《點(diǎn)亮高考》物理系列教案：8.2《電流表和電壓表_電阻的測(cè)量》

第2講 電流表和電壓表電阻的測(cè)量考情直播1、考綱要求考綱內(nèi)容能力要求考向定位1 .電流表、電壓表、 多用電表、滑動(dòng)變阻 器、電阻箱等。2 .電阻的測(cè)量1 .會(huì)是用電流表和電壓表測(cè)量 電流和電壓。2 .掌握電流表和電壓表的改裝 原理。3 .掌握測(cè)量電阻的幾種方法。(1)電阻的測(cè)量是高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)的焦點(diǎn)。(2)從其考查的知識(shí)點(diǎn)來(lái)看，電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是考查 的的重點(diǎn)?？季V要求在電流表的內(nèi)、外接的選擇， 滑動(dòng)變阻器分壓、限流式選擇；實(shí)驗(yàn)器材的選擇以 及表頭的改裝等具體問(wèn)題中靈活運(yùn)用上述基礎(chǔ)知 識(shí)。(3)考綱要求熟悉電流表、電壓表和多用電表的使 用2、考點(diǎn)整合考點(diǎn)一電壓表和電流表(1)電流表原理和主要參數(shù)電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角0與電流強(qiáng)度I成正比，即0 =kI,故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有，表頭內(nèi)阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過(guò)的最大電流值，此時(shí)指針達(dá)到滿偏；滿偏電壓U：即指針滿偏時(shí)，加在表頭兩端的電壓，故Ug= Ig&(2)電流表改裝成電壓表方法：串聯(lián)一個(gè)分壓電阻 R,如圖所示，若量程擴(kuò)大n倍，即U n=Ug則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值R=U：Rg =(n-1)Rg,故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。(3)電流計(jì)擴(kuò)大量程方法：并聯(lián)一個(gè)分流電阻 R,如圖所示，若量程擴(kuò)大n倍，即n= Ig_ Ig _ Rg則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值R= Rg =g-，Ir n-1故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越小。需要說(shuō)明的是，改裝后的電壓表或電流表，雖然量程擴(kuò)大了，但通過(guò)電流表的最大電流或加在電流表兩端的最大電壓仍為電流表的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug,只是由于串聯(lián)電路的分壓及并聯(lián)電路的分流使表的量程擴(kuò)大了。特別提醒電壓表和電流表的改裝原理，實(shí)質(zhì)是串并聯(lián)電路中的串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流知識(shí)點(diǎn)的應(yīng) 用。改裝后的電壓表和電流表滿偏時(shí)，實(shí)際流過(guò)電流計(jì)的電流并沒有增大，仍為電流計(jì)原來(lái) 的滿偏電流。例1 （2008海南卷）14、一毫安表頭 滿偏電流為9.90 mA,內(nèi)阻約為300 Q.要求將此毫安表頭改裝成量程為 1 A的電流表，其電路原理如圖所示.圖中， 是量程為2 A的標(biāo) 準(zhǔn)電流表，R為電阻箱，R為滑動(dòng)變阻器，S為開關(guān)，E為電源.完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至 端（填" a”或" b”），電阻箱 區(qū)的阻值調(diào)至零；合上開關(guān)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1 A;調(diào)節(jié)電阻箱 R的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）；多次重復(fù)步驟，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為 ,同時(shí)毫安表指針滿偏.回答下列問(wèn)題：在完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后，電阻箱使用阻值的讀數(shù)為為.用改裝成的電流表測(cè)量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時(shí)流過(guò)電阻箱的電流為 A.對(duì)于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個(gè)可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素：答案：（1） 如圖；b； 減小；1A ； （2）310 ;0.495 （0.4940.496均可）；例如：電阻箱和滑動(dòng)變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標(biāo)準(zhǔn)表和毫安表頭的讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實(shí)際電流的大小不成正比等等。解析：（1）將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至b點(diǎn)是為了保護(hù)毫安表；在調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，由于接入回路的電阻增加，故電流表電流會(huì)減??；為了能成功改裝為 1A的量程的電流表，需要通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使標(biāo)準(zhǔn)電流表示數(shù)回到1A； （2）電阻箱的電阻讀數(shù)為3.1 Q此時(shí)毫安表滿偏，電阻箱上的電流為1000mA 9.9mA=990.1mA,根據(jù)并聯(lián)電阻值與電流值成反比，可計(jì)算毫安表的內(nèi)阻為310Q;若毫1A,還有電安表半偏，電阻箱的電流也減半為495mA=0.495A ;本實(shí)驗(yàn)可能因電阻箱和滑動(dòng)變阻器的阻值不能連續(xù)變化，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)電流表的示數(shù)無(wú)法精準(zhǔn)顯示表本身讀數(shù)上的誤差，以及電表指針偏轉(zhuǎn)本身不是隨電流均勻偏轉(zhuǎn)等都可能影響改裝后的電 流表的準(zhǔn)確程度。規(guī)律總結(jié)解決電壓表或電流表量程擴(kuò)大問(wèn)題，關(guān)鍵是要理解表頭中只能通過(guò)的最大電流 是電表偏轉(zhuǎn)的最大角度，同量理解指針偏轉(zhuǎn)的角度與流過(guò)表頭的電流大小成正比.作為多量 程問(wèn)題，要注意每一次擴(kuò)大量程，都要以前一次為基礎(chǔ)，畫出其電路示意圖，才不會(huì)將擴(kuò)大 部分與原來(lái)部分弄錯(cuò).考點(diǎn)二電阻的測(cè)量、實(shí)驗(yàn)原理:原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用安培表測(cè)出通過(guò)電流，用R=U/ I即可得到阻值.三、實(shí)驗(yàn)電路選擇1、測(cè)量電路一一電流表內(nèi)外接法選?。?）電路的對(duì)比二.伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式（如圖所示）連接方式誤差來(lái)源測(cè)量值與真實(shí)值關(guān)系適用范圍外接法電壓表分流電流表的讀數(shù)大于流過(guò)待測(cè) 的電流，故：R測(cè)娛真測(cè)小電阻內(nèi)接法電流表分壓電壓表讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩 端的電壓，故：R測(cè)R真測(cè)大電阻(b)(a)（2）判斷方法a、直接比較法：當(dāng)待測(cè)電阻 Rx較小且遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻 Rv時(shí)，應(yīng)選用外接法；當(dāng)待測(cè) 電阻Rx較大且遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻 Ra時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)接法。Ib、臨界值法：當(dāng)待測(cè)電阻 RRaRv時(shí)，視Rx為小電阻，應(yīng)選用外接法；當(dāng)Rx國(guó)R時(shí)，視Rx為大電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法；當(dāng)Rx= JRARV時(shí)，兩種接法均可。2、控制電路一一滑動(dòng)變阻器分壓式、限流式接法選取如圖所示的兩種電路中，滑動(dòng)變阻器（最大阻值為R）對(duì)負(fù)載Rl的電壓、電流強(qiáng)度都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖（a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法.1,（1）電路的對(duì)比負(fù)載Rl上電壓調(diào)節(jié)范圍（忽略 電源內(nèi)阻）負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍 （忽略電源內(nèi)阻）相同條件下電路消耗的總功率限流接法RL- EW Ul< ERl +RoEE& Rl + RoRlEL分壓接法0< Ul<E7 Eo< Il< RlE ( IL+Iap)比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較?。?）滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動(dòng)變阻器以何種接法接入電路，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取.下列三種情況必須選用分壓式接法I、要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法.n、當(dāng)用電器的電阻 Rl遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值Ro,且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法.因?yàn)榘磮D（b）連接時(shí)，因Rl>>Ro>Rp，所以Rl與Rap的并聯(lián)值R并"Rap,而整個(gè)電路的總阻約為 Ro,那么RL兩端電壓 5=H并=U - Rap,R0顯然Ul8 Rap,且Rap越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作.出、若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí)，只能采用分壓接法.下列情況可選用限流式接法I、測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且RL與Ro接近或Rl略小于Ro,采用限流式接法.n、電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法.出、沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素采用限流式接法 .特別提醒利用伏安法測(cè)電阻，無(wú)論采用電流表的內(nèi)接還是外接都會(huì)產(chǎn)生誤差，這是由于實(shí)驗(yàn)原理 的不完善帶來(lái)的，屬于系統(tǒng)誤差。測(cè)量大電阻時(shí)，用電流表的內(nèi)接，測(cè)量的誤差相對(duì)小一些； 而測(cè)量小電阻時(shí)，用電流表的外接，測(cè)量的誤差相對(duì)小一些。例2用伏安法測(cè)量某一電阻 Rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測(cè)電阻額定功率為1 W）;電流表Al （量程00.6 A,內(nèi)阻0.2 ）;電流表A2 （量程03 A,內(nèi)阻0.05 ）;電壓表Vi （量程03 V,內(nèi)阻3 kQ）;電壓表V2 （量程015 V,內(nèi)阻15 kQ ）;滑動(dòng)變阻 器Ro （050 ）,蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為 6 V）、開關(guān)、導(dǎo)線.s E為了較準(zhǔn)確測(cè)量 Rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選 ,并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖解析:由待測(cè)電阻Rx額定功率和阻值的大約值，可以計(jì)算待 測(cè)電阻Rx的額定電壓、額定電流的值約為U= VpR - Ji x 5 2.2 V, I= #P/R 之 V175 =0.45 A.則電流表應(yīng)選Ai,電壓表應(yīng)選Vi.又因 血 MRv = 30.2 m 3000=24.5 Q >Rx,則電流表必須外接因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測(cè)電阻R,故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法，若用限E 6流接法，則被測(cè)電阻 Rx上的最小電流為Imin= = =0.11 AV I額，故可用限流電路Ex R 5 50電路如圖所示.規(guī)律總結(jié)1、器材選用與電路選擇應(yīng)注意從兩個(gè)方面去考慮：一是分析待測(cè)電路，二是 分析控制電路。2、在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，一般選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器，可方便調(diào)節(jié)。在滑動(dòng)變阻器作限流作用時(shí)，為使負(fù)載Rx既能得到較寬的電流調(diào)節(jié)范圍？又能使電流變化均勻，選擇變阻器時(shí)，應(yīng)使其總電阻一R0大于R, 一般在2 5倍為好。在滑動(dòng)變阻器作為分壓作用時(shí)，一般取滑動(dòng)變阻器的總電阻R在0.1Rx 0.5Rx之間為例題3某電流表的內(nèi)阻在 0.1 0.2 之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，可選用的器材如下:A.待測(cè)電流表 A1 （量程0.6A）;C.電壓表V2 （量程15V,內(nèi)阻約10kQ）；E.定值電阻R2 （阻值5白）F.（1）電壓表應(yīng)選用 ;（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；B.電壓表 V1 （量程3V,內(nèi)阻約2kQ ）D.滑動(dòng)變阻器R1 （最大電阻10Q）電源E （電動(dòng)勢(shì)4V） G.電鍵S及導(dǎo)線若（3）如測(cè)得電壓表的讀數(shù)為 V,電流表的讀數(shù)為I,則電流表A1內(nèi)阻的表達(dá)式為：RA =U計(jì)算電流表的I解析本題利用電壓表指電壓，電流表指電流的功能，根據(jù)歐姆定律R=, ，一2內(nèi)阻。由于電源電動(dòng)勢(shì)為 4V,在量程為15V的電壓表中有 2的刻度沒有利3用，測(cè)量誤差較大，因而不能選；量程為3V的電壓表其量程雖然小于電源電動(dòng)勢(shì)，但可在電路中接入滑動(dòng)變阻器進(jìn)行保護(hù)，故選用電壓表Vi。由于電流表的內(nèi)阻在 0.1 0.2之間，量程為0.6A ,電流表上允許通過(guò)的最 大電壓為0.12V,因而伏特表不能并聯(lián)在電流表的兩端，必須將一個(gè)阻值為5的定值電阻及與電流表串聯(lián)再接到伏特表上，才滿足要求?；瑒?dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中分壓與限流的連接方式均符合要求，但考慮限流的連接方式節(jié)能些，因而滑動(dòng)變阻器采用限流的連接方式。故本題電壓表選用 Vi；設(shè)計(jì)電路圖如圖1所示；電流表 Ai內(nèi)阻的表達(dá)式為：RaU=R2。I規(guī)律總結(jié)電流表內(nèi)阻的測(cè)量和一般電阻的測(cè)量一樣，所不同的就是電流表可提供通過(guò) 自身的電流值作為已知條件?？键c(diǎn)三實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，控制?shí)驗(yàn)條件，能靈活地運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器 去處理問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。也是高考實(shí)驗(yàn)題的主要試題。一、器材選擇的原則：1 .準(zhǔn)確性原則：選用電表量程應(yīng)可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí) 盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉(zhuǎn)不到滿偏角度的1/3,讀數(shù)誤差較大。2 .安全性原則：通過(guò)電源，電表，滑動(dòng)變阻器，用電器的電流不能超過(guò)其允許的最大電 流。3 .便于操作原則：選擇控制電路時(shí)，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實(shí)驗(yàn)要求， 又要注意便于操作。二、實(shí)物圖連線技術(shù)無(wú)論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好；對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng) 作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可(注 意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。對(duì)分壓電跣應(yīng)該先把曳遮、一一.電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中 任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的 情況，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。.例4.用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值(900-1000 Q ),如圖.電源,具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V;電壓表 V1,量程為1.5V,內(nèi)阻n=750Q電壓表 V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500 a滑動(dòng)變阻器，最大阻值約為100 a 單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干.(1) .測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測(cè)量電阻 Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注).(2) .根據(jù)你既畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出連線(3) .若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用 5表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為.解析本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)量一待測(cè)電阻的阻值，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格作如下思 考:（1） .電源電動(dòng)勢(shì)約為9V,而電壓表量程較小，且所用變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值，因此應(yīng) 考慮用變阻器分壓接法.（2） .題中未給出電流表，而已知電壓表的量程和內(nèi)阻，因此電壓表可作電流表使用，這是本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.實(shí)驗(yàn)電路如圖（3） .實(shí)物圖連接也是高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種關(guān)鍵.注意兩點(diǎn)：一是畫出的電路圖器材符號(hào)與實(shí)物圖中實(shí)物擺放的位置基本一致，便于連接實(shí)物圖.二是實(shí)物圖的連線盡可能規(guī)則，而且不相交.規(guī)律總結(jié)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題型可歸納為以下3類：（1） .給出實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).（2） .給出實(shí)驗(yàn)情景，設(shè)計(jì)處理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試題給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮碗娐穲D，推測(cè)實(shí)驗(yàn)原理，完 成數(shù)據(jù)處理，或者完成實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理，給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠鞑牟襟E，要求處理數(shù)據(jù)并誤差分析.10 左右）所以應(yīng)（3） .自選實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)、選擇實(shí)驗(yàn)電路 考點(diǎn)四 描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)電路原理電路如圖所示，因?yàn)樾‰娭椋葱襞荩┑碾娮栎^?。?該選用安培表外接法。小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了 反映這一變化過(guò)程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分國(guó)回法。開始時(shí)滑動(dòng)觸頭應(yīng)該位于左端（使小燈泡兩端的電壓為零）。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I-U曲線如右，說(shuō)明燈絲的電阻隨溫度升高而增大， 也就說(shuō)明金屬電阻率隨溫度升高而增大。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）若選用的是標(biāo)有“ 3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程；電壓表開始時(shí)應(yīng)選用 0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近 3V時(shí)，再改用0-15V量程。考點(diǎn)分析考查利用伏安法測(cè)燈泡的伏安曲線與處理圖象能力例題5. （2008天津卷）（2）用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路，請(qǐng)將實(shí)物圖連線成為實(shí)驗(yàn)電路。微安表4（量程200 A 內(nèi)阻約200C）;電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約10KC）;電阻R（阻值約20kC）;滑動(dòng)變阻器R（最大阻值50 C ,額定電流1 A）.電池組E（電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。答案：實(shí)物連接如圖為500mA的電流表，又因?yàn)?所以采用安培表外接法。所以選擇甲圖。解析：從題目中給的電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻以及待測(cè)電阻R0的阻值可以判斷測(cè)量電路要用伏安法的內(nèi)接法，變阻器的電阻比較小，所以電源電路采用分壓法。例6、（06全國(guó)）現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓 4 V、額定功率1.6 W的小燈泡（圖中用 耍）表示）的伏 安特性曲線。要求所測(cè)電壓范圍為0.1 V4 V?，F(xiàn)有器材：直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5 V,內(nèi)阻不計(jì)），電壓表 （量程4.5 V,內(nèi)阻約為4X1040 電流表 （量程250 mA,內(nèi)阻約為2 Q,電流表 口（量程500 mA,內(nèi)阻約為1 Q,滑動(dòng)變 阻器R （最大阻值約為30 Q ,電子鍵S,導(dǎo)線若干。如果既要滿足測(cè)量要求，又要測(cè)量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是 個(gè)電路應(yīng)該選用的是。爐甲 = = = 10n解析：（1）燈泡的電阻 P 1-6 ，由E 4 5/ = 0.45,4 二 450陷為 250 班4五11。，所以選擇量程規(guī)律總結(jié)此實(shí)驗(yàn)待測(cè)燈泡的電阻小又要求從 0開始測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以采用“測(cè)小用外接，零起必分壓”的實(shí)驗(yàn)方法?？键c(diǎn)5測(cè)定金屬的電阻率被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法；本實(shí)驗(yàn)不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用 限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該在右端。本實(shí) 驗(yàn)通過(guò)的電流不宜太大，通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化?？键c(diǎn)分析考查螺旋測(cè)微器的讀數(shù)與伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)知識(shí)例題7. (04年海淀一模)在“測(cè)金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需要用刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度1,用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d,用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻Rx。(1)請(qǐng)寫出測(cè)金屬絲電阻率的表達(dá)式：p= (用上述測(cè)量量的字母表示)-KVHRxA>4PR2(2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖6所示，則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為 1=cm,金屬絲直徑的測(cè)量值為 d=mm。(3)用電流表和電壓表測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。按如圖 7所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差。利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是：第一步：先將R2的滑動(dòng)頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān) 向1閉合，閉合電鍵 6,調(diào)節(jié)滑 動(dòng)變阻器Ri和R2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些 (在不超過(guò)量程的情況下)，讀出此時(shí)電 壓表和電流表的示數(shù) Ui、Ii。第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S2向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù) U2、12。請(qǐng)寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式解析：(1)根據(jù)電阻定律可得 p =兀d2Rx/41, (2)因偶然誤差1=36.4736.50,根據(jù)螺旋測(cè)微器 的讀數(shù)方法知d=0.7970.799, (3)由串聯(lián)電路規(guī)律得：Rx=U1 _里1 11 2規(guī)律總結(jié)此題實(shí)際告訴一種消除伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差的方法?？键c(diǎn)6練習(xí)使用多用電表1 .歐姆表構(gòu)造及符測(cè)電阻I 二Rgr RoRx所以：Rx = E - （Rg r R）注意：指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過(guò)表頭的電流大小成正比，但被測(cè)電阻的大小與流過(guò)表頭的電流 大小所成的關(guān)系如上，既不成正比，也不成反比.3、使用多用電表時(shí)首先應(yīng)該根據(jù)被測(cè)物理量將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。使用前應(yīng)先進(jìn)行機(jī) 械調(diào)零，用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào) 零，即將紅黑表筆厘接?_洲至歐姆謖零旋包，一.便i自指有端簽到線處二歐姆擋.的使用： 選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200 就應(yīng)該選X 10的倍率。調(diào)零。將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。將選 擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應(yīng)增大倍率； 如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應(yīng)減小倍率?？键c(diǎn)分析考查利用多用電表測(cè)電壓、電流與電阻的使用方法 例7.多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測(cè)量的物理量是若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測(cè)量的物理量是若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測(cè)量的物理量是若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來(lái)的正確操作步驟應(yīng)該依次為： 全部測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到 或者 c無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量（限于直流），電流都應(yīng)該從色 表筆經(jīng) 插孔流入電表。解析直流電壓，1.24V。直流電流，49mA。 電阻，17kQ。該用X 1kQ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆 分別接觸被測(cè)電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘以倍率得測(cè)量值。 OFF,交流電壓500V檔位置。紅，正。,測(cè)量結(jié)果為,測(cè)量結(jié)果為,測(cè)量結(jié)果為規(guī)律總結(jié)多用電表可以測(cè)直流電壓與電流，也可以測(cè)交流電壓與電流，還可以當(dāng)歐姆表來(lái)測(cè)電阻。當(dāng)歐姆表用時(shí)：使用前要經(jīng)過(guò)調(diào)整（機(jī)械調(diào)零，選 擇量程后要電阻調(diào)零），使用后要復(fù)位（拔出表筆，選擇開關(guān)應(yīng)置于 “OFF檔或交流高壓檔） 使用過(guò)程中換檔后要重新調(diào)零。高考重點(diǎn)熱點(diǎn)提醒探究電學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合考察例1 （2008全國(guó)卷1） n . （12分）一直流電壓表（V，量程為1V,內(nèi)阻為10000?，F(xiàn)將一阻值在 50007000之間的固定電阻Ri與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程。為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源（電動(dòng)勢(shì)E為67V, 內(nèi)阻可忽略不計(jì)），一阻值R2=2000 的固定電阻，兩個(gè)單刀 開關(guān)6、S2及若干導(dǎo)線。（1）為達(dá)到上述目的，將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖（2）連線完成以后，當(dāng) S與3均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù) 為0.90 V;當(dāng)Si閉合，&斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70 V,由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V,電源電 動(dòng)勢(shì)為 V.答案：7, 6.3解析：（1）將待測(cè)電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后與電源連接即可。設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為 E,則由閉合電路歐姆定律，當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí)，R2被短路，有：當(dāng) S閉合，斷開時(shí)，解兩式得：R1=6000 Q , E=6.3V;根據(jù)串聯(lián)分壓原理， 可得電壓表量程為 7V。例2 （2008全國(guó)卷2） （2） （13分）右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖. 該實(shí)驗(yàn)可用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻 Rx的 阻值（約500Q）.圖中兩具電壓表量程相同，內(nèi)阻都很大.實(shí)驗(yàn)步驟如下：調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值 R與待測(cè)電阻的阻值接近；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)到最右端.合上開關(guān)S.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左端滑動(dòng)，使兩個(gè)電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn).記下兩個(gè)電壓表 力和V2的讀數(shù)5和6多次改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置，記下V1和V2的多組讀數(shù) 5和6求Rx的平均值.回答下面問(wèn)題：（I）根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其中電阻箱的符號(hào)為 七分，滑動(dòng)變阻器的符號(hào)為 七七A,其余器材用通用的符號(hào)表示。(n)不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響，用Up U2和Ro表示Rx的公式為Rx=(m)考慮電壓表內(nèi)阻的影響，用ur 3、R、V1的內(nèi)阻1、避的內(nèi)阻上表示Rx的公式為Rx=答案:(1) 4.592 4.594;(2) I電路如圖：.U2II Rx2 &III. Rx =UzRorjUi2(Ro ri) -U2M1U1解析：(1)螺旋測(cè)微器固定刻度部分讀數(shù)為4.5mm,可動(dòng)刻度部分讀數(shù)為0.093mm,所以所測(cè)銅絲直徑為4.593mm。(2)不計(jì)電壓表內(nèi)阻，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，有： U1 =&n Rx = U2 RU2 RxU1(3)可考電壓表內(nèi)阻影響，則 R與Rvi的并聯(lián)電阻與 Rx與R v 2的并聯(lián)電阻串聯(lián)分壓，即：1111U2R0r1r2U1(十一) =U2(十一)解得：Rx =2-21。Ro r1Rx r2UMR n)-明凡口例3(原題無(wú)對(duì)應(yīng)圖像，刪去)例4 (2008寧夏卷)I.右圖為一正在測(cè)量中的多用電表表盤(1)如果是用x 10c檔測(cè)量電阻，則讀數(shù)為 G。(2)如果是用直流10 mA檔測(cè)量電流，則讀數(shù)為mA。(3)如果是用直流5 V檔測(cè)量電壓，則讀數(shù)為V。答案：I. (1) 60 (2) 7.18(3) 3.59解析：歐姆檔在最上面的一排數(shù)據(jù)讀取，讀數(shù)為6X100=600電流檔測(cè)量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù)，讀數(shù)為 7.18mA;同樣直流電壓檔測(cè)量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的中間一排數(shù)據(jù)較好，讀數(shù)為 35.9 X0.1V=3.59V例5 (2007全國(guó))有一電流表(A),量程為1mA,內(nèi)阻rg約為100Q。要求測(cè)量其內(nèi)阻?？蛇x用的器材有：電阻箱R0,最大阻值為99999. 9Q;滑動(dòng)變阻器甲，最大阻值為10kQ;滑動(dòng)變阻器乙，最大阻值為2k;電源Ei,電動(dòng)勢(shì)約為2V,內(nèi)阻不計(jì)；電源 E2,電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干。采用的測(cè)量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.斷開S和S2,將R調(diào)到最大；b.合上G,調(diào)節(jié)R使0滿偏；c.合上調(diào)節(jié)Ri使半偏,此時(shí)可認(rèn)為的區(qū)的內(nèi)阻rg=Ri。試問(wèn):(i )在上述可供選擇的器材中，可變電阻Ri應(yīng)該選 ；為了使測(cè)量盡是精確，可變電阻 R應(yīng)該選擇 ;電源E應(yīng)該選擇(ii)認(rèn)為內(nèi)阻rg=Ri,此結(jié)果與的rg真實(shí)值相比。(填“偏大”、“偏小”、“相等”)剖析(i)根據(jù)半偏法的測(cè)量原理，Ri必須選 R;由于電流表的滿偏電流很小，要求 R的阻值很大，故 R應(yīng)選滑動(dòng)變阻器甲，電源選擇E2,誤差較小。(ii)根據(jù)閉合電路的歐姆定律及電路特點(diǎn)可得：合上Si,調(diào)節(jié)R使?jié)M偏:EIg=R rarg合上S2,調(diào)節(jié)Ri使半偏(電路中的總電流)：1 =EIrgRR g-rrg - Ri故:I>IgO所以，通過(guò)電阻箱的電流 IRi：IRi > Ig用U表布電阻箱兩端電壓，則Ri = - <1 Ri即：rg>R故：認(rèn)為內(nèi)阻力=旦，此結(jié)果與的rg真實(shí)值相比偏小。答案(i ) & 滑動(dòng)變阻器甲E2(ii)偏小名師指引把電流表改裝成電壓表是新教材新增加的一個(gè)分組實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)時(shí)實(shí)驗(yàn)應(yīng)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器、步驟、誤差等方面加強(qiáng)研究。例6 (2007山東)檢測(cè)一個(gè)標(biāo)稱值為 5的滑動(dòng)變阻器?？晒┦褂玫钠鞑娜缦拢篈.待測(cè)滑動(dòng)變阻器 R,全電阻約5 a (電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù))B.電流表 Ai,量程0.6A,內(nèi)阻約0.6 C .電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.i2 QD.電壓表 Vi,量程i5V,內(nèi)阻約i5KQ E .電壓表 V2,量程3V,內(nèi)阻約3KQF.滑動(dòng)變阻器 R全電阻約20 aG .直流電源E,電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)H.游標(biāo)卡尺 I .毫米刻度尺 J .電鍵S導(dǎo)線若干(1)用伏安法測(cè)定 R的全電阻值，所選電流表 (填 A或" A ),所選電壓表 為(填 “V1” 或 “ V2”)。(2)畫出測(cè)量電路的原理圖，并根 據(jù)所畫原理圖將下圖中實(shí)物連接成 測(cè)量電路。電路原理圖和對(duì)應(yīng)的實(shí)物連接如圖 (3)為了進(jìn)一步測(cè)量待測(cè)量滑動(dòng)變 阻器電阻絲的電阻率，需要測(cè)量電阻絲的直徑和總長(zhǎng)度，在不破壞變阻器的前提 下，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，寫出所需器材及操 作步驟，并給出直徑和總長(zhǎng)度的表達(dá)式。剖析(3) 萬(wàn)案一： 需要的器材：游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺 主要操作步驟： 數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù) n 用毫米刻度尺(也可以用游標(biāo)卡尺)測(cè)量所有 線圈的排列長(zhǎng)度L,可得電阻絲的直徑為 d=L/n 用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器線圈部分的外徑D,可得電阻絲總長(zhǎng)度l=nTt (D-L)也可以用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器瓷管部分的外徑D,得電阻絲總長(zhǎng)n度 l =n (D-)on重復(fù)測(cè)量三次，求出電阻絲直徑和總長(zhǎng)度的平均值萬(wàn)案一需要的器材：游標(biāo)卡尺主要的操作步走驟：數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù) n用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器線圈部分的外徑Di和瓷管部分的外經(jīng)可得電阻絲的直徑為d=Di電阻絲總長(zhǎng)度1=口兀(D+D2)2重復(fù)測(cè)量三次，求出電阻絲直徑和總長(zhǎng)度的平均值答案(1) A V2 (2)如圖所示(3)見剖析