C”或“D”）．
A．电源（电动势6V）
B．电阻箱R1（0～999.9Ω）
C．电位器（0～5kΩ）
D．电位器（0～50kΩ）
（2）同学们测电流计G的内阻步骤如下，请完成实验步骤中的填空．
①对照电路图连接电路，检查无误后，将R2的阻值调至最大；
②闭合S2，调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度；
③闭合S1，保持R2的阻值不变，调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半；
④读出R1的阻值为280.0Ω，则被测电流计G的内阻rg的测量值为__Ω，该测量值__实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）．
（3）图乙是该多用电表的简化电路图，根据要求回答下列问题：
①图中A是__表笔（填“红”或“黑”）；
②开关S调到__和__位置上测量的是电阻．测量电流时，开关S调到__位置的量程比较大．（填写图乙中相应位置的数字代号）．
使用多用电表检测电路故障
例题1、 如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，（假设电路中仅有一处故障）下列说法正确的是（ ）
A.将多用表的电压档并联在ac两端，示数0，说明ac间断路
B.将多用表的电压档并联在cd两端，有示数，说明cd间完好
C.将多用表的电压档并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数0，说明cd间断路
D.断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆档，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1完好
例题2、 “黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件．为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转
第二步：用电阻×1000挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示．
（1）第一步测量结果表明盒内____．
（2）图2示出了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是____Ω，图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是____Ω．
（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况．
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示．如果把图5中e、f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光．欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光．那么，e端应连接到____接线柱，f端应连接到____接线柱．
随练1、 如图所示，A、B、C、D是一个电学黑箱的四个接线柱，在电学黑箱中有三个阻值相同的电阻，为了判断电学黑箱中三个电阻的连接方式，将一节电池接在C、D两端，用多用电表的电压挡测得UAC=U0，UAB=UAD=U0/2，则在以下四个图中，正确的电阻连接方式是（　　）
A.A图 B.B图 C.C图 D.D图
随练2、 在做完“练习使用多用电表”的实验后，老师提供了如图所示的电路图．甲、乙、丙三组同学都按要求连接好实际电路，合上开关S后，均发现A、B灯不亮．他们分别采用下列方法检查故障：
（1）甲组用多用表的直流电压挡进行检查：
①选择开关应置于下列量程的　 　挡．（用字母序号表示）
A．2.5V B．10V C．50V D．250V
②该同学测试结果如表l所示．根据测试结果，可以判定故障是　 　．
A．灯A断路 B．灯B短路 C．c、d段断路 D．d、f段断路
表1
表2
（2）乙组用欧姆挡检查
①测试前，开关S应该处在　 　状态；
②测量结果如表2所示，由此可以断定故障是　 　；
A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B断路 D．e、d间导线断路
（3）丙组想直接用多用表上的100mA直流电流档检测该电路，请你判断是否可以，并说明理由．
拓展
1、 如图所示，螺旋测微器的读数为________mm，游标卡尺的读数为________mm．
2、 （1）如图所示，分别由图读出千分尺和游标卡尺的读数。
（2）如图是改装后的电表的电路图，认识正确的是（ ）
A．（a）图是电流表，使用、两个端点时，量程较大
B．（a）图是电流表，使用、两个端点时，量程较大
C．（b）图是电压表，使用、两个端点时，量程较大
D．（b）图是电压表，使用、两个端点时，量程较大
3、 现有一个灵敏电流计G，其内阻Rg＝99Ω，满偏电流Ig＝3mA．
（1）若要把它改装为量程0～3V的电压表，需要串联多大的电阻？
（2）若要把它改装为量程0～0.3A的电流表，需要并联多大的电阻？
4、 某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为5Ω．为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线（用RX表示）的电阻．
A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B．电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C．电压表V2（量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ）
D．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
E．电流表A2（量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（最大阻值1kΩ，额定电流1.0A）
H．开关S一个，导线若干
（1）如图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量，其读数是________mm．
（2）实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________．（只填代号）
（3）为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中．
（4）某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率的表达式ρ＝________
5、 某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：
实验室提供如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻约1.0Ω）
B．电流表A2（量程3A，内阻约0.1Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）
D．电压表V2（量程15V，内阻15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
G．稳压直流电源E（6V），开关和带夹子的导线若干以及长约14cm的绘图2B铅笔芯
（1）为了完成实验，电流表应该选择________，电压表应该选择________，滑动变阻器应该选择________．（填选项前字母）
（2）下列选项中的实验电路图合理的是________．
6、 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0～600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0～5V，内阻约为10kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。
（1）实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（均用序号字母表示）。
（2）某同学按要求连接实物图如下，图1中缺少两条连接线。其中电压表a端应连在________端，滑动变阻器固定端e应连在________端。（请填写接线柱字母）
（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E＝5V，内阻r＝10Ω，此时灯泡的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字）
7、 某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知有干电池（电动势约1.5V，内阻约2Ω）、电压表（0～3V，3kΩ）、电流表（0～0.6A，1.0Ω）、滑动变阻器R1（10Ω，2A）和R2（100Ω，0.1A）各一只。
（1）实验中滑动变阻器应选_________（选填“R1”或“R2”）。
（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。
（3）在实验中测得多组电压和电流值。得到如图丙所示的U－I图像，由图可校准地求出电源电动势E＝________V；内阻r＝_______Ω（保留二位小数）。
8、 某同学用如图所示的电路来测定电池的电动势和内阻。
（1）①图1为连好的部分电路，请完成答题卡中图1连线；
②为了安全，测量前，移动滑动变阻器的滑片应置于靠近________（填k或f）处。
（2）该同学测得如上表所示的五组数据。根据数据在答题卡中的图2中作出U－I图线。
（3）从图线中得到电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。（结果均保留三位有
效数字）
9、 在测定电源电动势和内电阻实验中，选择合适的器材组成如图所示的电路。
（1）将电阻箱R阻值调到R1＝28Ω时，电压表读数为U1＝1.4V，将电阻箱R阻值调到R2＝13Ω时，电压表读数为U2＝1.3V，根据这两组数据求得电源电动势E＝________V；内电阻r＝________Ω．（保留两位有效数字）
（2）多次改变电阻箱的电阻R，读出对应的电压表读数U，然后用图象法处理数据，以电压表读数U为纵轴，以为横轴，做出图象得到一条直线。电动势等于图象的________；内电阻等于图象的________。
10、 在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“×10Ω”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，其中定值电阻R0与电流表G 的内阻之比R0︰Rg＝1︰4，电流表G的量程已知，故能正确读出流过电流表G 的电流值。欧姆表已经进行了必要的调零。该同学想用一个电阻箱Rx较精确的测出该倍率下电路中电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R内，他的操作步骤是：
A．将欧姆表与电阻箱Rx 连成图甲所示的闭合回路
b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数IG；
c．将记录的各组Rx、IG 的数据描点在乙图中，得到图线如图乙所示；
d．根据乙图作得的IG－Rx图线，求出电源的电动势E和欧姆表的总内阻R内。
图甲中，a 表笔和b表笔的颜色分别是________和________，电源的电动势E为________V，欧姆表总内阻R内为________Ω．电流表G 的量程是________A。
11、 一多用电表的电阻档有四个倍率，分别是×1、×10、×100、×1k．用×100档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度较小，为了较准确地进行测量，应换到________档（选填×1、×10、×100、×1k）．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω．
12、 某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“×1k”挡内部电池的电动势E．
（1）该小组采用图甲的电路进行实验，请将乙图中的实物连线连接完整．
（2）请将下面的实验步骤补充完整：
a．插上红黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”位置，将红黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”．
b．按照电路图连接好电路．
c．接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表（图丙）和微安表（图丁）的示数如图所示．多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA．
d．断开开关，拔下红黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置．
（3）由以上信息可得多用电表“×1k”挡内部电池的电动势为________V（保留两位有效数字）．
13、 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3．用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω．
（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；
（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为____Ω．
答案解析
电学实验基础
游标卡尺和螺旋测微器的原理和使用
例题1、
【答案】 （1）50.15mm
（2）4.700mm
【解析】 甲是20分度的卡尺，其精确度为0.05mm，主尺读数为：5cm，游标上第3个刻度与上面对齐，读数为：3×0.05mm＝0.15mm＝0.015cm，
故最终读数为：5cm＋0.015cm＝5.015 cm；
螺旋测微器：固定刻度为4.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm＝0.200mm，则读数为4.5＋0.200＝4.700mm．
例题2、
【答案】 （1）5.44
（2）5.695－5.697
【解析】 暂无解析
随练1、
【答案】 7.820；2.245
【解析】 螺旋测微器的固定刻度为7.5mm，可动刻度为32.0×0.01mm＝0.320mm，所以最终读数为7.5mm＋0.320mm＝7.820mm；游标卡尺的主尺读数为22mm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为9×0.05mm＝0.45mm，所以最终读数为：22mm＋0.45mm＝22.45mm＝2.245cm。
随练2、
【答案】 10.50；5.315（5.314－5.316都正确）
【解析】 游标卡尺的主尺读数为：1.0cm＝10mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm＝0.50mm，所以最终读数为：10mm＋0.50mm＝10.50mm。
螺旋测微器的固定刻度为5.0mm，可动刻度为31.5×0.01mm＝0.315mm，所以最终读数为5.0mm＋0.315mm＝5.315mm。
电流表、电压表的改装
例题1、
【答案】 C
【解析】 图甲中，G与电阻R并联，甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，故A错误，C正确；图乙中，G与R串联，乙是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大，故BD错误．
例题2、
【答案】 C
【解析】 A、当接线柱1、2接入电路时，电流表A与R1并联，根据串并联电路规律可知，R1分流为1.2A，故量程为1.2A＋0.6A＝1.8A；故每一小格表示0.06A；故AB错误；
C、当接线柱1、3接入电路时，A与R1并联后与R2串联，电流表的量程仍为1.8A，故每一小格表示0.06A，故C正确，D错误；
例题3、
【答案】 B C
【解析】 电流表A1的量程大于A2的量程，故电流表A1的内阻小于A2的内阻；电压表V1的量程大于V2的量程，故V1的电阻大于V2的电阻．
由图可知，两电流表并联，故两流表两端的电压相等，两表由同一电流表改装而成，而将电流表扩大量程时为并联一小电阻，故相当于为四个电阻并联，故两表头中电流相同，故两表的偏角相同，故A1中的电流要大于A2中的电流，故A1的读数比A2的读数大，故A错误，C正确；两电压表串联，故通过两表的电流相等，两电压表串联，通过表头的电流相等，表头指针偏转角度相等，电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角，因V1量程大于V2量程，故V1的读数比V2的读数大，故B正确，D错误．
故选：BC．
例题4、
【答案】 串联的分压电阻R1、R2的电阻值分别为4.94×104Ω、1×105Ω
【解析】 把电流表改装成5V电压表，串联电阻阻值为：R1=﹣Rg=﹣600=4.94×104Ω，
改装成15V电压表，串联定值阻值为：
R2=﹣R1﹣Rg=﹣4.94×104﹣600=1×105Ω；
答：串联的分压电阻R1、R2的电阻值分别为4.94×104Ω、1×105Ω．
随练1、
【答案】 B
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 B
【解析】 A、B图甲中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同。故A错误，B正确。
C、D图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同。由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同。故CD错误。
测定金属的电阻率
测定金属的电阻率
例题1、
【答案】 （1）ACDFH
（2）外；小
（3）0.900
（4）。
【解析】 （1）由电池组的电动势可判断电压表选D；根据金属丝的电阻约为5Ω，可求出电路中的最大电流Im＝0.6A，所以电流表选C，滑动变阻器选F；最后选取开关、导线H。
（2）由于金属丝的电阻较小，所以采用电流表外接法，外接法测得的电流偏大，算出的电阻值偏小，所以测量值比真实值偏小。
（3）从图中可以读出金属丝的直径为0.900mm。
（4）金属丝的横截面积为:S＝，由电阻定律得R＝，联立解得金属丝的电阻率为ρ＝。
例题2、
【答案】 （1）5.00；1.600
（2）
（3）电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2
（4）及其它正确形式
【解析】 暂无解析
随练1、
【答案】 （1）13.540mm；11.155cm
（2）ADEFG
（3）
（4）＞
（5）
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 （1）30.00
（2）
（3）14
（4）偏大
【解析】 暂无解析
随练3、
【答案】 （1）0.397
（2）
（3）
（4）AD
【解析】 （1）螺旋测微器的示数为固定刻度和可动刻度的示数之和，所以金属丝的直径d＝0mm＋39.7×0.01mm＝0.397mm；
（2）按图乙连接电路如图所示，
（3）根据闭合电路的欧姆定律和电阻定律有：，绘出的图象的斜率为k，从而可得电阻率；
（4）A、滑动变阻器采用分压接法门闭合开关前应使电压表和电流表示数为零，即应滑至最左端，故A正确；
B、实验中应变换滑片的位置，多测几组数据，便于做出图丁，故B错误；
C、待测金属丝R长时间通电，会导致电阻率测量结果偏大，故C错误；
D、由（3）的分析知道：图象的斜率，虽说电流表A采用内接法，由于电流表的分压作用，导致测量电压偏大，这样测得是Rx＋RA电阻值偏大，但斜率未变，所以电阻率未变，故D正确。
描绘小灯泡的伏安特性曲线
描绘小灯泡的伏安特性曲线
例题1、
【答案】 （1）A1；V1
（2）图略
（3）变大
【解析】 暂无解析
例题2、
【答案】 （1）E
（2）
（3）0.18
【解析】 （1）为了调节方便、测量准确，描绘小灯泡的伏安特性曲线，滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器。
（2）根据题意，小灯泡电阻为，因，故电流表应用外接法，又变阻器用分压式，电路图如图所示
（3）将此小灯泡接在电动势为1.5V，内阻为3.0Ω的电源上，在图乙所示坐标系内作出等效电源的U－I图象，图象如图所示，
由图示可知，灯泡两端实际电压U＝0.6V，电流I＝0.3A，灯泡实际功率P＝UI＝0.6×0.3＝0.18W．
例题3、
【答案】 （1）100
（2）E
（3）
（4）
（5）0.2
【解析】 （1）由题意可知，本实验应采用伏安法测量伏安特性曲线，由表中数据可知，电流大小最大约为0.49A，因此电流表应采用A2，故只能采用A1与电阻箱串联的方式进行改装，由串并联电路规律可知，；
（2）由于本实验采用滑动变阻器分压接法，所以只能选用总阻值较小的E；
（3）本实验应采用滑动变阻器分压接法，由于电流表内阻较小，故应采用电流表外接法，故原理图如图所示；
（4）根据描点法可得出对应的伏安特性曲线如图所示；
（5）在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，由图可知，电压U＝0.8V，电流I＝0.22A，则功率P＝UI＝0.8×0.22≈0.2W．
随练1、
【答案】 （1）B；C；E
（2）a
（3）c
（4）0.33
（5）小灯泡发光后，灯丝温度明显升高，灯丝电阻会明显增大，小灯泡的伏安特性曲线会发生明显的弯曲
【解析】 （1）灯泡额定电流为：，从电表的安全性和可操作性角度分析电流表应选择B，电压表应该选择C；灯泡的电阻常温下为：，最好选择滑动变阻器E且接成分压式；
（2）由于，电流表应该接成外接法，故电压表右端应接在a点；
（3）电键闭合前，滑动变阻器的滑片应接在c点，使此时灯泡上的电压为0；
（4）据图像，当灯泡电压为1.5V时，通过灯泡的电流为0.22A，则灯泡的实际功率为：．
随练2、
【答案】 （1）①C；D；②
（2）C
【解析】 （1）①小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定电流为0.3A，从安全和精确度方面考虑，所以电流表量程选0.500mA的C．总电阻为2000Ω的滑动变阻器连入电路，电流非常小，测量误差较大，所以选用总电阻为10Ω的滑动变阻器D．故选C、D。
②小灯泡在正常工作时的电阻，远小于电压表内阻，属于小电阻，“小外偏小”，电流表采用外接法。
电压和电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示
（2）由于小灯泡温度越来越高，则电阻越来越大，则电流逐渐减小，故符合的是C。
随练3、
【答案】 ①
②左
③7.2；0.45
④ab
【解析】 ①题目中要求从零开始调节，故应采用滑动变阻器的分压接法；同时因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；实物图如图所示；
②由图可知，要使测量部分电流由零开始调节，则滑片应接在最左侧；
③由图可知，当电压为1.80V时，电流为：0.25A，电阻；
灯泡的功率P＝UI＝1.80×0.25＝0.45W；
④无法使电流从零开始调节说明没有正确接成分压接法；但电路有电流，则说明只能是ab出现断路。
测定电源的电动势和内阻
伏安法测定电源电动势和内阻
例题1、
【答案】 （1）0.6A；3V
（2）1.5V；0.83Ω
【解析】 暂无解析
例题2、
【答案】 （1）0.6；D
（2）
（3）1.5；1.0
【解析】 暂无解析
随练1、
【答案】 （1）0～3V，0～0.6A；C
（2）
（3）1.5；2.5
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 （1）甲
（2）
（3）1.50（1.49～1.51）；0.89（0.86～0.92）
【解析】 （1）测电源的电动势和内阻的误差为内伏均偏小，外安等与大；而干电池内阻较小，为减小实验的系统误差，应选图甲所示电流表的内接法电路图；
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U－I图象如图所示；
（3）由图示电源U－I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，则电源电动势E＝1.50V； 电源内阻为图象的斜率：
随练3、
【答案】 （1）3（A）；3（V）；1（Ω）；0～5（Ω）
（2）. 电压表内阻的分流
（3）
（4）2.03（2.01～2.04）；0.08（0.07～0.09）
【解析】 （1）由表中数据可知，电流表选择3A的量程；电压表应选3V量程；一节蓄电池电动势约为2V，保护电阻应选阻值1Ω即可，如果选择1Ω的定值电阻，由于定值定值较大，电路电流较小，电流变化范围小，不能测多组实验数据；为了便于调节，滑动变阻器选择0～5Ω即可；
（2）引起该实验系统误差的主要原因是电压表内阻的分流；
（3）根据数据画出U－I图像如图；
（4）由图像可得，电源电动势E＝2.03V，内阻
测量电源电动势和内阻的其他方法
例题1、
【答案】 （1）
（2）；
【解析】 （1）由图甲所示电路图可知，定值电阻阻值：；
（2）由图甲所示电路图可知，电源电动势：E＝U2＋Ir＝U2＋，
整理得：，
由图示U1－U2图线可知：，
解得，电源电动势：
电源内阻：．
例题2、
【答案】 （1）
（2）
（3）；；存在着由于电压表的分流
【解析】 （1）新电池内阻很小，若用图1方案，在改变电阻箱阻值的过程中，即使电流明显变化，也会使内电压变化很小，即电压表的示数变化范围非常小，导致实验误差较大，所以采用图2上的方案，根据选用的电路图，实物图连接如图所示：
（2）对图2电路，由闭合电路欧姆定律可得，即，为了使描出的图线为直线，用为纵轴，则横轴为。
（3）根据图线与函数关系可得，则，由，解得，本实验存在着由于电压表的分流而导致的系统误差。
例题3、
【答案】 ①
②11；1.50；4.0
③1.67；1.00
【解析】 ①按实验电路图在图（2）中连接实物图：
②先将电阻箱电阻调至如图（3）所示，
则其电阻读数为1×10＋1×1＝11.0Ω，电压表的读数为1.10V。
由欧姆定律可知，电流为：，
然后将S1打到a端，此时电压表读数如图（4）所示，电压表量程为3V，最小分度为0.1V，其读数为1.50V。
根据以上测量数据可得电阻为：；
③在闭合电路中，电源电动势为：，，
由图5所示图象可知，，E＝1.67V，
图象斜率，
电源内阻为：r＝kE－R0＝5－4＝1.00Ω。
随练1、
【答案】 （2）20.0
（3）0.69
（4）偏小
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 （1）；A2；大于
（2）a．
b．；3.3；0.25
【解析】 ①测量Rx的阻值时，滑动变阻器采取分压接法，由于待测电阻的阻值较大，电流表采取内接法，实物图如图所示；通过待测电阻的最大电流为，故电流表选取A2；由于电流表采取内接法，用电压表的读数除以电流表的读数应该为待测电阻与电流表内阻的阻值之和，所以测量值大于真实值；
②a．由闭合电路的欧姆定律可知：
，，
联立解得：；
b．由闭合电路的欧姆定律可知：，
整理得，所以截距，
解得。
斜率，
解得r＝0.25Ω。
随练3、
【答案】 （1）
（2）
（3）2.9；2.5
【解析】 （1）根据原理图可得出正确的实物图如图所示；
（2）由闭合电路欧姆定律可知：
U＝R，
变形可得：，
故表达式为：，
由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源电动势的倒数；
（2）由图可知，图象与纵坐标的交点为：0.35＝，
解得：E＝2.9V，
图象的斜率为：，
，
解得：r＝2.5Ω。
练习使用多用电表
欧姆表的原理和使用
例题1、
【答案】 B
【解析】 欧姆表内阻：R=，电流表满偏电流Ig不变，电源电动势E变小，指针偏转角度变小，电阻测量值偏大；电源内阻偏大，电流偏小，则待测电阻阻值R测偏大；故B正确，ACD错误．
故选：B．
例题2、
【答案】 （1）200；1
（2）减小；25
（3）AD
【解析】 （1）根据闭合电路欧姆定律得：
，，代入数据解得：E＝1V，r＝200Ω，
（2）根据（1）可知，短接时电流没有达到满偏，为了使两表笔直接接触时电流表满偏，需要增大电流，则要减小电阻，调整后，欧姆表的内阻为：
，
调整完毕后表盘上8mA刻度线对应的电阻刻度值为：
，
（3）电路电流为：，由于电流表指针偏角与电流I成正比，电流大小可以指针偏角θ表示，随R增大，电流I减小，由图示图象可知，AD正确。
随练1、
【答案】 （1）并；300
（2）
（3）900
【解析】 （1）将电流表改装为3mA的电流表应该并联一个分流电阻，
并联电阻阻值：Ω；
（2）改装后的电流表内阻：Ω，
把表头改装成中值电阻为500Ω的欧姆表，则需要串联的电阻R″＝600－240＝360Ω，
所以选择电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）和滑动变阻器R4（0－1kΩ），实验电路图如图所示：
（3）改装后电流表量程是原电流表G量程的：倍，
电流表G的示数为200μA，电路电流：I＝200μA×5＝1000μA＝1mA；
待测电阻阻值：900Ω。
随练2、
【答案】 （1）900；R1
（2）45；5
（3）0；35000.0
【解析】 （1）将电源、电流表、定值电阻以及滑动变阻器串接即可组成欧姆表，故实物图如图所示；
根据闭合电路欧姆定律有：
50μA
解得：R1＝900Ω；故滑动变阻器选择R1；
（2）由（1）中解答可知，欧姆表的内阻即中值电阻R中＝98.5＋1.5＋14000＋900＝15000Ω；
根据闭合电路欧姆定律有：
25μA
解得：Ra＝45kΩ；
同理可知：
75μA
解得：Rb＝5kΩ
（3）欧姆表在使用时应先将两表笔短接，使欧姆表指针指向满偏刻度，即0Ω处；
电阻箱的读数为：3×10k＋5×1k＋0×100＋0×10＋0×1＋0×0.1＝35000.0Ω。
随练3、
【答案】 B
【解析】 暂无解析
多用电表的原理和使用
例题1、
【答案】 (1)电流挡，1；(2)欧姆挡，A；(3)电压挡，6．
【解析】 (1)由图可知当转换开关S旋到位置1、2位置是电流表，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大．
(2)测量电阻时欧姆表内部应接电源，由图可知测电阻只有接3或4；A与电源的负极相连，故A为红表笔．
(3)测量电压时电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时；测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大．
例题2、
【答案】 （1）黑
（2）b
（3）150；450
【解析】 （1）为了保证表头正常工作，内部电源正极应与黑表笔连接，故A接线柱应接黑接线柱；
（2）开关接a时，R2与电流表串联后与R1并联，接b时，R1与R2串联后与表头并联，则可知接b时满偏电流较小，由闭合电路欧姆定律可知，对应的电流较大；对应的倍率更高；
（3）若选a档测量电阻时，R2与电流表串联后与R1并联，满偏电流；
故内电阻；
当电流表指针为100mA时，此时电流为满偏电流的一半，故测量电阻与欧姆表内电阻相等，故对应的阻值为150Ω；
原表盘50μA的刻度，改装后电流为；
故对应刻度应为：．
随练1、
【答案】 100；B；0；2100
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 （1）黑；负；6.0×103Ω
（2）0.57mA
（3）1.5；4000
（4）A
【解析】 （1）由图（a）所示电路图可知，A与欧姆表内置电源正极相连，则A端应与黑表笔相连；
用欧姆表测二极管反向电阻，应将黑表笔与二极管的负极相连，欧姆表挡位为×100Ω，
由图（b）所示可知，读数为：60×100＝6000Ω＝6.0×103Ω；
（2）B端是与“1”相连，由图（a）所示可知，此时多用电表测电流，量程为2.5mA，
由图（b）所示可知，其分度值为0.05mA，示数为0.57mA；
（3）表盘正中央刻度为15，欧姆表挡位为×100Ω，则欧姆表内阻：R内＝15×100＝1500Ω，
电源电动势：E＝IA小R内＝1×10－3×1500＝1.5V，
由欧姆定律可知：Ω；
（4）由题意可知，电源内阻r变大，电动势E变小，电表满偏电流Ig不变，
欧姆表进行欧姆调零时，内阻：变小，用欧姆表测电阻时，电流：
，由于R内变小而Ig不变，I偏小，
指针位置偏左，所测电阻阻值示数偏大，故A正确；
随练3、
【答案】 （1）D；（2）280.0；略小于；（3）①黑；②3；4；1；．
【解析】 （1）闭合S2，电路中电流I不能大于200μA，由I=知R2===30KΩ，因此只能选择总电阻为50KΩ的D；故选D；
（2）当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．如果所得的R1的阻值为280.0Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为280.0Ω．实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，该测量值“略小于”实际值；
（3）①为了保证电流由正接线柱进入电流计，内部电源的正极应接黑接线柱，故A是黑表笔；
并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；
测量电阻时内部电源被接通，故3、4是电阻档；
测量电流时需要电阻分压，由图可知，开关接1时，分压电阻分压越大，故量程越大；
使用多用电表检测电路故障
例题1、
【答案】 C
【解析】 A、将多用表的电压档并联在ac两端，示数0，说明除ac段其他部分有断路，故A错误；
B、将多用表的电压档并联在cd两端，有示数，说明电表与电源形成的回路完好，cd断路，故B错误；
C、将多用表的电压档并联在ad两端，有示数，说明电表与电源形成的回路完好，ad部分有断路；并联在ac两端，示数0，说明cd间断路，故C正确；
D、断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆档，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1断路，故D错误。
例题2、
【答案】 （1）不存在电源（2）12K（3）5K（4）c；a
【解析】 （1）使用电压档进行测量，目的是看内部是否有电源，由于指针没有示数，因此内部无电源，故黑箱内不存在电源．
故答案为：不存在电源．
（2）使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧，因此读数时要从右侧读，读出结果然后乘以档位即为所测电阻阻值．所以图（1）示数为R=12×1000=12KΩ，图（2）读数为R=5×1000=5KΩ．
故答案为：12KΩ，5KΩ．
（3）使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的，观察图1中的（1）（2）可知：在测量bc之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明bc之间接有一个定值电阻；观察图1中的（3）（4）可知：在测量ac之间电阻时，黑表笔接c时电阻很小，接a时电阻很大，说明ac之间有二极管，而且c应该接二极管的正极；观察图1中的（5）可知：黑表笔接时b时电阻比（3）中黑表笔接c电阻大，说明了a、c、b之间串联了二极管、电阻两个元件，由图（6）可知，ab之间电阻无穷大，因此ab之间应该是断路．
故黑箱内元件的连接如右图所示：
（4）二极管正向电阻很小，因此应该将二极管接入电路，由于e和电源正极相连，因此要使灯泡仍可发光，应该和二极管的正极相连即和c相连，f和a相连．
故答案为：c，a．
随练1、
【答案】 A
【解析】 A、由电路的结构知，根据串联电路的特点，可知，AC间电阻等于AB间电阻的2倍，则UAC=2UAB，UAB=UAD，与题中信息相符．故A正确．
B、由图知，AB间电阻是AC间电阻的1.5倍，则UAB=1.5UAC，与题不符．故B错误．
C、三个电路串联，则有UAC=UAB，与题不符．故C错误．
D、由电路的结构知，根据串联电路的特点，可知，AC间电阻等于AB间电阻的倍，则UAC=UAB，与题不符．故D错误．
故选A
随练2、
【答案】 （1）①B；②D；
（2）①断开；②D；
（3）不可以；检测电路时可能造成电路短路，将电流表烧毁．
【解析】 （1）①由图示电路图可知，电源电动势为6V，用电压表检查电路故障，电压表应选择10V量程，B正确．
故选：B．
②电压表接a、b，电压表有示数，说明a、b两点与电源间无断路，
电压表接c、b，电压表有示数，说明c、b两点与电源间无断路，
电压表接c、d，电压表无示数，说明c、d两点与电源间有断路，
电压表接d、f，电压表有示数，说明d、f两点与电源两极断开的，
综合以上分析，由电路图可知，d、f段断路，故选：D；
（2）①用欧姆表检查电路故障，测试前，应将开关断开，避免烧坏电表．
②欧姆表右偏说明两接触点之间没断路，不偏转，说明两接触点之间断路了，即d、e间导线断路，故D正确．
故选：D
（3）电流表内阻很小，如果直接用多用表上的100mA直流电流档检测该电路电源被短路，电路电流很大，会损坏电流表，因此不能用这种方法检测电路．
故答案为：（1）①B；②D；（2）①断开；②D；（3）不可以；检测电路时可能造成电路短路，将电流表烧毁．
拓展
1、
【答案】 6.123；50.90
【解析】 （1）螺旋测微器的固定刻度为6.0mm，可动刻度为12.3×0.01mm＝0.123mm，所以最终读数为6.0mm＋0.123mm＝6.123mm；
（2）游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为18×0.05mm＝0.90mm，所以最终读数为：50mm＋0.90mm＝50.90mm．
2、
【答案】 （1）0.700；19.90
（2）BC
【解析】 暂无解析
3、
【答案】 （1）901欧姆
（2）1欧姆
【解析】 （1）设需要串联的电阻的阻值为R1，根据串联电路的特点得：
Um＝Ig（Rg＋R1）或，
代入数据解得：R1＝901Ω；
（2）设需要并联的电阻的阻值为R2，根据并联电路的特点得：
IgRg＝（Im－Ig）R2或，
代入数据解得：R2＝1Ω；
4、
【答案】 （1）0.700
（2）A1；V1；R1
（3）
（4）
【解析】 暂无解析
5、
【答案】 （1）A；C；E
（2）B
【解析】 暂无解析
6、
【答案】 （1）C；E；F
（2）b；d
（3）0.58
【解析】 （1）灯泡的额定电压为5V，因此电压表选择大于等于5V的即可，故选E；
而灯泡的额定电流为：I0.5A，故电流表应选择C；为方便实验操作，滑动变阻器应选择F。
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由题意可知，电压表内阻远大于灯泡正常发光时的电阻，电流表应采用外接法；电流表采用外接法，则中电压表a端应连在b端，滑动变阻器采用分压接法，则滑动变阻器固定端e应连在d端。
（3）在灯泡U－I图像坐标系内作出电源的U－I图像如图所示：
由图示图像可知，此时灯泡的电压为：U＝1.7V，电流为：I＝0.34A，
则灯泡的功率为：P＝UI＝1.7×0.34≈0.58W．
7、
【答案】 （1）R1
（2）如图：
（3）1.48（1.47～1.49均正确）；1.79（1.78～1.90均正确）
【解析】 （1）电路中最大电流I＝＝＝0.75A.R2的额定电流小于0.75A，同时R2阻值远大于电源内阻r，不便于调节，所以变阻器用R1。
（2）如图所示。
（3）将图线延长，交于纵轴，则纵截距即电动势E＝1.48V（1.47～1.49V均正确）
r＝，可得r＝1.79Ω（1.78～1.90Ω均正确）
8、
【答案】 （1）；f
（2）
（3）1.46；0.730（1.46 ±0.05，0.730±0.090）
【解析】 暂无解析
9、
【答案】 （1）1.5；2.0
（2）纵轴截距；斜率的绝对值
【解析】 （1）由闭合电路欧姆定律可知：E＝U＋Ir＝U＋，
根据题意可知：，，
解得：E＝1.5V，r＝2.0Ω；
（2）由图示电路图可知，电源电动势：E＝U＋Ir＝U＋，
整理得：，则图象与纵轴的截距等于电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻。
10、
【答案】 黑；红；9；180；0.01
【解析】 由图甲所示可知，a与电源正极相连，则a表笔是黑色的；
由图甲所示，在闭合电路中，电源电动势：E＝I（R内＋RX），而又因R0︰Rg＝1︰4，则I＝5Ig，则E＝5Ig（R内＋Rx）
则：
由图乙所示图象可知，图象纵轴截距：①，
图象斜率：②
解得：E＝9V，内阻：R内＝180Ω，
电流表G的满偏电流为：，则电流表量程为0.01A。
11、
【答案】 ×1k；欧姆调零；14k
【解析】 用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明所选档位太小，为了较准确地进行测量，应换到×1k挡．
如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是：重新进行欧姆调零；
由图示表盘可知，该电阻的阻值是：14×1k＝14kΩ．
12、
【答案】 （1）
（2）a．短接；c．22；242；d．OFF或交流电压最高挡
（3）9.0
【解析】 （1）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（2）实验步骤如下：
a、插上红黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”位置，将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”．
b、按照电路图连接好电路．
c、由图丙所示可知，多用电表示数为22×1k＝22kΩ，由图丁所示微安表可知，其分度值为10μA，示数为242μA．
d．断开开关，拔下红黑表笔，把多用电表的选择开关扳到OFF或交流电源最高挡位置．
（3）欧姆表调零后，欧姆表内阻等于其中值电阻，由图丙所示多用电表可知，多用电表“×1k”挡的中值电阻，即欧姆表内阻R内＝15kΩ，由实验步骤可知，欧姆表示数，即所测电路电阻RX＝22kΩ，多用电表“×1k”挡内部电池的电动势：E＝I（R内＋RX）＝242×10－6×（15×103＋22×103）≈9.0V．
13、
【答案】 （1）如图所示；（2）0.6．
【解析】
（1）因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻，所以2为中间的结点，又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半，故2、3之间有两个电阻并联，后再与第三个电阻串联，每个电阻均为1Ω，连接方式如图所示；
（2）将1、3用导线相连后，等效电路如图所示：1、2之间的等效电阻，故R=0.6Ω；

展开更多......

收起↑