2024届高考物理复习专题 电学实验二 (共81张PPT)

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2024届高考物理复习专题 电学实验二 (共81张PPT)

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(共81张PPT)
电学实验二
2024届高考物理复习专题 ★★
第五部分 半偏法测电阻
半偏法测电流表电阻
电路调节与操作技巧
A、K1、K2闭合前,R1调至最右端,R2调为零;
B、闭合K1,调节R1,使电流表A满偏;
C、再闭合K2调节R2,使电流表半偏,则R2=RA测。
系统误差
RA测<RA真
误差分析
K2闭合后,R2与RA并联电阻小于K2闭合前RA值,电路总电阻减小,总电流增大,当电流表半偏时,流过R2的电流大于流过电流表的电流,故R2<RA,而R2=RA测<RA真
实验结论
R2=RA测
选择原则
R1>>RA
延伸拓展
步骤C,电流表偏角为原来的
R2=(n-1)RA测
实验结论
RA测<RA真
半偏法测电压表电阻
电路调节与操作技巧
系统误差
RV测>RV真
误差分析
实验结论
R2=RV测
选择原则
R1 RV
延伸拓展
步骤C,电压表偏角为原来的
R2=(n-1)RV测
实验结论
RV测>RV真
A、K闭合前,R1调至最左端,R2调为零;
B、闭合K,调节R1使电压表满偏;
C、再调节R2,使电压表半偏,则R2=RV测。
调节R2时,R2与RV串联电阻增大,与R1右侧电阻并联电阻增大,分得的电压增大,当电压表半偏时,R2上分得的电压大于电压表电压,即R2>RV,而R2=RV测>RV
有一待测电压表,量程未知,其内阻约为几千欧,请从下列器材中选择合适的器材尽可能精确地测量其内阻。
A、待测电压表
B、电源E,电动势未知,内阻很小
C、滑动变阻器R1,最大阻值为10Ω
D、滑动变阻器R2,最大阻值为1KΩ
E、电阻箱R3,最大阻值为99.99Ω
F、电阻箱R4,最大阻值为9999Ω
G、导线若干,电键一个
1、选出必需的合适的器材,将其字母代码填在横线上 .
2、请根据实验需要设计一个电路,将所用器材符号标在电路图上。
3、请写出主要实验步骤和需要测量记录的物理量。
4、写出待测电压表内阻测量结果的表达式RV =   ,测量值比真实值 (填偏大或偏小)
跟我走 大显身手
例1
1、根据本实验器材特征,只能采用半偏法。
2、由于电压表内阻较大,滑动变阻器R2与之串联可能起不到保护作用,只能选R1采用并联分压式连接。
3、电阻箱R4、R5 一起串联使用,可以提高读数精度。
4、实际测量过程中,有可能不能使电压表满偏(电源电动势未知),但
只要第二次电压表偏转角度为第一次偏转角度的一半(或其他值)即可。
指点迷津
1、A、B、C、E、F、G
3、略 2、
4、R4+R5,偏大
1、本题易错选R2,采用串联限流式
2、本题易漏选R4,误认为太小而不能用,很难联想到R3、R4串联使用,这样既满足调节需要又可提高测量精度。
3、在写实验步骤时,很容易兴奋地写成先满偏再半偏,脱离此题实验条件所限。
精彩点评
惑之解
为了测量一量程为3.0V的直流电压表的内阻RV(约为数千欧),采用下图所示的电路。
⑴可供选择的实验步骤有:
A、闭合电键;
B、将电阻箱R0的阻值调到最大值;
C、将电阻箱的阻值调到零;
D、调节滑线变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0V;
E、断开电键;
F、把滑线变阻器的滑动头C滑动α端;
G、调节电阻箱R0,使电压表的示数为1.0V,读出此时电阻箱R0的阻值;
H、把滑线变阻器的触头C滑向b端。
上述实验步骤中不必要的是 ,其余必要步骤按合理顺序排列应为 。
⑵可供选择的器材有:
A、电阻箱(0~9999Ω,0.2A)
B、电阻箱(0~99.9Ω,1A)
C、滑线变阻器(0~2Ω,0.5A)
D、滑动变阻器(0~20Ω,2A)
E、直流电源(6V,内阻不计)
F、直流电源(2V,内阻不计)
其中R0应选    ,R应选      ,电源应选   。
⑶若在上述实验中读出R0的阻值为2400Ω,则电压表内阻的测量值RV= ,由于系统误差,测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)
答案:(1) B、F ;H、C、A、D、G、E 。 (2)A D E (3) 1200Ω 偏大
跟我走 大显身手
例2
第六部分 电表的改装与测量
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω。
它能够测量的最大电流是 A,它能够测量的最大电压是 V.
现在有一个电路,电流可能达到0.6A,电压可能达到3V,怎样改装一下电流计,就可以用了?
Rg
Ugm=IgmRg=0.6 V
Ig
0.6
0.006
Igm=6mA
串联
并联

电流表改装为电压表
表头
串联R分担电压
改装电压表
最大电流
最大电压
内电阻
Rg
Igm
Ugm=IgmRg
RV=Rg+R
Igm
Um= Igm (Rg+R)
读数
Um= Igm (Rg+R)
改装本质
Ig
Ig
Ig
R
U= Ig (Rg+R)
电流计(表头)的电流Ig
不变
表盘的示数
Ig (Rg+R)
变化
改装
增大内阻增大量程
串联电阻的计算
Um= Igm (Rg+R)
Ugm = Igm Rg
Um= n Ugm
R
Rg
Igm
R=(n-1)Rg
Igm=6mA
Rg=100
跟我走 大显身手
例1
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个量程为3V的电压表,应该给它 联一个电阻,阻值为 Ω,改装后的电压表的内阻为 Ω。
R
Um= Igm (Rg+R)=3
R=400 Ω
RV= Rg+R= 400 +100=500(Ω)
惑之解

400
500
Igm=6mA
Rg=100
跟我走 大显身手
例2
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个量程为15V的电压表,应该给它 联一个电阻,阻值为 Ω,改装后的电压表的内阻为 Ω。
R
Um= Igm (Rg+R)=15
R=2400 Ω
RV= Rg+R= 400 +100=2500(Ω)
惑之解

2400
2500
跟我走 大显身手
例3
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个双量程的电压表,量程分别为3V和15V,如图应该给它串 联两个电阻,阻值分别为 Ω和 Ω ,改装后的电压表量程为3V的内阻为 Ω,量程为15V的内阻为 Ω。
Um= Igm (Rg+R3)=3
R3=400 Ω
RV1 =Rg+R3+R4 =2500(Ω)
惑之解
400
2000
Um= Igm (Rg+R3+R4)=15
R4=2000 Ω
3V
15V
RV2 =Rg+R3=500(Ω)
500
2500
Um1= Igm (Rg+R1)=3 Um2= Igm (Rg+R2)=15 Igm (Rg+R3)=3 Igm (Rg+R3+R4)=15
R1= R2= R3= R4=
RV1= RV2= RV3= RV4=
同一个电流计(表头)改装的电压表,量程增大为原来的几倍,内电阻就增大为原来的几倍。 Igm=6mA
Rg=100
+
R2
R3
R4
R1
3V
15V
3V
15V
400
2400
400
2000
500
2500
500
2500
计算单位统一就行
改装
改表盘读数
Ig=
4.8mA
3V
15V
U1=
U2=
2.40V
12.0V
读数
R2
R1
3V
15V
400
2400
同一个表头改装的电压表,量程分别为3V和15V.
两表并联
两表串联
两表指针偏转角度(Ig)
两表读数 U=Ig (Rg+R)
U1:U2=1:1
θ1:θ2=5:1
θ1:θ2=1:1
U1:U2=1:5
本质关键找Ig
改装电压表的串联与并联测量
Igm=6mA
Rg=100
改装电压表的校准
R偏大
RV偏大
Ig偏小
读数偏小
读数偏大
Rg测偏小
Rg测偏大
计算
计算
给R并联一个大得多的电阻。
给R串联一个小得多的电阻。
校准
校准
R偏小
RV偏小
Ig偏大
改装表的量程变大
改装表的量程变小
=100
R=400
准确改装3V电压表
90
410
510
3.06V
16400
110
390
490
2.94V
10
电压不变
0
1
2
3
V
0
2
4
6
G
读数准确
读数偏大
读数偏小
改装表
标准表
1
2
3
0
标准表读数
偏大
量程偏小
偏小
量程偏大
小电流表改装为大电流表
表头
最大电流
最大电压
内电阻
Rg
Igm
IgmRg
并联R分担电流
改装电流表

Im=Igm+IRm
IgmRg

I=Ig+IR
读数
改装本质


电流计(表头)的电流Ig
不变
表盘的示数
Ig+ IR
变化
改装
减小内阻增大量程




Im=Igm+IRm
并联电阻的计算
Igm=6mA
Rg=100
跟我走 大显身手
例4
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个量程为0.6A的电流表,应该给它 联一个电阻,阻值为 Ω,改装后的电流表的内阻为 Ω。
惑之解

1.0
1.0




Igm=6mA
Rg=100
跟我走 大显身手
例5
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个量程为3.0A的电流表,应该给它 联一个电阻,阻值为 Ω,改装后的电流表的内阻为 Ω。
惑之解

0.2
0.2




跟我走 大显身手
例6
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个双量程的电流表,量程分别为0.6A和3.0A,如图应该给它连接两个电阻,阻值分别为 Ω和 Ω ,改装后的电流表量程为0.6A的内阻为 Ω,量程为3.0A的内阻为 Ω。
惑之解
0.2
0.8
3.0A




0.6A



0.6A

3.0A
0.2
1.0
Igm=6mA
Rg=100
0.6A
3.0A

Im=Igm+IRm
Im=Igm+IRm



3.0A
0.6A




计算单位统一就行
改装


3.0A
0.6A




同一个电流计(表头)改装的电流表,量程增大为原来的几倍,
内电阻就减小为原来的几分之一。
改表盘读数
Ig=
4.8mA
3A
0.6A
I1=
I2=
2.40A
0.48A
读数
0
1
2
3
A
0
0.2
0.4
0.6
改装电流表的串联与并联测量
Igm=6mA
Rg=100
0.6A
3.0A
同一个表头改装的电流表,量程分别为0.6A和3.0A.
两表并联
两表串联
两表指针偏转角度(Ig)
I1:I2=1:5
θ1:θ2=1:1
θ1:θ2=5:1
I1:I2=1:1
本质关键找Ig
两表读数 I=Ig+IR
R偏大
R并偏大
U并偏大
Ig
偏大
读数偏大
R偏小
R并偏小
U并偏小
Ig偏小
读数偏小
Rg测偏大
Rg测偏小
计算
计算
给R并联一个大得多的电阻。
给R串联一个小得多的电阻。
校准
校准
改装电流表的校准
改装表
标准表
改装表的量程变小
改装表的量程变大
=100
R=0.2
准确改装3A电流表
110
0.22
2.2
90
0.18
0.02
电流不变
2.7A
3.3A
R偏大
R分得的电流减小
Ig


读数偏大
R偏小
R分得的电流增大
Ig
变小
读数偏小
Rg测偏大
Rg测偏小
计算
计算
给R并联一个大得多的电阻。
给R串联一个小得多的电阻。
校准
校准
改装电流表的校准
改装表
标准表
改装表的量程变小
改装表的量程变大
=100
R=0.2
准确改装3A电流表
110
0.22
2.2
90
0.18
0.02
电流不变
2.7A
3.3A
0
1
2
3
A
0
2
4
6
G
读数准确
读数偏大
改装表
标准表
1
2
3
0
标准表读数
偏大
量程偏小
读数偏小
偏小
量程偏大
一电流表由电流计G与电阻R并联而成,如下图所示,若在使用中发现此电流表总比准确读数稍大些,采用下列哪种措施可能加以改进:( )
A、在R上串联一个比R小很多的电阻
B、在R上串联一个比R大很多的电阻
C、在R上并联一个比R小很多的电阻
D、在R上并联一个比R大很多的电阻
味道江湖1
一电流表由电流计G与电阻R并联而成,如下图所示,若在使用中发现此电流表总比准确读数稍小些,采用下列哪种措施可能加以改进:( )
A、在R上串联一个比R小很多的电阻
B、在R上串联一个比R大很多的电阻
C、在R上并联一个比R小很多的电阻
D、在R上并联一个比R大很多的电阻
味道江湖2
一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如下图所示,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍大一些,采用下列哪种措施可能加以改进 : ( )
A、在R上串联一个比R小得多的电阻
B、在R上串联一个比R大很多的电阻
C、在R上并联一个比R小很多的电阻
D、在R上并联一个比R大得多的电阻
味道江湖3
一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如下图所示,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进 : ( )
A、在R上串联一个比R小得多的电阻
B、在R上串联一个比R大很多的电阻
C、在R上并联一个比R小很多的电阻
D、在R上并联一个比R大得多的电阻
味道江湖4
有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA.
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应 一个电阻,阻值为 Ω ,改装后电压表的内阻为 Ω 。
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要 一个的电阻,阻值为 Ω ,改装后电流表的内阻为 Ω 。
990
1 000
串联
0.05
0.05
并联
味道江湖5
(多选)如图所示是有两个量程的电流表,当分别使用a和b、a和c接线柱时,此电流表有两个量程,其中一个量程为0~1 A,另一个量程为0~0.1 A,表头内阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=2 mA,则(  )
A.当使用a、b时量程为0~1 A
B.当使用a、c时量程为0~1 A
C.电阻R1的值约为0.41 Ω
D.电阻R2的值约为0.41 Ω
味道江湖6
图为实验室常用的两个量程的电压表原理图.当使用O、A两接线柱时,量程为0~3 V;当使用O、B两接线柱时,量程为0~15 V,已知电流计的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=100 μA.求分压电阻R1和R2的阻值.
答案 2.95×104 Ω 1.2×105 Ω
味道江湖7
有一个灵敏电流计,量程为6mA,内电阻为100Ω,现在想把它改装为一个双量程的电流表,量程分别为0.6A和3.0A,又想把它改装为一个双量程的电压表,量程分别为3V和15V.
1.接ac为电流表,量程为
A,接ab为 A,接ad为电压表,量程为
V,接ae为 V.
0.6
3.0
3
15
R2= Ω
2.R1= Ω
R3= Ω
R4= Ω
0.2
0.8
4
20
味道江湖8
第七部分 用改装活用思想测量
电流表两种连接方式
内接
外接
电流表在电压表测量的范围内
电流表在电压表测量的范围外
误差来源
相对误差
测量本质
选择原则
电压表的分流
电流表的分压
RX与 RV并联
RX与 RA串联
RA已知
内接
外接
电流表两种连接方式的比较
RV已知
伏安法思想测电表内阻
定值电阻
知道电流
知道电压
活用
A
V
知道电流表内阻
知道电压表内阻
活用
妙用
妙用
伏安法测电流表内阻
例1
有一毫安表,量程为60mA,刻度清晰,内阻未知,约为十欧,现欲精确测定其内阻,有以下器材:
电源 E (有较小内阻,电动势约为 5.0V )
电压表 Vl (量程为 3.0V ,内阻 rl 约为1000Ω)
电压表 V2 (量程为5.0V ,内阻 r2约为5000Ω )
电流表 Al (量程为 0.6A ,内阻 r3 约为2Ω )
电流表 A2 (量程为0.1A,内阻 r4约为0.2Ω )
滑线变阻器 R 1(最大阻值为 10Ω )
滑线变阻器 R2(最大阻值为 1000Ω )
定值电阻R 3=10Ω
单刀单掷开关S ,导线若干.
1.测量中要求电表的读数不小于其量程的1/3,且要求从零开始调节,请在方框中画出测量电压表内阻的实验电路原理图.(原理图中的元件要用题目中相应的字母标注)。
2.请按电路图画好实物连线图。
定值电阻(电阻箱),已知其电流,可以活用为电压表。
参考答案
知道电流的定值电阻活用为电压表
(22年全国甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:
电源E(电动势1.5V,内阻很小),电流表(量程10mA,内阻约10Ω),微安表(量程100μA,内阻R待测,约1kΩ ).滑动变阻器R (最大阻值10Ω),定值电阻R0 (阻值10Ω),开关S,导线若干。
(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻Rg= Ω。
实 战 演 练 ①
(9000-90)R0 =90 Rg
Rg=990 Ω
参考答案
知道电流的定值电阻活用为电压表
比值法求解,只要单位统一就行
有一电压表,量程为3V,刻度清晰,内阻未知,约为1千欧,现欲测定其内阻,有以下器材:
电源 E (有较小内阻,电动势约为 5.0V )
电压表 Vl (量程为 3.0V ,内阻 rl 未知,待测)
电压表 V2 (量程为5.0V ,内阻 r2约为5000Ω )
电流表 Al (量程为 0.6A ,内阻 r3 约为2Ω )
电流表 A2 (量程为3A,内阻 r4约为0.2Ω )
滑线变阻器 R 1(最大阻值为 100Ω )
滑线变阻器 R2(最大阻值为 1000Ω )
定值电阻R 3=1000Ω
单刀单掷开关S ,导线若干.
伏安法测电压表内阻
例2
1.测量中要求电表的读数不小于其量程的1/3,且要求从零开始调节,请在方框中画出测量电压表内阻的实验电路原理图.(原理图中的元件要用题目中相应的字母标注)。
2.请按电路图画好实物连线图。
定值电阻(电阻箱),已知其电压,可以活用为电流表。
3.某次读数为U1、U2,则r1的求解表达式为 ,是否会产生像内外接那样的系统误差?答 (是或否)。
=
定值电阻(电阻箱),已知其电压,可以活用为电流表。
某同学要测量电表G内阻,可利用的实验器材有:
电源E(电动势1.5V,内阻很小),电压表(量程1V,内阻约1000Ω),待测量毫伏表 (量程100mV,内阻待测,约为几十Ω ).滑动变阻器R (最大阻值10Ω),定值电阻R0 =10Ω,R1=100Ω开关S,导线若干。
(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)某次测量中,毫伏表的示数为80.0 mV,电流表的示数为9.00mA,由此计算出毫伏表内阻RV= Ω。
实 战 演 练 ②
Rg=80Ω
(2)某次测量中,毫伏表的示数为80.0 mV,电流表的示数为9.00mA,由此计算出毫伏表内阻RV= Ω。
间接测量电流表G中的电流。
定值电阻(电阻箱),已知其电压,可以活用为电流表。
保护放大作用
活 用 电 流 表
已知内阻的电流表可活用为电压表;已知内阻的电压表可活用为电流表。
已知一量程为10mA的电流表,其内阻的40Ω,需精确测定其内阻,现给出以下实验器材:
A、
B、
C、
D、
E、
1.请选出必须的合适的器材,将其前面的字母代码填在横线上 。
A、B、E、G、H、I、J
2.请设计一个合适的电路,将所选器材的符号标在电路图上。
3.请写出待测电阻的表达式r1= ,
并请叙述式中所有字母的物理意义 : 。
2.请设计一个合适的电路,将所选器材的符号标在电路图上。
3.请写出待测电阻的表达式r1= ,
并请叙述式中所有字母的物理意义 : 。
欲测定某一量程为5V,内阻约为2.5kΩ的电压表的内阻,给定以下器材:
活 用 电 压 表
A、
B、
C、
D、
1、请将所需器材的字母代码填在横线上 。
2、请设计一个可行电路并将所选器材符号(代码)标在电路图上。
3、写出待测电压表内阻的表达式r1= ,式中各字母的物理意义: 。
A、B、C、F、H、I
2、请设计一个可行电路并将所选器材符号(代码)标在电路图上。
3、写出待测电压表内阻的表达式r1= ,式中各字母的物理意义: 。
用改装思想测电阻
有一待测电阻RX,阻值约为几百欧,现欲尽可能精确测定其阻值,给定以下器材:
1、选出合适必须的器材,将其字母代码填在横线上: 。
2、请设计一个可行电路,将其所用器材符号或字母标注在电路图上,
3、写出求解RX的表达式并注明各字母的物理意义。
A B C E F (G) H
2、请设计一个可行电路,将其所用器材符号或字母标注在电路图上,
3、写出求解RX的表达式并注明各字母的物理意义。
第八部分 其他法测电源电动势和内电阻
伏安法测电源动势和内电阻
相对误差
安培表外接
实验结论
选择原则
安培表内接
E测=E效= E
r测=r效 =
RV r, RV已知或>
E测=E效=E
r测=r效=r+ RA
RA r, RA已知或<
分压
分流
I — R 法 安阻法
器材特征
电阻箱和电流表
误差产生
电流表的分压
实验原理
E=IR+Ir
已知电流表内阻可以消除系统误差。
实验结论
E测=E效=E
r测=r效=r+ RA
与伏安法内接等效。
数据处理
E =I1(R1+r)
E = I2(R2+r)
计算法
过程繁杂,误差更大。
I — R 法 安阻法
实验原理
E=IR+Ir
数据处理
I与R之间的关系不成正比例或一次函数,图像为曲线,不方便处理数据。
曲线化直
R=E.r
R与一次函数。
纵轴截距为d
r = -d
横轴截距为b
b =
图线的斜率为
E =
R=E.r
E=IR+Ir
IR=E-Ir
纵轴截距
横轴截距
图线的斜率
d
b
a
-
r = -d
b =
E =
E =
r =
b
b =
U — R 法 伏阻法
器材特征
电阻箱和电压表
误差产生
电压表的分流
实验原理
E=U+r
已知电压表内阻可以消除系统误差。
实验结论
与伏安法外接等效。
数据处理
计算法
E测=E效= E
r测=r效 =
过程繁杂,误差更大。
U — R 法 伏阻法
实验原理
E=U+r
数据处理
U与R之间的关系不成正比例或一次函数,图像为曲线,不方便处理数据。
曲线化直
与一次函数。
纵轴截距为b
=b
横轴截距为d
r = -
图线的斜率为
=
E=
r=
E=U+r
U = E - r
纵轴截距
横轴截距
图线的斜率
b
d
=b
E=a
r = -
=
r=
a
b
E=
r =
b =
伏安法测电源动势和内电阻
相对误差
安培表外接
实验结论
选择原则
安培表内接
E测=E效= E
r测=r效 =
RV r, RV已知或>
E测=E效=E
r测=r效=r+ RA
RA r, RA已知或<
分压
分流
U — U法 伏伏法
实验步骤
结论推导
精彩点评
1、此题乍一看有点像“雾里看花、水中捞月”。
2、此题做法为“走一步海阔天空,画一画枊岸花明”。
3、此题对数学运算能力要求较高,此为高考的必然趋势。
4、此题需突破“电流表串联,电压表并联”的思维定势。
两电压表内阻未知,怎样测电源电动势?
两电压表内阻任意知道一个,就可以测电源的内阻。
补偿法测电动势和内电阻
实验电路图
实验步骤
1、K1、K2闭合前,R的滑动片应置于最右端。
2、闭合K1,K2接“1”,调节R至合适位置,记下电压表和电流表读数为U1和I1;
3、再将K2接“2”,调节R,保持电流表的读数不变,记下此时电压表的读数为U1′;
4、重复步骤2、3,再次记下电压表和电流表读数分别为U2、U2′、I2。
5、整理好器材、进行数据处理并得出实验结论。
实验原理
通过K2的两次换接,可以准确测定电路中的干路电流和路端电压。由闭合电路欧姆定律有:
E = I1r + U1 + U1′ ①
E = I2r + U2 + U2′ ②
由①②可得:
E =
r =
补偿法巧妙在于分开测量其干路电流和路端电压。
滑动变阻器调节时使电流表读数不变,使得再次测量等效为同一次测量,故可消除系统误差。
R0的作用是与RA串联,放大电阻,便于测量。
巧解惑
补偿法测电动势和内电阻
实验电路图
如下图所示电路能够测量电源的电动势E和内电阻r,E′为辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计。实验步骤如下:
A、闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器R1、R2,使得灵敏电流计的指针指零,记下电流表和电压表的示数为I1和U1;
B、改变滑动变阻器R1、R2的阻值,重新使得灵敏电流计的指针指零,记下电流表和电压表的示数为I2和U2;
C、整理器材,处理数据,得出结论。
实验步骤
此题关键是理解灵敏电流计指零时,UAB=0,电压表读数为电源E的路端电压,电流表读数为干路电流,由欧姆定律即可求解,可以消除系统误差。
巧解惑
实验原理
E—I1 r—U1 = 0 ①
E—I2 r—U2 = 0 ②
由①②得:
实验电路图
实验步骤
例1
有验有味
某学习小组设计了如图甲所示的电路测量电源电动势E和内阻r.实验器材有:待测电源,电流表A(量程为0.6 A,内阻不计),电阻箱R,开关S,导线若干.闭合S,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应电流I,由测得的数据绘出了如图乙所示的-R图线,则电源电动势E=______ V,内阻r=________Ω.
1.5 
3.0
在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.
(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到________.(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值为R0=10 Ω的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是________.(选填“1”或“2”)
电阻箱的阻值R/Ω 方案编号 R1 R2 R3 R4 R5
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
(3)根据实验数据描点,绘出的-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=________,内阻r=________.(用k、b和R0表示)
例2
有验有味
定值电阻活用为电流表
最大值
2
传道受业解惑
某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2 kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3 V,电阻RV约为4.0 kΩ)
B.电流表A1(量程100 mA,电阻RA1约为5 Ω)
C.电流表A2(量程2 mA,电阻RA2约为50 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40 Ω,额定电流1 A)
E.电阻箱R2(0~999.9 Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图,图中的电流表A应选________(选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整.
例3
有验有味
传道受业解惑
1、请选出合适器材并画出电路原理图,将所选器材符号或字母标在电路图上。
2、请推导出E、r表达式,注明式中各物理量的含义。
例4
有验有味
传道受业解惑

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