7、大于電流表內(nèi)阻RA時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)接法。
②臨界值法：當(dāng)待測(cè)電阻Rx<時(shí)，視Rx為小電阻，應(yīng)選用外接法；當(dāng)Rx>時(shí)，視Rx為大電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法；當(dāng)Rx＝時(shí)，兩種接法均可。
2．滑動(dòng)變阻器分壓式、限流于接法選取
（１）基本電路
（２）電路的對(duì)比
調(diào)節(jié)范圍
限流式電路
分壓式電路
電壓調(diào)節(jié)范圍
０→U
電流調(diào)節(jié)范圍
０→
說(shuō)明：U為電源端電壓，R為滑動(dòng)變阻器最大電阻，Rx為待測(cè)電阻阻值。
（３）判斷方法
①負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。
②要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，
8、且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。
③采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過(guò)電流表的量程或超過(guò)用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。
④負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào)，可用限流式接法。
⑤兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偣β瘦^小。
例1．有一小燈泡上標(biāo)有“６v，０.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的I—U圖像，已知所用器材有：
A．電流表：0—0.3A，內(nèi)阻1Ω B．電壓表：0—15V，內(nèi)阻20kΩ
C．滑動(dòng)變阻器：0—30Ω，額定電
9、流2A D．學(xué)生電源（直流9V）
E．開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，試畫(huà)出合理的實(shí)驗(yàn)電路圖
例2．在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，若粗估金屬絲的電阻Rx約為3Ω，為減小誤差，要求金屬絲發(fā)熱功率P<0.75W，備有的部分器材有：
A．6V的電池組 B、電流表（0—0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
C．電流表（0—3A，內(nèi)阻0.01Ω） D、電壓表（0—3V，內(nèi)阻1kΩ）
E．電壓表（0—15V，內(nèi)阻5kΩ） F、滑動(dòng)變阻器（0—100Ω，額定電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器（0—20Ω，額定電流1A）
（1
10、）上述器材應(yīng)選用的是________________________。（用字母代替）
（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖
例3．一個(gè)未知電阻Rx，阻值大約為10kW—20kW.為了較為準(zhǔn)確的測(cè)定其電阻值，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：
電壓表V （量程3V、內(nèi)阻約為3kW)
(量程15V、內(nèi)阻約為15 kW)
電流表A1 (量程200mA、內(nèi)阻約為100W)
電流表A2 (量程5mA、內(nèi)阻約為10W)
電流表A3 (量程0.6A、內(nèi)阻約為1W)
電源 電動(dòng)勢(shì)為３V
滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為
11、200W
開(kāi)關(guān)S
a.在實(shí)驗(yàn)中電壓表量程應(yīng)選 ， 電流表應(yīng)選 。
b.為了盡可能減少誤差，請(qǐng)你在虛線框中畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的電路圖。
c、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要用筆滑線代替導(dǎo)線，將圖7所需的實(shí)物連接起來(lái)。
四、伏安法測(cè)電阻及電路的延伸設(shè)計(jì)
1、伏安法 如： 例2
2、比例法
受一些特殊的實(shí)驗(yàn)條件限制，比如：電流（或電壓表）表面上雖有刻度，但無(wú)刻度值（或刻度值模糊），這時(shí)我們不能直接讀出電流或電壓，但可根據(jù)電流或電壓表刻度均勻的特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量其指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)用比例法完成測(cè)量。
例4：現(xiàn)有一阻值為10.0Ω的定值電阻，一個(gè)開(kāi)關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個(gè)電壓表，該電壓表表面上有刻
12、度但無(wú)刻度值。要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案，（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐），要求：
（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖
（2）簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟
（3）寫(xiě)出用測(cè)得的量計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=_____________。
解析：（1）電路圖如右圖所示。
（2）①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1；②合上開(kāi)關(guān)，記下電壓表格數(shù)N2。
（3）設(shè)電壓表每偏轉(zhuǎn)1格表示U0，當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)，由閉合電路歐姆定律得：
E＝U1＝N1U0
當(dāng)K閉合后，有：E＝U2＋，即E＝N2U0＋，聯(lián)立兩式解得：r＝R。
3、替換法
用“伏安法”測(cè)電阻一般有電流表外接
13、與電流表內(nèi)接兩種線路，因?yàn)殡娏鞅砑半妷罕肀旧聿⒎抢硐腚姳?，這兩種線路都存在誤差；另一種情況是實(shí)驗(yàn)只提供一只電流表或電流表本身讀數(shù)不準(zhǔn)，這時(shí)我們可以考慮在保證電表讀數(shù)不變的前提下，用一定值電阻（電阻箱）替換待測(cè)電阻，完成實(shí)驗(yàn)并提高測(cè)量準(zhǔn)確性：
例5：在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中，為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值R，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。
（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。
（2）寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟
解析：（1）實(shí)驗(yàn)電路如右圖所示。
（2）①將S2與Rx相接，記下電流表指針?biāo)?/p>
14、指位置
②將S2與R1相接，保持R2不變，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針在原位置上，記下R1的值，則Rx＝R1。
4、伏安法的推廣
對(duì)一些特殊電阻，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，電路設(shè)計(jì)也有其特殊性：一是要注意到其自身量程對(duì)電路的影響，二是要充分利用其“自報(bào)電流或自報(bào)電壓”的功能。
例6：某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ~50kΩ之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可供選用的器材：待測(cè)電壓表V（量程3V）、電流表A1（量程200uA）、電流表A2（量程5mA）、電流表A3（量程0.6A）、滑動(dòng)變阻器R（最大值1kΩ、電源E（電動(dòng)勢(shì)4V），開(kāi)關(guān)S。
（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用______
15、__________。
（2）為了減少誤差，要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，試畫(huà)出符合要求的電路圖。
解析：因?yàn)橥ㄟ^(guò)電壓表的電流必須由電流表測(cè)定，所以電流表與電壓表應(yīng)串聯(lián)，這實(shí)際上就是一種特殊的伏安法，電壓表成了一個(gè)“可自報(bào)電壓的大電阻”，由于電壓表內(nèi)阻在20 kΩ~50kΩ之間，電流表內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻相比可忽略不計(jì)，而滑動(dòng)變阻器R的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，且實(shí)驗(yàn)要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，因此實(shí)驗(yàn)電路中變阻器應(yīng)接成分壓式，這樣電壓表的電流在80uA～200uA之間，故電流表應(yīng)選A1。根據(jù)電流表、電壓表示數(shù)，可求得電壓表內(nèi)阻Rv＝
5、比較法
某些問(wèn)題中，因?qū)嶒?yàn)器材不具備（缺電流表或電壓表），或因?qū)嶒?yàn)條件限制
16、，或因?qū)嶒?yàn)精度不允許而不能用“伏安法”。這時(shí)我們就得依據(jù)問(wèn)題的具體條件和要求重新選擇實(shí)驗(yàn)原理，用“伏安法”的替代形式——“比較法”來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
例7．從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1。要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。
（1）畫(huà)出電路圖，標(biāo)明利用器材的代號(hào)。
（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式r1＝________________，式中各符號(hào)的意義是____________________________________。
解析：分析題意知道需測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻，按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測(cè)
17、電流表兩端，但經(jīng)分析即使該電流表滿偏時(shí)兩端電壓僅為0.4V，遠(yuǎn)小于10V量程。這恰恰就是本題設(shè)計(jì)考核學(xué)生應(yīng)變能力的“陷阱”
根據(jù)所列儀器的特點(diǎn)，電流表A2內(nèi)阻已知，由此可采用兩電流表并聯(lián)，因?yàn)閮呻娏鞅韮啥穗妷合嗟燃纯墒∪ル妷旱臏y(cè)量，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，由I2r2＝I1r1得r1=
此題也可理解為“將已知內(nèi)阻的電流表A2當(dāng)成電壓表使用”。這實(shí)際也是伏安法的一種推廣形式。
練習(xí)
1．有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬材料樣品，截面為外方（正方形）內(nèi)圓，如圖所示。此金屬材料質(zhì)量約為0.1～0.2kg，長(zhǎng)約30cm，電阻約為10Ω。已知這種金屬的電阻率為，密度為。因管線內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量
18、，請(qǐng)根據(jù)以下器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量其內(nèi)徑。
A．毫米刻度尺 B．螺旋測(cè)微器 C．電流表（600mA，10Ω）
D．電流表（3A，0.1Ω） E．電壓表（3V，6kΩ） F．滑動(dòng)變阻器（2 kΩ，0.5A）
G．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）H．直流穩(wěn)壓電源（6V，0.05Ω）
I．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干
（1）除待測(cè)金屬材料外，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有 。（只填代號(hào)字母）
（2）畫(huà)出你設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路。
（3）用已知的物理常量和所測(cè)得的物理量，
19、推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑的表達(dá)式。
2． （1）有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度。用它測(cè)量一小球的直徑，如圖1所示的讀數(shù)是 mm。
如圖2，用螺旋測(cè)微器測(cè)量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是 mm。
（2）為了測(cè)量?jī)晒?jié)串聯(lián)干電池的電動(dòng)勢(shì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路。其中：E是待測(cè)電池組，內(nèi)阻不能忽略；V1、V2是兩只量程都合適的電壓表，內(nèi)阻不是很大，且未知；S1、S2是單刀單擲開(kāi)關(guān)；導(dǎo)線若干。
①請(qǐng)根據(jù)電路圖3，在圖4中連線，將器材連成實(shí)驗(yàn)電
20、路。
②實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量是 。
③用測(cè)出的物理量作為已知量，導(dǎo)出計(jì)算串聯(lián)電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。（寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程）
。
3．⑴用一主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個(gè)分度的卡
21、尺測(cè)量一個(gè)工件的長(zhǎng)度，如圖所示。由此讀出工件的長(zhǎng)度為_(kāi)_________mm。
10 11 12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
0
10 11 12
0 10 20
⑵有一塊小量程的電流表G，滿偏電流為100μA，內(nèi)阻為500Ω。若把它改裝成3V和15V兩量程的電壓表，電流表G應(yīng)與適當(dāng)?shù)碾娮柚颠B接。經(jīng)計(jì)算，改裝后與電流表連接的電阻值在3V擋時(shí)R1=_____kΩ，15 V擋時(shí)R2=____kΩ。
把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)表校
22、核，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表的滿刻度讀數(shù)為15V時(shí)，改裝表的讀數(shù)為14.7V。則改裝成的電壓表相對(duì)于滿刻度的百分誤差為_(kāi)_____。
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電壓表V、R1、R2、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20Ω）、電動(dòng)勢(shì)為20V的電源E、單刀單擲和單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1、S2。請(qǐng)你在方框圖中畫(huà)出改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（在圖中標(biāo)出3V、15V的接線柱）。
四、電流表、電壓表特殊使用
1．電流表當(dāng)電壓表使用
2．電壓表當(dāng)電流表使用
五、單刀雙擲開(kāi)關(guān)在電路中的使用
為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。其中：
A1是待測(cè)電流表，量
23、程為300μA，內(nèi)阻約為100；
A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；
R1是電阻箱，阻值范圍是0～999．9；
R2是滑動(dòng)變阻器；
R3是保護(hù)電阻；
E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻不計(jì)；
S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)。
（1）根據(jù)上圖所示電路的實(shí)物圖，請(qǐng)?jiān)谟覀?cè)的的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
（2）請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：
①連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最 ；（填“左端”或“右端”）將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1；調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150μA；
②將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處， ，使電流表A2的讀數(shù)仍是150μA。
③若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如右圖所示，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg= Ω。
（3）上述實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)位置，都要保證兩只電流表的安全。在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用 。（填寫(xiě)阻值前相應(yīng)的字 母）
A．200 kΩ B．20 kΩ C．15 kΩ D．150 kΩ
2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 精練教案
