高中物理电学实验总结.pdf

第 1 页 共 19 页高中物理电学实验总结高中物理电学实验总结电学实验是高考考察的重要内容，几乎每年都涉及到，有时侧电学实验是高考考察的重要内容，几乎每年都涉及到，有时侧重：重：1、电子仪器的选用共和读书2、电路的设计3、数据的处理和误差分析一一专题要点专题要点1.测定金属的电阻率2.描绘小灯泡的伏安特性曲线3.电表的改装4.测电源电动势和内阻5.多用表探索黑箱内的电学原件二二重点摘要重点摘要1.测定金属的电阻率实验目的：用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。实验原理：根据电阻定律公式 R=，只要测量出金属导线的长度 和它的直径 d，计算出导线的横Sll截面积 S，并用伏安法测出金属导线的电阻 R，即可计算出金属导线的电阻率。实验器材：被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。实验步骤：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值 d，计算出导线的横截面积 S。按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量 3 次，求出其平均值。l把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误第 2 页 共 19 页后，闭合电键 S。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U 的值，断开电键 S，求出导线电阻 R 的平均值。将测得的 R、d 值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电llIUdlRS42阻率。拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项：本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度 I 的值不宜过大（电流表用 00.6A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。2.测定电源电动势和内阻实验目的：经历实验过程，掌握实验方法，学会根据实验合理外推进行数据处理的方法。进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量减小误差的方法。实验原理：电源电动势和内阻不能直接进行测量，但电源在电路中，路端电压和电流与电动势和内阻可以通过闭合电路欧姆定律建立联系，因此，通过测量路端电压和电流，可以计算电动势和内阻。由于有电动势和内阻两个未知量，所以要改变路端电压和电流至少获得两组数据，才能利用闭合电路欧姆定律（E=U+Ir)建立两个方程，解得电动势和内阻。实验方法：由（E=U+Ir)可知，测量器材为一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、电源、导线、开关由（E=U+Ir)变形（E=IR+Ir)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电流表、电源、导线、开关由（E=U+Ir)变形（E=U+Ur/R)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电压表、电源、导线、开关3.练习使用多用电表实验目的：练习使用多用电表测电阻 第 3 页 共 19 页实验原理：多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节 R 使指针满偏时有 Ig=（1）Rrrg中R 当电笔间接入待测电阻 Rx时，有 Ix=（2）xRR中 联立（1）、（2）式解得 =（3）gxII中中RRRx 由（3）式知当Rx=R中时，Ix=Ig，指针指在表盘刻度中心，故称 R中为欧姆表的中值电阻，21由（2）式或（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值 I，如果在刻度盘上直接标出与 I对应的 Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。实验器材：多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。实验步骤：机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开第 4 页 共 19 页表笔。换一个待测电阻，重复以上 2、3、4 过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。注意事项：多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。测量时手不要接触表笔的金属部分。合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在5R中的范围）。5R中若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏 角太小，应改换高挡位每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。测量完毕后应拔出表笔，选择开头置 OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。3.描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验目的实验目的1、描绘小灯泡的伏安特性曲线；2、分析曲线的变化规律并得出结论；3、能根据题目给出的实验数据，正确描出实验曲线，并由此计算相关物理量；能正确选择适的仪表和器材，选择适的量程和进行正确的实物连路，4、能处理相关的拓展性的实验课题；能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。二、实验原理实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，UI 图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压 U 和电流 I，然后在坐标纸上以 U 为纵轴，以 I 为横轴画出 UI 曲线。三、实验器材实验器材小灯泡、4V6V 学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。四、实验步骤、实验步骤第 5 页 共 19 页1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的 A 端，电路经检查无误后，闭合电键 S。3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数 I 和 U，记入记录表格内，断开电键 S；4、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流 I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。5、拆去实验线路，整理好实验器材。五、注意事项注意事项1、因本实验要作出 IU 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；2、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；3、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如 0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的 A 端；5、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。六、误差分析误差分析1、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的 I 值比真实值偏大；2、描绘 IU 线时作图不准确造成的偶然误差。三、相关的基础知识1滑动变阻器的两种接法限流接法 如图 2 所示。用电器 Rx 的电压调节范围：电路消耗的总功率为：EI限流接法的选用原则：测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只在小范围内变化，且待测电阻 Rx 与 R 接近时。电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。两种方法都满足时优先选用限流接法。（2）.分压接法 如图 3 所示(0)xERxUE rRxRSa R bE rRxP图 3第 6 页 共 19 页Rx 电压调节范围 0UxE。开关闭合前，P 应在 a 端。分压接法的选用原则：测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。待测电阻 Rx 远大于 R，且要求电压变化范围较大时。采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过 Rx 的额定值或电表量程时。2、电流表的内外接电流表外接法，如图 4 所示。误差分析：产生误差的原因：电压表 V 分流。适用于测小阻值电阻，即 Rx 远小于 Rv 时。电流表内接法，如图 5 所示。误差分析：产生误差的原因：电流表 A 分压。适用于测大阻值电阻，即 Rx 远大于 RA时。内、外接法的选用原则3.3.关于用关于用 U UI I 线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差用伏安法测量电源电动势、内电阻的学生实验中,有两种可供选择的实验电路。在两种电路中，由于伏特表的分流和安培表的分压引起的误差是不同的，我们可以用图线修正法简洁明快的分析两种电路引起的测量误差。第一种测量电路第一种测量电路：如图 10-20 和 10-21 中的 a 线，分别为测量电路和由此电路测出的数值画出的路端电压与电流强度的关系图线。误差分析方法如下：根据测量电路分析误差原因根据测量电路分析误差原因：本测量电路产生误差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的读数 I 小于干路总电流所致。考虑伏特表的内阻 RV,全电路的欧姆定律的方程应修正为IrU/()UUIrRv根据根据式寻找图线的准确点：式寻找图线的准确点：因电流的修正值为，可见当URUI U=0 时，电流误差为零。因此，图线与横轴的交点 P 为准确点，不须修正。在图线上任选一点在图线上任选一点 Q Q 进行修正进行修正：如图 12，Q 点的纵坐标 UQ不变，把(IQ+)做UQRU为 Q 点修正后的 Q/点的横坐标，连接 P 和 Q/得修正后的 UI 图线为 b 线。.VVXVAVXAVUR RURRIRRII测真VVAXAAAUUURRRRII测真VAR待待图4R待待AV图 5aVAR待b图 60AVRR R图 10-20图 10-21第 7 页 共 19 页比较两条图线的纵截距和斜率比较两条图线的纵截距和斜率：因图线的纵截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻。所以，,rr/.可见电动势和内阻的测量值均小于真实值。/第二种测量电路第二种测量电路：如图 10-22 和 10-23 中的 a 线,分别为测量电路和由此测量电路画出的路端电压与电流强度的关系图线，误差分析方法如下：根据测量电路分析误差原因根据测量电路分析误差原因：本测量电路产生误差的原因是由于安培表的分压使得伏特表的读数小于电源的路端电压所致。考虑安培表的内阻 RA,全电路的欧姆定律的方程应修正为IrU)(/ARrIU根据根据式寻找图线的准确点：式寻找图线的准确点：因电压的修正值为，AIRU 可见当 I=0 时，电压修正值为零.所以,图线与纵轴的交点 P 准确。在图线上任选一点在图线上任选一点 Q Q 进行修正进行修正：如图 22，Q 点的横坐标 IQ不变，（UQ+IQRA）做为修正后 Q/点的纵坐标，连接 P 和 Q/得修正后的 UI 图线为 b 线。比较两条图线的纵截距和斜率比较两条图线的纵截距和斜率：得=，rr/。可见，电动/势的测量值与真实值相等，而内阻的测量值大于真值。题型 1.（多用电表的使用）如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6 为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各点连接。（1）为了检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点 1、2 已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点 1、2 同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。（2）在开关闭合情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，则表明_ 可能有故障（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。例例 2：如图 10-3 所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.（1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？图 10-3图 10-22图 10-23第 8 页 共 19 页（3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？例例 3：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约 5,额定功率为 1 W）；电流表A1（量程 00.6 A,内阻 0.2）;电流表A2（量程 03 A，内阻0.05）;电压表V1（量程 03 V，内阻 3 k）;电压表V2（量程 015 V，内阻 15 k）;滑动变阻器R0（050）,蓄电池（电动势为 6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并画出实验电路图.例例 4：用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻 Rx（约 100）;直流电流表（量程 010 mA、内阻 50）;直流电压表（量程 03 V、内阻 5 k）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（015、允许最大电流 1 A）；开关 1 个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.例例 5：某电压表的内阻在 2050K 之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材:待测电压表 V(量程 3V)，电流表 A1(量程 200A)，电流表 A2(量程 5mA)，电流表A3(量程 0.6A)，滑动变阻器 R(最大阻值 1k)，电源 E(电源电压为 4V)，开关 S.(1)所提供的电流表中应选用(填字母代号).(2)为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图 10-9 方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出).例例 6：有一改装的电流表A1需要与一标准电流表A2进行校对，采用如图所示 10-11 的电路，其中E为电源，R0为一限流电阻，R为一可变电阻，S为电键，限流电阻能够限制电路中的最大电流，使之不超出电流表的量程过多，从而对电流表起保护作用。实验中已有的器材及其规格如下：蓄电池E（电动势 6v，内阻约为 0.3），改装电流表A1（量程 00.6A,内阻约为 0.1）标准电流表 A2(量程 00.6A3A,内阻不超过 0.04）实验中备有的电阻器规格如下：A固定电阻（阻值 8，额定电流 2A）B固定电阻（阻值 15，额定电流 2A）C滑动变阻器（阻值范围 020，额定电流 2A）D，滑动变阻器（阻值范围 0200，额定电流 2A）已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为 6 大格，要求从 0.1A 起对每条刻线一一进行核对，为此，从备用的电阻器中，R0应选用 ，R应选用 。（用字母代号填写）7.7.（20102010山东理综山东理综TT 2323）（2 2）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为 E）：若电流表示数为零、电压表示数为 E，则发生故障的图 10-9图 10-11第 9 页 共 19 页是 （填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档（填“欧姆100”“直流电压 10V”或“直流电流 25mA”），再将（填“红”或“黑”）表笔固定在 a 接线柱，把另一支表笔依次接 b、c、d 接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、。8.8.（20102010福建理综福建理综T19T19）（3）（6 分）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下 为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。9.（2010新课标全国卷新课标全国卷T23）（11 分）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻 RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将 RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图 1 虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL的阻值随 RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下 RL的阻值，测量电路如图 1 所示，图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如表 l 所示。图 1第 10 页 共 19 页 回答下列问题 （1）根据图 1 所示的电路，在图 2 所示的实物图上连线。（2）为了检验 RL与 t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作 RLt 关系图线。（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图 3、4 所示。电流表的读数为_ ，电压表的读数为_ 。此时等效电阻LR的阻值为_ ：热敏电阻所处环境的温度约为_ 。10.（2010四川理综四川理综T22（1）在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完表 1第 11 页 共 19 页成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。电压表量程 3V内阻约为 900V1电压表量程 10V内阻约为 3KV2电流表量程 60mA内阻约为 5A电源 E1电动势 1.5V内阻约为 0.2电源 E2电动势 4.5V内阻约为 0.4滑动变阻器（最大阻值为 10）。粗细均匀的同种电阻丝，开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下：A.选取图中器材，按示意图连接电路B.用伏安法测定电阻丝的阻值 RC.用刻度尺测出电阻丝的长度 LD.依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤 B、CE.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系L(m)0.99560.80490.59810.40210.1958R()104.885.365.246.627.1为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。（I）（II）11.（2010.重庆理综重庆理综 T 22）（2）在探究小灯泡的的伏安法测电阻实验中，所用器材有灯泡I，量程恰当的电流表 A 和电压表V，直流电源的滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从OV表开始变化实验中滑动变阻器应采用_ 接法（“分压”或“限流”）某同学已连接如题 22 图 2 所示的电路，在连接最后一根导线的 c 端到直流电源正析之前，请指出其中仅有的2 个不当之处，并说明如何改正A：_B:_第 12 页 共 19 页分别测得两只灯泡 l1和 l2 的伏安特性曲线如题 22 图 3 中和所示，然后将灯泡 l1、l2与电池组（电动势和内阻均衡定）连成题 22 图 4 所示电路。多次测量后得到通过 l1和 l2的电流平均值分别为 0.30A 和 0.60A.A.在题 22 图 3 中画出电池组路端电压 U 和电流 I 的关系曲线。B.由该曲线可知电池组的电动势为_V,内阻为_(取两位有效数字)12.贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻.所给的实验器材有：待测电源 E，定值电阻 R1（阻值未知），电压表 V（量程为 3.0 V，内阻很大），电阻箱 R（099.99），单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干.(1)珊珊连接了一个如图 7-3-14 所示的电路，她接下来的操作是：将 S2接到 a，闭合 S1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图 7-3-15 甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为 2.20 V，然后断开 S1；保持电阻箱示数不变，将 S2切换到 b，闭合 S1，记录此时电压表的读数（电压表的示数如图乙所示），然后断开 S1.请你解答下列问题：第 13 页 共 19 页图甲所示电阻箱的读数为_，图乙所示的电压表读数为_V.由此可算出定值电阻 R1 的阻值为_（计算结果保留两位小数）.在珊珊上面第步的操作中，有一处不恰当，请您帮她指出来_.（2）在完成上述操作后，珊珊继续以下的操作：将 S2 切换到 a，多次调节电阻箱，闭合 S1，读出多组电阻箱的示数 R 和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的 图象.由此可求得电源电动势 E 和电源内11UR阻 r，其中 E=_V（计算结果保留两位小数）.第 14 页 共 19 页12.【解析】（1）电阻箱的读数=210+01+00.1+00.01=20.电压表的读数=2.80 V.在第步操作中，不恰当的是：应在切断电源的情况下调节变阻箱.（2）根据电压分配特点知：故 E=2.86 V.答案：（1）20 2.80 5.45 应在切断电源的情况下，调节变阻箱 （2）2.8611.【命题立意命题立意】考查伏安法测电阻实验中滑动变阻器的用法、电路的实际连接以及伏安特性曲线的应用【规范解答规范解答】探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从 0 到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法。在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误。连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为 0 端，在图中是 b 端，以保护电源和电表。描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），则内阻为7.23.06.00.38.3r，电动势为7.203.08.3Er，6.4E V，然后作出准确图像如图。第 15 页 共 19 页【答案】分压 A.电键不应闭合，应处于断开状态 B.滑动变阻器的滑动触头 P位置不当，应将其置于 b 端 4.6V 2.710.【10.【命题立意命题立意】考查根据实验要求，正确选用实验器材，减小实验误差【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答规范解答】根据电动势大小电压表量程不能选择 10V，电路图中选择 V1正确。电压表为减小测量误差要求指针偏转过半，故 1.5 V 的电动势太小，电源 E1应该改选 E2。由于第一组测量值为 104.8，为大电阻，用内接伏安法，第五组测量值为 27.1，为小电阻用外接伏安法.答案（）将电源 E1改选 E2（）判断电流表的内外接法，作出相应调整9.【命题立意命题立意】本题以研究半导体材料的伏安特性立意命题，考查考生对电学实验的基本要求，即实物连线、数据处理、电流表和电压表的读数等。【思路点拨思路点拨】解答本题可按以下思路分析：根据电路原理图进行实物连线根据表中实验数据在坐标纸上描点作直线先确定两表的精确度得两表读数值根据电源电动势与电压表的量程选定电动势为 4.5V 电源和量程为 3V 的电压表结合电阻的大小判断电表是内接还是外接第 16 页 共 19 页【规范解答规范解答】（1）根据电路图连接实物。（2）根据数据描出点，作出直线。（3）)(5.43100.11500.5)(00.5.050606)(0.1150.23301503IURVUmAI，对照图找出相应的温度为 64.0C。【答案答案】（1）如图所示（2）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5，64.0或 6266C8【8【命题立意命题立意】要求考生从提供的实验器材中选择若干合适的器材，进行实物图连线，在特定的实验要求下，完成测量待测电阻的电路连接，考生必须在熟练掌握教材中的有关伏安法测定电阻等电学实验的基础上，选择合适的器材设计电路，对考生的实验能力要求较高。【思路点拨思路点拨】要从电表的量程和确定的内阻等参数中注意电表的特殊用法【规范解答规范解答】由于待测电阻约 1000,滑动变阻器阻值 100，要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变阻器采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流 9mA,显然 3A 的电流表第 17 页 共 19 页不能用，因此将 V1当作电流表使用。由于 V1表的电压能够测量，故采用 V1表内接法。【答案答案】测量Rx阻值的电路如图 7.【7.【命题立意命题立意】本题以测定金属电阻率的实验为背景，考查的却是多用电表检测电路故障问题，主要考查多用电表的使用、电路故障分析、直流电压表的原理等知识点。【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答规范解答】若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为 E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的是一定是“待测金属丝”。电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路。因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表（量程高于电源电动势）来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的 10V 直流电压档来检查故障。多用电表的红表笔应和电源的正极相连，若只有滑动变阻器断，则多用电表的示数依次是 0、E、E。答案：待测金属丝 直流电压 10V；红 0、E、E6、【审题审题】本题中给出了固定限流电阻的选择，首先要明确其作用，实验要求电流范围在0.10.6A 之间，即电路中仅有限流电阻时的电流要略大于 0.6A，同时要配合滑动变阻器，保证电路中的最小电流不超过 0.1A。【解析解析】已知改装表量程为 00.6A，要求从 0.1A 起对每条刻线进行核对，所以，电路中最大电流不能小于 0.6A，最小电流不能大于 0.1A。电源电动势为 6v，根据欧姆定律IR总，电路中最小总电阻不能大于 10，电路中除固定电阻和滑动变阻器外，其它电阻总阻值等于 0.44，所以固定电阻R0应选用A（8）；又因最大总电阻不能小于 60，滑动变阻器应选用D（200）。5、【审题审题】测量电压表的内阻，从已知条件看，需测量通过电压表的电流，因此，需估算通过电压表的最大电流来判断所用电流表的量程。同时，滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻，控制电路应采用分压接法。【解析解析】电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积，估算电路中的最大电流为AARUIVm150102033故障表现两种电表示数故障分析第 18 页 共 19 页图 10-5所以应选电流表 A1，与电压表串联在电路中.滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻.如果用滑动变阻器连成限流电路，一则它对电路的调控作用很不明显，二则是待测电压表分得的最小电压约为VVURRRUVV8.341020101020333大于电压表的量程，变阻器明显不能组成限流电路，这样变阻器应作为分压器接在电路中，就不会出现上述问题，电路如图 10-10 所示.4、【审题审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。【解析解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于Rx，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻vARR器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=24 mA10 mA,此时电流仍超xARRRE过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图 10-5 所示.3、【审题审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=V2.2 V,I=A=0.45 A.51PR5/1/RP则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，则电流表必须外接.30002.0VARR因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额，因该实验没有对电流、电压5056 REEx的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图 10-4 所示.【总结总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于图 10-4E 图 10-10第 19 页 共 19 页调节，故限流接法是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即例二、例二、【审题审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键【解析解析】（1）若 K 断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故U1E 2E（2）若 K 闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故 0U1E（3）U1=IR并，R并=,I=得：U1=RLRxRLRxLRxLRE)(并LxxLELx22【总结总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同1、解析：(1)在 1、2 两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在 1、2 同时断开的情况下,应选用欧姆档；(2)表明 5、6 两点可能有故障；(3)调到欧姆档将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。