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第44讲　电学实验(二)
目录
实验9：练习使用多用电表 1
实验10：测定电池的电动势和内阻 4
[课时训练] 8
实验9：练习使用多用电表
一、实验原理
1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程.
2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串、并联电路的特点.
二、实验装置图(如图1)
图1
三、多用电表的使用
1.多用电表测电流的方法及读数
(1)选择直流电流挡合适的量程.
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中.应使电流从红表笔流入电表.
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.
2.多用电表测电压的方法及读数
(1)选择直流电压挡合适的量程.
(2)将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高.
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.
3.多用电表欧姆挡刻度的特点：欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“∞”刻度线，且刻度不均匀.
4.欧姆挡调零旋钮的使用：将选择开关旋转到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.选好量程后，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡.
5.欧姆挡倍率选择及电阻测量：利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大.
(1)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在R中～4R中的范围内.
(2)选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“×100”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止.
图2
6.测量二极管的正、反向电阻：二极管是一种半导体元件，如图2所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大.
四、数据处理
1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积.
2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可.
五、注意事项
1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线.
2.两表笔使用时，总是红入黑出.
3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零.
4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
（2023 温州模拟）在“用多用表测量电学中的物理量”实验中，按如图所示连接电路给灯泡“2.5V 0.8A”通电。
①一组同学闭合开关移动滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。断开开关，将多用表选择开关置于合适挡位，红黑两表笔分别接开关两个接线柱A、B，则此时多用电表测量的是小灯泡的 （填“电压”、“电流”或“电阻”），红表笔应接接线柱 （填“A”、“B”或“A、B都可以”）。
②另一组同学闭合开关移动滑动变阻器的滑片，灯泡始终不发光。该同学用多用电表的直流电压挡来检测电路哪个位置发生了故障。他在闭合开关的情况下用多用电表的一支表笔始终接在电路的A接线柱，另一支表笔依次接触电路中的B、C、D接线柱进行检测，发现接触B、C时电表指针没有偏转，接触D时有一定偏转。则出现故障的原因可能是 。
A．电池没电了
B．仅开关接触不良
C．仅滑动变阻器滑片接触不良
D．仅灯泡和灯泡座接触不良
（2022 浙江三模）某同学想制作一个简易多用电表。实验室中可供选择的器材有：
电流表G1：量程为200μA、内阻为500Ω
定值电阻R1：阻值为125Ω
定值电阻R2：阻值为2.9kΩ
滑动变阻器R3：最大阻值5kΩ
直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω
红、黑表笔各一支，开关，单刀多向开关，导线若干
该同学打算用电流表G1作表头，利用所给器材，该同学设计了如图所示的多用电表内部电路，请回答下列问题：
（1）图中A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）若测量电压，则其量程为 V；
（3）欧姆挡刻度盘的倍率设为“×100”，中央刻度值应标注数字为 ；
（4）若欧姆表的刻度盘按题（3）标度，实际由于电池老化电动势下降为1.4V，欧姆表仍可调零，正确操作后测得某一电阻阻值为2kΩ，则待测电阻真实阻值 2kΩ。（填“大于”，“等于”或“小于”）
实验10：测定电池的电动势和内阻
一、实验原理
在闭合电路中，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，联立可解出E、r的值.
二、实验电路图及实物图
如图9甲、乙所示，
　　
图9
三、实验步骤
1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处.
2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组U、I数据.
3.用同样方法测量并记录多组数据.
4.断开开关，整理好器材.
5.根据测得的数据利用方程求出几组E、r值，最后算出它们的平均值.或者根据测得的数据利用U－I图象求得E、r值.
四、数据处理
1.设计实验数据记录表
多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.
实验序号 1 2 3 4 5 6
I/A
U/V
2.测量并记录多组U、I的数据：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如上表).
3.用U－I图象处理实验数据：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，如图10所示，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.
五、注意事项
1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池).
2.要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值.
3.画U－I图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可以减小偶然误差，从而提高精确度.
4.由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始).这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻.
（2023 台州模拟）某校两个物理研究小组测量不同型号电池的电动势和内阻。
（1）第一小组利用多用电表粗略测定电动势，当多用电表选择开关位于2.5V直流挡时，多用电笔表盘如图甲所示，则该电池电动势约为 V。研究小组想利用多用电表欧姆挡粗略测量电源内阻，你认为 （填“可行”或“不可行”）。
（2）第二小组设计的实验电路图如图乙所示，已知R1＝2Ω，改变R2得到多组数据，以U2为纵坐标，U1为横坐标如图丙，请结合数据点分析电源电动势E＝ V，
内阻r＝ Ω（结果均保留小数点后两位）；滑动变阻器R2选 （填A或B）（滑动变阻器A、B的最大值分别为5Ω、20Ω）；该小组实验误差与电压表 （填“V1”或“V2”）的分流无关。
（2023 金华模拟）小强同学在实验室进行“测定电源的电动势和内阻”实验。
（1）他打算先用多用电表粗测电源的电动势，测量前发现电表的指针位置如图甲所示，他需要进行的操作是 ；
A．调节指针定位螺丝进行机械调零
B．调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零
C．调节选择开关并将红黑表笔短接
D．调节指针定位螺丝让指针摆到最
（2）为了更加精确地测量，他利用如图乙所示器材和电路进行实验，其中有一根导线接线错误，错误的接线是 ；
A．第①根
B．第②根
C．第③根
D．第④根
（3）①正确连接电路，滑动变阻器滑片滑至某一位置时，电压表指针如图丙所示，此时电压表示数为 V。
②多次测量后，在U﹣I图像中描出各对应点，如图丁所示。
请结合数据点分析电源的电动势E＝ V，内阻为 Ω（结果均保留3位有效数字）。
（2023 宁波二模）在“测定干电池的电动势和内阻”实验中
①如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整；
②正确连线后，实验测得6组数据如表所示，在U﹣I坐标系中描出各对应点，如图乙所示。请在答题纸对应位置的图中作出U﹣I图像，并将纵坐标轴方框内主要刻度值补全：
1 2 3 4 5 6
U/V 1.23 1.13 0.92 0.96 0.83 0.71
I/A 0.12 0.17 0.23 0.28 0.35 0.43
③干电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（小数点后保留两位）
（2）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，实验装置如图丙所示。
①下列操作正确且必要的是 。（多选）
A.在实验开始前，查清线圈的绕制方向
B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系
C.为使实验现象更加明显，缓慢地插入或拔出条形磁体的磁极
D.实验结束后，应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击
②某次实验中，灵敏电流表的指针未发生偏转，可能是灵敏电流表内部断路了。某同学设计实验进行验证：保持灵敏电流表与线圈的连接，他用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度，观察指针的摆动情况：断开灵敏电流表与线圈的连接，再次以同样幅度晃动表壳，发现指针的摆动情况与之前基本相同。你认为上述实验能否验证灵敏电流表内部断路？ 。（填写“能”或“不能”）
[课时训练]
1．（2023 镇海区校级模拟）将一铜片和一锌片分别插入一只橙子内，就构成了简单的水果电池，其电动势约为1.5V。
（1）取一个额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡（小灯泡电阻可认为不变），实验发现该电池与小灯泡直接相连接后，小灯泡不亮，测得流过小灯泡的电流为1mA，则该电池的内阻约为 Ω。
（2）除了水果电池以外，实验室还提供了如下器材：
a.电流表A（量程0～0.6A～3A，内阻很小）
b.毫安表mA（量程0.6mA，内阻大概10Ω）
c.电压表V（量程1.5V，内阻约2kΩ）
d.滑动变阻器R（阻值0～20Ω）
e.电阻箱（阻值0～9999.9Ω）
f.开关一个，导线若干
①为了测定该“水果电池”的电动势和内阻，请你根据提供的器材，在图2方框中画出最合理的测量电路图。
②采用上述实验，读取多组数据，利用图像R测得的水果电池的内阻与真实值相比，
r测 r真。（选填“大于”“小于”或“等于”）
图2是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
（3）关于该实验的操作，下列说法正确的有 。
A.柱塞上应该涂润滑油
B.应缓慢推拉柱塞
C.用手握注射器推拉柱塞
D.改变体积后要快速记录压强数据
（4）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出的p图像可能为 。
2．（2023 杭州二模）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组用两节干电池串联进行测量。
（1）该小组用多用电表粗测电池组的电动势，在实验前可能需要进行的操作是 （选填“机械调零”、“欧姆调零”）；如图1所示，是多用电表的操作面板，实验前需将选择开关旋转至 档；经正确操作后，电表指针指在如图2所示位置，由图中可知该电池组的电动势为 V。
（2）①该小组进一步用图3所示仪器（其中定值电阻阻值为4.00Ω），测量电池组的电动势与内电阻，部分仪器已完成连接，为减少实验误差，试用笔迹代替导线将电压表接入电路。
②经过正确操作后，得到该电池的伏安特性曲线如图4所示，由此可知电池组的电动势为 V，内电阻为 Ω（结果保留三位有效数字）。
3．（2023 浙江模拟）某同学设计了一个既能测量定值电阻阻值，又能测量电源电动势和内阻的电路图如图（一） 所示，他用了如下的实验器材中的一部分：
①电流表A1（量程150μA，内阻100Ω）；电流表A2（量程0.6A，内阻很小）；
②滑动变阻器R（0﹣20Ω）；
③两个定值电阻R1＝900Ω，R2＝9900Ω；
④待测电阻Rx；
⑤待测电源E（一节干电池）；
⑥开关和导线若干。
（1）根据实验要求，与电流表A1串联的定值电阻为 （填“R1”或“R2”）。
（2）该同学先用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：
①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数I1，电流表A2示数I2；
②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数I3，电流表A2示数I4；后断开S1；
③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为 。若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
（3）再用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图（二）所示。根据图线可得电源电动势E＝
V；电源内阻r＝ Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
4．（2023 浙江模拟）（1）多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路：
A.用图甲方案测量小灯泡的电阻
B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度
C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压
D.用图丁方案测量二极管的正向电阻
已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是 （选填“A”、“B”、“C”、“D”）。
（2）利用电流表（不理想，内阻等于5Ω）和电压表（不理想，内阻未知）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“戊”或“己”）。
②有如下滑动变阻器提供：
A.滑动变阻器（0～1Ω）
B.滑动变阻器（0～20Ω）
C.滑动变阻器（0～100Ω）
滑动变阻器应选用 （选填相应器材前的字母）。
5．（2023 浙江模拟）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流IG＝200mA、内阻rG＝0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R1＝ Ω（结果取两位有效数字）。
（2）在（1）的基础上，保持电流计G的刻度盘不变，即刻度盘上标注的最大电流为IG＝200mA。通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图像。某次测量时，电压表的示数如图丙，则电压表的示数为 V
则此时通过电源的电流为 mA，得到电源的电动势E等于 V，
内阻等于 Ω（结果取三位有效数字）。
（3）若现在有一个水果电池，查阅资料后得该水果电池的电动势约为1V，内阻约为5000Ω。某小组设计了如下两种测量方案，如图所示，为减少测量误差，应选用方案 （填“一”或“二”）若考虑电流表的内阻，则水果电池电动势的测量值 真实值（填“大于“等于”或“小于”）。
6．（2021 金华模拟）（1）在“练习使用多用电表”的实验中，小强用欧姆挡去测量“220V、100W”的白炽灯不发光时的灯丝电阻，在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去，如图1所示，那么你认为此挡位是 （填“×1”、“×10”、“×100”）。
（2）由于欧姆表自带电源，可将某挡位下的欧姆表等效为一直流电源。为了测量该直流电源的电动势和内阻，小芳又从实验室拿到一个毫安表（内阻约10Ω）、一个滑动变阻器R0（0～200Ω）以及电键和导线。利用上述器材设计测量电路。
（3）若某次测量时毫安表示数如图2所示，则电流I＝ mA。
（4）某同学调节滑动变阻器得到多组欧姆表与毫安表的示数R与I，并建立IR与I的坐标系，将测得的数据描点连线，如图3所示。由图像可知该挡位下欧姆表内部电源的电动势为 V，内阻为 Ω（结果均保留两位小数）。
7．（2020 浙江模拟）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，现有两个多用电表A、B，某同学使用两个多用电表进行相互测量。
（1）将多用电表A的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，两表笔短接后发现指针如图甲所示，正确的操作应调节哪个部件 （选填“A”或“B”或“C”）；
（2）正确调节后，将多用电表B拨至“0.5mA”挡，与多用电表A进行相连，如图乙，那么多用电表A的红表笔与多用电表B的 相接（选填“红表笔”或“黑表笔”）；
（3）正确连接两多用电表后，发现两表指针如图丙所示，那么测得多用电表B
的内阻为 Ω，此时多用电表A欧姆挡的内部电源的电动势为 V（计算结果保留两位有效数字）。
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第44讲　电学实验(二)
目录
实验9：练习使用多用电表 1
实验10：测定电池的电动势和内阻 4
[课时训练] 12
实验9：练习使用多用电表
一、实验原理
1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程.
2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串、并联电路的特点.
二、实验装置图(如图1)
图1
三、多用电表的使用
1.多用电表测电流的方法及读数
(1)选择直流电流挡合适的量程.
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中.应使电流从红表笔流入电表.
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.
2.多用电表测电压的方法及读数
(1)选择直流电压挡合适的量程.
(2)将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高.
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.
3.多用电表欧姆挡刻度的特点：欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“∞”刻度线，且刻度不均匀.
4.欧姆挡调零旋钮的使用：将选择开关旋转到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.选好量程后，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡.
5.欧姆挡倍率选择及电阻测量：利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大.
(1)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在R中～4R中的范围内.
(2)选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“×100”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止.
图2
6.测量二极管的正、反向电阻：二极管是一种半导体元件，如图2所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大.
四、数据处理
1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积.
2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可.
五、注意事项
1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线.
2.两表笔使用时，总是红入黑出.
3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零.
4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
（2023 温州模拟）在“用多用表测量电学中的物理量”实验中，按如图所示连接电路给灯泡“2.5V 0.8A”通电。
①一组同学闭合开关移动滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。断开开关，将多用表选择开关置于合适挡位，红黑两表笔分别接开关两个接线柱A、B，则此时多用电表测量的是小灯泡的 （填“电压”、“电流”或“电阻”），红表笔应接接线柱 （填“A”、“B”或“A、B都可以”）。
②另一组同学闭合开关移动滑动变阻器的滑片，灯泡始终不发光。该同学用多用电表的直流电压挡来检测电路哪个位置发生了故障。他在闭合开关的情况下用多用电表的一支表笔始终接在电路的A接线柱，另一支表笔依次接触电路中的B、C、D接线柱进行检测，发现接触B、C时电表指针没有偏转，接触D时有一定偏转。则出现故障的原因可能是 。
A．电池没电了
B．仅开关接触不良
C．仅滑动变阻器滑片接触不良
D．仅灯泡和灯泡座接触不良
【解答】解：①红黑两表笔分别接开关两个接线柱A、B，多用电表测量串联在电路中，测量电路电流，即灯泡电流。
测电流时，红笔在电压高的一端，故接A接线柱。
②A．若电池没有电，则电表指针一定不偏转，故A错误；
B．仅开关接触不良，接BC接线柱，电表指针均会偏转，故B错误；
C．仅滑动变阻器滑片接触不良，则接线柱接B和C，电表指针不偏转，接D时电表指针偏转，故C可能存在，故C正确；
D．仅灯泡和灯泡座接触不良，则接线柱接C和D时，电表指针均偏转，故D错误。
故选：C。
故答案为：①电流；A；②C
（2022 浙江三模）某同学想制作一个简易多用电表。实验室中可供选择的器材有：
电流表G1：量程为200μA、内阻为500Ω
定值电阻R1：阻值为125Ω
定值电阻R2：阻值为2.9kΩ
滑动变阻器R3：最大阻值5kΩ
直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω
红、黑表笔各一支，开关，单刀多向开关，导线若干
该同学打算用电流表G1作表头，利用所给器材，该同学设计了如图所示的多用电表内部电路，请回答下列问题：
（1）图中A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）若测量电压，则其量程为 V；
（3）欧姆挡刻度盘的倍率设为“×100”，中央刻度值应标注数字为 ；
（4）若欧姆表的刻度盘按题（3）标度，实际由于电池老化电动势下降为1.4V，欧姆表仍可调零，正确操作后测得某一电阻阻值为2kΩ，则待测电阻真实阻值 2kΩ。（填“大于”，“等于”或“小于”）
【解答】解：（1）根据欧姆表的原理，及表头的接线规则，电流应从A流入，所以A是红表笔；
（2）电流表G1与R1并联时，其量程I＝Ig1200×10﹣6A1×10﹣3A。再与R2串联后，当G1满偏时，总电压U＝I（R2）＝1×10﹣3A×（100+2.9×103）Ω＝3.0V；
（3）改装为欧姆表后，当电流表满偏时有：I，那么中值电阻：R中＝RΩ1500Ω。若此时倍率为×100，那么中间的数值为15。
（4）欧姆表内阻为：R，电流表满偏电流I不变，电源电动势E变小，则欧姆表总内阻要变小。电动势变为1.4V调零后，欧姆表内部的内阻为：R内′1400Ω，由2kΩ对应的电流列出关系式，有：I，所以真实电阻Rx＜2000Ω。
故答案为：（1）红；（2）3V；（3）15；（4）小于
实验10：测定电池的电动势和内阻
一、实验原理
在闭合电路中，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，联立可解出E、r的值.
二、实验电路图及实物图
如图9甲、乙所示，
　　
图9
三、实验步骤
1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处.
2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组U、I数据.
3.用同样方法测量并记录多组数据.
4.断开开关，整理好器材.
5.根据测得的数据利用方程求出几组E、r值，最后算出它们的平均值.或者根据测得的数据利用U－I图象求得E、r值.
四、数据处理
1.设计实验数据记录表
多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.
实验序号 1 2 3 4 5 6
I/A
U/V
2.测量并记录多组U、I的数据：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如上表).
3.用U－I图象处理实验数据：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，如图10所示，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.
五、注意事项
1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池).
2.要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值.
3.画U－I图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可以减小偶然误差，从而提高精确度.
4.由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始).这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻.
（2023 台州模拟）某校两个物理研究小组测量不同型号电池的电动势和内阻。
（1）第一小组利用多用电表粗略测定电动势，当多用电表选择开关位于2.5V直流挡时，多用电笔表盘如图甲所示，则该电池电动势约为 V。研究小组想利用多用电表欧姆挡粗略测量电源内阻，你认为 （填“可行”或“不可行”）。
（2）第二小组设计的实验电路图如图乙所示，已知R1＝2Ω，改变R2得到多组数据，以U2为纵坐标，U1为横坐标如图丙，请结合数据点分析电源电动势E＝ V，
内阻r＝ Ω（结果均保留小数点后两位）；滑动变阻器R2选 （填A或B）（滑动变阻器A、B的最大值分别为5Ω、20Ω）；该小组实验误差与电压表 （填“V1”或“V2”）的分流无关。
【解答】解：（1）多用电表选择开关位于2.5V直流挡，最小分度值为0.1V，看表盘中间一排刻度线，由图可知电源电动势约为1.17V；
由于多用电表本身已经还有电源，多用电表欧姆挡测电阻时，被测电阻应与其他电源断开，所以不能测量电源的内阻；
（2）根据闭合电路欧姆定律，有
将坐标轴上的各数据点进行描点，如图所示：
根据图像的纵截距可知，电源的电动势为2.90V；
斜率为：
解得：r＝0.90Ω
电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压，最大示数约为2.4V，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，最小值约为0.3V，根据串联电路分压规律，可知滑动变阻器的最大阻值不小于定值电阻的8倍，所以滑动变阻器选择B；
根据实验原理可知，电路中的电流是通过电压表V1的示数和定值电阻的阻值计算的，所以由于电压表V1的分流作用，电路中的电流测量值会偏小，故实验误差于电压表V1有关，与V2无关。
故答案为：（1）1.17；不可行；（2）2.90；0.90；B；V2
（2023 金华模拟）小强同学在实验室进行“测定电源的电动势和内阻”实验。
（1）他打算先用多用电表粗测电源的电动势，测量前发现电表的指针位置如图甲所示，他需要进行的操作是 ；
A．调节指针定位螺丝进行机械调零
B．调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零
C．调节选择开关并将红黑表笔短接
D．调节指针定位螺丝让指针摆到最
（2）为了更加精确地测量，他利用如图乙所示器材和电路进行实验，其中有一根导线接线错误，错误的接线是 ；
A．第①根
B．第②根
C．第③根
D．第④根
（3）①正确连接电路，滑动变阻器滑片滑至某一位置时，电压表指针如图丙所示，此时电压表示数为 V。
②多次测量后，在U﹣I图像中描出各对应点，如图丁所示。
请结合数据点分析电源的电动势E＝ V，内阻为 Ω（结果均保留3位有效数字）。
【解答】解：（1）用多用电表粗测电源的电动势时，是作为电压表使用的，不使用欧姆挡，不需要欧姆调零，所以只需要调节指针定位螺丝进行机械调零即可，其他操作不必进行，故A正确，BCD错误；
故选：A。
（2）测电源电动势时，应该用电流表的外接法，所以第④根导线接错，应该接在滑动变阻器的左下接线柱，给D正确，ABC错误；
故选：D。
（3）①电压表用量程3V即可，分度值为0.1V，指针指在了1.1的刻度，所以读数为1.10V；
②多次测量后，在U﹣I图像中描出各对应点，连线如图
由图中的点连线可知，图线与纵轴的截距为2.90V，所以电源电动势为2.90V；
可求得图像斜率绝对值即为内阻，约为
故答案为：（1）A；（2）D；（3）1.10；2.90；6.50
（2023 宁波二模）在“测定干电池的电动势和内阻”实验中
①如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整；
②正确连线后，实验测得6组数据如表所示，在U﹣I坐标系中描出各对应点，如图乙所示。请在答题纸对应位置的图中作出U﹣I图像，并将纵坐标轴方框内主要刻度值补全：
1 2 3 4 5 6
U/V 1.23 1.13 0.92 0.96 0.83 0.71
I/A 0.12 0.17 0.23 0.28 0.35 0.43
③干电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（小数点后保留两位）
（2）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，实验装置如图丙所示。
①下列操作正确且必要的是 。（多选）
A.在实验开始前，查清线圈的绕制方向
B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系
C.为使实验现象更加明显，缓慢地插入或拔出条形磁体的磁极
D.实验结束后，应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击
②某次实验中，灵敏电流表的指针未发生偏转，可能是灵敏电流表内部断路了。某同学设计实验进行验证：保持灵敏电流表与线圈的连接，他用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度，观察指针的摆动情况：断开灵敏电流表与线圈的连接，再次以同样幅度晃动表壳，发现指针的摆动情况与之前基本相同。你认为上述实验能否验证灵敏电流表内部断路？ 。（填写“能”或“不能”）
【解答】解：（1）①为了减小实验误差，相对于电源来说电流表采用外接法，电压表测路端电压，实物连接图如图1所示：
②根据题中表格信息，纵坐标为0.4V，每小格为0.08V；作图线时要使尽量多的点子落在直线上，不在直线上的要均匀分布在直线的两侧，舍弃个别相差较远的点子，所作的U﹣I图像如图2所示：
③根据闭合电路的欧姆定律E＝U+Ir
变形得U＝E﹣r I
结合U﹣I图像可知，图线的纵截距表示电源的电动势，电动势为E＝1.84V
图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，电源内阻
（2）①A.“探究感应电流方向的规律”的实验，必须应查清线圈的绕制方向，从而能确定原磁场的方向与感应磁场方向的关系，故A正确；
B.实验时应首先查明电流计指针的偏转方向和电流方向的关系，以便于感应电流方向与磁通量变化的关系，故B正确；
C.为使实验现象更加明显，应该快速地插入或拔出条形磁体的磁极，使磁通量的变化率更大，产生的感应电动势更大，故C错误；
D.实验结束后，直接拆除某螺线管处导线，可能由于自感现象突然被电击一下，因此应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击，故D正确。
故选：ABD。
②灵敏电流计的表头是磁电式仪表，灵敏电流表与线圈组成闭合回路，当用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度时，如果灵敏电流计是完好的，表头的线圈切割磁感线运动产生感应电流，表头线圈受到的安培力阻碍线圈的偏转，使偏转角度变小，断开灵敏电流表与外部线圈的连接后，表头线圈中只产生感应电动势，无感应电流，表头线圈不受安培力作用，表头指针偏转角度较大；如果灵敏电流表内部断路，无论灵敏电流计与外部线圈连接或断开，灵敏电流计内部线圈都不产生感应电流，晃动表壳灵敏电流计指针偏转不会发生明显变化，所以能够通过上述实验来验证灵敏电流表内部是否断路。
故答案为：（1）①实物连接图见解析；②所作的U﹣I图见解析；；③1.84；2.48；（2）①ABD；②能。
[课时训练]
1．（2023 镇海区校级模拟）将一铜片和一锌片分别插入一只橙子内，就构成了简单的水果电池，其电动势约为1.5V。
（1）取一个额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡（小灯泡电阻可认为不变），实验发现该电池与小灯泡直接相连接后，小灯泡不亮，测得流过小灯泡的电流为1mA，则该电池的内阻约为 Ω。
（2）除了水果电池以外，实验室还提供了如下器材：
a.电流表A（量程0～0.6A～3A，内阻很小）
b.毫安表mA（量程0.6mA，内阻大概10Ω）
c.电压表V（量程1.5V，内阻约2kΩ）
d.滑动变阻器R（阻值0～20Ω）
e.电阻箱（阻值0～9999.9Ω）
f.开关一个，导线若干
①为了测定该“水果电池”的电动势和内阻，请你根据提供的器材，在图2方框中画出最合理的测量电路图。
②采用上述实验，读取多组数据，利用图像R测得的水果电池的内阻与真实值相比，
r测 r真。（选填“大于”“小于”或“等于”）
图2是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
（3）关于该实验的操作，下列说法正确的有 。
A.柱塞上应该涂润滑油
B.应缓慢推拉柱塞
C.用手握注射器推拉柱塞
D.改变体积后要快速记录压强数据
（4）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出的p图像可能为 。
【解答】解：（1）根据欧姆定律，灯泡的电阻
根据闭合电路的欧姆定律，水果电池的内阻
（2）①由于水果电池的内阻r很大，根据闭合电路的欧姆定律，因此电流表选择毫安表b，为了电路中的电流有明显变化，因此选择电阻箱e；所作电路图如图所示：
②根据闭合电路的欧姆定律E＝I（R+r）
化简得
可见图像的纵截距
考虑电流表内阻后，根据闭合电路的欧姆定律E＝I（R+r+RA）
化简得
图像的纵截距
在测量时把毫安表的内阻也当成了水果电池的内阻，因此r测＝（r真+Rg）＞r真
测得的水果电池的内阻与真实值相比测量值大于真实值。
（3）A.柱塞上涂油既减小摩擦，又防止漏气，故A正确；
B.推拉活塞时，动作要慢，使气体温度与环境温度保持一致，故B正确；
C.推拉活塞时，手不能握住注射器，防止气体温度发生变化，故C错误；
D.为保持气体温度不变，每次推拉活塞改变气体体积后，要等气体稳定后在记录压强，故D错误。
故选：AB。
（4）在软管内气体体积V0不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0+V
由玻意耳定律可得p（V0+V）＝C
化简得
可知的图像并不是倾斜的直线，而是随着的增大，斜率变小的曲线，故C正确，ABD错误。
故选：C。
故答案为：（1）1495；（2）大于；（3）AB；（4）C。
2．（2023 杭州二模）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组用两节干电池串联进行测量。
（1）该小组用多用电表粗测电池组的电动势，在实验前可能需要进行的操作是 （选填“机械调零”、“欧姆调零”）；如图1所示，是多用电表的操作面板，实验前需将选择开关旋转至 档；经正确操作后，电表指针指在如图2所示位置，由图中可知该电池组的电动势为 V。
（2）①该小组进一步用图3所示仪器（其中定值电阻阻值为4.00Ω），测量电池组的电动势与内电阻，部分仪器已完成连接，为减少实验误差，试用笔迹代替导线将电压表接入电路。
②经过正确操作后，得到该电池的伏安特性曲线如图4所示，由此可知电池组的电动势为 V，内电阻为 Ω（结果保留三位有效数字）。
【解答】解：（1）[1]该小组用多用电表粗测电池组的电动势，使用直流电压挡位，无需进行欧姆调零，所以使用前可能需要进行的操作是机械调零。
[2]如图所示，是多用电表的操作面板，实验前多用电表应处于关闭状态，所以选择开关旋转至OFF档。
[3]经正确操作后，电表指针指在如图所示位置，由图中可知该电池组的电动势为2.7V。
（2）①[4]如图：
②[5]根据闭合电路欧姆定律，可得U＝E﹣I（r+R）结合伏安特性曲线，有，由题意知R＝4.00Ω，代入得r＝1.56Ω，
故电池组的电动势为3.00V，内电阻为1.56Ω。
答：（1）机械调零 OFF 2.7 （2）见解析 （3）3.00 1.56
3．（2023 浙江模拟）某同学设计了一个既能测量定值电阻阻值，又能测量电源电动势和内阻的电路图如图（一） 所示，他用了如下的实验器材中的一部分：
①电流表A1（量程150μA，内阻100Ω）；电流表A2（量程0.6A，内阻很小）；
②滑动变阻器R（0﹣20Ω）；
③两个定值电阻R1＝900Ω，R2＝9900Ω；
④待测电阻Rx；
⑤待测电源E（一节干电池）；
⑥开关和导线若干。
（1）根据实验要求，与电流表A1串联的定值电阻为 （填“R1”或“R2”）。
（2）该同学先用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：
①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数I1，电流表A2示数I2；
②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数I3，电流表A2示数I4；后断开S1；
③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为 。若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
（3）再用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图（二）所示。根据图线可得电源电动势E＝
V；电源内阻r＝ Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
【解答】解：（1）电源电动势为1.5V，应用定值电阻R2改装后电压表量程为U（R2）＝150×10﹣6×（100+9900）V＝1.5V，故选用R2。
（2）并联电路电压相等，根据图示电路由实验步骤可知：
I1（R2+rA1）＝I2（RA2+R），I4（Rx+R+RA2）＝I3（R2+rA1）
解得：Rx＝（）（rA1+R2）
流过同一支路电流相等，并联电路电压相等，根据该方案电阻测量值与真实值相等；
（3）由图示电路图根据实验步骤可知，电源电动势：E＝I1（rA1+R2）+（I1+I2）r
整理得：I1I2
由I1﹣I2图象可知：b150×10﹣6A，k103.45×10﹣6
解得电源电动势为：E＝1.50V，电源内阻为：r＝1.03Ω；
故答案为：（1）R2；（2）（）（rA1+R2），相等；（3）1.50，1.03
4．（2023 浙江模拟）（1）多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路：
A.用图甲方案测量小灯泡的电阻
B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度
C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压
D.用图丁方案测量二极管的正向电阻
已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是 （选填“A”、“B”、“C”、“D”）。
（2）利用电流表（不理想，内阻等于5Ω）和电压表（不理想，内阻未知）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“戊”或“己”）。
②有如下滑动变阻器提供：
A.滑动变阻器（0～1Ω）
B.滑动变阻器（0～20Ω）
C.滑动变阻器（0～100Ω）
滑动变阻器应选用 （选填相应器材前的字母）。
【解答】解：（1）A、图甲方案电阻所在回路已经断开，则可以测量电阻，不会损坏仪器，故A正确；
B、图乙方案多用电表的极性接错，不但无法测量，而且会损坏仪器，故B错误；
C、图丙方案接法正确，可以测量电压，故C正确；
D、图丁方案，黑表笔接了内部电源的正极，这是正确的，但是二极管所在电路处于通电状态，不但无法测量，而且会损坏仪器，故D错误；
故选：AC。
（2）①为了尽量减小实验误差，目前电流表内阻已知，故采用己方案。
②由于电流表有5Ω的内阻，电源有一定数值的待测内阻，为了电路调节明显，滑动变阻器应该选B。
故答案为：（1）AC；（2）①己，②B
5．（2023 浙江模拟）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流IG＝200mA、内阻rG＝0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R1＝ Ω（结果取两位有效数字）。
（2）在（1）的基础上，保持电流计G的刻度盘不变，即刻度盘上标注的最大电流为IG＝200mA。通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图像。某次测量时，电压表的示数如图丙，则电压表的示数为 V
则此时通过电源的电流为 mA，得到电源的电动势E等于 V，
内阻等于 Ω（结果取三位有效数字）。
（3）若现在有一个水果电池，查阅资料后得该水果电池的电动势约为1V，内阻约为5000Ω。某小组设计了如下两种测量方案，如图所示，为减少测量误差，应选用方案 （填“一”或“二”）若考虑电流表的内阻，则水果电池电动势的测量值 真实值（填“大于“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）根据欧姆定律可知：IGrG＝（I﹣IG）R1
将IG＝200mA＝0.2A，I＝600mA＝0.6A，代入解得：R1＝0.15Ω.
（2）根据丙图可知电压表分度值为0.1V，电压表读数为2.60V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻R1的电流等于通过电流计G电流的2倍，则电路的总电流为300mA；
根据闭合电路欧姆定律有：U＝E﹣3I（RA+r）
根据图像可知，电源的电动势为：E＝2.93V
因改装的电流表的内阻为RA，代入数据解得：RA＝0.1Ω
则图像的斜率k＝3（r+RA）Ω＝3.375Ω，解得：r＝1.03Ω.
（3）电压表的内电阻一般是几千欧到几十千欧，而水果电池的内电阻约5千欧，则图方案一中，电压表的分流作用较明显，所以不能采用方案一的电路，应采用方案二的电路。
若使用图像法来分析数据，电源电动势为：E＝I（r+R），
则有：R＝Er，
可知电池的电动势等于图线的斜率，电流表的内阻，对此没有影响，所以即使考虑电流表的内阻，水果电池电动势的测量值仍然等于真实值。
故答案为：（1）0.15；（2）2.60，300，2.93，1.03；（3）二，等于
6．（2021 金华模拟）（1）在“练习使用多用电表”的实验中，小强用欧姆挡去测量“220V、100W”的白炽灯不发光时的灯丝电阻，在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去，如图1所示，那么你认为此挡位是 （填“×1”、“×10”、“×100”）。
（2）由于欧姆表自带电源，可将某挡位下的欧姆表等效为一直流电源。为了测量该直流电源的电动势和内阻，小芳又从实验室拿到一个毫安表（内阻约10Ω）、一个滑动变阻器R0（0～200Ω）以及电键和导线。利用上述器材设计测量电路。
（3）若某次测量时毫安表示数如图2所示，则电流I＝ mA。
（4）某同学调节滑动变阻器得到多组欧姆表与毫安表的示数R与I，并建立IR与I的坐标系，将测得的数据描点连线，如图3所示。由图像可知该挡位下欧姆表内部电源的电动势为 V，内阻为 Ω（结果均保留两位小数）。
【解答】解：（1）当灯泡正常发光时，由得，R＝484Ω，已知灯泡电阻随温度升高而增大，灯泡在常温不发光时的电阻远小于灯泡正常发光时的阻值，即远小于484Ω，约为几十欧姆，由图1所示表盘可知，指针示数为7，欧姆挡的挡位应是“×10”；
（2）电路图如图所示
（3）由图2所示表盘可知，毫安表量程为50mA，分度值为1mA，由图得，毫安表示数为32.0mA；
（4）由闭合电路欧姆定律可知，电源电动势E＝Ir+IR，整理得：IR＝﹣rI+E，故IR﹣I图像的斜率为﹣r，纵轴的截距为电动势E，将图像反向延长，得到电动势E＝1.44V（存在误差，1.42V﹣1.45V均可），r（存在误差，10.00Ω﹣11.30Ω均可）。
故答案为：（1）×10；（2）电路图见详解；（3）32.0；（4）1.44V，10.80。
7．（2020 浙江模拟）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，现有两个多用电表A、B，某同学使用两个多用电表进行相互测量。
（1）将多用电表A的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，两表笔短接后发现指针如图甲所示，正确的操作应调节哪个部件 （选填“A”或“B”或“C”）；
（2）正确调节后，将多用电表B拨至“0.5mA”挡，与多用电表A进行相连，如图乙，那么多用电表A的红表笔与多用电表B的 相接（选填“红表笔”或“黑表笔”）；
（3）正确连接两多用电表后，发现两表指针如图丙所示，那么测得多用电表B
的内阻为 Ω，此时多用电表A欧姆挡的内部电源的电动势为 V（计算结果保留两位有效数字）。
【解答】解：（1）进行欧姆调零时要旋转欧姆调零旋钮B进行欧姆调零。
（2）电流从红表笔流入黑表笔流出多用电表，由此可知，电表A的红表笔与多用电表B的黑表笔相接。
（3）表A的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，由图丙所示可知，它的中央刻度线是40，A的内阻为40×100Ω＝4000Ω，
多用电表B的内阻为：10×100Ω＝1000Ω＝1.0×103Ω；
多用电表B选择0.5mA挡，由图丙所示B的表盘可知，其分度值为0.01mA，示数为0.28mA＝2.8×10﹣4A，
此时多用电表A欧姆挡的内部电源的电动势E＝I（RA+RB）＝2.8×10﹣4×（4000+1000）V＝1.4V；
故答案为：（1）B；（2）黑表笔；（3）1.0×103；1.4。
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