资源简介

第44讲　电学实验(二)
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)
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.
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.
（2024 金华二模）某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下的实验。
（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径D＝ mm。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡，进行欧姆调零后测量，指针静止时位置如图乙所示，此测量值为 Ω。
（3）为了精确地测量电阻丝的电阻Rx，实验室提供了下列器材：
A.电流表A1（量程500μA，内阻r1＝1kΩ）
B.电流表A2（量程10mA，内阻r2约为0.1Ω）
C.滑动变阻器R1（0～500Ω，额定电流0.5A）
D.滑动变阻器R2（0～10Ω，额定电流1A）
E.电阻箱R（阻值范围为0～9999.9Ω）
F.电源（电动势3.0V，内阻约0.2Ω）
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示，开关闭合前，滑动变阻器滑片应位于 端（选填“最左”、“最右”或“居中”）。由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值R＝ Ω。滑动变阻器应选择 （选填“R1”或“R2”）。
②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，测得电阻丝接入电路的长度为L，则电阻丝的电阻率ρ＝ （用题中所给或所测得的物理量的符号表示）。
（2024 郑州模拟）某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中，先用多用电表进行粗测电阻，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻，后计算金属丝电阻率。
（1）在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是 。（选填相应序号字母）
A.每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央，误差越小
C.在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量
（2）先用多用表的欧姆挡“×1”按正确操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，读数应记为 Ω。
（3）用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量示数如图乙所示，该金属丝直径的测量值d＝ mm。
（4）实验室提供的器材如下：
A.待测金属丝的电阻Rx；
B.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）；
C.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.01Ω）；
D.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
E.电压表V2（量程0～15V，内阻约20kΩ）；
F.滑动变阻器R（0～20Ω）；
G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）；
H.开关、若干导线。
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 （填“B”或“C”），电压表应选 （填“D”或“E”）。
（5）请你根据图丙所示电路图用笔画线代导线，将图丁所示的实验电路连接完整。
（6）若金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝ （用题目所给字母表示）。
（2024 长沙模拟）多用电表又称为万用表，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。万用表按显示方式分为指针万用表和数字万用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
（1）现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻，请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动 （选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电流挡的“0”刻度；
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置；
③将红、黑表笔短接，旋动 （选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电阻挡的 （选填“0”或“∞”）刻度线；
④将两表笔分别与待测电阻相接，多用电表的示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为 Ω。
（2）如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时，采用“×100”的电阻挡正确操作后，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成待测电阻的测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零
（3）图中关于多用电表的使用，操作正确的是 。
A．测电压时，图甲中红、黑表笔接法错误
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
（4）若欧姆表内使用的是一节旧电池（电动势为1.5V，内阻较大），测得该电阻的阻值为R；然后更换一节新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻的阻值为R′。实验过程中其他操作均正确，则R R′（选填“大于”“小于”或“等于”）。
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
如图甲、乙所示，
　　
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.
（2024 南宁二模）为了测定某电池的电动势（约为10V）和内阻（小于5Ω），一个量程为5V的电压表与电阻箱串联，将其量程扩大为15V，然后用伏安法测电池的电动势和内阻，电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻，该实验的操作过程如下：
（1）扩大电压表的量程，实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 （填“a”或“b”）端，把电阻箱的阻值调到零，闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为4.8V，保持滑动变阻器滑片的位置不变，把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表的示数为 V，若此时电阻箱的示数为R0，则改装后电压表的内阻为 （结果用R0表示）。
（2）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变）测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，记录多组电压表的示数U和电流表A的示数I，并作出U﹣I图线如图丙所示，可知电池的电动势为 V，内阻为 Ω。
（2024 海口一模）小明测量一节干电池的电动势和内电阻，提供如下器材：
A.一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）；
B.电流表A（量程100mA，内阻RA＝6Ω）；
C.电压表V（量程3V，内阻RV约为3kΩ）；
D.滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）；
E.滑动变阻器R2（阻值范围0～500Ω，额定电流0.5A）；
F.电阻箱R0（0～999.9Ω）；
G.开关S和导线若干。
（1）实验中需将提供的电流表改装成量程为0.6A的电流表使用，请选择提供的器材，在图甲中补完整实验电路图，并在图中标注滑动变阻器的符号。
（2）改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录多组电压表V的读数U、电流表A的读数I，根据数据作出U﹣I图象如图乙，则该电池电动势的测量值E＝ V，内阻测量值r＝ Ω。
（3）小明又利用一标准毫安表，根据图丙所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表），当标准毫安表读数为440mA时，电流表A的读数为80mA，则改装后电流表的实际量程为 mA。
（4）反思造成上述结果的原因是电阻箱实际接入电路甲的阻值出现差错，这将导致电池内阻的测量值 。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2024 抚顺三模）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，所用实验器材如下：
A．毫安表（量程为0～12mA、内阻Rm＝98Ω）；
B．电阻箱R（阻值范围为0～999.9Ω）；
C．定值电阻R0＝2Ω；
D．待测干电池（内阻约为0.5Ω）；
E．开关S一个，导线若干。
（1）小组同学设计了如图甲所示的实验电路，请将如图乙所示的实物图用笔画线代替导线连接完整；
（2）当毫安表半偏时，通过干电池的电流为 A；
（3）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R及相应的毫安表示数I，得到多组R、I，以为纵坐标、R为横坐标，作出的图像如图丙所示，则干电池的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果均保留两位小数）
（2024 东城区一模）如图甲所示为用传感器测量某直流电源（在如图甲中用电池的符号来表示）的电动势E和内电阻r的实验电路，按此原理测量得到多组数据后作出的U﹣I图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．如图中A、B分别为电压传感器和电流传感器
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端
C．根据如图乙可求出该电源的电动势E＝1.48V
D．根据如图乙可求出该电源的内阻r＝1.43Ω
（2024 海安市校级模拟）系统误差是由于实验原理等原因而产生的误差，它的数值总是向某一个方向偏离真实值。在“测电源电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差即为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以下正确的是（　　）
A．电流表分压；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
B．电流表分压；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
C．电压表分流；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
D．电压表分流；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
（2024 南开区一模）将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r。
电流表A1（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
电流表A2（量程20mA，内阻约10Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约1kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约4kΩ）
滑动变阻器R1（0～10Ω）
滑动变阻器R2（0～1000Ω）
待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）
开关S，导线若干
①为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择 ；电压表选择 ；滑动变阻器选 。（填写字母代号。）
②甲、乙两个实验电路中最合理的电路为 （选填“甲”或“乙”）。
③甲同学根据实验数据画出U﹣I图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（计算结果保留3位有效数字）
④乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在下图中实线是根据实验数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压U随电流I变化的U﹣I图像。则与该实验对应的U﹣I分析图像是 。
（2024 重庆二模）某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻R2的阻值，并测定直流电源的电动势E与内阻r。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻R0、电阻箱R、待测电阻R2、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干。部分实验步骤如下：
①连接好电路后，将电阻箱R调至适当阻值，开关S2接1，闭合开关S；
②读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③改变电阻箱的阻值，重复步骤②，测得多组R和U的数值；
④断开开关S1，作出的线性关系图像如图2所示，其中a、b、c已知。
（1）图像的横坐标x应为 （选填“R”或“”）。
（2）开关S2接2，闭合开关S1，读出电压表的示数U2，且，则在图2中可以查出对应的待测电阻R1＝ 。
（3）利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势E＝ ，内阻r＝ 。（用a、b、c、R0表示）
（2024 包头二模）为测量一段粗细均匀的电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。
（1）先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆挡为“×1Ω”，测量结果如图（a）所示，则电阻丝的阻值为 Ω。
（2）为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。所用实验器材有：电源E0（电动势0～4.5V可调，内阻不计）、标准电池EN（电动势1.0186V）、灵敏电流计G（阻值约100Ω）、电流表（量程0～200mA，内阻不计）、定值电阻R1、可变电阻R2（阻值0～10Ω）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、开关S1和S2、导线若干。
（3）实验步骤如下：
①首先将E0调至较小，闭合开关S1；
②将探针置于电阻丝中间位置附近，R2调至最大值。试触开关S2，观察灵敏电流计指针偏转情况。如果指针偏转，则改变E0大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计的示数为0。此时φc φd，Uac EN（填“＞”、“＝”或“＜”）；
③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，则E0要调 （填“大”或“小”），或者将探针向 （填“左”或“右”）滑动；
④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，则电阻丝的阻值为 Ω（保留3位有效数字）。
（2024 朝阳区校级模拟）图a为某同学组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。虚线方框内为换挡开关，A端与B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。
（1）图a中的A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）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 ；若此时B端是与“3”相连的，则读数为 。第44讲　电学实验(二)
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)
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.
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.
（2024 金华二模）某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下的实验。
（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径D＝ mm。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡，进行欧姆调零后测量，指针静止时位置如图乙所示，此测量值为 Ω。
（3）为了精确地测量电阻丝的电阻Rx，实验室提供了下列器材：
A.电流表A1（量程500μA，内阻r1＝1kΩ）
B.电流表A2（量程10mA，内阻r2约为0.1Ω）
C.滑动变阻器R1（0～500Ω，额定电流0.5A）
D.滑动变阻器R2（0～10Ω，额定电流1A）
E.电阻箱R（阻值范围为0～9999.9Ω）
F.电源（电动势3.0V，内阻约0.2Ω）
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示，开关闭合前，滑动变阻器滑片应位于 端（选填“最左”、“最右”或“居中”）。由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值R＝ Ω。滑动变阻器应选择 （选填“R1”或“R2”）。
②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，测得电阻丝接入电路的长度为L，则电阻丝的电阻率ρ＝ （用题中所给或所测得的物理量的符号表示）。
【解答】解：（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，测得其直径D＝2.5mm+15.0×0.01mm＝2.650mm。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡，由图乙可知测量值为600Ω。
（3）①为保护电路，开关闭合前，滑动变阻器滑片应位于最左端，由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，根据电表改装原理可知电阻箱的阻值
R
将r1＝1kΩ＝1000Ω代入解得
R＝5000Ω。
滑动变阻器采用分压式接法，应选择最大量程较小的R2。
②调节滑动变阻器测得电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，根据欧姆定律有
Rx
根据电阻定律有
Rx＝ρρ
解得电阻丝的电阻率ρ
故答案为：（1）2.650；（2）600；（3）①最左；5000；R2；②
（2024 郑州模拟）某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中，先用多用电表进行粗测电阻，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻，后计算金属丝电阻率。
（1）在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是 。（选填相应序号字母）
A.每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央，误差越小
C.在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量
（2）先用多用表的欧姆挡“×1”按正确操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，读数应记为 Ω。
（3）用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量示数如图乙所示，该金属丝直径的测量值d＝ mm。
（4）实验室提供的器材如下：
A.待测金属丝的电阻Rx；
B.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）；
C.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.01Ω）；
D.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
E.电压表V2（量程0～15V，内阻约20kΩ）；
F.滑动变阻器R（0～20Ω）；
G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）；
H.开关、若干导线。
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 （填“B”或“C”），电压表应选 （填“D”或“E”）。
（5）请你根据图丙所示电路图用笔画线代导线，将图丁所示的实验电路连接完整。
（6）若金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝ （用题目所给字母表示）。
【解答】解：（1）A、用多用电表测电阻时，每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零，故A错误；
B、指针越接近刻度盘中央，误差越小，故B正确；
C、在外电路中，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔，故C错误；
D、测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量，故D正确。
故选：BD。
（2）该同学选用欧姆表“×1”挡，由图甲可知，对应的读数是R＝6.0×1Ω＝6.0Ω
（3）螺旋测微器固定刻度为3.5mm，可动刻度为20.7×0.01mm＝0.207mm，则该次金属丝直径的测量值d＝3.5mm+0.207mm＝3.707mm。
（4）电源电动势为3.0V，因此电压表选择电压表D；测量金属丝的电阻阻值约为6.0Ω，则电路中的最大电流IA＝0.5A，因此电流表应选电流表B；
（5）由于电流表内阻约0.1Ω较小，因此应选用电流表外接法，如图所示
（6）根据欧姆定律有R，根据电阻定律有R＝ρ
联立解得ρ
故答案为：（1）BD；（2）6.0；（3）3.707；（4）B、D；（5）见解析；（6）
（2024 长沙模拟）多用电表又称为万用表，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。万用表按显示方式分为指针万用表和数字万用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
（1）现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻，请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动 （选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电流挡的“0”刻度；
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置；
③将红、黑表笔短接，旋动 （选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电阻挡的 （选填“0”或“∞”）刻度线；
④将两表笔分别与待测电阻相接，多用电表的示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为 Ω。
（2）如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时，采用“×100”的电阻挡正确操作后，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成待测电阻的测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零
（3）图中关于多用电表的使用，操作正确的是 。
A．测电压时，图甲中红、黑表笔接法错误
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
（4）若欧姆表内使用的是一节旧电池（电动势为1.5V，内阻较大），测得该电阻的阻值为R；然后更换一节新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻的阻值为R′。实验过程中其他操作均正确，则R R′（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【解答】解：（1）①旋动指针定位螺丝，使指针对准电流挡的0刻度；
③将红、黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮，使指针对准电阻挡的0刻度线；
④将两表笔分别与待测电阻相接，多用电表的示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为
22×10Ω＝220Ω
（2）如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时，采用“×100”的电阻挡正确操作后，发现指针偏转角度过小，说明待测电阻阻值较大，应将K旋转到电阻挡“×1000”的位置，然后将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零，将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接；所以应按ADC的顺序进行操作，再完成待测电阻的测量。
（3）根据多用电表电流从红表笔流入，黑表笔流出。
A．测电压时，图甲中红、黑表笔接法正确，故A错误；
B．测电流时，应按图乙连接方式测量，故B正确；
C．测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；
D．按图丁连接方式可测得二极管的正向电阻，故D错误。
故选：B。
（4）根据闭合电路的欧姆定律，欧姆调零后，欧姆表的内阻
使用旧电池测电阻，所测电阻
使用新电池测电阻，所测电阻
由于新旧电池的电动势相等，均为1.5V，且都可以完成欧姆调零，即欧姆调零后，整个欧姆表内阻相等，故前、后两次的测量值是相等的，即R等于R′。
故答案为：（1）①指针定位螺丝；③欧姆调零旋钮；0；④220；（2）ADC；（3）B；（4）等于。
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
如图甲、乙所示，
　　
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.
（2024 南宁二模）为了测定某电池的电动势（约为10V）和内阻（小于5Ω），一个量程为5V的电压表与电阻箱串联，将其量程扩大为15V，然后用伏安法测电池的电动势和内阻，电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻，该实验的操作过程如下：
（1）扩大电压表的量程，实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 （填“a”或“b”）端，把电阻箱的阻值调到零，闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为4.8V，保持滑动变阻器滑片的位置不变，把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表的示数为 V，若此时电阻箱的示数为R0，则改装后电压表的内阻为 （结果用R0表示）。
（2）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变）测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，记录多组电压表的示数U和电流表A的示数I，并作出U﹣I图线如图丙所示，可知电池的电动势为 V，内阻为 Ω。
【解答】解：（1）①把滑动变阻器的滑片移至b端，使开关闭合时电压表上示数最小，可以保证电路的安全。
②根据电路分析，把量程5V的电压表量程扩大到 15V，则电阻箱所分电压为10V，其阻值为改装前电压表的两倍，保持滑动变阻器滑片的位置不变，把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表与电阻箱的电压之和为4.8V，即电压表电压为1.6V，电阻箱电压 为3.2V，符合实验要求。若此时电阻箱的示数为R0，则改装后电压表的内阻为RV＝0.5R0+R0＝1.5R0
（2）由闭合电路欧姆定律，可得3U＝E﹣Ir
整理可得
根据图丙图像的斜率和纵轴截距的物理意义有，Ω
解得E＝9.6V，r＝3.0Ω
故答案为：（1）①b；②1.6，1.5R0；（2）9.6，3.0。
（2024 海口一模）小明测量一节干电池的电动势和内电阻，提供如下器材：
A.一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）；
B.电流表A（量程100mA，内阻RA＝6Ω）；
C.电压表V（量程3V，内阻RV约为3kΩ）；
D.滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）；
E.滑动变阻器R2（阻值范围0～500Ω，额定电流0.5A）；
F.电阻箱R0（0～999.9Ω）；
G.开关S和导线若干。
（1）实验中需将提供的电流表改装成量程为0.6A的电流表使用，请选择提供的器材，在图甲中补完整实验电路图，并在图中标注滑动变阻器的符号。
（2）改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录多组电压表V的读数U、电流表A的读数I，根据数据作出U﹣I图象如图乙，则该电池电动势的测量值E＝ V，内阻测量值r＝ Ω。
（3）小明又利用一标准毫安表，根据图丙所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表），当标准毫安表读数为440mA时，电流表A的读数为80mA，则改装后电流表的实际量程为 mA。
（4）反思造成上述结果的原因是电阻箱实际接入电路甲的阻值出现差错，这将导致电池内阻的测量值 。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
【解答】解：（1）根据电表的改装可知应将电阻箱与电流表并联，由于电流表内阻已知，采用内接法，如图
（2）根据闭合电路欧姆定律有
E＝U+IRA+6Ir
变形可知U＝E﹣（6+6r）I
根据图像的斜率与纵轴截距可知
E＝1.48V
6+6rΩ
解得r＝0.8Ω
（3）电流表的刻度均匀，通过表头的电流与指针对应刻度成正比；标准毫安表的示数为440mA时，电流表A的读数为80mA，故改装电流表的量程为I100mA＝550mA。
（4）电流表改装量程偏小，可知接入电阻箱电阻偏大，根据（2）分析可知导致电池内阻的测量值偏小。
故答案为：（1）见解析；（2）1.48；0.8；（3）550；（4）偏小
（2024 抚顺三模）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，所用实验器材如下：
A．毫安表（量程为0～12mA、内阻Rm＝98Ω）；
B．电阻箱R（阻值范围为0～999.9Ω）；
C．定值电阻R0＝2Ω；
D．待测干电池（内阻约为0.5Ω）；
E．开关S一个，导线若干。
（1）小组同学设计了如图甲所示的实验电路，请将如图乙所示的实物图用笔画线代替导线连接完整；
（2）当毫安表半偏时，通过干电池的电流为 A；
（3）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R及相应的毫安表示数I，得到多组R、I，以为纵坐标、R为横坐标，作出的图像如图丙所示，则干电池的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果均保留两位小数）
【解答】解：（1）根据甲图连接电路如下图所示
（2）改装后的电流表量程扩大了，当毫安表半偏时
Rm＝I×R0
解得I＝0.294A
通过干电池的电流为
Ig+I＝0.006A+0.294A＝0.3A。
（3）根据闭合电路欧姆定律有
解得
根据题图丙中的数据有
，
解得E＝1.60V、r＝0.44Ω。
故答案为：（1）；
（2）0.3或0.30；
（3）1.60；0.44。
（2024 东城区一模）如图甲所示为用传感器测量某直流电源（在如图甲中用电池的符号来表示）的电动势E和内电阻r的实验电路，按此原理测量得到多组数据后作出的U﹣I图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．如图中A、B分别为电压传感器和电流传感器
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端
C．根据如图乙可求出该电源的电动势E＝1.48V
D．根据如图乙可求出该电源的内阻r＝1.43Ω
【解答】解：A、图中A传感器串联在电路里，则A为电流传感器；图中B传感器并联在滑动变阻器两端，则B为电压传感器，故A错误；
B、为保护电路，闭合开关时应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，则闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于a端，故B错误；
CD、根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣Ir，则图乙的纵截距等于电源电动势，斜率的绝对值等于电源内阻，则有：
电源电动势E＝1.50V
电源内阻rΩ≈1.43Ω，故D正确，C错误。
故选：D。
（2024 海安市校级模拟）系统误差是由于实验原理等原因而产生的误差，它的数值总是向某一个方向偏离真实值。在“测电源电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差即为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以下正确的是（　　）
A．电流表分压；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
B．电流表分压；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
C．电压表分流；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
D．电压表分流；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
【解答】解：由图示电路图可知，相对于电源来说电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，
电流测量值小于真实值，实验误差是由电压表分流造成的，当外电路短路时电流的测量值等于真实值，U﹣I图象如图所示
U﹣I图线的纵轴截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻，
由图示图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，内阻测量值小于真实值，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2024 南开区一模）将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r。
电流表A1（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
电流表A2（量程20mA，内阻约10Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约1kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约4kΩ）
滑动变阻器R1（0～10Ω）
滑动变阻器R2（0～1000Ω）
待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）
开关S，导线若干
①为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择 ；电压表选择 ；滑动变阻器选 。（填写字母代号。）
②甲、乙两个实验电路中最合理的电路为 （选填“甲”或“乙”）。
③甲同学根据实验数据画出U﹣I图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（计算结果保留3位有效数字）
④乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在下图中实线是根据实验数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压U随电流I变化的U﹣I图像。则与该实验对应的U﹣I分析图像是 。
【解答】解：①根据待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）可知，
电路中最大电流约为I
解得I＝0.02A＝20mA，因此选择电流表A2；
被测电动势约为4V，根据电表读数准确性可知，指针要指在刻度盘的中间三分之一区域，因此应该选择电压表V1；由于电源内阻约为200Ω，为使电表示数有较大范围变化，滑动变阻器应选择R2；
②由于被测电源内阻较大，电压表的分流作用会明显增加，因此要选择电路图乙；
③根据闭合电路欧姆定律可知，U＝E﹣Ir
根据图丙可知，图像与纵轴的交点即为电源电动势，即E＝3.80V，图线的斜率为电源内阻，即r，代入数据解得r≈187Ω；
④根据实验电路图乙可知，当电流表示数为零时，电压表此时的示数即为电源电动势；根据等效电源法可知，此时所测量内阻为电源内阻以及电流表内阻之和，即测量阻值大于电源的真实阻值，故C正确，ABD错误；
故选：C。
故答案为：①A2，V1，R2 ②乙 ③3.80，187 ④C
（2024 重庆二模）某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻R2的阻值，并测定直流电源的电动势E与内阻r。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻R0、电阻箱R、待测电阻R2、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干。部分实验步骤如下：
①连接好电路后，将电阻箱R调至适当阻值，开关S2接1，闭合开关S；
②读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③改变电阻箱的阻值，重复步骤②，测得多组R和U的数值；
④断开开关S1，作出的线性关系图像如图2所示，其中a、b、c已知。
（1）图像的横坐标x应为 （选填“R”或“”）。
（2）开关S2接2，闭合开关S1，读出电压表的示数U2，且，则在图2中可以查出对应的待测电阻R1＝ 。
（3）利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势E＝ ，内阻r＝ 。（用a、b、c、R0表示）
【解答】解；（1）根据闭合电路欧姆定律可得：，整理可得：，所以横坐标x应为；
（2）当电压表读数为Ux时且，则有，解得此时电阻箱阻值R，根据等效替代关系可知此时待测电阻的阻值；
（3）根据的关系式结合图像可得：斜率k，纵轴截距b
解得：E，r
故答案为：（1）；（2）；（3），。
（2024 包头二模）为测量一段粗细均匀的电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。
（1）先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆挡为“×1Ω”，测量结果如图（a）所示，则电阻丝的阻值为 Ω。
（2）为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。所用实验器材有：电源E0（电动势0～4.5V可调，内阻不计）、标准电池EN（电动势1.0186V）、灵敏电流计G（阻值约100Ω）、电流表（量程0～200mA，内阻不计）、定值电阻R1、可变电阻R2（阻值0～10Ω）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、开关S1和S2、导线若干。
（3）实验步骤如下：
①首先将E0调至较小，闭合开关S1；
②将探针置于电阻丝中间位置附近，R2调至最大值。试触开关S2，观察灵敏电流计指针偏转情况。如果指针偏转，则改变E0大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计的示数为0。此时φc φd，Uac EN（填“＞”、“＝”或“＜”）；
③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，则E0要调 （填“大”或“小”），或者将探针向 （填“左”或“右”）滑动；
④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，则电阻丝的阻值为 Ω（保留3位有效数字）。
【解答】解：（1）欧姆表测电阻，测量值Rx＝20×1Ω＝20Ω
（3）②开始时电阻箱应调至最大，然后再减小阻值，当直到G表指针不发生偏转时，说明G表两端电势差为零，即φc＝φd
由于通过灵敏电流计的电流为零，滑动变阻器R2两端电压UR2＝IR2＝0
根据并联电路的特点Uac＝EN
③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转；若某次测量时，指针向左偏转，说明灵敏电流计中的电流方向沿c向d；
由于EN＝Uac+UR2
为了减小UR2，应增大Uac；
在保持探针位置不变时，根据闭合电路的欧姆定律，应该将E0调大；
在保持E0不变时，根据串联电路电压的分配与电阻的关系，应增大ac间的电阻，即将探针向右滑动；
④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，则Uac＝EN＝1.0186V
根据欧姆定律，电阻
根据电阻定律
可得
解得。
故答案为：（1）20；（3）②＝；＝；③大；右；④19.2。
（2024 朝阳区校级模拟）图a为某同学组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。虚线方框内为换挡开关，A端与B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。
（1）图a中的A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）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 ；若此时B端是与“3”相连的，则读数为 。
【解答】解：（1）根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，红表笔与内置电源负极相连，由图示电路图可知，A端与黑表笔相连；
（2）由电路图可知，R6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流挡时也不需要进行调节，故AC错误，B正确。
故选：B。
（3）当B端是与“1”相连，为电流挡，量程为2.5mA，读数为1.45mA；
当B端是与“3”相连，为欧姆×100Ω挡，读数为11×100Ω＝1100Ω。
故答案为：（1）黑；（2）B；（3）1.45mA，1100Ω。

展开更多......

收起↑