资源简介

【专题一】电学基本实验及变式
（一）描绘小灯泡伏安特性曲线
1．如图所示，电流表事先已经接好，拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，电流表示数分别为0.04
A和0.03
A，电压表示数分别为2.9
V和3
V．则待测电阻的真实值应为（
）
A.
比100
Ω略大一些
B.
比100
Ω略小一些
C.
比72.5
Ω略大一些
D.
比72.5
Ω略小一些
2．（2016·天津卷）某同学想要描绘标有“3.8
V，0.3
A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：
电压表V1（量程0~3
V，内阻等于3
kΩ）
电压表V2（量程0~15
V，内阻等于15
kΩ）
电流表A1（量程0~200
mA，内阻等于10
Ω）
电流表A2（量程0~3
A，内阻等于0.1
Ω）
滑动变阻器R1（0~10
Ω，额定电流2
A）
滑动变阻器R2（0~1
kΩ，额定电流0.5
A）
定值电阻R3（阻值等于1
Ω）
定值电阻R4（阻值等于10
Ω）
定值电阻R5（阻值等于1
kΩ）
电源E（E=6
V，内阻不计）
（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
（2）该同学描绘出的I–U图像应是下图中的______。
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0
V，0.7
A”
电流表A1，量程3
A，内阻约为0.1
Ω
电流表A2，量程0.6
A，内阻r2
=
0.2
Ω
电压表V，量程3
V，内阻rV
=
9
kΩ
标准电阻R1，阻值1
Ω
标准电阻R2，阻值3
kΩ
滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω
学生电源E，电动势6V，内阻不计
开关S及导线若干。
（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46
A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为　　　Ω。
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是　　　V。
（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
某同学研究小灯泡的伏安特性，使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8
V，额定电流0.32
A）；电压表（量程3
V，内阻3
kΩ）；电流表（量程0.5
A，内阻0.5
Ω）；固定电阻R0（阻值1
000
Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0
Ω）；电源E（电动势5
V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8
V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4
V，内阻1.00
Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。（结果均保留2位小数）
二极管的说明书上提供了它的伏安特性曲线（正向最大电流40
mA左右），物理兴趣小组想要验证该二极管的伏安特性曲线。
（1）选择好实验器材准备连接电路时，发现二极管外壳正负极的标识不清楚，于是就用多用电表欧姆挡判断二极管的正负极，用欧姆表“×1k”挡两次实验情况如图甲、乙所示，由此可知____（填“A”或“B”）端为二极管的正极。
（2）该物理兴趣小组要对二极管加正向电压时的伏安特性曲线进行验证，实验室提供的器材有：
A.
直流电源E：电动势3
V，内阻忽略不计
B.
待测二极管D
C.
滑动变阻器R：0~20
Ω
D.
电压表V：量程3
V，内阻约20
kΩ
E.
电流表A：量程50
mA，内阻约5
Ω
F.
单刀双掷开关S，导线若干
请在虚线框内的实验电路图中加上直流电源E及滑动变阻器R，并将电路图连接完整。
（二）测量金属电阻率
1.
某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100
Ω。备选器材如下：
A．量程为5
mA、内阻r1=50
Ω的电流表
B．量程为0.6
A、内阻r2=0.2
Ω的电流表
C．量程为6
V、内阻r3约为15
kΩ的电压表
D．最大阻值为15
Ω、最大允许电流为2
A的滑动变阻器
E．定值电阻R1=5
Ω
F．定值电阻R2=500
Ω
G．电动势E=6
V、内阻很小的直流电源
H．开关一个，导线若干
I．螺旋测微器，刻度尺
（1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数D=
mm。
（2）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用
（填“A”或“B”），定值电阻应选用
（填“E”或“F”）。
（3）电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx=
；若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ=
（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）
2．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm；?
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90
Ω左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：
A．电流表A1(量程50
mA、内阻约1
Ω)
B．电流表A2(量程200
mA、内阻约为0.2
Ω)
C．电流表A3(量程0.6
A、内阻约为0.1
Ω)
D．定值电阻R0=30
Ω
E．滑动变阻器R(最大阻值约为10
Ω)
F．电源E(电动势为4
V)
G．开关S、导线若干
①
某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路，如图乙所示。为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为___，N为__(均选填“A1”、“A2”或“A3”)。?
②
若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=_______。
③
考虑本次测量存在一定的系统误差，所以测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)。
3．用伏安法测定电阻约为5
Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图20甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示。
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数。(填仪器部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路。
(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________。
4．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50
cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为________
mm(该值接近多次测量的平均值)。
甲
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3
V，内阻约1
Ω)、电流表(内阻约0.1
Ω)、电压表(内阻约3
kΩ)、滑动变阻器R(0～20
Ω，额定电流2
A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图乙中的________图(填“a”或“b”)。
(3)图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。
丙
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝______
Ω(保留两位有效数字)。
丁
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(　　)
A．1×10－2
Ω·m　　　　B．1×10－3
Ω·m
C．1×10－6
Ω·m
D．1×10－8
Ω·m
(6)[多选]任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的是(　　)
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
（三）测定电源电动势与内阻
1.
利用一块电流表，一块电压表
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0.6
A、3
A)
(b)电压表(量程3
V、15
V)
(c)定值电阻(阻值1
Ω、额定功率5
W)
(d)定值电阻(阻值10
Ω、额定功率10
W)
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10
Ω、额定电流2
A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100
Ω、额定电流1
A)
(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；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______________________________。
2．（2016·四川卷）用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3
V，内阻约2
Ω），保护电阻R1（阻值10
Ω）和R2（阻值5
Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（i）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ii）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（iii）以U为纵坐标，I为横坐标，作U–I图线（U、I都用国际单位）；
（iv）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。
A．电压表（0~3
V，内阻约15
kΩ）
B．电压表（0~3
V，内阻约3
kΩ）
C．电流表（0~200
mA，内阻约2
Ω）
D．电流表（0~30
mA，内阻约2
Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱
（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。
3.
某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0
Ω的定值电阻。
①已知灵敏电流计的满偏电流为Ig＝100
μA、内阻为rg＝2.0
kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200
mA，应并联一只________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1；
②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路。
③某次实验的数据如下表所示：
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表读数U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改装表读数I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________。
④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是__________。(填选项前的字母)
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．R1的实际阻值比计算值偏小
D．R0的实际阻值比标称值偏大
2.
利用一块电流表，一个电阻箱
1．
利用图（a）电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9
Ω），电阻R0（阻值为3.0
Ω），电阻R1（阻值为3.0
Ω），电流表（量程为200
mA，内阻为RA=6.0
Ω），开关S。
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值R；
③以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题：
（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为
。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。答：①
，②
。
（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k=
A-1Ω-1，截距b=
A-1。
（4）根据图线求得电源电动势=
V，内阻=
Ω。
2．（2015·安徽）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100
μA、内阻为2500
Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9
Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50
mA的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为______Ω。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。
1
2
3
4
5
6
R/Ω
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I/mA
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR/V
1.42
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
①根据表中数据，图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR-I图线；
②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω。
3.
随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：
（A）电动车电池一组，电动势约为12
V，内阻未知
（B）直流电流表量程300
mA，内阻很小
（C）电阻箱R，阻值范围为0～999.9
Ω
（D）定值电阻R0，阻值为10
Ω
（E）导线和开关
（1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：
①
断开电源开关S；②将多用表选择开关置于×1
Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10
Ω；③将多用表选择开关置于×10
Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为
Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好。
由以上操作可知，发生故障的元件是
。
（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路。
（3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10
Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是
（选填方案编号1、2或3）。
（4）根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线．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）。
3.
利用一块电压表，一个电阻箱
1．某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻
(1)请在虚线框中画出实验的电路图。
(2)实验的主要步骤如下：
①检查并调节电压表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线。
②调节电阻箱R的阻值至________。
③将开关S闭合，逐渐调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻值R和电压表的示数U。
④改变电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，作出－的图线如图所示(单位为国际单位制单位)。
(3)由作出的－图线可求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留两位有效数字)
2．根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内电阻．R为一电阻箱，改变R的阻值，可读出电压表
相应的示数U。对测得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在－R坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0＝100
Ω，请完成以下数据分析和处理。
(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；
(2)在坐标纸上画出
－
R关系图线；
(3)图线的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得电池电动势E＝________V。(保留两位有效数字)
3．（2015·天津）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5
V，内电阻约为1
Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：
A．电流表：量程0.6
A，内电阻约为1
Ω
B．电流表：量程3
A，内电阻约为0.2
Ω
C．电压表：量程3
V，内电阻约为30
kΩ
D．电压表：量程6
V，内电阻约为60
kΩ
E．滑动变阻器：0~1000
Ω，额定电流0.5
A
F．滑动变阻器：0~20Ω，额定电流2
A
①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______，电压表选用_______，滑动变阻器选用______。（均填仪器的字母代号）
②下图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连。（均填仪器上接线柱的字母代号）
③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标。
4.
利用两块电流表
1．在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：
A．电源为干电池(电动势为E，内阻为r)
B．电流表(0～0.6
A，内阻约0.1
Ω)
C．灵敏电流计G(满偏电流Ig＝200
μA、内阻rg＝500
Ω)
D．滑动变阻器(0～20
Ω，2.0
A)
E．电阻箱R(0～9
999.9
Ω)
F．开关、导线若干
实验电路如图甲。
甲　　　　　　　　　　　乙
(1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2
V的电压表，需串联一个阻值为R＝________
Ω的电阻。
(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)。
(3)图乙为该实验绘出的I1－I2图线(I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电源的电动势E＝_______
V(保留三位有效数字)，内电阻r＝______
Ω(保留两位有效数字)。
2．（2017·天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0
kΩ，电阻R1=9.0
kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0
Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如下图。由I1–I2图像得到电池的电动势E=_________V，内阻r=__________Ω。
5.
利用两块电压表
某同学用两个电压表测量电源的电动势和内电阻，他设计的电路如图所示．
（1）请完成实验时“连接电路”之后和“整理器材”之前的实验步骤：
①闭合开关______，读出电压表______的示数______；
②______开关______，读出电压表______的示数______；
③断开开关．
（2）电源电动势的测量值为_____。
（用第（1）问中你填的物理量表示），这种方法______（填“有”或“没有”）系统误差。
6.
其他情形
用电流传感器和电压传感器可测干电池的电动势和内电阻.
改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的路端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内电阻。
(1)记录数据后，打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I”，y轴为“U”，点击直接拟合，就可以画出U-I图像，得实验结果如图甲所示。根据图线显示，拟合直线方程为：________，测得干电池的电动势为________
V，干电池的内电阻为________
Ω。
(2)现有一小灯泡，其U-I特性曲线如图乙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画图)。
（四）万用表的使用
1．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，下面的叙述正确的是（
）
①测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头指示电流为零；
②红表笔与表内电池正极相连，黑表笔与表内电池负极相连；
③红表笔与表内电池负极相连，黑表笔与表内电池正极相连；
④测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越大；
⑤测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越小．
A.
①②
B.
③⑤
C.
②④
D.
①④
2．（1）在使用多用电表进行电阻和电流的测量中，下列做法正确的是______
A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零
B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零
C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测
D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
（2）①
某同学利用图所示器材测定一节干电池的电动势和内阻，请以笔画线代替导线完成实物连线图。
②
在进行实验中，某次测量时电流表指针位置如图所示，则其读数为_____________。
（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。请你简述接下来的测量过程：
①
；
②
；
③
；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。
（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。
其中电压表内阻约为5k欧
，电流表内阻约为5欧
。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量
；当S旋到位置
时，可用来测量电流，其中S旋到位置
时量程较大。
4．（2013·新课标全国卷Ⅰ）某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表
电压表：量程5
V，内阻十几千欧
滑动变阻器：最大阻值5
kΩ
导线若干。
回答下列问题：
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔
，调零点。
（2）将图（a）中多用电表的红表笔和
（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为
kΩ和
V。
调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为
12.0
kΩ和4.00
V。从测量数据可知，电压表的内阻为____
kΩ。
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为
V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为
kΩ。
如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流0.5
mA、内阻10
Ω；电池电动势1.5
V、内阻1
Ω；变阻器阻值0~5000
Ω。
（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5
V刻度的，当电池的电动势下降到1.45
V、内阻增大到4
Ω时仍可调零。调零后阻值将变_______（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300
Ω，则这个电阻的真实值是________Ω。
（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5
V，内阻为10
Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________。（选填“偏大”或“偏小”或“准确”）
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；表头的满偏电流为250
μA，内阻为480
Ω。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，5个挡位为：直流电压1
V挡和5
V挡，直流电流1
mA挡和2.5
mA挡，欧姆×100
Ω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）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。
（4）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________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。（结果均保留3位有效数字）
指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：
(1)在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1
mA”挡，指针的位置如图(a)所示，则测量结果为________________。
(2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示，电源的电动势为E，R0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图像如图(c)所示，则此时多用电表的内阻为________Ω，该电源的电动势E＝________V。
(3)下列判断正确的是________。
A．在图(b)中，电表的左、右插孔处分别标注着“＋”、“－”
B．因为图线(c)是非线性的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大
C．欧姆表调零的实质是通过调节R0，使Rx＝0时电路中的电流达到满偏电流
D．电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越大
（五）电表的改装与校准
1.
图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100
Ω，满偏电流为1
mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3
mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10
mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝________
Ω，R2＝________
Ω。
(2)现用一量程为3
mA、内阻为150
Ω的标准电流表对改装电表的3
mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0
mA。
电池的电动势为1.5
V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300
Ω和1
000
Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750
Ω和3
000
Ω。则R0应选用阻值为_______Ω的电阻，R应选用最大阻值为_______
Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连。判断依据是：__________________________________________。
某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为100
μA，表头上标记的内阻值为900
Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1
mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1
V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3
V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=_______Ω，R2=_______Ω，R3=_______Ω。
（2）用量程为3
V，内阻为2
500
Ω的标准电压表对改装表3
V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5
V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50
Ω和5
kΩ。为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_______（填“大于”或“小于”）900
Ω。
某同学将量程为200
μA、内阻为500
Ω的表头改装成量程为1
mA和10
mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=50
0Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：
（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；
（2）表笔a的颜色为_______色（填“红”或“黑”）；
（3）将开关S置于“1”挡时，量程为_______mA；
（4）定值电阻的阻值R2=_______Ω，R3=_______Ω；（结果取3位有效数字）
（5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为_______mA。
图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig=600
μA内阻为Rg，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60
mA。完成下列填空：
（1）图1中分流电阻RP的阻值为____________。（用Ig、Rg、和I表示）
（2）在电表改装成后的某次校准测量中，表的示数如图所示，由此读出流过电流表的电流为____________mA。此时流过分流电阻RP的电流为____________mA。（保留一位小数）
（六）测定电功率
1.
某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3
V、内阻为1
Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数)。
2.
如图1所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图2所示的U－I关系图线。
图1
图2
回答下列问题：
(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________(填“增大”或“减小”)。
(2)I0＝________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W。(保留一位有效数字)
3.
某同学利用电流电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，采用如图甲所示的电路。实验中得出了如下一系列组数据：
电流I(A)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.36
0.39
0.41
0.43
电压U(V)
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
图甲中矩形框1中应接????????????????????，矩形框2中应接????????????????????，矩形框3中应接?????????????????????。（选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”）
（2）在图乙中画出小灯泡的U—I图线；
（3）把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中，若电源电动势E＝4.5V，内阻不计，定值电阻R＝10Ω，此时每个灯泡的实际功率是??
??W。（结果保留两位有效数字）
有一个小灯泡上标有“4.8
V，2
W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表(0～3
V，内阻3
kΩ)
B．电压表(0～15
V，内阻15
kΩ)
C．电流表(0～0.6
A，内阻约1
Ω)
D．定值电阻R1＝3
kΩ
E．定值电阻R2＝15
kΩ
F．滑动变阻器R(10
Ω，2
A)
G．学生电源(直流6
V，内阻不计)
H．开关、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用________，定值电阻应选用________。(均用序号字母填写)
(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请画出满足实验要求的电路图。
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是________，下面四个图像中可能正确的是________。
（七）二极管
二极管是一种半导体元件，它的符号为，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻.其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小.然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断________端为二极管的正极。(选填“左”或“右”)
(2)厂家提供的伏安特性曲线如图所示，为了验证厂家提供的数据，该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：
A．直流电源E：电动势5
V，内阻忽略不计
B．直流电源E：电动势50
V，内阻忽略不计
C．滑动变阻器：0～20
Ω
D．电压表V1：量程45
V、内阻约500
kΩ
E．电压表V2：量程3
V、内阻约20
kΩ
F．电流表A：量程0.6
A、内阻约400
Ω
G．电流表mA：量程50
mA、内阻约5
Ω
H．待测二极管D
I．单刀单掷开关S，导线若干
①为了提高测量结果的准确度，选用的器材为_________。(填序号字母)
②为了达到测量目的，请在图中虚线框内画出正确的实验电路原理图。
③为了保护二极管，反向电压不要达到40
V，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：_________________________________________________________________________。
（八）传说中的黑箱
如图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。
在使用多用电表前，发现指针不在左边“0刻度线”处，应先调整题
图中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）。
在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b
接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应
_________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1挡”，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如题图所示。请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路。
【专题二】测电阻的方法及变式
（一）伏安法
1．
某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3
V、内阻约为3
kΩ的电压表和量程为0.6
A、内阻约为0.1
Ω的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5
Ω。
（1）测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______（填a或b）、导线②连接______（填c或d）。
（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为______Ω。
U/A
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
（3）已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_____（填选项）。
A．①连接a，②连接c
B．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接c
D．①连接b，②连接d
2．欲用伏安法测定一段阻值约为5
Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3
V，内阻1
Ω）
B．电流表（0～3
A，内阻0.0125
Ω）
C．电流表（0～0.6
A，内阻0.125
Ω）
D．电压表（0～3
V，内阻3
kΩ）
E．电压表（0～15
V，内阻15
kΩ）
F．滑动变阻器（0～20
Ω，额定电流1
A）
G．滑动变阻器（0～2
000
Ω，额定电流0.3
A）
H．开关、导线
（1）滑动变阻器应选用的是_____________。（填写器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表_____接法（填“内”或“外”），采用此接法测得的电阻值比其真实值偏_____（填“大”或“小”），造成这种误差的主要原因是_______________。
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=______A，U=_____V。
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5
A范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图_____________。
3.
(2017·福建南平市3月质检)为测定待测电阻Rx的阻值(约为200
Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3
V，内阻不计
电流表A1：量程0～15
mA，内阻约为100
Ω
电流表A2：量程0～300
μA，内阻为1
000
Ω
滑动变阻器R1：阻值范围0～20
Ω，额定电流2
A
定值电阻R2：阻值为9
000
Ω，额定电流10
mA
定值电阻R3：阻值为200
Ω，额定电流0.1
A
开关S、导线若干．
实验中要求准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：
(1)正确选取器材，在图甲方框内画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明所选器材的符号。
甲
(2)
调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，则待测电阻Rx的阻值是________Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析，Rx的测量值________真实值。(选填“＞”“＝”或“＜”)
4．实验室中要测量一只电压表的内电阻，供选择的仪器如下：
①待测电压表V(量程0～1.5
V，内阻约为500
Ω左右)
②电流表A(量程0～10
mA)
③定值电阻R
(250
Ω)
④滑动变阻器R1(0～20
Ω)
⑤滑动变阻器R2(0～1
000
Ω)
⑥干电池(1.5
V)
⑦开关S及导线若干
(1)为了方便电压的方便调节，滑动变阻器接成分压式接法，滑动变阻器应选________。(在空格内填写序号)
(2)要利用所给器材较准确测量电压表的电阻，请在虚线框中画出完整的电路图。
(3)把实物连线图补充完整。
⑷测量电压表、电流表多组读数U、I，然后以U为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图所示。若测得图线的斜率为k，待测压表内阻的表达式为Rv=__________。
理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为0～3V、内阻约为3
kΩ电压表的阻值。实验室备有以下器材：
A．待测电压表V1：量程为0~3
V、内阻约为3
kΩ
B．电压表V2：量程为0~6V、内阻约为6
kΩ
C．滑动变阻器R1：最大值20
Ω、额定电流1
A
D．定值电阻R0
E．电源：电动势6
V，内阻约1
Ω
F．开关一个、导线若干
（1）利用以上器材设计如图所示测量电路，请按图示电路将实验仪器连接。
（2）请写出按该电路测量电压表V1内阻Rv的表达式，并指出表达式中各物理量的含义__________________________________________________________________________________。
（3）在正确连接电路后，闭合电键S，不断的调节变阻器R1滑片位置，记录多组电压表V1、V2示数，作出U2-U1图线如图所示。若R0=1480
Ω，由图线上的数据可得Rv=______Ω。
某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_____（填“正”或“负”）接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9
V，所用挡位为“×1k”挡，调零后测量，指针位置如图所示。此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处，则所测电压表内阻约为___________，量程为____________。
（2）若电压表量程为（1）问中所测数值，为了精确测量其内阻，现提供以下器材：
待测电压表Vx
电流表A（量程0.6
A，内阻约为3
Ω）
电压表V（量程10
V，内阻约为30
kΩ）
定值电阻R0（阻值为10
kΩ）
滑动变阻器R1（最大阻值为5
Ω，额定电流为1
A）
滑动变阻器R2（最大阻值为100
Ω，额定电流为1
A）
电源E（电动势为15
V，内阻约为1
Ω）
开关和导线若干
①本实验中应选择的滑动变阻器为___________。（填器材对应的符号）
②为了较精确的测量电压表内阻，则测量电路应该选择如下电路中的________。
③写出电压表内阻测量值的表达式Rv=_________。
7．一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表Ax，为了测量电流表Ax的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：
A．电源(电动势约4
V，内电阻忽略不计)
B．待测电流表Ax
(量程和内电阻未知)
C．标准电流表A0(量程0.6
A，内电阻未知)
D．电阻箱(阻值范围0～999.9
Ω)
E．滑动变阻器(阻值为0～20
Ω)
F．滑动变阻器(阻值为0～20
kΩ)
G．开关S和导线若干
该同学的实验操作过程为：
(1)将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器R0应选________。(选填仪器前的字母序号);
(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数。
(3)移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数。
(4)重复步骤(3)3～5次。
(5)该同学记录了各组标准电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R1的数据，并作出图线。
(6)根据图图线可以求得电流表Ax的量程为______
A，内电阻为________
Ω。将电流表Ax与一个阻值为________
Ω的电阻串联就可以组成量程为3
V的电压表。
（二）替代法
替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等．则电阻箱的读数就是待测电阻的数值．使用电流表和电压表等效替代法测电阻的两种电路如图甲、乙所示．
1．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：
(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I。
(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数。
(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值。
某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为_____cm，直径为_____mm。
（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：
a．将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。
b．将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω。
（3）由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。
3.
小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10
Ω，R随t的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….
(1)有以下两电流表，实验电路中应选用________。
A．量程0～100
mA，内阻约2
Ω
B．量程0～0.6
A，内阻可忽略
(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9
Ω调节至10.0
Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是________。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”　
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表：
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据，在方格纸上作出R-t图像。
由图线求得R随t的变化关系为R＝________
Ω.
（三）半偏法
测量电流表内阻(如图丙所示)和测量电压表内阻(如图丁所示)常用半偏法．
1.
电流半偏法
1．某同学利用如图所示的电路测量一只灵敏电流计的电阻。该同学在连好电路后，先把电位器R调到最大；合上开关S1，调节R使电流表达到满偏电流Ig，然后合上开关S2，调节电阻箱R1的阻值使电流表示数正好为满偏电流的一半，记下此时电阻箱的示数，即认为电流表的电阻R2就等于R1。
（1）从系统误差的角度看，测量结果比真实值应该______（填“偏大”或“偏小”）。
（2）如果灵敏电流计（即表头）的满偏电流Ig=1
mA，电阻Rg=100
Ω，现实验室备有用该型号表头改装的量程不同的电流表和电压表，某同学准备利用伏安法测量一只阻值约为150
Ω的电阻Rx，备选器材有：
A．学生电源（电动势E约为4
V）
B．电压表（量程：0~3
V）
C．电流表A1（量程：0~50
mA）
D．电流表A2（量程：0~0.6
A）
E．电流表A3（量程：0~3
A）
F．滑动变阻器（总电阻约20
Ω）
G．开关、导线若干
①为了尽量提高测量精度，请画出合理的电路原理图。
②电流表应选择_______。（请填写所选器材前的字母符号）
2．利用如图甲所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框内为灵敏电流计G改装的电压表V，A为标准电流表，E1为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器。
（1）已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200
μA，按如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻rg，其中电阻R4约为1
kΩ。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E2应选用________，电阻R3应选用_______，电阻R2应选用__________。（选填器材前的字母）
A．电源（电动势为1.5
V）
B．电源（电动势为6
V）
C．电阻箱（0~999.9
Ω）
D．滑动变阻器（0~500
Ω）
E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0~5.1
kΩ）
F．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0~51
kΩ）
（2）如果所得R3的阻值为300
Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为_______Ω，该测量值_______实际值（填“略大于”“略小于”“等于”）。
（3）给灵敏电流计G串联一个阻值为____kΩ的电阻就可以将该电流计G改装为量程6V的电压表。
（4）由（2）确定灵敏电流计的内阻测量值与时间值差异后，将其改装成另一电压表V（甲图虚线框所示）接入甲图电路进而完成甲图实验测量时，电压表V测量值_____实际值（填“大于”“小于”或“等于”）；电源E1电动势测量值_____实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。
2.
电压半偏法
1．（2016·全国新课标Ⅱ卷）某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5
V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99
999.9
Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50
Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5
kΩ），直流电源E（电动势3
V）。开关1个，导线若干。
实验步骤如下：
①按电路原理图（a）连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00
V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）试验中应选择滑动变阻器_______（填“”或“”）。
（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线。
（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0
Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_______Ω（结果保留到个位）。
（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_____（填正确答案标号）。
A．100
μA
B．250
μA
C．500
μA
D．1
mA
电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：
待测电压表（量程3
V，内阻约为3
000欧），电阻箱R0（最大阻值为99
999.9欧），滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2
A），电源E（电动势6
V，内阻不计），开关两个，导线若干。
（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。
（2）根据设计的电路写出步骤
，
，
。
（3）将这种方法测出的电压表内阻记为与内阻的真实值Rv先比
Rv（填“>”、“=”或“<”），主要理由是
。
某同学为了测量一个量程为3
V的电压表的内阻，进行了如下实验。
（1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得到电压表的内阻为
3.00×103
Ω，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5
V，则电压表的示数应为
V（结果保留两位有效数字）。
（2）为了更准确地测量该电压表的内阻Rv，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图2连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱R0的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3
V的位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5
V，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻Rv的测量值；
G．断开开关S。
实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：最大阻值2000
Ω
c．滑动变阻器：最大阻值10
Ω
d．电阻箱：最大阻值9999.9
Ω，阻值最小改变量为0.1
Ω
e．电阻箱：最大阻值999.9
Ω，阻值最小改变量为0.1
Ω
f．电池组：电动势约6
V，内阻可忽略
g．开关，导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用
（填“b”或“c”），电阻选用
（填“d”或“e”）。
②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比，R测　　　　R真（填“＞”或“＜”）；若RV越大，则越　　　　（填“大”或“小”）。
某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：电压表（量程1
V，内阻未知）；电流表（量程0.5
A，内电阻0.5
Ω）；电阻箱R0（）；滑动变阻器R（）；开关；导线若干。
(1)用图甲的电路测定电压表的内阻。将R0调到0，滑动变阻器的滑动触头移到_________（选填“左端”“右端”或“任意”）位置，然后闭合开关。
(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头，让电压表满偏。
(3)保持滑动触头位置不变，反复调节R0。当电压表的示数为时，R0的值为，则电压表的内阻为__________。
(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求，并保证实验的精确度，应将电压表的量程扩大为原量程的2倍，则电阻箱R0的阻值应调为_____________。
(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内（图中标明器材符号）。
(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值，记录多组电压表的示数U与电流表的示I，经描点、连接得到图像如图乙所示．根据图像可求得该干电池的电动势E=______V；内电阻___________。（结果均保留位小数）
（四）电桥法
某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100
μA，内阻大约为2
500
Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20
Ω，另一个阻值为2
000
Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99
999.9
Ω）；电源E（电动势约为1.5
V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为
Ω（填“20”或“2
000”）。
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的
端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2
500.0
Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势
（填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2
601.0
Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为
Ω（结果保留到个位）。
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：
。
2．实验室有一种灵敏电流计G，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：
待测灵敏电流计G1
、G2
电流表A：
(量程为1
mA、内阻约为100
Ω)
定值电阻R1：（阻值为400
Ω）
定值电阻R2：（阻值为600
Ω）
电阻箱R：（0~9999.9
Ω，最小调节量0.1
Ω）
滑动变阻器R3：（最大电阻2000Ω，额定电流1.5A）
直流电源：电动势1.5
V，内阻不计
开关一个，导线若干
该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。
（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。
（2）若灵敏电流计G2中的电流由b流向a，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值________（选填“增大或“减小”），直到G2中的电流为0。
（3）读出电阻箱连入电路的电阻为1200
Ω，电流表的示数为0.6
mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig=_____μA，内阻Rg=_______Ω。
(五)万用表测量电阻
1．实验室中有一个未知电阻，为测其阻值，小明同学进行了以下实验探究：
(1)小明先用多用电表欧姆挡粗测其阻值。
选用倍率为“×10”的电阻挡测量时，按规范操作，指针的位置如图1中的a。现要较准确的测量该电阻的阻值，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，应进行的具体操作是________________：按正常顺序操作后，指针的位置如图中b，则该电阻的阻值为____________Ω。
(2)
为了更加精确的测量其阻值，小明同学首先利用如下器材设计了实验方案甲：
A．电压表V(量程6
V，内阻约几千欧)
B．电流表A(量程0.4
A，内阻约几欧)
C．滑动变阻器R(阻值0～20
Ω，额定电流1
A)
D．电池组E(电动势约为6
V，内阻不计)
E．开关S和导线若干
在保证各仪器安全的情况下，该实验方案存在的主要问题是___________。
(3)经过认真思考，小明对实验方案甲进行了改进，改进方案如图乙所示，已知实验中调节滑动变阻器两次测得电压表和电流表的示数分别为、和、，由以上数据可得=__________。
2．某实验小组要测量电阻Rx的阻值。
（1）首先，选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______Ω。
（2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：
电压表V（3V，内阻约3
kΩ）
电流表A（20
mA，内阻约2
Ω）
待测电阻Rx
滑动变阻器R1（0~2
kΩ）
滑动变阻器R2（0~200
Ω）
干电池2节
开关、导线若干
在图乙、图丙电路中，应选用图______（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用_______（选填“R1”或“R2”）。
（3）根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接_________。
（4）为更准确测量该电阻的阻值，可采用图戊所示的电路，G为灵敏电流计（量程很小），R0为定值电阻，R、R1、R2为滑动变阻器。操作过程如下：①闭合开关S，调节R2，减小R1的阻值，多次操作使得G表的示数为零，读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1；②改变滑动变阻器R滑片的位置，重复①过程，分别记下U2、I2，…，Un、In；③描点作出U-I图像，根据图线斜率求出Rx的值。下列说法中正确的有______。
A．闭合S前，为保护G表，R1的滑片应移至最右端
B．调节G表的示数为零时，R1的滑片应位于最左端
C．G表示数为零时，a、b两点间电势差为零
D．该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响
【专题三】设计性实验
现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60
℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9
Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1
000
Ω），滑动变阻器（最大阻值为2
000
Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知U约为18
V，约为10
mA；流过报警器的电流超过20
mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60
℃时阻值为650.0
Ω。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
2.
某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15
mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20
Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示：
（1）提供的实验器材有：电源E1（3
V，内阻不计）、电源E2（6
V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200
Ω）、滑动变阻器R2（0~500
Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9
Ω）、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30~80
℃之间任一温度的控制，电源E应选用
（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用
（选填“R1”或“R2”）。
（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图所示的选择开关旋至
（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针
（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针
（选填“偏转”或“不偏转”）。
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50
℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是
。（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路；
②观察到继电器的衔铁被吸合；
③断开开关，将电阻箱从电路中移除；
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值；
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1
Ω。
3.
（2016湖北七市(州)联考）材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。若图1为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF。请按要求完成下列实验。
（1）设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102～0.8×102
N，不考虑压力对电路其它部分的影响），要求误差较小，提供的器材如下：
A．压敏电阻，无压力时阻值R0＝6000
Ω　　　　
B．滑动变阻器R，全电阻约200
Ω
C．电流表，量程2.5
mA，内阻约30
Ω
D．电压表，量程3
V，内阻约3
kΩ
E．直流电源E，电动势3V，内阻很小
F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.3
3mA，电压表的示数如图3所示，则电压表的读数为_______V。
（3）此时压敏电阻的阻值为________Ω；结合图1可知待测压力的大小F＝________
N。（计算结果均保留两位有效数字）
4．需要组装一个单量程的欧姆表，所给电源的电动势为3.0
V，内阻可忽略不计；电流表A的量程0～3
mA，内阻500
Ω；其他可供选择的器材：
（1）变阻器R1（阻值范围0～300
Ω）
（2）变阻器R2（阻值范围0～800
Ω）
①在方框内完成组装欧姆表的电路图（要标明所选器材的代号）______。
②电流表的表盘刻度分为三等分大格，如图所示，其中0为电流表的零刻度，则该单量程欧姆表按正确的方法组装完成后，刻度C表示的电阻值为_________Ω，刻度B表示的电阻值为___________Ω，在表盘上标明正中央刻度的电阻值为__________Ω。
【专题四】创新性实验
1.
某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E(3
V，内阻约为1
Ω)
B．电流表A1(0.6
A，内阻r1＝5
Ω)
C．电流表A2(6
A，内阻r2约为1
Ω)
D．开关S，定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，根据虚线框内电路图的设计，甲表选用________(选填“A1”或“A2”)，乙表选用________(选填“A1”或“A2”)。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝________(用字母表示)。
(3)改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值，最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝________________。(各物理量单位均为国际单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________。
A．1
Ω
B．5
Ω
C．10
Ω
D．20
Ω
2.
某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化．实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2，电容器C(约100
μF)、电阻R1(约200
kΩ)、电阻R2(1
kΩ)、电压表(量程6
V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。
(3)该同学每隔10
s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上绘出U-t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
时间t/s
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
电压U/V
2.14
3.45
4.23
4.51
5.00
5.18
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3.
某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为5
Ω）和旧电池（电动势约为3
V）。实验室备有如下器材：
A．直流电压表V1、V2（量程均为3
V，内阻均约为3
kΩ）
B．电流表A（量程300
mA，内阻为5
Ω）
C．滑动变阻器R1，最大阻值为20
Ω
D．开关S一只，导线若干
（1）为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
（2）为测量电池的电动势E和内阻r，小组设计了如图乙所示的电路图。某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是
V。
（3）根据图乙所示的电路图，分别用E、r、R0表示电源的电动势、内阻和定值电阻值，则U1与U2的函数关系式为
。实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1-U2图像如图丁所示，图中直线的斜率为k，与横轴的截距为b，
则电源的电动势E=
，内阻r=
（用k、b、R0表示）。
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A．适当增加两导轨间的距离
B．换一根更长的金属棒
C．适当增大金属棒中的电流
其中正确的是
。（填入正确选项前的标号）
5.（2017太原二模）容量和内阻是电池的两个重要参数，电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位。某实验小组为粗略测量手机电池在25
℃下充满电时的内阻和容量，进行了如下实验：
①控制电池温度为25
℃；
②正常使用手机至自动关机，取出电池，用数字电压表;
（视为理想电压表）测出电池电压U0=2.75
V;
③将电池装入手机，用充电器对手机充电至100
%；
④将电池从手机中取出，按图1接入电路，闭合K1，读出数字电压表的示数U1=4.18
V;
⑤接着闭合K2，读出数字电压表和电流表的示数U2=4.16
V、I2=0.20
A，断开开关;
⑥调节电阻R至合适的阻值且保持不变，闭合开关K1、K2的同时开始计时，每隔一段时间记录一次电流表和电压表的示数。当电压表示数降为Uo=2.75
V时断开开关，停止计时。
下表是记录的三组数据，其他数据已描到图2中：
完成下列问题：
(1)该电池充满电时的内阻约为r=____Ω。
(2)将表中数据描在图2中并绘出I-t图线。
(3)该锂电池的容量约为____A·h。（保留两位有效数字）
(4)之后，实验小组继续用上述方法（R的值不变）描绘出该锂电池在20
℃、5
℃和－10
℃温度下电池的放电曲线如图3所示，可知下列说法正确的是（
）
A．同一电池充满电后在高温环境中比在低温环境中内阻小
B．同一手机在低温环境比在高温环境中待机时间长
C．锂电池的内阻是定值，无论如何使用均不会发生变化
D．不同的使用方法和不同的使用环境，锂电池的实际容量会发生变化
6．(2016·东北三省四市高三联考)某兴趣小组要精确测定额定电压为3
V的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500
Ω。实验室提供的器材有：
A．电流表A(量程：0～3
mA，内阻RA＝15
Ω)
B．定值电阻R1＝1
985
Ω
C．滑动变阻器R(0～10
Ω)
D．电压表V(量程：0～12
V，内阻RV＝1
kΩ)
E．蓄电池E(电动势为12
V，内阻r很小)
F．开关S一个
G．导线若干
(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的________。
(2)选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量节能灯电阻的表达式Rx＝________(用题目中给的相应字母表示)。当电流表中的电流强度I＝________mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。
【专题五】电路故障分析
1．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5
Ω的保护电阻R0，实验电路如图1所示。
(1)连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________。
图1
(2)在图2中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图2所示)以笔画线代替导线连接起来。
图2
(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在图3中的坐标上画出U-I图线，由图线知：电池的电动势为________，内阻为________。
图3
2．某同学在做“测电源的电动势和内阻”的实验中，串联了一只R0=1.5
Ω的保护电阻，实验电路如图a所示，则
（1）用完好的导线连好电路后，该同学闭合开关S，发现电流表示数为零，电压表示数不为零，检查各接线柱均未接错，且接触良好。他用多用电表的电压挡检查电路。
①在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图b中多用电表的______（选填“A”、“B”或“C”）。
②将两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为零，两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障原因是______。?
（2）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据，并且根据数据在坐标系中描出了对应的点，如图c所示，请画出U-I图像______。
I/A
0.10
0.17
0.23
0.30
0.40
U/V
1.20
1.00
0.80
0.60
0.55
（3）由U-I图像求出实验中电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。?
（4）本次实验产生系统误差的原因是______。
3．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室中有一个规格为“3
V，1.5
W”的小灯泡，滑动变阻器A(10
Ω，1
A)，滑动变阻器B(1
kΩ，300
mA)，实验小组连接的实物图如图1所示，则图中滑动变阻器应选用____________（选填“A”或“B”），闭合开关，若电压表示数为零，电流表的示数为0.3
A，小灯泡亮，则断路的导线是________；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是________；通过调节滑动变阻器，得到多组电压表和电流表的示数如下表所示，当电压表的示数为1
V时，电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为____________A；根据表中数据，在所给方格纸中描点并作出该灯泡的伏安特性曲线。
图1
图2
图3
为描绘小灯泡L(2.5
V，1.0
W)的伏安特性曲线，某同学根据如下可供选择的器材设计了如图所示电路（电路还没有完全接好）。
A．电流表（量程0.6
A，内阻约1
Ω）
B．电压表（量程3
V，内阻约3
kΩ）
C．滑动变阻器(200
Ω，0.3
A)
D．滑动变阻器(5
Ω，2
A)
E．电池组（电动势约3
V，内阻未知）
F．开关，带夹子的导线若干
G．待测小灯泡
（1）实验中滑动变阻器应选择______（填“C”或“D”），请以笔画线代替导线将尚未连接好的电压表连入电路中________。
（2）在该同学连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的两个不当之处：I．______________________
；
Ⅱ．_______________________
。
（3）改正上述两个不当之处后，他在测量中发现，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数均不能取到较小值，其原因可能是导线________没有连接好。（填图中导线代号）【专题一】电学基本实验及变式
（一）描绘小灯泡伏安特性曲线
1．如图所示，电流表事先已经接好，拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，电流表示数分别为0.04A和0.03A，电压表示数分别为2.9V和3V．则待测电阻的真实值应为（
）
A.
比100
Ω略大一些
B.
比100
Ω略小一些
C.
比72.5
Ω略大一些
D.
比72.5
Ω略小一些
【答案】B
【解析】两测量结果比较可知，电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用明显，即电压表的内阻不是很大，根据欧姆定律可知，当电压表的内阻很大时，采用电流表外接法误差小一些，所以若电压表的内阻不是很大，应采用电流表内接法。所以R测=U/I=3/0.03=100Ω=R真+RA，则B正确，ACD错误。
2．（2016·天津卷）某同学想要描绘标有“3.8
V，0.3
A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：
电压表V1（量程0~3
V，内阻等于3
kΩ）
电压表V2（量程0~15
V，内阻等于15
kΩ）
电流表A1（量程0~200
mA，内阻等于10
Ω）
电流表A2（量程0~3
A，内阻等于0.1
Ω）
滑动变阻器R1（0~10
Ω，额定电流2
A）
滑动变阻器R2（0~1
kΩ，额定电流0.5
A）
定值电阻R3（阻值等于1
Ω）
定值电阻R4（阻值等于10
Ω）
定值电阻R5（阻值等于1
kΩ）
电源E（E=6
V，内阻不计）
（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
（2）该同学描绘出的I–U图象应是下图中的______。
【答案】（1）电路如图
（2）B
【解析】（1）用电压表V1和R5串联，可改装成量程为的电压表；用电流表A1与R4并联可改装为量程为的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为使曲线完整，滑动变阻器应采用分压接法，故选择总阻值小的R1，电路如图。
（2）小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I–U图线应该是B。
3．（2012·四川卷）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；
电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2，量程0.6A，内阻r2
=
0.2Ω；
电压表V，量程3V，内阻rV
=
9kΩ；
标准电阻R1，阻值1Ω；
标准电阻R2，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
开关S及导线若干。
（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.64A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为　　　Ω。
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是　　　V。
（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
【答案】（1）5
（2）4
（3）如下图所示
某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8
V，额定电流0.32
A）；电压表（量程3
V，内阻3
kΩ）；电流表（量程0.5
A，内阻0.5
Ω）；固定电阻R0（阻值1
000
Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0
Ω）；电源E（电动势5
V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8
V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4
V，内阻1.00
Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。（结果均保留2位小数）
【答案】（1）如图所示
（2）增大
增大
（3）0.39
1.17
（3）当滑动变阻器的阻值为9
Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75
V，I=225
mA，P1=UI=0.39
W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67
V，I=0.32
A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17
W。
二极管的说明书上提供了它的伏安特性曲线（正向最大电流40mA左右），物理兴趣小组想要验证该二极管的伏安特性曲线。
（1）选择好实验器材准备连接电路时，发现二极管外壳正负极的标识不清楚，于是就用多用电表欧姆档判断二极管的正负极，用欧姆表“×1k”档两次实验情况如图甲，乙所示，由此可知____（填“A”或“B”）端为二极管的正极；
（2）该物理兴趣小组要对二极管加正向电压时的伏安特性曲线进行验证，实验室提供的器材有：
A．直流电源E：电动势3V，内阻忽略不计
B．待测二极管D
C．滑动变阻器R：0~20Ω
D．电压表V：量程3V，内阻约20kΩ
E．电流表A：量程50mA，内阻约5Ω
F．单刀双掷开关S，导线若干
请在右边虚线框内的实验电路图中加上直流电源E及滑动变阻器R，并将电路图连接完整。
【答案】（1）B（2）实验电路图如图所示
（二）测量金属电阻率
1.（2017辽宁重点中学协作体5月模拟）某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100Ω。备选器材如下：
A．量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表
B．量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表
C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表
D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器
E．定值电阻R1=5Ω
F．定值电阻R2=500Ω
G．电动势E=6V、内阻很小的直流电源
H．开关一个，导线若干
I．螺旋测微器，刻度尺
（1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数D=
mm。
（2）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用
（填“A”或“B”），定值电阻应选用
（填“E”或“F”）。
(3)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx=
；若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ=
（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）
【答案】（1）5.898
（2）A，E
(3)，
【解析】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。
2．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm；?
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90
Ω左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：
A．电流表A1(量程50
mA、内阻约1
Ω)
B．电流表A2(量程200
mA、内阻约为0.2
Ω)
C．电流表A3(量程0.6
A、内阻约为0.1
Ω)
D．定值电阻R0=30
Ω
E．滑动变阻器R(最大阻值约为10
Ω)
F．电源E(电动势为4
V)
G．开关S、导线若干
①
某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路，如图乙所示。为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为___，N为__(均选填“A1”、“A2”或“A3”)。?
②
若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=_______。
③
考虑本次测量存在一定的系统误差，所以测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)。
③因电流表有电阻，则测量值比真实值偏大。
3．用伏安法测定电阻约为5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图20甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路．
(3)
闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图21所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________.
答案　(1)D　H　G　(2)如图所示　(3)
4．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50
cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为________
mm(该值接近多次测量的平均值)。
甲
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3
V，内阻约1
Ω)、电流表(内阻约0.1
Ω)、电压表(内阻约3
kΩ)、滑动变阻器R(0～20
Ω，额定电流2
A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图乙中的________图(填“a”或“b”)。
(3)图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。
丙
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝______
Ω(保留两位有效数字)。
丁
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(　　)
A．1×10－2
Ω·m　　　　B．1×10－3
Ω·m
C．1×10－6
Ω·m
D．1×10－8
Ω·m
(6)[多选]任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的是(　　)
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U?I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【参考答案】(1)0.397(0.395～0.399均正确)　(2)a　(3)见解析图甲　
(4)见解析图乙　4.5(4.3～4.7均正确)　(5)C
(4)如图乙所示，图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。图线的斜率反映了金属丝的电阻，所以Rx＝4.5
Ω。
甲
　　　
　　　　　乙
(5)由R＝，S＝π，取d＝4×10－4
m、L＝0.5
m、R＝4.5
Ω，解得ρ＝1×10－6
Ω·m。
(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，B错误，C正确；利用U?I图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，D正确。
（三）测定电源电动势与内阻
1.
利用一块电流表，一块电压表
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0.6
A、3
A)；
(b)电压表(量程3
V、15
V)；
(c)定值电阻(阻值1
Ω、额定功率5
W)；
(d)定值电阻(阻值10
Ω、额定功率10
W)；
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10
Ω、额定电流2
A)；
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100
Ω、额定电流1
A)．
那么
(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；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______________________________．
答案　(1)3　0.6　1　0～10　(2)电压表的分流
2．（2016·四川卷）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3
V，内阻约2
Ω），保护电阻R1（阻值10
Ω）和R2（阻值5
Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（i）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ii）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（iii）以U为纵坐标，I为横坐标，作U–I图线（U、I都用国际单位）；
（iv）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。
A．电压表（0~3
V，内阻约15
kΩ）
B．电压表（0~3
V，内阻约3
kΩ）
C．电流表（0~200
mA，内阻约2
Ω）
D．电流表（0~30
mA，内阻约2
Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱
（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。
【答案】（1）A、C
（2）C
（3）ka；
考点：测量电源的电动势和内阻
【名师点睛】此实验是课本上的测量电源的电动势和内阻实验的改进实验；与课本实验不同的地方就是加了两个保护电阻；仪器的选择要考虑实验的误差因素，比如此实验产生误差的是电压表的分流作用，故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表.
3.
（2014·福建）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．
①已知灵敏电流计的满偏电流为Ig＝100μA、内阻为rg＝2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1；
②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路；
③某次实验的数据如下表所示：
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表读数U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改装表读数I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________．
④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母)
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．R1的实际阻值比计算值偏小
D．R0的实际阻值比标称值偏大
解析　①由电流表的改装知识可知，R1＝＝Ω≈1.0Ω.
②如下图．
③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知
r1＝－R0，r2＝－R0，
r3＝－R0，r4＝－R0.
故r＝
＝－R0＝
[－4.0]
Ω≈1.66Ω.
逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据．
答案　①1.0　②如图　③1.66　充分利用已测得的数据　④CD
2.
利用一块电流表，一个电阻箱
1．
利用图（a）电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0），电阻R1（阻值为3.0Ω），电流表（量程为200mA，内阻为RA=6.0Ω），开关。
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值；
③以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题
（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为
。
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。答：①
，②
。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率=
A-1Ω-1，截距=
A-1。
（4）根据图线求得电源电动势=
V，内阻=
Ω。
【答案】（1）
（2）0.110
9.09（3）图线如下
，（4），
【解析】（1）电流表和电阻并联构成大量程电流表，电流表读数为，根据，可得电路的总电流为，大量程电流表电阻为，电路总电阻为，电流，所以
【考点定位】测量电源电动势和内阻实验探究
【方法技巧】电动势和内阻的测量关键是理解原理，从原理出发即闭合电路的欧姆定律，得出图像的函数关系，利用图像求解电动势和内阻。
某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100
μA、内阻为2
500
Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9
Ω)和若干导线．
(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50
mA的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为______Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表．
1
2
3
4
5
6
R/Ω
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I/mA
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR/V
1.42
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
①根据表中数据，图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR-I图线；
②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.
答案　(1)并联　5.0
(2)①见解析图　②1.53　2.0
(2)①作IR－I图线，如图所示．
②根据实验电路知，IR表示电源的路端电压，I表示电路的电流，故IR－I图线的纵轴截距即为电池的电动势，则E＝1.53
V，图线斜率的绝对值减去改装后的电流表阻值即为电池的内阻，则r＝2.0
Ω.
考点：考查了电表的改装和测量电源的电动势和内阻实验
3.
（2018辽宁名校联考）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：
（A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知
（B）直流电流表量程300mA，内阻很小
（C）电阻箱R，阻值范围为0～999.9Ω
（D）定值电阻R0，阻值为10Ω
（E）导线和开关
（1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：
①
断开电源开关S，②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为
Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好．
由以上操作可知，发生故障的元件是
．
（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路．
（3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是
（选填方案编号1、2或3）．
（4）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线．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）．
【参考答案】(10分)（1）70Ω，
电流表
（3）方案是
2
（选填方案编号1、2或3）．（4），
（用k、b和R0表示）．
3.
利用一块电压表，一个电阻箱
1．某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻
(1)请在虚线框中画出实验的电路图。
(2)实验的主要步骤如下：
①检查并调节电压表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线。
②调节电阻箱R的阻值至________。
③将开关S闭合，逐渐调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻值R和电压表的示数U。
④
改变电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，作出－的图线如图所示(单位为国际单位制单位)。
(3)由作出的－图线可求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留两位有效数字)
答案　(1)如图所示　(2)最大值　(3)3.3　1.0
Ω
2．根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内电阻．R为一电阻箱，改变R的阻值，可读出电压表
相应的示数U.对测得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．根据实验数据在－R坐标系中描出坐标点，如图乙所示．已知R0＝100
Ω，请完成以下数据分析和处理．
(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；
(2)在坐标纸上画出
－
R关系图线；
(3)图线的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得电池电动势E＝________V．(结果保留两位有效数字)
答案：(1)100　(2)如图所示
(3)4.8×10－3～5.2×10－3均可　1.9～2.1均可
解析：(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋(R＋r)，化简得＝＋，－R图象中，k＝＝5.0×10－3
V－1·Ω－1，E＝2.0
V.
用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；
A．电流表：量程0.6A，内电阻约为1Ω
B．电流表：量程3A，内电阻约为0.2Ω
C．电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ
D．电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ
E．滑动变阻器：0-1000Ω，额定电流0.5A
F．滑动变阻器：0-20Ω，额定电流2A
①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______，电压表选用_______，滑动变阻器选用_______（均填仪器的字母代号）
②右图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）
③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标
【答案】①ADF②ad
cg
fh③
或U
或
R（横纵坐标互换亦可）
考点：测定电池的电动势和内阻实验
解析　①因三节干电池的电动势约为4.5
V,故电压表应选D；因干电池放电
电流不宜超过0.5
A,故电流表应选A；由电压表和电流表的测量范围可知滑
动变阻器选用F即可．
②本实验的实验电路应如图．
为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将a与d，c与g，f与h相连．
③实验时，电流表不再使用，电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图所示
根据闭合电路欧姆定律得U＋r＝E，整理可得三种情况：(1)＝·＋，以为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；
(2)U＝E－r·，以U为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线．
(3)＝·R＋，以为纵坐标，R为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线．
答案　①A　D　F　②ad　cg　fh　③　或U　或　R
4.
利用两块电流表
1．在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：
A．电源为干电池(电动势为E，内阻为r)
B．电流表(0～0.6
A、内阻约0.1
Ω)
C．灵敏电流计G(满偏电流Ig＝200
μA、内阻rg＝500
Ω)
D．滑动变阻器(0～20
Ω、2.0
A)
E．电阻箱R(0～9
999.9
Ω)
F．开关、导线若干
实验电路如图甲．
甲　　　　　　　　　　　乙
(1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2
V的电压表，需串联一个阻值为R＝________
Ω的电阻．
(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．
(3)图乙为该实验绘出的I1－I2图线(I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电源的电动势E＝________
V(保留三位有效数字)，内电阻r＝________
Ω(保留两位有效数字)．
答案：(1)9
500
Ω(或者9.5
kΩ)　(2)a端　(3)1.46～1.49
V均可　0.75～0.95
Ω均可
某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0
kΩ，电阻R1=9.0
kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0
Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V，内阻r=__________Ω。
【答案】①
②1.41（1.36~1.44均可）
0.5（0.4~0.6均可）
【考点定位】实验——用伏安法测干电池的电动势和内阻
【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。
5.
利用两块电压表
某同学用两个电压表测量电源的电动势和内电阻，他设计的电路如图所示．
（1）请完成实验时“连接电路”之后和“整理器材”之前的实验步骤：
①闭合开关______，读出电压表______的示数______；
②______开关______，读出电压表______的示数______；
③断开开关．
（2）电源电动势的测量值为_____。
（用第（1）问中你填的物理量表示），这种方法______（填“有”或“没有”）系统误差．
6.
其他情形
用电流传感器和电压传感器可测干电池的电动势和内电阻.
改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的路端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内电阻．
(1)记录数据后，打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I”，y轴为“U”，点击直接拟合，就可以画出U-I图象，得实验结果如图甲所示．根据图线显示，拟合直线方程为：________，测得干电池的电动势为________
V，干电池的内电阻为________
Ω.
(2)现有一小灯泡，其U-I特性曲线如图乙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画在方格图中)．
答案：(1)U＝－2I＋1.5　1.5　2　(2)见解析
（四）万用表的使用
1．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，下面的叙述正确的是（
）
①测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头指示电流为零；
②红表笔与表内电池正极相连，黑表笔与表内电池负极相连；
③红表笔与表内电池负极相连，黑表笔与表内电池正极相连；
④测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越大；
⑤测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越小．
A.
①②
B.
③⑤
C.
②④
D.
①④
【答案】
B
点睛：
欧姆表使用前要进行欧姆调零，测电阻换挡后要重新进行欧姆调零，红表笔接电源负极，指针偏角大，电流大，说明阻值小。
2．在使用多用电表进行电阻和电流的测量中，下列做法正确的是______
A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零
B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零
C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测
D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
（2）某同学利用图(1)所示器材测定一节干电池的电动势和内阻，请以笔画线代替导线完成实物连线图___________。
在进行实验中，某次测量时电流表指针位置如图(2)所示，则其读数为_____________。
【答案】AD0.22A
【解析】（1）欧姆表换挡后要进行欧姆调零，在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零，故A正确；在测量电流时，更换量程后不必进行调零，故B错误；在测量未知电阻时，可以先选择个倍率进行测量，然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量，不一定必须先选择倍率最大挡进行试测，故C错误；为保护电表安全，在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测，故D正确；故选AD.
（2）电路如图；电流表读数为0.22A.
3．（2011·安徽卷）（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。请你简述接下来的测量过程：
①
；
②
；
③
；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。
（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。
其中电压表内阻约为5k
，电流表内阻约为5
。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量
；当S旋到位置
时，可用来测量电流，其中S旋到位置
时量程较大。
【答案】（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡：②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”；③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。
（2）如图所示（3）电阻
1
2
1
（3）当转换开关S旋到位置3时，电源与两并联电阻串联，构成欧姆表，可测量电阻．当S旋到位置1、2时，电流表与电阻并联，可用来测量电流．S旋到位置1时，量程，S旋到位置2时，量程，可见，S旋到位置1时，量程较大．
【考点定位】伏安法测电阻
某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔
，调零点。
（2）将图（（a）中多用电表的红表笔和
（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为
kΩ和
V。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00
V。从测量数据可知，电压表的内阻为____
kΩ。
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为
V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为
kΩ。
【答案】
（1）短接
（2）1
（3）15.0
3.60
（4）12.0
（5）9.00
15.0
【考点定位】
万用表的原理和读数、电压表的读数、中值电阻、闭合电路欧姆定律。
如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω；电池电动势1.5V、内阻1Ω；变阻器阻值0~5000Ω。
（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时仍可调零。调零后阻值将变_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300Ω，则这个电阻的真实值是________Ω。
（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________。（选填“偏大”或“偏小”或“准确”）
【答案】（1）小；290（2）准确
【解析】
（1）由闭合电路欧姆定律:得：
，因为式中E变小，r变大，故R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5V刻度的。测得某电阻阻值为300Ω时，
【考点定位】
多用表的应用
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；表头的满偏电流为250
μA，内阻为480
Ω。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，5个挡位为：直流电压1
V挡和5
V挡，直流电流1
mA挡和2.5
mA挡，欧姆×100
Ω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）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。
（4）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________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。（结果均保留3位有效数字）
【答案】（1）黑
（2）B
（3）160
880
（4）1.47
mA（或1.48
mA）
1
100
Ω
2.95V
（4）若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5
mA的电流表，则读数为1.47
mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100
Ω挡，则读数为1
100
Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5
V的电压表，则读数为2.95
V。
【考点定位】多用电表的使用、电表的改装
【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。
指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：
(1)在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1
mA”挡，指针的位置如图(a)所示，则测量结果为________________．
(2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示，电源的电动势为E，R0为调零电阻．某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图象如图(c)所示，则此时多用电表的内阻为________Ω，该电源的电动势E＝________V.
(3)下列判断正确的是________．
A．在图(b)中，电表的左、右插孔处分别标注着“＋”、“－”
B．因为图线(c)是非线性的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大
C．欧姆表调零的实质是通过调节R0，使Rx＝0时电路中的电流达到满偏电流
D．电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越大
答案　(1)0.46
mA　(2)1.5×104　9　(3)CD
解析　(1)量程为“1
mA”挡时，最小分度是0.02
mA，读数为0.46
mA.
(2)多用电表的内阻，即为中值电阻，即I＝＝0.3
mA时Rx＝R内＝15
kΩ.此时E＝IgR内＝0.6
mA×15
kΩ＝9
V.
(3)由多用电表“红进黑出”知，左、右处应分别标注“－”、“＋”，欧姆表的刻度盘是非均匀的，左边是大电阻，右边是小电阻．
（五）电表的改装与校准
1.
图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100
Ω，满偏电流为1
mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3
mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10
mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________
Ω，R2＝________
Ω。
(2)现用一量程为3
mA、内阻为150
Ω的标准电流表对改装电表的3
mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0
mA。
电池的电动势为1.5
V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300
Ω和1
000
Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750
Ω和3
000
Ω。则R0应选用阻值为_______Ω的电阻，R应选用最大阻值为_______
Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连。判断依据是：__________________________________________。
解析　(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比．若使用a和b两个接线柱，量程为3
mA，则通过R1、R2的电流为2
mA，则通过毫安表表头和R1、R2的电流比为1∶2，所以电阻比为2∶1，可得R1＋R2＝Rg＝50
Ω；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10
mA，通过R1
的电流为9
mA，电流比为1∶9，可得电阻比＝，即R1＝(Rg＋R2)，
整理可得R1＝15
Ω，R2＝35
Ω.
(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为
Ω＝3
000
Ω，最小阻值为
Ω＝500
Ω.若定值电阻R0选择为1
000
Ω,则无法校准
3.0
mA，所以选用的定值电阻R0的阻值应为300
Ω，由于最大阻值要达到
3
000Ω，所以选用的滑动变阻器R的最大阻值为3
000
Ω.
(3)为准确地判断出哪个电阻损坏，d点应和接线柱“c”相连；若电流表无示数，
则说明R2断路，若电流表有示数，则说明R1断路．
答案　(1)15
Ω　35
Ω　(2)300　3
000　(3)c　见解析
2．（2016·海南卷）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为100
μA，表头上标记的内阻值为900
Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1
mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1
V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3
V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=_______Ω，R2=_______Ω，R3=_______Ω。
（2）用量程为3
V，内阻为2
500
Ω的标准电压表对改装表3
V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5
V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50
Ω和5
kΩ。为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_______（填“大于”或“小于”）900
Ω。
【答案】（1）100
910
2
000
（2）50
（3）M
（4）大于
（2）电压表与改装电表并联之后，电阻小于2
500
Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50
Ω的电阻。
（3）在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，使并联部分分压为零，起到保护作用。
（4）造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际电阻偏大，故表头G内阻的真实值大于900
Ω。
【考点定位】把电流表改装成电压表
【名师点睛】本题考查了求电阻阻值、实验器材的选择、电路故障分析，知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：
（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；
（2）表笔的颜色为_______色（填“红”或“黑”）；
（3）将开关S置于“1”挡时，量程为_______mA；
（4）定值电阻的阻值R2=_______Ω，R3=_______Ω；（结果取3位有效数字）
（5）利用改装的电流表进行某次洞里时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为_______mA。
【答案】
（1）如图所示
（2）黑
（3）10
（4）225
25.0
（5）0.780（0.78同样给分）
【解析】
（1）实物连线图见答案；
（2）红表笔接电源的正极，电流由红表笔流入，由电路图（a）可看出表头右侧为正极，故表笔a为黑表笔；
【考点定位】考查万用电表的原理及其应用，综合性较强，重在理解能力的考查。
图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig=600μA内阻为Rg，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。
（1）图1中分流电阻的阻值为____________（用Ig、Rg、和I表示）
（2）在电表改装成后的某次校准测量中，表的示数如图所示，由此读出流过电流表的电流为____________mA。此时流过分流电阻的电流为____________mA（保留一位小数）。
【答案】（1）（2）49.5
49.0
【解析】（1）当表头满偏时，表头的满偏电压，此时分流电阻的电流，分流电阻的阻值
（2）读数应注意最小分度为1mA，准确值为49mA，应加上0.5mA的估计值；此时流过表头的电流为495，此时流过分流电阻的电流
【考点定位】电表的改装
（六）测定电功率
1.
某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3
V、内阻为1
Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数)．
解析　①实物接线图见答案；②由图知电流表量程为0.6
A，所以读数为0.44
A；③电源内阻为1
Ω，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，电源的输出
功率最大，即小电珠的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5
V，
由图丙知当小电珠电压等于1.5
V时电流约为0.38
A，此时电阻约为R＝＝
3.95
Ω≈4
Ω,并联后的总电阻为1
Ω，所以需要4个小电珠并联，小电珠
消耗的总功率约为P＝＝
W＝2.25
W.
答案　①连线如图　
②0.44　③4　2.25
2.
如图1所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图2所示的U－I关系图线。
图1
图2
回答下列问题：
(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________(填“增大”或“减小”)。
(2)I0＝________A。
(3)RL消耗的最大功率为________W(保留一位有效数字)。
【参考答案】(1)减小　(2)1.00(0.98～1.01均正确)
(3)5
3.
某同学利用电流电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，采用如图甲所示的电路。实验中得出了如下一系列组数据：
电流I(A)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.36
0.39
0.41
0.43
电压U(V)
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
（1）图甲中矩形框1中应接??????，矩形框2中应接??????，矩形框3中应接??????；（选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”）
（2）在图乙中画出小灯泡的U—I图线；
（3）把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中，若电源电动势E＝4.5V，内阻不计，定值电阻R＝10Ω，此时每个灯泡的实际功率是??
??W。（结果保留两位有效数字）
【参考答案】(1)电压传感器
小灯泡
电流传感器
（2）小灯泡的U—I图线如图中的曲线；（3）0.24
【名师解析】（1）图甲中矩形框1与矩形框2并联，矩形框1数据采集，所以矩形框1应接电压传感器，矩形框2为小灯泡。矩形框3串联在电路中，且数据采集，应接电流传感器。
（2）根据实验中得出的数据，在图乙中描点，用平滑曲线画出小灯泡的伏安特性曲线。
（3）设每个小灯泡两端电压为U。通过的电流为I，对图丙所示电路，运用闭合电路欧姆定律，E=2U+IR，变换为U=E/2-I。在画出的小灯泡伏安特性曲线同一坐标系中画出U=E/2-I函数图象，如图中的直线。两图线的交点即为每个灯泡的工作点。该点的对应的纵横坐标值分别对应灯泡两端的电压U（0.85V）和灯泡中通过的电流I（0.28A），每个灯泡的实际功率是P=UI=0.85×0.28W=0.24W。
有一个小灯泡上标有“4.8
V，2
W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表(0～3
V，内阻3
kΩ)
B．电压表(0～15
V，内阻15
kΩ)
C．电流表(0～0.6
A，内阻约1
Ω)
D．定值电阻R1＝3
kΩ
E．定值电阻R2＝15
kΩ
F．滑动变阻器R(10
Ω，2
A)
G．学生电源(直流6
V，内阻不计)
H．开关、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)。
(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在虚线框内画出满足实验要求的电路图。
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是________，下面四个图象中可能正确的是________。
【参考答案】(1)A　D　(2)见解析图　(3)U＝2UV　C
(2)采用分压电路，电流表外接，电路图如图所示。
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是U＝2UV。由P＝，R随温度升高(电压增大)而增大，小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线可能正确的是图C。
（七）二极管
1．二极管是一种半导体元件，它的符号为，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大.
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线.因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻.其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小.然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断________端为二极管的正极.(选填“左”或“右”)
(2)厂家提供的伏安特性曲线如图所示，为了验证厂家提供的数据，该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：
A．直流电源E：电动势5
V，内阻忽略不计
B．直流电源E：电动势50
V，内阻忽略不计
C．滑动变阻器：0～20
Ω
D．电压表V1：量程45
V、内阻约500
kΩ
E．电压表V2：量程3
V、内阻约20
kΩ
F．电流表A：量程0.6
A、内阻约400
Ω
G．电流表mA：量程50
mA、内阻约5
Ω
H．待测二极管D
I．单刀单掷开关S，导线若干
①为了提高测量结果的准确度，选用的器材为_________.(填序号字母)
②为了达到测量目的，请在图10虚线框内画出正确的实验电路原理图.
③为了保护二极管，反向电压不要达到40
V，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：_________________________________________________________________________.
【答案】右BCDGHI原理图如图　③a.在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用；b.闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过0.2
mA
【解析】(1)欧姆表内部有电源，电源正极接在黑表笔上，当红表笔接触右端时，说明红表笔接入电源的负极，此时指针偏角较小，说明电阻较大，故说明接入了反向电压，故二极管右端应为正极；
（2）由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50mA的电流表G；反向电压较大，故电源应选电动势为50
V直流电源B，电压表应选45V的电压表D；故器材应选BCDGHI。
(3)为了得出完整的图象，应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法，原理图如图：
(4)为了防止反向电压过大，应慢慢调节滑动触片，注视观测电压表，使电压表示数不要达到40V。
（八）传说中的黑箱
如图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测.
（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0刻度线”处，应先调整题10-2
图中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）.
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b
接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应
_________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况.
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1挡”，调节好多用电表，测量各接点间的阻值.
测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表.
两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如题10-2
图所示.请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.
【答案】（1）A（2）短暂（3）5.0Ω
如图所示
【考点定位】本题考查黑箱实验
万用表使用及其相关知识
【专题二】测电阻的方法及变式
（一）伏安法
1．
某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3
V、内阻约为3
kΩ的电压表和量程为0.6
A、内阻约为0.1
Ω的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5
Ω。
（1）测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______（填a或b）、导线②连接______（填c或d）。
（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为______Ω。
U/A
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
（3）已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_____（填选项）。
A．①连接a，②连接c
B．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接c
D．①连接b，②连接d
【答案】（1）a
d
（2）作图如图所示
4.4~4.7
（3）B
【考点定位】伏安法测电阻
【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的处理方法；电路的选择：当满足RV＞＞Rx时，用电流表外接电路；当满足Rx＞＞RA时，用电流表内接电路。注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：“一上两下”。能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。
2．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3
V，内阻1Ω）
B．电流表（0～3
A，内阻0．0125Ω）
C．电流表（0～0．6
A，内阻0．125Ω）
D．电压表（0～3
V，内阻3
kΩ）
E．电压表（0～15
V，内阻15
kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1
A）
G．滑动变阻器（0～2
000Ω，额定电流0．3
A）
H．开关、导线
（1）滑动变阻器应选用的是_____________。（填写器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表___接法（填“内”或“外”），采用此接法测得的电阻值比其真实值偏___（填“大”或“小”），造成这种误差的主要原因是_______________。
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=____A，U=___V。
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0．5A范围内改变，请按要求在方框内画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图_____________。
【答案】（1）F，（2）外，小，电压表的分流作用
；（3）0．48，2．20；（4）如下图所示．
【解析】（1）题目要求测量结果尽量准确要选择滑动变阻器分压接法，则选取小阻值F；故选取的．
（2）电池组3V，则选取电压表D；根据欧姆定律，故电流表选取C；被测电阻约；为小电阻，故选择电流表外接；
采用此接法测得电阻上的电流值偏大，则电阻值比其真实值偏小，造成这种误差的主要原因是电压表的分流作用；
（3）电流表读数I=0.48A；电压表读数U=2.20V；
（4）电流表外接又滑动变阻器分压接法，故电实验原理电路图如图：
点睛：电学实验要注意以下问题：（1）仪表的选择；（2）电路的接法；（3）数据的处理；要学会根据实验的原理同时结合安全性、准确性原则进行分析．
3.
为测定待测电阻Rx的阻值(约为200
Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3
V，内阻不计；
电流表A1：量程0～15
mA，内阻约为100
Ω；
电流表A2：量程0～300
μA，内阻为1
000
Ω；
滑动变阻器R1：阻值范围0～20
Ω，额定电流2
A；
定值电阻R2：阻值为9
000
Ω，额定电流10
mA；
定值电阻R3：阻值为200
Ω，额定电流0.1
A；
开关S、导线若干．
实验中要求准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：
(1)正确选取器材，在图甲方框内画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明所选器材的符号．
甲
乙
(2)
调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，则待测电阻Rx的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数)．
(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析，Rx的测量值________真实值(选填“＞”“＝”或“＜”)．
答案　(1)见解析图
(2)8.0　150　191.1　(3)<
解析　(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联组成电压表；
改装后电压表量程是3
V，则定值电阻阻值R＝＝9
000
Ω，故选定值电阻R2；
滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压式接法，待测电阻阻值约为200
Ω，电流表A1内阻约为100
Ω，电压表内阻为RV＝1
000
Ω＋9
000
Ω＝10
000
Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，电路图如图所示．
(2)由图示可知，电流表A1的示数为8.0
mA，电流表A2的示数是150
μA；待测电阻两端电压U＝I2RV＝150×10－6×10
000
Ω＝1.5
V，测得待测电阻Rx＝＝
Ω≈191.1
Ω.
(3)电流表采用外接法，电流测量值偏大，由欧姆定律可知，Rx的测量值比真实值小．
4．实验室中要测量一只电压表的内电阻，供选择的仪器如下：
①待测电压表V(量程0～1.5V，内阻约为500
Ω左右)；
②电流表A(量程0～10
mA)；
③定值电阻R
(250Ω)；
④滑动变阻器R1(0～20
Ω)；
⑤滑动变阻器R2(0～1
000
Ω)；
⑥干电池(1.5
V)；
⑦开关S及导线若干．
⑴为了方便电压的方便调节，滑动变阻器接成分压式接法，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)
⑵要利用所给器材较准确测量电压表的电阻，请在虚线框中画出完整的电路图。
⑶把实物连线图补充完整______．
⑷测量电压表、电流表多组读数V、I，然后以V为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图所示．若测得图线的斜率为k，待测压表内阻的表达式为RV．
【答案】R1
SKIPIF
1
<
0
【解析】（1）滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的，滑动变阻器选R1.
（2）需要电压表与定值并联，才能跟电流表的量程相适应，所以完整的电路如图所示
（3）实物连线如图所示，连线时要注意电表的正负接线柱不能接反．
（3）根据串、并联电路规律可知：，图线斜率，所以
5.（2017抚顺模拟）理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为0～3V、内阻约为电压表的阻值。实验室备有以下器材：
A．待测电压表：量程为0~3V、内阻约为
B．电压表：量程为0~6V、内阻约为
C．滑动变阻器R1:最大值、额定电流1A
D．定值电阻
E．电源：电动势6V，内阻约
F．开关一个、导线若干
（1）利用以上器材设计如图所示测量电路，请你按图示电路将实验仪器连接起来（
）
（2）请写出按该电路测量电压表内阻Rv的表达式，并指出表达式中各物理量的含义___________；
（3）在正确连接电路后，闭合电键S，不断的调节变阻器R1滑片位置，记录多组电压表V1、V2示数，作出U2-U1图线如图所示。若，由图线上的数据可得Rv=___。x-kw
【答案】，其中,
、
分别表示待测电压表
与电压表
的示数,
表示定值电阻阻值；2960
【解析】试题分析：（1）实物连线图如图所示：
（2）根据串并联规律应有：，解得：，其中分别表示待测电压表与电压表的示数，表示定值电阻阻值；
（3）根据题（2）表达式可得：，则斜率为：，解得.
6．
某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_____（填“正”或“负”）接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9V，所用档位为“×1K”档，调零后测量，指针位置如图所示．此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处．则所测电压表内阻约为___________，量程为____________．
（2）若电压表量程为（1）问中所测数值，则为了精确测量其内阻，现提供以下器材：
待测电压表Vx
电流表A（量程0.6A，内阻约为3Ω）
电压表V（量程l0V，内阻约为30kΩ）
定值电阻R０（阻值为10kΩ）
滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为1A）
滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω，额定电流为lA）
电源E（电动势为15V，内阻约为1Ω）
开关和导线若干
①本实验中应选择的滑动变阻器为___________．（填器材对应的符号）
②为了较精确的测量电压表内阻，则测量电路应该选择如下电路中的________．
③写出电压表内阻测量值的表达式Rv=_________．
【答案】负，15kΩ，6V，R2，D
【解析】（1）用多用电表的欧姆档时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则红表笔接电压表的负极；由图可知，指针指在15处，且所用档位为档，所以所测电压表内阻约为；多用电表半偏，其电阻为，由欧姆定律得，解得，所以量程为。
（2）为了多次读数，滑动变阻器应取阻值较大的，即滑动变阻器应选。
电压表内阻的表达式，故D项正确。
综上所述，本题正确答案为D。
待测电压表内阻的表达式:
综上所述本题答案是:
(1).
负
(2).
15kΩ
(3).
6V
(4).
R2
(5).
D
(6).
7．一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表Ax，为了测量电流表Ax的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：
A.电源(电动势约4
V，内电阻忽略不计)
B.待测电流表Ax
(量程和内电阻未知)
C.标准电流表A0(量程0.6
A，内电阻未知)
D.电阻箱(阻值范围0～999.9
Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0～20
Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0～20
kΩ)
G.开关S和导线若干
该同学的实验操作过程为：
(1)将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器R0应选________(选填仪器前的字母序号);
(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(3)移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(4)重复步骤(3)3～5次；
(5)该同学记录了各组标准电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R1的数据，并作出I－图线；
(6)根据图图线可以求得电流表Ax的量程为______
A，内电阻为________
Ω.将电流表Ax与一个阻值为________
Ω的电阻串联就可以组成量程为3
V的电压表.
【答案】E0.30.59.5
（二）替代法
替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等．则电阻箱的读数就是待测电阻的数值．使用电流表和电压表等效替代法测电阻的两种电路如图甲、乙所示．
1．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：
(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；
(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；
(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．
答案　(1)R0　标准电流表(或A0)　(2)RN　标准电流表(或A0)的读数仍为I　(3)平均值
某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为_____cm，直径为_____mm。
（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：
a．将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；
b．将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；
（3）由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。
【答案】（1）5.03，5.315　（2）
a．大　
b．大　（3）1280
（3）本题的实验方法为替代法．由，，解得，。
小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10
Ω，R随t的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….
(1)有以下两电流表，实验电路中应选用________．
A．量程0～100
mA，内阻约2
Ω
B．量程0～0.6
A，内阻可忽略
(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9
Ω调节至10.0
Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是________．
①将旋钮a由“0”旋转至“1”　②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表：
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据，在方格纸上作出R-t图象．
由图线求得R随t的变化关系为R＝________
Ω.
【解析】(1)电路中的最大电流I＝
A＝150
mA，无法达到0.6
A电流表的量程的，因此选用A.
(2)要将电阻箱的电阻值由9.9
Ω调为10.0
Ω，应注意电阻箱阻值不能为零，因此应先将a旋钮由0调到1，顺序为①③②或①②③.
(3)图象如图所示，由图象可知，电阻R与温度t的关系为R＝8.8＋t(Ω)＝0.04t＋8.8(Ω)．
【答案】　(1)A　(2)①③②(或①②③)　(3)图象见解析；0.04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0都算对)
（三）半偏法
测量电流表内阻(如图丙所示)和测量电压表内阻(如图丁所示)常用半偏法．
1.
电流半偏法
1．某同学利用如图所示的电路测量一只灵敏电流计的电阻。该同学在连好电路后，先把电位器R调到最大；合上开关S1，调节R使电流表达到满偏电流Ig，然后合上开关S2，调节电阻箱R1的阻值使电流表示数正好为满偏电流的一半，记下此时电阻箱的示数，即认为电流表的电阻R2就等于R1．
（1）从系统误差的角度看，测量结果比真实值应该______（填“偏大”或“偏小”）；
（2）如果灵敏电流计（即表头）的满偏电流Ig=1mA，电阻Rg=100，现实验室备有用该型号表头改装的量程不同的电流表和电压表，某同学准备利用伏安法测量一只阻值约为150的电阻Rx，备选器材有：
A．学生电源（电动势E约为4V）
B．电压表（量程：0-3V）
C．电流表A1（量程：0-50mA）
D．电流表A2（量程：0-0．6A）
E．电流表A3（量程：0-3A）
F．滑动变阻器（总电阻约20）
G．开关、导线若干
①为了尽量提高测量精度，请画出合理的电路原理图_______；
②电流表应选择____（请填写所选器材前的字母符号）．
【答案】（1）偏小（2）如图，电流表内接法，分压接法；
（3）C
【解析】（1）半偏法测电流表电阻比实际电阻偏小：电流表并联电阻，其并联部分的电阻变小，总电流变大，这个并联的电阻分流大于电流表分流．则其电阻值小于电流表的内阻则测量结果比真实值应该偏小
（2）①小电阻有外接法，滑动变阻器用分压式接法，电路如图
②电阻的最大电流约为，故选电流表C
2．利用如图甲所示电路，可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻，其中虚线框内为灵敏电流计G改装的电压表V，A为标准电流表，为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器
（1）已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200μA，按如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻rg，其中电阻R4约为1KΩ，为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E2应选用____，电阻R3应选用_______，电阻R2应选用______________（选填器材前的字母）。
A.电源（电动势为1.5V）
B.电源（电动势为6V）
C.电阻箱（0-999.9Ω）
D.滑动变阻器（0-500Ω）
E.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0-5.1kΩ）
F.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0-51kΩ）
（2）如果所得R3的阻值为300Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为____Ω，该测量值____实际值（填“略大于”“略小于”“等于”）。
（3）给灵敏电流计G串联一个阻值为____kΩ的电阻就可以将该电流计G改装为量程6V的电压表。
（4）由（2）确定灵敏电流计的内阻测量值与时间值差异后，将其改装成另一电压表V（甲图虚线框所示）接入甲图电路进而完成甲图实验测量时，电压表V测量值_____实际值（填“大于”“小于”或“等于”）；电源E1电动势测量值_____实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）BFC（2）300.0Ω；略小于（3）29.7Ω（4）小于；小于
（4）由于电阻箱的测量值因小于真实值，则改装后实验内阻偏小，故电压表的测量值小于真实值；同时由于采用了相对电源的电流表外接法，电流表示数偏小，故电源电动势的测量值也小于真实值．
2.
电压半偏法
1．
某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5
V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99
999.9
Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50
Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5
kΩ），直流电源E（电动势3
V）。开关1个，导线若干。
实验步骤如下
①按电路原理图（a）连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00
V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）试验中应选择滑动变阻器_______（填“”或“”）。
（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线。
（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0
Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_______Ω（结果保留到个位）。
（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_____（填正确答案标号）。
A．100
μA
B．250
μA
C．500
μA
D．1
mA
【答案】（1）R1
（2）连线如下图
（3）2
520
（4）D
（2）滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：
【考点定位】半偏法测电压表的内阻
【名师点睛】此题考查测量电压表内阻以及电表的改装问题；实验是在课本上的
“半偏法”的基础上略加改编而成的，考查考生对实验原理的理解及迁移运用能力，解题关键是要搞清实验的原理及实验的步骤；实物图连线也是经常做的题目，比较简单。
电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：
待测电压表（量程3V，内阻约为3
000欧），电阻箱R0（最大阻值为99
999.9欧），滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。
（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。
（2）根据设计的电路写出步骤
，
，
。
（3）将这种方法测出的电压表内阻记为与内阻的真实值Rv先比
Rv（添“>”“=”或“<”），主要理由是
。
【答案】（1）如图所示
（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻。
（3）>；断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故。
【考点定位】
半偏法测电表内阻。
3．（2014·安徽卷）某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。
（1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得到电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为
V（结果保留两位有效数字）。
（2）为了更准确地测量该电压表的内阻Rv，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图2连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱R0的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V的位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V，读出此时电阻箱R０的阻值，此值即为电压表内阻Rv的测量值；
G．断开开关S．
实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：最大阻值2000Ω
c．滑动变阻器：最大阻值10Ω
d．电阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω
e．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω
f．电池组：电动势约6V，内阻可忽略
g．开关，导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用
（填“b”或“c”），电阻选用
（填“d”或“e”）。
②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比，R测　　　　R真（填“＞”或“＜”）；若RV越大，则越　　　　（填“大”或“小”）
【答案】（1）1.0V
（2）①c
d
②＞
小
【解析】（1）电压表的示数即为等效电路的路段电压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是“”挡，故现在的多用表内阻为1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得
【考点定位】电学实验：多用电表的使用、半偏法测电表内阻
4．某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势和内电阻．除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：电压表（量程，内阻未知）；电流表（量程，内电阻）；电阻箱（）；滑动变阻器（）；开关；导线若干．
(1)用图甲的电路测定电压表的内阻．将调到，滑动变阻器的滑动触头移到_________（选填“左端”“右端”或“任意”）位置．然后闭合开关；
(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头，让电压表满偏；
(3)保持滑动触头位置不变，反复调节．当电压表的示数为时，的值为，则电压表的内阻为__________；
(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求，并保证实验的精确度，应将电压表的量程扩大为原量程的倍，则电阻箱的阻值应调为_____________；
(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内（图中标明器材符号）；
(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值，记录多组电压表的示数与电流表的示数，经描点、连接得到图像如图乙所示．根据图像可求得该干电池的电动势E=______；内电阻___________．（结果均保留位小数）
【答案】左端996.31.660.92
【解析】(1)滑动变阻器的滑动触头移到左端，防止闭合开关时电压表超量程．
(3)电压表满偏即指向，保持不变，由于接入电路的值远小于电压表内阻，所以调节时支路的电压可认为保持不变，与串联分压，，故．
(4)量程扩大为倍，串联电阻应与电压表内阻相等，电阻箱R0的阻值应调为后与电压表串联测路端电压．
(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路
(6)，故该干电池的电动势，内电阻
（四）电桥法
1.（2017·新课标Ⅱ卷）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100
μA，内阻大约为2
500
Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20
Ω，另一个阻值为2
000
Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99
999.9
Ω）；电源E（电动势约为1.5
V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为
Ω（填“20”或“2
000”）。
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的
端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2
500.0
Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势
（填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2
601.0
Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为
Ω（结果保留到个位）。
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：
。
【答案】（1）连线见解析
（2）①20
②左
③相等
④2
550
（3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程
【解析】（1）实物连线如图：
（3）为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。
2．实验室有一种灵敏电流计G，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：
待测灵敏电流计G1
、G2
电流表A：
(量程为1mA、内阻约为100Ω)
定值电阻R1：（阻值为400Ω）
定值电阻R2：（阻值为600Ω）
电阻箱R：（0~9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）
滑动变阻器R3：（最大电阻2000Ω，额定电流1.5A）
直流电源：电动势1.5V，内阻不计；
开关一个，导线若干。
该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。
（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。
（2）若灵敏电流计G2中的电流由b流向a，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值________（选填“增大或“减小”），直到G2中的电流为0。
（3）读出电阻箱连入电路的电阻为1200Ω，电流表的示数为0.6
mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig=_____μA，内阻Rg=_______Ω。
【答案】减小300800
【解析】（2）灵敏电流计G2中的电流由b流向a，说明b点电势比a点电势高，R2的阻值小于电阻箱接入电路的阻值，减小电阻箱R接入电路的阻值，当a、b两点电势相等时，流过G2的电流为0．
（3）流过G2的电流为零，由图示电路图可知：，即：，解得：Rg=800Ω；
流过两支路电流之比：，由图示电路图可知：IG1+I1=IA，已知：IA=0.6mA，则：IG1=0.2mA，灵敏电流计G，满偏刻度30格，灵敏电流计的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流；
点睛：本题考查了应用电桥法测灵敏电流表内阻与满偏电流实验，知道实验原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．
(五)万用表测量电阻
1．实验室中有一个未知电朋，为测其阻值，小明同学进行了以下实验探究：
(1)小明先用多用电表欧姆挡粗测其阻值。
选用倍率为“×10”的电阻挡测量时，按规范操作，指针的位置如图1中的a。现要较准确的测量该电阻的阻值，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，应进行的具体操作是____：按正常顺序操作后，指针的位置如图中b，则该电阻的阻值为____________Ω。
(2)
为了更加精确的测量其阻值，小明同学首先利用如下器材设计了实验方案甲
A.电压表V(量程6V，内阻约几千欧)
B.电流表A(量程0.4，内阻约几欧)
C.滑动变阻器R(阻值0～20Ω，额定电流1A)
D.电池组E(电动势约为6V，内阻不计)
E.开关S和导线若干
在保证各仪器安全的情况下，该实验方案存在的主要问题是___________。
(3)经过认真思考，小明对实验方案甲进行了改进，改进方案如图乙所示，已知实验中调节滑动变阻器两次测得电压表和电流表的示数分别为、和、，由以上数据可得=__________。
【答案】（1）选择×1电阻档，重新进行欧姆调零；3（2）电压表指针偏转角度太小，读数带来的误差比较大（3）
【解析】(1)选用倍率为“×10”的电阻挡测量，指针的位置如图1中的a，指针偏角太大，说明所选挡位太大，要较准确的测量该电阻的阻值，应选择×1电阻挡，重新进行欧姆调零，然后再测电阻；按正常顺序操作后，指针的位置如图中b，则该电阻的阻值为：3×1=3Ω.
(2)待测电阻阻值约为3Ω，电流表量程为0.4A，则待测电阻两端最大电压约为：U=IR=0.4×3=1.2V，电压表量程为6V，电压表量程太大，电压表指针偏转角度太小，读数误差较大，实验误差较大。
(3)电源内阻不计，由图乙所示可知，电源电动势：E=U1+I1RX，E=U2+I2RX，解得：RX=；
2．某实验小组要测量电阻Rx的阻值．
（1）首先，选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______Ω．
（2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：
电压表V（3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（20
mA，内阻约2Ω）；待测电阻Rx；
滑动变阻器R1（0-2kΩ）；滑动变阻器R2（0-200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．
在图乙、图丙电路中，应选用图______（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用_______（选填“R1”或“R2”）．
（3）根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接_________．
（4）为更准确测量该电阻的阻值，可采用图戊所示的电路，G为灵敏电流计（量程很小），R0为定值电阻，R、R1、R2为滑动变阻器．操作过程如下：①闭合开关S，调节R2，减小R1的阻值，多次操作使得G表的示数为零，读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1；②改变滑动变阻器R滑片的位置，重复①过程，分别记下U2、I2，…，Un、In；③描点作出U-I图象，根据图线斜率求出Rx的值．下列说法中正确的有______．
A．闭合S前，为保护G表，R1的滑片应移至最右端
B．调节G表的示数为零时，R1的滑片应位于最左端
C．
G表示数为零时，a、b两点间电势差为零
D．该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响
【答案】（1）145-149（2）丙R2（3）如图；
（4）CD
【解析】（1）欧姆表读数=刻度盘读数×倍率，读数是14.6×10=146Ω
（2）由于待测电阻的电阻值比较大比电流表的内阻大得多，所以电流表使用内接法；由于两个滑动变阻器的电阻值都比较大，所以要选择限流电路．所以实验电路选择丙，滑动变阻器选择容易调节的变阻器，所以选择R2．
（3）根据实验的原理图，依次连接电路如图；
（4）闭合S前，为保护G表，开始时R1的电阻值要最大，所以滑片应移至最左端．故A错误；调节G表的示数为零时，与R1的滑片的位置无关．故B错误；该图实验的原理是利用惠斯通电桥法，G表示数为零时，a、b两点间电势差为零．故C正确；该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响．故D正确．故选CD.
点睛：本题关键要明确电阻的测量方法、原理和实验误差的处理，其中用伏安法测量电阻时电流表内、外接法和滑动变阻器的接法选择是重点所在．要知道惠斯通电桥测量电阻值的优点．
【专题三】设计性实验
1．（2016·全国新课标Ⅰ卷）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60
℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9
Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1
000
Ω），滑动变阻器（最大阻值为2
000
Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知U约为18
V，约为10
mA；流过报警器的电流超过20
mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60
℃时阻值为650.0
Ω。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
【答案】（1）连线如图所示
（2）R2
（3）①650.0
b
接通电源后，流过报警器的电流会超过20
mA，报警器可能损坏
②c
报警器开始报警
（3）①本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在60
℃时阻值为650.0
Ω；为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20
mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端；②先把变阻箱的电阻接入电路，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是650.0
Ω时，也就是温度达到了60
℃，报警器开始报警。
【考点定位】闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法
【名师点睛】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法。要特别注意本题使用了等效替换法，先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路，再接入热敏电阻时，就可以直接工作，这种做法灵活、方便、安全。
2.
某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15
mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20
Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E1（3
V，内阻不计）、电源E2（6
V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200
Ω）、滑动变阻器R2（0~500
Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9
Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30~80
℃之间任一温度的控制，电源E应选用
（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用
（选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至
（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针
（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针
（选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50
℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是
．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路；②观察到继电器的衔铁被吸合；③断开开关，将电阻箱从电路中移除；
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值；⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1
Ω
【答案】（1）E2
R2
（2）C
（3）不偏转
偏转
（4）⑤④②③①
材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小．若图1为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值．为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF．请按要求完成下列实验．
（1）设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102～0.8×102
N，不考虑压力对电路其它部分的影响），要求误差较小，提供的器材如下：
A．压敏电阻，无压力时阻值R0＝6000Ω　　　　
B．滑动变阻器R，全电阻约200Ω
C．电流表，量程2.5mA，内阻约30Ω
D．电压表，量程3V，内阻约3kΩ
E．直流电源E，电动势3V，内阻很小
F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33mA，电压表的示数如图3所示，则电压表的读数为_______V．
（3）此时压敏电阻的阻值为________Ω；结合图1可知待测压力的大小F＝________
N．（计算结果均保留两位有效数字）
【参考答案】（1）如图所示。（3分）（2）2.00（2分）
（3）1.5×103Ω（2分）
0.60×102N（2分）
【命题意图】本题考查电路设计、电压表读数、欧姆定律、图象分析及其相关知识。
4．需要组装一个单量程的欧姆表，所给电源的电动势为3.0V，内阻可忽略不计；电流表A的量程0～3mA，内阻500Ω；其他可供选择的器材：
（1）变阻器R1（阻值范围0～300Ω）
（2）变阻器R2（阻值范

展开更多......

收起↑