第39講物理實(shí)驗(yàn)(四)

目錄

實(shí)驗(yàn)12測定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測微器)......................................1

實(shí)驗(yàn)13描繪小電珠的伏安特性曲線....................................................7

實(shí)驗(yàn)14測定電源的電動勢和內(nèi)阻......................................................13

實(shí)驗(yàn)15練習(xí)使用多用電表............................................................18

實(shí)驗(yàn)12測定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測微器)

1.螺旋測微器

(D構(gòu)造：如圖所示，它的測砧2和固定刻度8固定在尺架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕O

和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在8上。

(2)原理：測微螺桿F與固定刻度8之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕。每旋轉(zhuǎn)

一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0..5門m,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或

后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到亳米的千分位上，因此，

螺旋測微器又叫千分尺。

(3)讀數(shù)：測量時(shí)被測物體長度的整亳米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。

測顯值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半亳米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一

位)x0.01(mm)

如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm,不足半亳米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最

后的讀數(shù)為：2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm。

2.游標(biāo)卡尺

(1)構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還

有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘。

圖實(shí)-7-3

(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。

(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。

不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分

刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見下

表:

刻度格數(shù)刻度總長每小格與1mm

精確度(可準(zhǔn)確到)

(分度)度的差值

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

⑷讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整亳米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻

線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+Kx精確度)mm。

3.伏安法測電阻

(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較

內(nèi)接法外接法

~(S>~\

電路圖

凡

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

U潴=UX+UA/?1=/x+/v

U測…CU襠RxRv

電阻R測一1—RX+RA>RXR^一加一凡+RBRX

測量值

測量值大于真實(shí)值測量值小于真實(shí)值

適用條件RA彌xRv>&

適用于測

大阻值電阻小阻值電阻

量

(2)兩種電路的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若&較小,

宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為"大內(nèi)偏大，小外偏小”。

②臨界值計(jì)算法：

最時(shí)，用電流表外接法；

Rx1府瓦時(shí)，用電流表內(nèi)接法。

③實(shí)驗(yàn)試探法：按圖實(shí)-7-4所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸

一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法;

如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。

（2023?梅河口市校級三模）在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，金屬絲的電阻Rx

三

產(chǎn)30

IhE25

20

三

-

一

一

酊

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖1所示，則d=mm.

（2）實(shí)驗(yàn)中提供的器材如下：

電流表A（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1Q）、電壓表V（量程。?3V,內(nèi)阻約3kQ）、滑動變

阻器R、電源（電動勢為3V,內(nèi)阻很?。㈤_關(guān)、導(dǎo)線若干。

①為了使電阻的測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，應(yīng)選擇下列哪個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？（填選項(xiàng)前

的字母）。

|i------<<

②選擇該電路的理由是：表分得的對電阻測量值影響較小。

③滑動變阻器有Ri（0-5。）和R2（0-100。）兩種規(guī)格可供選擇。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇

（填相應(yīng)字母）。

（3）其同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的測量電路來測量電阻，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材。

②只閉合開關(guān)％,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,在合適位置讀出電壓表Vi的示數(shù)U、電流表的示

數(shù)I。

③再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電流表的示數(shù)仍為L此時(shí)讀出電壓表的示數(shù)

5、電壓表V2的示數(shù)th。由此得出Rx=。

[練習(xí)2]（2023?道里區(qū)校級三模）在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中：

2.02.5

（1）測量一段電阻約為兒歐姆金屬絲的電阻時(shí)所用器材和部分電路連線如圖1所示，若

電流表內(nèi)阻約為幾十歐姆，量程為0-0.6A或0-3A,電壓表內(nèi)阻約為幾干歐姆，量程為

0-3V或0-15V,用筆畫代替導(dǎo)線完成電路連線。

（2）合上開關(guān)之前，圖1中滑動變阻器滑片應(yīng)置于最（選填“左”或“右”）

端。

（3）連好電路之后，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學(xué)由每組

U、I數(shù)據(jù)計(jì)算電阻，然后求電阻平均值，乙同學(xué)通過U7圖像求電阻。則兩種求電阻的

方法更合理的是（選填“甲”或“乙”）

（4）兩同學(xué)進(jìn)一步探究用銀格絲將滿偏電流lg=300pA的表頭G改裝成電流表。如圖2

所示，表頭G兩端并聯(lián)長為L的銀銘絲，調(diào)節(jié)滑動變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數(shù)為

I,改變L,重復(fù)上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出1黑1團(tuán)/團(tuán)圖像如圖3所示。則I-

團(tuán)1團(tuán)NI3圖像斜率k=mA-mo若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，

需要把長為m的銀銘絲并聯(lián)在表頭G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（2022?浙江）小明同學(xué)根據(jù)圖1的甩路連接器材來“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素

的定量關(guān)系二實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變合金絲甲接入電路的長度1、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，

使電流表的讀數(shù)I達(dá)到某一相同值時(shí)記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個(gè)團(tuán)〃團(tuán)713的

（2）在某次測量時(shí)，電壓表的指針位置如圖3所示,量程為3V,則讀數(shù)U=Vo

（3）已知合金絲日的橫截面積為7.0X10-8m2,則合金絲甲的電阻率為

C?m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字

（4）圖2中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣

的方法獲得的團(tuán)圖像，由圖可知合金絲甲的橫截面積（選填“大于”、

“等于”或“小于”）合金絲乙的橫截面積。

[練習(xí)4]（2023?佛山二模）某同學(xué)利用圖（a）所示的電路來測量某合金絲的電阻率，改變

合金絲右端PN接入電路的長度L,記錄L及對應(yīng)電流表電壓表的示數(shù)I和U,并作出

團(tuán)勿龍1—Z的圖像，如圖（c）所示。

亨/Q

ffi(a)圖(b)圖(c)

（1）用螺旋測微器測量合金絲多個(gè)不同位置的直徑d,求其平均值；其中?次測量如圖

（b）所示，則其讀數(shù)為mm：

（2）實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器滑片調(diào)至（選填“最左端”、“中

間”或“最右端”）；

（3）由圖（c）得到圖線的斜率為k,則該合金絲的電阻率p=（用

d、k表本）；

（4）圖（c）中圖線的縱軸截距b表不o

|練習(xí)5|（2023?門頭溝區(qū)一模）在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，選用金屬絲的電阻約

為

圖1圖3

（1）用螺旋測微器測量金屬絲直徑，示數(shù)如圖1所示，則金屬絲的直徑d=

mrrio

（2）實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有開關(guān)、若干導(dǎo)線及下列器材:

電壓表（量程0?3V,內(nèi)阻約3kQ）

電流表（量程。?0.6A,內(nèi)阻約0.1Q）

滑動變阻器（最大阻值5C,額定電流2A）

電源（電動勢為3V,內(nèi)阻不計(jì)）

某同學(xué)為了使金屬絲兩端電壓調(diào)節(jié)范圍更大，并使測量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，應(yīng)選用圖2所

示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖2

(3)該同學(xué)建立U-I坐標(biāo)系，如圖3所示。圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的六個(gè)坐標(biāo)

點(diǎn)，請描繪出U?l圖線,并由圖線數(shù)據(jù)計(jì)算出金屬絲的電阻為

。(結(jié)果保留1位小數(shù))。設(shè)被測金屬絲電阻為Rx，金屬絲直徑為d,接入電路部分的長

度為I,則該金屬絲電阻率的表土式是p=(用題目給出的物理

量符號表示)。

實(shí)驗(yàn)13描繪小電珠的伏安特性曲線

1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)測多組小電珠的“、/的值，并繪出一U圖象.：

(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系.

2.實(shí)驗(yàn)器材

小電珠“3.8VQ.3A“、電壓表"0?3V?15V“、電流表"0?0.6A?3A“、滑動變阻器、學(xué)生電

源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.

3.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)畫出電路圖(如實(shí)驗(yàn)原理圖甲).

(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、，開關(guān)用導(dǎo)線連接成如實(shí)驗(yàn)原

理圖乙所示的電路.

⑶測審與記錄

移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值/,并將測量數(shù)據(jù)

填入自己設(shè)計(jì)的表格中.

(4)數(shù)據(jù)處理

①在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，/為縱軸，建立直角坐標(biāo)系.

②在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn).

③將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線.

4.實(shí)驗(yàn)器材選取

⑴原則：①安全；②精確；③操作方便.

(2)具體要求

①電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大此流.干電池中電流一般不允許超過

0.6A.

②用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流.

③電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.

④電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的方以上.

⑤從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓

式接法要選用較小阻值的滑動變阻器.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較

r-A—fez

兩種接法的電路圖R。

ER。

_H-----

RE

負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍R+謚30<U<E

EEE

負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍

R+R］標(biāo)。啊

2.兩種接法的適用條件

(D限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變住器的最大電阻相比相差不多或比滑

動變阻器的最大電阻還小j.

(2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).

3.注意事項(xiàng)

(1)電路的連接方式：

①電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭?3.8VQ.3A)的電阻很小，與量程為0.6A的電流表

串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大.

②滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.

(2)閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉

合時(shí)小電珠的電壓能從零開始變化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過大

而燒壞燈絲.

⑶/一U圖線在Uo=l.OV左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U=1.0V左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)

較大誤差.

4.誤差分析

（1）由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，會帶來誤差，電流表外接，由于電壓

表的分流，使測得的電流值大于真實(shí)值.

（2）測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差.

（3）在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差.

[練習(xí)6]（2023?市中區(qū)校級一模）某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲配示的電路探究某燈泡的電阻和功率

隨電壓變化的規(guī)律，該燈泡在25c時(shí)的電阻約為2.5C,所加電壓為2V時(shí)的電阻約為

4.0Qo圖甲中其它部分器材的參數(shù)如下：

電源（電動勢為4V,內(nèi)阻不計(jì)）：

電壓表（量程為3V時(shí)內(nèi)阻約為3kC,量程為15V時(shí)內(nèi)阻約為15k。）；

電流表（量程為0.6A時(shí)內(nèi)阻約為0.1k。，量程為3A時(shí)內(nèi)阻約為0.02kC）。

即

（1）將圖甲所示的實(shí)蛉電路補(bǔ)充完整，要求燈泡兩端的電壓自零開始調(diào)節(jié)；

（2）電壓表示數(shù)用U表示，電流表示數(shù)用I表示，調(diào)整滑動變阻器滑片位置，得到多組

U、I數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的U、I數(shù)據(jù)畫出的U-I圖像如圖乙所示，由圖像可得燈泡在U=

1.0V時(shí)的電阻為Q（保留兩位有效數(shù)字），由于實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差，該測量

值比真實(shí)值（選填“偏大”“偏小”或“相等?

（3）將兩個(gè)這樣的小燈泡串聯(lián)后接在電動勢為3V,內(nèi)阻為2Q的電源上，則每個(gè)小燈泡

消耗的功率約為W,電源的效率約為（保留兩位有效數(shù)字）。

[練習(xí)7]（2023?山東模擬）某學(xué)習(xí)小組探究“小燈泡發(fā)光時(shí)的電壓與電流的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)器

材如下：

小燈泡（額定電壓為2.5V,額定功率為1W）

電池組（電動勢E約為3V,內(nèi)阻忽略不計(jì)）；

電流表Ai（量程0.6A,內(nèi)阻約為2C）；

電流表Az（量程3mA，內(nèi)阻為50C）；

電阻箱R（阻值0-999.9。）；

滑動變阻器R'（阻值0?5C）；

開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如卜.：

（1）將電流表A2與電阻箱R（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）改裝為量程3V的

電壓表，此時(shí)電阻箱接入電阻的阻值為a

（2）在甲圖虛線框內(nèi)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)電路圖。為保護(hù)電路，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)將滑動變阻器的滑片

滑動到（選填“a端”或者“b端”

（3）測得的A1、Az表的多組數(shù)據(jù)k、12,作出小燈泡的1271圖線如圖乙所示。若將該

小燈泡直接接到一個(gè)電動勢為3V、內(nèi)阻為1Q的舊電池組兩端，小燈泡兩端的電壓

（選填“會”或“不會”）超過額定電壓。

[練習(xí)8]（2023?株洲一模）現(xiàn)要描繪一小燈泡的伏安特性曲線，使用的實(shí)驗(yàn)器材如下：

小燈泡L（額定電壓3V,額定功率1.5W）

電壓表V（量程IV,內(nèi)阻1k。）

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1C）

定值電阻R1（阻值3kO）

定值電阻R2（阻值6kO）

滑動變阻器R3（阻值C-10。）

滑動變阻器R4（阻值C-lkC）

直流電源E（電動勢5V,內(nèi)阻不計(jì)）

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

圖1

實(shí)驗(yàn)要求：

①小燈泡兩端的電壓能從。調(diào)節(jié)到額定電壓；

②電壓表滿量程時(shí)小燈泡兩端的電壓為3Vo

（1）滑動變阻器選擇（填“R3”或“R」）；

（2）在圖1方柢中將電路圖補(bǔ)充完整，并標(biāo)明實(shí)驗(yàn)涔材的符號。

（3）實(shí)驗(yàn)中，通過移動滑動變阻器，讀取多組I、U值，描繪出小燈泡的伏安特性曲線

如圖2所示。據(jù)圖可知，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.40A時(shí)，小燈泡的電阻為0

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）若將一電源（電動勢2.0V,內(nèi)阻1.0Q）與該燈泡串聯(lián)接在電路中，則根據(jù)小燈泡

的伏安特性曲線可知，小燈泡實(shí)際消耗的功率為Wo（結(jié)果保留兩位有效數(shù)

字）

[練習(xí)9]（2023?永豐縣校級?模）在描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，需測量一個(gè)標(biāo)

有“3V,1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：

直流電源（電動勢3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）

開關(guān)導(dǎo)線若干

電流表Ai（量程3A,內(nèi)限約0.1。）

電壓表Vi（量程3V,內(nèi)阻約3kC）

電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻約5Q）

電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約200kQ）

滑動變阻器Ri（阻值0?10C,定電流1A）滑動變阻器R2（阻值0?lkC,測定電流300mA）

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選用圖中的（選填“甲”或"乙”），實(shí)驗(yàn)時(shí)在開關(guān)閉合前滑

動變阻器的觸頭應(yīng)滑至圖中滑動變阻器的最端（選填“左”或“右”）。

（2）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用

（用對應(yīng)序號的字母表示）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖丙所示，由圖線可知該燈泡的電阻隨

著電壓的增大而（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

[練習(xí)10]（2023?杭州一模）在探究小燈泡電阻規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，所用

器材有：

小燈泡（額定電壓2.5V,額定電流0.3A）

電壓表（量程300mV,內(nèi)阻為300C）

電流表（量程300mA,內(nèi)阻為0.27。）

定值電阻Ro（阻值A(chǔ).Ro=lOQ；B.Ro=200n）

滑動變阻器R1（阻值A(chǔ).0-20H；B.0-200（1）

電阻箱R2（最大阻值9999.9。）

電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計(jì)）

開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

完成下列填空：

（1）滑動變阻器Ri應(yīng)選擇（選填A(yù)或B）,初始觸頭應(yīng)滑在（選填a

或b）；

（2）為使電壓表量程擴(kuò)大至3V,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為。，定值電阻Ro選

（選填A(yù)或B）。

（3）某次測量電壓表的讀數(shù)為152mV,電流表的讀數(shù)為240mA,此時(shí)小燈泡的電阻為

（保留2位有效數(shù)字）；

（4）若用電流傳感器替代電流表，電鍵閉合的瞬間，測量得到電流隨時(shí)間變化的圖線會

如（填選項(xiàng)A或B）所示，是因?yàn)椤?/p>

0.25

B.0%(閉合開關(guān))t

實(shí)驗(yàn)14測定電源的電動勢和內(nèi)阻

1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律.

Ui=f-/ir

(2)￡和r的求解：由17=￡—"得，解得￡、匚

lU2=E—l2r

(3)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示.

①圖線與縱軸交點(diǎn)為E；②圖線與橫軸交點(diǎn)為/坦=3③圖線的斜率表示「

2.實(shí)驗(yàn)器材

電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺.

3.基本操作

(1)電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路.

(2)把變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.

(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)出、3).用同樣的方

法再測量幾組/、U值，填入表格中.

(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求Ar的處理方法

(1)列多個(gè)方程組求解,再求￡、r的平均值.

(2)圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流/為橫軸，建坐標(biāo)系、描點(diǎn)、連線，縱

軸截距為電動勢E,直線斜率k的絕對值為內(nèi)阻r.

2.注意事項(xiàng)

(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池.

(2)電流不要過大，應(yīng)小于0.5A,讀數(shù)要快.

(3)要測出不少于6組的(/,U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.

(4)若。一/圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根

△U

據(jù)確定?

(5)電流表要內(nèi)接(因?yàn)?■很小).

3,誤差來源

(1)偶然誤差：用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確.

(2)系統(tǒng)誤差：電壓表分流.

[練習(xí)11]?馬鞍山：模)某歐姆表由于長時(shí)間未使用，電源電動勢和內(nèi)阻發(fā)生了明顯

變化，導(dǎo)致無法進(jìn)行歐姆調(diào)零。小佳同學(xué)用如圖甲所示的電路來研究其內(nèi)部的電源情

況。實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇歐姆表“XI”擋位，已知亳安表的量程為400mA,內(nèi)阻約為10

(1)在電路連接時(shí)，要注意亳安表的“-”接線柱要與歐姆表的(選填“紅”

或“黑”)表筆相連；

(2)調(diào)節(jié)也阻箱的阻值，當(dāng)亳安表的讀數(shù)為300mA時(shí)，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)到整個(gè)表盤

133350位置的10?？潭忍?，如圖乙所示，則歐姆表表頭G的最程為mA：

(3)連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記錄多組電阻箱阻值R和通過亳安表電流I,作出"旦121%

圖像，如圖丙所示，則電源的電動勢E=V.在不考慮實(shí)驗(yàn)偶然誤差的情況下，

電源電動勢的測量值真實(shí)值(選填“大于“小于”或“等于”)；

(4)若想讓該歐姆表在“XI”擋位下可以正常使用，則更換的新電源電動勢E'=

|練習(xí)12|(2023?房山區(qū)一模)物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)

方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:

丙

（1）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為

mm。

（2）某同學(xué)按圖乙的電路測量?節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。他調(diào)整滑動變阻器共測得5

組電流和電壓的數(shù)據(jù)，如表中所示，其中4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上，

請用“+”標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并作出路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像,

電流I/A0.080.160.240.300.36

電壓U/V1.401.331.261.211.15

（3）根據(jù)U-I圖像得出一節(jié)干電池的電動勢的測量值E=V,

內(nèi)阻的測量值r=Ho（結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

[練習(xí)13]（2023?南平模擬）某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如圖片所示電路，測量電源的電動勢E和

表盤數(shù)字不清但刻度清晰的亳安表量程及。待測電源電動勢E約為10V、內(nèi)阻不計(jì)，

圖中內(nèi)阻很大的電壓表量程為10V,電阻箱R最大阻值為999.9C,亳安表內(nèi)阻ro=5OC,

定值電阻R。阻值約為500C,S為開關(guān)。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

乙

（1）先對電表機(jī)械調(diào)零,閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄多組阻值R和電壓表的相應(yīng)

讀數(shù)U：

（2）根據(jù)圖甲所示電路，團(tuán)1國"3=（用R、Ro、E和ro表示）;

（3）畫出團(tuán)I目"3—51團(tuán)4號回加］應(yīng)13圖像如圖乙，電動勢E=V；

（4）調(diào)節(jié)電阻箱阻值為450.0。時(shí)，電壓表讀數(shù)為5.0V,此時(shí)亳安表指針指在刻度盤中

央位置，則亳安表的量程lg=mA；

（5）將此亳安表與電阻箱、一節(jié)干電池（電動勢1.5V）.開關(guān)及導(dǎo)線等改裝成歐姆表，

如圖丙所示，用它來測量一未知電阻Rx，指針指在圖丁的位置，則Rx=0.

［練習(xí)14|（2023?龍泉驛區(qū)模擬）小剛準(zhǔn)備試測弟弟的兒童電動車上電池的電動勢和內(nèi)阻，

他先上網(wǎng)查了一下，這款電池的電動勢E約為8V。除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還可利用的器

材有：

A.直流電壓表Vi、V2,量程均為3V,內(nèi)阻約為3kC；

B.定值電阻Ro，阻值為7。；

C.最大阻值為8kQ的電阻箱；

D.滑動變阻器Ri最大阻值約為10H；

E.滑動變阻器R2最大阻值約為5kQo

電壓表量程不夠，需要改裝，但是又不知道電壓表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，小剛根據(jù)電表的特點(diǎn),

打算改裝成量程為9V的電壓表。

（1）他先將電阻箱與電壓表Vi串聯(lián)后，連成圖1所示的電路，其中RP應(yīng)選用

（填Ri或R2）。

（2）將滑動變阻器滑片P移至最右端，同時(shí)將電阻箱阻值調(diào)為零，再閉合開關(guān)，將滑動

變阻器的滑片P調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表剛好滿偏。

（3）保持滑片P的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為V；不改變電

阻箱，電壓表和電阻松的串聯(lián)組合，就是改裝好的9V的電壓表

（4）小剛利用改裝后的電壓表，連接成圖2所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻，這里

的RP應(yīng)選用（填Ri或R2）。移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表Vi、V2的多

組數(shù)據(jù)5,6,描繪出Ui?U2圖像如圖3所示，圖中直線斜率為匕與縱軸的截距為a,

則電池的電動勢E=,內(nèi)阻r=o（均

用k、a^Ro表示）

[練習(xí)15]（2023?齊齊哈爾二模）某同學(xué)要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室

提供的器材設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，其中R、為阻值約為2Q的定值電阻，電壓表量程

為3V,R為0?999.9C的電阻箱。

（1）實(shí)驗(yàn)前，先斷開電鍵S2、S3,閉合電鍵S4,將電阻箱的電阻調(diào)到（填“0”

或“較大”），閉合電鍵Si，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)較大，記錄電壓表的示數(shù)

Uo及電阻箱的阻值R1：再閉合電健S3,調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為Uo,記錄這

時(shí)電阻箱的阻值R2,貝JRX的阻值為。

（2）將電鍵S3、S4斷開，閉合電鍵S2,多次調(diào)節(jié)電阻箱，得到多組電壓表的示數(shù)U及

對應(yīng)的電阻箱的阻值R,以團(tuán)1國"3為縱軸，團(tuán)1團(tuán)火團(tuán)為橫軸作團(tuán)1團(tuán)〃團(tuán)一團(tuán)1團(tuán)瘡圖

像，得到圖像的斜率為k,與縱軸的截距為b,則電池的電動勢為E

=，電池的內(nèi)阻為r=；（均用測得的

物理量符號表示）

(3)本實(shí)驗(yàn)由于，使測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差；若用四個(gè)電鍵均閉合后的

電路測電源電動勢和內(nèi)阻，則這樣實(shí)驗(yàn)有什么弊端？

實(shí)驗(yàn)15練習(xí)使用多用電表

1.實(shí)驗(yàn)器材

多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、

中、小)三個(gè).

2.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項(xiàng)目及量程.

(2)機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置.若不指零，則可

用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.

(3)將紅、黑表筆分別插入"+"、“一〃插孔.

(4)測量小燈泡的電壓和電流

①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩

端的電壓.

②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電

流.

⑸測量定值電阻

①根據(jù)被測電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆

表的"0"刻度，若不指在歐姆表的"0"刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的"O',刻度

處；

②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)：

③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果；

④測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或"OFF〃擋.

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.多用電表使用注意事項(xiàng)

(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“十〃插孔，黑表筆插入“一〃

插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入〃，"黑出”.

⑵區(qū)分”機(jī)械零點(diǎn)〃與“歐姆零點(diǎn)〃.機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的"0〃位置，調(diào)整的是表盤

下山中間的指針定位螺絲：歐姆零點(diǎn)星指刻度盤右側(cè)的位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋餌.

(3)由「歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)擋

位的倍率.

(4)使用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測電阻時(shí)，更應(yīng)注意不要用

手接觸表筆的金屬桿.

(5)測量電阻時(shí)待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能

損壞電表.

(6)測電阻時(shí)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零.

(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置「交流電壓最高擋或"OFF"擋.長期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取

出.

2.多用電表對電路故障的檢測

(1)斷路故障的檢測方法

①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用.一

a.將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，

說明電源損壞.

b.在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表示數(shù)等于電源電

動勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn).

②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示

數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路.

③用歐姆擋檢測

將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值（或有電流）說明元件完好，若

電阻無窮大（或無電流）說明此元件斷路.

不能用歐姆表檢測電源的情況.

（2）短路故障的檢測方法

①將電壓表與電源并狹，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，

則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路.

②用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路.

[練習(xí)16]（2023?西城區(qū)二模）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量電阻的實(shí)驗(yàn)。

（1）該同學(xué)先用歐姆表“XI”擋粗測一個(gè)未知電阻R的阻值，示數(shù)如圖1所示，

對應(yīng)的讀數(shù)是

（2）他講一步采用伏安法講行精確測最，測后電路加圖2所示，其中電壓表的內(nèi)阻約為

3kQ,電流表的內(nèi)阻約為0.1C,為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表的右端應(yīng)接在點(diǎn)

（選填"M”或"N”），

（3）隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。電導(dǎo)率是檢驗(yàn)純凈水是否合

格的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是電阻率的倒數(shù)。該同學(xué)為了測量某品牌純凈水樣品的電導(dǎo)率，

將采集的水樣注滿絕緣性能良好的橫截面直徑為幾厘米的薄塑料圓柱形容器，容器兩端

用很薄的金屬圓片電極密封，如圖3所示“

a.他先通過查閱資料估算出容器內(nèi)水樣的電阻約為十萬歐，然后用伏安法進(jìn)行測量。除

開關(guān)和若干導(dǎo)線外，他還找到下表所示的器材，請選擇合適的器材，設(shè)計(jì)測量該水樣電

阻的方案，在下圖方框內(nèi)畫出電路圖，并標(biāo)注所選器材的代號，水樣的電阻用Rx表示。

器材（代號）規(guī)格

電源（Ei）電動勢約為3.0V,內(nèi)阻可以忽略不L

電源電動勢約為內(nèi)阻可以忽略不計(jì)

（E2）15.0V,

電壓表（Vi）量程0?3V,內(nèi)阻約3kQ

電壓表（V2）量程0?15V,內(nèi)阻約15kQ

電流表（Al）量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1C

電流表

（A2）量程0?200pA，內(nèi)阻約500。

滑動變阻器（R）總阻值約100Q

b.測出水樣的電阻Rx后，為了測出樣品的電導(dǎo)率，請寫出該同學(xué)還需要測量的物理量,

以及使用的測量工具和測量方法。

[練習(xí)17]（2023?南寧二模）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室分別研究多用電表的內(nèi)置電源。

（1）該同學(xué)先找來一量程為2mA、內(nèi)阻未知的亳安表，進(jìn)行了如下操作：

①選擇開關(guān)置于“OFF”擋，觀察指針是否指在電流零刻度處，若無則調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零旋鈕

使指針指在電流零刻度處。

②將選擇開關(guān)旋至電阻“X100”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指

針指在電阻零刻度處。

③將紅黑表筆接在待測亳安表的兩個(gè)接線柱匕發(fā)現(xiàn)多用電表指針剛好指在表盤正中間，

如圖甲所示，毫安表的指針也剛好指在表盤正中間，該同學(xué)由此算出此多用電表內(nèi)置電

甲

（2）為了進(jìn)一步研究，該同學(xué)取下此多用電表的內(nèi)置電源，用圖乙所示的電路測量其電

動勢和內(nèi)阻。按圖乙連接電路，閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R,記錄對應(yīng)電壓表的讀

數(shù)U,作出的團(tuán)I目“3-團(tuán)1目瘡圖像如圖丙所示，圖線與橫、縱坐標(biāo)軸的截距分別為

?b、a,定值電阻的阻值用Ro表示，電壓表可視為理想電表，則該電池組的電動勢

為，內(nèi)阻為（用字母表示）。

[練習(xí)18]（2023?廣東一模）某實(shí)驗(yàn)小組用型號如圖（a）所示的甲、乙兩個(gè)多用電表，測量

多用電表中直流電流“10mA”擋與“1mA”擋的內(nèi)阻差值。已知?dú)W姆調(diào)零旋鈕順時(shí)針

旋轉(zhuǎn)時(shí)，連入內(nèi)部電路中的阻值減小。完成下列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

歐

姆

調(diào)

繆

選

旋

擇

鈕

開

關(guān)

圖(c)

（1）選擋、歐姆調(diào)零：將甲表的選擇開關(guān)撥至歐姆擋“X10”擋，將兩表筆短接，發(fā)現(xiàn)

指針指在刻度盤的2Q附近，此時(shí)應(yīng)（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）旋轉(zhuǎn)歐

姆調(diào)零旋鈕，使得指針指到“0Q”處；

（2）測乙表的“1mA”擋電阻：正確完成甲表的調(diào)節(jié)后，將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電

流“1mA”擋，把甲表的紅表筆與乙表的（選填“紅表筆”或“黑表筆”）

連接，然后再將另兩表筆連接；閉合開關(guān)后，甲表的指針指示如圖（b）,則乙表的“1mA”

擋的內(nèi)阻為

（3）將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“10mA”擋，再次用同一倍率的甲表與乙表連接,

發(fā)現(xiàn)甲表的指針較（2）中更靠右側(cè)，再次讀數(shù)。

（4）為了更準(zhǔn)確地測量出乙表的兩個(gè)直流電流擋位內(nèi)阻的差值，該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖（c）

的電路，主要步驟如下：

①將甲表的選擇開關(guān)撥至歐姆擋，乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“1mA”擋，閉合開關(guān)S,

調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R1，使得甲表指針指在適當(dāng)位置，斷開開關(guān)S；

②僅將乙表的選擇開關(guān)撥至直流電流“10mA”擋，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R2,

使得甲表指針仍指在同一位置，斷開開關(guān)

根據(jù)①②，可知直流電流“1mA”擋與“10mA”擋的內(nèi)阻差值A(chǔ)R=（用

字母Ri、Rz表示）。

（5）若甲表中的電池由于用久了，導(dǎo)致電動勢變小，但是實(shí)驗(yàn)小組未更換電池，此時(shí)，

內(nèi)阻差值的測量值A(chǔ)R（填“小于”“大于”或“等于"）真實(shí)值。

第39講物理實(shí)驗(yàn)（四）

目錄

實(shí)驗(yàn)12測定金屬的電阻率（練習(xí)使用螺旋測微器）....................................23

實(shí)驗(yàn)13描繪小電珠的伏安特性曲線...................................................32

實(shí)驗(yàn)14測定電源的電動勢和內(nèi)阻.....................................................42

實(shí)驗(yàn)15練習(xí)使用多用電表............................................................50

實(shí)驗(yàn)12測定金屬的電阻率（練習(xí)使用螺旋測微器）

i.螺旋測微器

⑴構(gòu)造：如圖所示，它的測砧A和固定刻度8固定在尺架C上，旋鈕。、微調(diào)旋鈕O

和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在8上。

D'

BD

(2)原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)

一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退8.5門m,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或

后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，

螺旋測微器乂叫千分尺。

(3)讀數(shù)：測量時(shí)被測物體長度的整亳米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀;II。

測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半亳米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一

{i)xO.Ol(mm)

如圖所示，固定刻度示數(shù)為2。mm,不足半亳米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最

后的讀數(shù)為：

2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm0

2.游標(biāo)卡尺

(1)構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有個(gè)內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還

有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘。

圖實(shí)-7-3

(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。

(3)原理.：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。

不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺.匕的同樣多的小等分

刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見下

表:

刻度格數(shù)刻度總長每小格與1mm

精確度(可準(zhǔn)確到i

(分度)度的差值

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

⑷讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻

線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+Kx精確度)mm。

3.伏安法測電阻

(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較

內(nèi)接法外接法

r-<g>q

電路圖

{__H—

R*

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

U-UX+UA1#J=/x+/v

U道RxRv

電阻R測一/消一R*+RA>RXR君_M

測量值

測量值大于真實(shí)值測量值小于真實(shí)值

適用條件RA^^X

適用于測

大阻值電阻小阻值電阻

量

⑵兩種電路的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若七較小,

宜采用電流表外接法；若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概拈為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。

②臨界值計(jì)算法：

最時(shí)，用電流表外接法；

此八廂I時(shí)，用電流表內(nèi)接法。

③實(shí)驗(yàn)試探法：按圖實(shí)-7-4所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與。、b處接觸

一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法;

如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電