物理實驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻知識點梳理匯總

實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻(對應(yīng)學(xué)生用書第152頁)一、實驗?zāi)康?．測定電源的電動勢和內(nèi)阻．2．掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻．二、實驗原理1．實驗依據(jù):閉合電路歐姆定律．2．實驗電路:如圖實-10-1圖實-10-13．E和r的求解由U＝E－Ir得:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝\f(I1U2－I2U1,I1－I2),r＝\f(U2－U1,I1－I2)))4．作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖實-10-2所示(1)圖線與縱軸交點為E.(2)圖線與橫軸交點為I短＝eq\f(E,r).(3)圖線的斜率絕對值表示:r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.圖實-10-2三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆．四、實驗步驟1．電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按實驗電路圖連接好電路．2．把變阻器的滑片移動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)(I1，U1)．用同樣方法測量幾組I、U值．填入表格中．錦囊妙訣:滑動變阻為外電阻，列表記錄兩表讀數(shù)，電壓變化便于作圖，U軸起點要看清楚，求解E、r要用U-I圖．4．?dāng)嚅_開關(guān)，拆除電路，整理好器材．五、數(shù)據(jù)處理1．?dāng)?shù)據(jù)記錄:設(shè)計表格，將測得的幾組U、I值填入表格中．第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A2．?dāng)?shù)據(jù)處理方法一:列方程組求解電動勢和內(nèi)阻的大?。賓q\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U4＝E－I4r))②eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U2＝E－I2r,U5＝E－I5r))③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U3＝E－I3r,U6＝E－I6r))根據(jù)以上三組方程分別求出E、r，再取其平均值作為電源的電動勢E和內(nèi)阻r.方法二:用圖象法處理數(shù)據(jù)．在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立U-I坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(I，U)值所對應(yīng)的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)值即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的絕對值即為電池的內(nèi)阻r，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.六、誤差分析1．偶然誤差(1)讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差．(2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差．2．系統(tǒng)誤差由于電壓表的分流作用造成誤差．甲乙圖實-10-3結(jié)論:①E測<E真．②r測<r真．七、注意事項1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)大些(選用已使用過一段時間的干電池)．2．要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值．3．為了使所畫直線的斜率不太小，U-I圖線縱軸刻度可以不從零開始，但要注意此時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，電源的內(nèi)阻不能用r＝eq\f(E,I短)確定，應(yīng)根據(jù)r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|確定.(對應(yīng)學(xué)生用書第153頁)考點一|實驗原理與操作用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5V，內(nèi)電阻約1Ω)的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用:A．電流表:量程0.6A，內(nèi)電阻約1ΩB．電流表:量程3A，內(nèi)電阻約0.2ΩC．電壓表:量程3V，內(nèi)電阻約30kΩD．電壓表:量程6V，內(nèi)電阻約60kΩE．滑動變阻器:0～1000Ω，額定電流0.5AF．滑動變阻器:0～20Ω，額定電流2A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(均填儀器的字母代號)．(2)圖實-10-4為正確選擇儀器后，連好的部分電路．為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將____________和________相連、________和________相連、__________和________相連(均填儀器上接線柱的字母代號)．圖實-10-4(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗．實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U.用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以________為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)．[解析](1)為了使測量更準(zhǔn)確，電流表選量程為0.6A的電流表A，電池組的電動勢約4.5V，故電壓表選D，為了便于調(diào)節(jié)滑動變阻器應(yīng)選F.(2)為了使測量誤差盡可能小，測量電源電動勢和內(nèi)電阻的原理圖如圖甲所示，因此將a、d相連，c、g相連，f、h相連．甲乙(3)用電阻箱和電壓表測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗原理圖如圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝U＋eq\f(U,R)r，所以eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或U＝E－\f(U,R)r或\f(R,U)＝\f(r,E)＋\f(1,E)R))，因此可作出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或U-\f(U,R)或\f(R,U)-R))圖象處理數(shù)據(jù)．[答案](1)ADF(2)adcgfh(3)eq\f(1,U)eq\f(1,R)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或U\f(U,R)或\f(R,U)R))(橫縱坐標(biāo)互換亦可)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材:待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．實驗主要步驟:(ⅰ)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān);(ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;(ⅲ)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線(U、I都用國際單位);(ⅳ)求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題:(1)電壓表最好選用________;電流表最好選用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值．[解析](1)由于待測電源的電動勢為3V，故電壓表應(yīng)選0～3V量程，而該電路中電壓表分流越小，實驗誤差越小，故選大內(nèi)阻的電壓表，故電壓表選A.回路中電流的最大值Imax＝eq\f(E,R1＋R2＋r＋rA)≈158mA，故電流表選C.(2)當(dāng)電壓表示數(shù)變大時，說明外電路電阻變大，即滑片從左向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，對于A、B兩選項，在滑片移動的過程中回路電阻不變，選項C中滑片向右移動時回路電阻變大，選項D中，滑片向右移動時回路電阻變小，故選項C正確．(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝U＋I(xiàn)(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，橫截距為U＝0時，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak.[答案](1)AC(2)C(3)akk－R2考點二|數(shù)據(jù)處理和誤差分析小明利用如圖實-10-5所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻．圖實-10-5(1)圖實-10-5中電流表的示數(shù)為________A.(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下:U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖實-10-6的方格紙上作出U-I圖線．圖實-10-6由圖線求得:電動勢E＝______V;內(nèi)阻r＝______Ω.(3)實驗時，小明進(jìn)行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合．其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為_______________________________________________________________．【導(dǎo)學(xué)號:84370327】[解析](1)電流表選用量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則其讀數(shù)為0.44A.(2)坐標(biāo)系選擇合適的標(biāo)度，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作出的U-I圖線如圖所示．圖線與縱軸交點為“1.61V”，故E＝1.61V，由圖線的斜率eq\f(ΔU,ΔI)＝1.24知，電池內(nèi)阻為1.24Ω.注意此處不要用圖象與縱軸交點值除以與橫軸交點值．(3)長時間保持電路閉合，電池會發(fā)熱，電池內(nèi)阻會發(fā)生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，導(dǎo)致實驗誤差增大．[答案](1)0.44(2)U-I圖線見解析1.61(1.59～1.63都算對)1.24(1.22～1.26都算對)(3)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導(dǎo)致實驗誤差增大某同學(xué)利用電壓表和定值電阻測蓄電池電源的電動勢和內(nèi)阻.(1)實驗室有以下三個電壓表，需要將它們改裝成量程為6V的電壓表，以下措施正確的是________．A．將電壓表V1(0～1V，內(nèi)阻約為1kΩ)與5kΩ的定值電阻R串聯(lián)B．將電壓表V2(0～2V，內(nèi)阻約為2kΩ)與4kΩ的定值電阻R串聯(lián)C．將電壓表V3(0～3V，內(nèi)阻為3kΩ)與3kΩ的定值電阻R串聯(lián)D．以上三項都可以(2)利用(1)中改裝后的電壓表，測蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，圖甲為實驗電路圖，根據(jù)給出的電路圖，將圖乙的實物圖補充完整．(3)請完成下列主要實驗步驟:A．選擇正確的實驗儀器連接電路;B．將開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1斷開，測得電壓表的示數(shù)是U1;C．再將開關(guān)S1閉合，測得電壓表的示數(shù)是U2;D．?dāng)嚅_開關(guān)S2;E．若改裝后的電壓表可視為理想電壓表，則電源的內(nèi)阻r＝________(用字母U1、U2、R0表示);(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏________(填“大”或“小”)．[解析](1)將電壓表V3(0～3V，內(nèi)阻為3kΩ)與3kΩ的定值電阻R串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可得兩端電壓為:U＝Ug＋eq\f(Ug,rg)R＝3V＋eq\f(3,3)×3V＝6V;而A、B選項中的電壓表內(nèi)阻都是不確定的值，故選項C中的改裝合適;(2)實物連接圖如圖;(3)根據(jù)歐姆定律:E＝U1＋eq\f(U1,2R0)r，E＝U2＋eq\f(U2,R0)r，聯(lián)立解得:r＝eq\f(2U1－U2,2U2－U1)R0;(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以通過電源的電流大于通過電阻R0的電流，即E＝U1＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U1,2R0)＋I(xiàn)1))r，E＝U2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,R0)＋I(xiàn)2))r，I1>I2，解得r＝eq\f(U1－U2,\f(U2,R0)－\f(U1,2R0)－I1－I2)＞eq\f(U1－U2,\f(U2,R0)－\f(U1,2R0))＝eq\f(2U1－U2,2U2－U1)R0，即測得的電動勢比實際值偏?。甗答案](1)C(2)如圖(3)eq\f(2U1－U2,2U2－U1)R0(4)小考點三|實驗拓展與創(chuàng)新視角1:實驗方法、方案的拓展(一電表，一電阻箱法)實驗電路實驗原理E＝I1(R1＋r)E＝I2(R2＋r)E＝eq\f(I1I2R1－R2,I2－I1)r＝eq\f(I1R1－I2R2,I2－I1)E＝U1＋eq\f(U1,R1)rE＝U2＋eq\f(U2,R2)rE＝eq\f(U1U2R1－R2,U2R1－U1R2)r＝eq\f(R1R2U1－U2,U2R1－U1R2)圖象eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(1,E)rR＝E·eq\f(1,I)－req\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)視角2:實驗器材的靈活選用如:①定值電阻可以作為保護(hù)電阻②定值電阻可以當(dāng)電壓表使用③定值電阻可以當(dāng)電流表使用④內(nèi)阻已知的電壓表可以當(dāng)小量程的電流表使用創(chuàng)新點1測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻1．(2018·寧波模擬)眾所周知，將兩個金屬電極銅、鋅插入一個水果中就可以做成一個水果電池(如圖實-10-7甲所示)．水果電池的電動勢大約為1V，但由于內(nèi)阻偏大，日常生活中我們很少用水果電池．那么水果電池的電動勢和內(nèi)阻到底有多大呢？某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)就此進(jìn)行探究．(1)A同學(xué)用量程為0～1V、內(nèi)阻約10kΩ的電壓表測其兩極時讀數(shù)為0.74V，用靈敏電流表直接接水果電池的兩極，測得電流為0.55mA，由閉合電路歐姆定律得電池的內(nèi)阻r＝eq\f(E,I)＝eq\f(0.74,0.55×10－3)Ω＝1.3kΩ.B同學(xué)把歐姆表直接接到水果電池的兩極上，讀得歐姆表的讀數(shù)為84Ω.因而A同學(xué)說水果電池的內(nèi)阻為1.3kΩ，而乙同學(xué)則說是84Ω.請你判斷A、B兩位同學(xué)測得的水果電池的內(nèi)阻是否準(zhǔn)確，為什么？請選一位同學(xué)進(jìn)行說明．______________________________________.(2)C同學(xué)利用課本上介紹的伏安法測水果電池的電動勢和內(nèi)阻，電路圖如圖乙所示．圖丙是C同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出的U隨I變化的關(guān)系圖象．由圖象可得水果電池的電動勢為________V(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))，內(nèi)阻為________Ω(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．C同學(xué)在某次實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表壞了，但他利用現(xiàn)有器材采用圖象法同樣測出了水果電池的電動勢和內(nèi)阻，則C同學(xué)在利用圖象法處理數(shù)據(jù)時作出的是________隨________變化的關(guān)系圖象.【導(dǎo)學(xué)號:84370328】圖實-10-7[解析](1)A同學(xué)測量結(jié)果不準(zhǔn)確，因電壓表內(nèi)阻不是無窮大，測量結(jié)果不是水果電池的電動勢，要小于真實電動勢，同時由于電流表內(nèi)阻不能忽略，所測短路電流也不準(zhǔn)確;B同學(xué)的測量結(jié)果也不準(zhǔn)確，因水果電池本身有電動勢，與歐姆表里的電源相互影響使所測的內(nèi)阻值不準(zhǔn)確．(2)由作出的U隨I變化的關(guān)系圖象可知，水果電池的電動勢為E＝0.72V，內(nèi)阻為r＝eq\f(0.72－0.4,0.3×10－3)Ω＝1.1×103Ω;電壓表壞了，可以借助電流表和電阻箱完成實驗，由E＝IR＋I(xiàn)r得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)，故可以作出eq\f(1,I)隨R變化的關(guān)系圖象進(jìn)行分析．[答案](1)A同學(xué):不準(zhǔn)確．因水果電池內(nèi)阻較大，電壓表測量值小于水果電池的電動勢(或B同學(xué):不準(zhǔn)確．因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源和水果電池串聯(lián)，影響測量的結(jié)果)(2)0.721.1×103eq\f(1,I)R創(chuàng)新點2利用eq\f(1,U)-R圖象處理數(shù)據(jù)2．(2018·溫州模擬)小明利用如圖實-10-8甲所示的電路，完成了對電動勢約為1.5V、內(nèi)阻約為幾歐姆的電源的電動勢和內(nèi)阻的測定．其中R為電阻箱，R0為阻值為150Ω的定值電阻．小明連接好電路后，通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀出了8組電壓表的讀數(shù)以及相對應(yīng)的電阻箱的阻值，并以電壓的倒數(shù)eq\f(1,U)為縱坐標(biāo)、電阻箱的阻值R為橫坐標(biāo)，把記錄的數(shù)據(jù)描繪在了坐標(biāo)系中，如圖乙所示．圖實-10-8(1)如果電源的電動勢用E表示、電源的內(nèi)阻用r表示，則eq\f(1,U)關(guān)于R的表達(dá)式應(yīng)為________．(用E、r、R0表示)(2)請在圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出圖線，并根據(jù)畫出的圖線求出該圖線的斜率k＝________V－1·Ω－1，圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為b＝________V－1.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)結(jié)合寫出的函數(shù)表達(dá)式以及圖線可知該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)[解析](1)由閉合電路歐姆定律得eq\f(U,R0)＝eq\f(E,R0＋R＋r)，解得eq\f(1,U)＝eq\f(1,ER0)R＋eq\f(R0＋r,ER0).(2)將明顯錯誤的點舍掉，畫線時應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，不能落在直線上的點均勻地分布在直線的兩側(cè)，如圖所示;由圖可知，斜率k＝0.0044V－1·Ω－1，圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為b＝0.70V－1.(3)由eq\f(1,U)＝eq\f(1,ER0)R＋eq\f(R0＋r,ER0)得，k＝eq\f(1,ER0)，b＝eq\f(R0＋r,ER0)，又R0＝150Ω，解得E＝1.52V，r＝9.60Ω.[答案](1)eq\f(1,U)＝eq\f(1,ER0)R＋eq\f(R0＋r,ER0)(2)見解析0.00440.70(3)1.529.60創(chuàng)新點3先電表改裝再測電動勢和內(nèi)阻3．某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗原理如圖實-10-9甲所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測電池組，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻．(1)已知靈敏電流計的滿偏電流Ig＝100μA、內(nèi)阻rg＝2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1.(2)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路．圖實-10-9(3)某次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示:測量次數(shù)12345678電壓表讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表讀數(shù)I/mA20406080100120140160該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法)，計算出電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是_______________________________．(4)該小組在前面實驗的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大．若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是___________________________________.(填選項前的字母)A．電壓表內(nèi)阻的影響B(tài)．滑動變阻器的最大阻值偏小C．R1的實際阻值比計算值偏小D．R0的實際阻值比標(biāo)稱值偏大[解析](1)由電流表的改裝知識可知，R1＝eq\f(Igrg,Im－Ig)＝eq\f(100×10－6×2.0×103,200×10－3－100×10－6)Ω≈1.0Ω.(2)見答案圖(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合逐差法可知r1＝eq\f(U1－U5,I5－I1)－R0，r2＝eq\f(U2－U6,I6－I2)－R0，r3＝eq\f(U3－U7,I7－I3)－R0，r4＝eq\f(U4－U8,I8－I4)－R0.故r＝eq\f(r1＋r2＋r3＋r4,4)＝eq\f(U1＋U2＋U3＋U4－U5＋U6＋U7＋U8,4×80×10－3)－R0＝[eq\f(5.26＋5.16＋5.04＋4.94－4.83＋4.71＋4.59＋4.46,4×80×10－3)－4.0]Ω≈1.66Ω.逐差法在計算中體現(xiàn)的主要優(yōu)點是:充分利用已測得的數(shù)據(jù)．(4)根據(jù)題意可知，內(nèi)阻的測量值為r測＝eq\f(ΔU,ΔI)－R0，因此，電壓表的內(nèi)阻、滑動變阻器的阻值對測量結(jié)果無影響．若R1的實際值比計算值偏小，則改裝后的電流表示數(shù)偏小，導(dǎo)致內(nèi)阻測量值偏大．根據(jù)內(nèi)阻測量值的表達(dá)式可知，R0的實際值比標(biāo)稱值偏大，也會導(dǎo)致內(nèi)阻測量值偏大．故選C、D.[答案](1)1.0(2)如圖所示(3)1.66充分利用已測得的數(shù)據(jù)(4)CD[隨堂訓(xùn)練]1．用電流表和電壓表測電源的電動勢和內(nèi)阻．(1)畫出實驗電路圖．(電源內(nèi)阻很小)圖實-10-10(2)如圖實-10-10所示是根據(jù)兩個電源的測量數(shù)據(jù)繪制的圖線．由圖可知:圖線與U軸的交點表示________，電源Ⅰ的內(nèi)阻________(填“大于”、“等于”或“小于”)電源Ⅱ的內(nèi)阻．(3)圖中兩直線Ⅰ、Ⅱ的交點表示兩個電路中________相等.【導(dǎo)學(xué)號:84370329】[解析](1)如圖所示(2)縱軸截距表示電源的電動勢，直線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，圖線Ⅱ比圖線Ⅰ陡一些，故電源Ⅰ的內(nèi)阻小于電源Ⅱ的內(nèi)阻．(3)Ⅰ、Ⅱ的交點表示外電路電壓、電流都相同，說明外電路的電阻、消耗的電功率相同．[答案]見解析2．在測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，實驗室提供了合適的實驗器材．圖實-10-11(1)甲同學(xué)按圖實-10-11a中的實線連接電路進(jìn)行實驗，其中定值電阻的作用是________．由電壓表讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖b所示，可得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)乙同學(xué)因為粗心，多連接了一根導(dǎo)線，如圖a中的虛線所示．由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖c所示．乙同學(xué)分析了圖象出現(xiàn)異常的原因后，認(rèn)為由圖c也可以達(dá)到實驗?zāi)康?，則由圖c可得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)[解析](1)定值電阻在電路中主要起到保護(hù)電路的作用;根據(jù)U＝E－Ir可知，圖象與縱軸的交點表示電動勢，故E＝2.8V;圖象的斜率表示內(nèi)電阻:r＝eq\f(2.8－1.6,2.0)Ω＝0.60Ω.(2)由乙同學(xué)的電路接法可知，滑動變阻器左右兩部分并聯(lián)后與定值電阻R2串聯(lián)，則可知，在滑片移動過程中，滑動變阻器接入電阻先增大后減小，則路端電壓先增大后減小，所以出現(xiàn)圖c所示的圖象，則由圖象可知，當(dāng)電壓為2.5V時，電流為0.5A，此時兩部分電阻相等，則總電流為I1＝1.0A;而當(dāng)電壓為2.4V時，電流分別對應(yīng)0.33A和0.87A，則說明當(dāng)電壓為2.4V時，干路電流為I2＝(0.33＋0.87)A＝1.2A;則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:2.5＝E－1.0r，2.4＝E－1.2r，解得:E＝3.0，r＝0.50.[答案](1)保護(hù)電路2.80.60(2)3.00.503．用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實驗器材有:電流表A1(量程0～30mA)電流表A2(量程0～100mA)電壓表V(量程0～6V)滑動變阻器R1(阻值0～5Ω)滑動變阻器R2(阻值0～300Ω)開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條甲乙圖實-10-12某同學(xué)的實驗過程如下:Ⅰ.設(shè)計如圖實-10-12甲所示的電路圖，正確連接電路．Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線．Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變．重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標(biāo)為(I0，0)，與縱軸U的交點坐標(biāo)為(0，U0)．回答下列問題:(1)電流表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______．(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r＝________Ω.(3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________，代入數(shù)值可得Rx.(4)若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________．(選填“相同”或“不同”)【導(dǎo)學(xué)號:84370330】[解析](1)由題U-I圖線可知電流表量程應(yīng)為0～100mA，故選A2.路端電壓大于5.5V，而電源電動勢E＝6V，故R外?r，則滑動變阻器選R2.(2)由題圖得:r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝25Ω.(3)Rx＋r＝eq\f(U0,I0)，Rx＝eq\f(U0,I0)－r.(4)電流I＝eq\f(E,R＋r＋Rx)，r＋Rx一定，R從300Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同．Rx接AB間時，U＝eq\f(E,R＋Rx＋r)(R＋Rx)，Rx接BC間時，U′＝eq\f(E,R＋Rx＋r)R，故兩種情況下電壓變化不同．[答案](1)A2R2(2)25(3)eq\f(U0,I0)－r(4)相同不同實驗十一練習(xí)使用多用電表(對應(yīng)學(xué)生用書第156頁)一、實驗?zāi)康?．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法．2．會使用多用電表測電壓、電流及電阻．3．會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件．二、實驗原理1．外部構(gòu)造(1)轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等．(2)表盤的上部為表頭，用來表示電流、電壓和電阻的多種量程．圖實-11-1(3)由于多用電表的測量項目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個項目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，圖中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標(biāo)度．2．歐姆表原理(1)內(nèi)部電路簡化如圖實-11-2.圖實-11-2(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律:①當(dāng)紅、黑表筆短接時，Ig＝eq\f(E,Rg＋R＋r);②當(dāng)被測電阻Rx接在紅、黑表筆兩端時，I＝eq\f(E,Rg＋R＋r＋Rx);③當(dāng)I中＝eq\f(1,2)Ig時，中值電阻R中＝Rg＋R＋r.三、實驗器材多用電表、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．四、實驗步驟1．觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)對應(yīng)的測量項目及量程．2．檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置．若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機械調(diào)零．3．將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔．4．測小燈泡的電壓和電流(1)按如圖實-11-3甲所示連好電路，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．甲乙圖實-11-3(2)按如圖實-11-3乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流．5．用多用電表測電阻的步驟(1)調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度．(2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”，短接紅、黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度，然后斷開表筆，再使指針指向∞刻度處．(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標(biāo)定值進(jìn)行比較．(4)選擇開關(guān)改置“×100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾十千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較．(6)測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋．6．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“∞”電感線圈歐姆擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)五、數(shù)據(jù)處理1．測電阻時，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積．指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字．2．測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時應(yīng)讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可．六、誤差分析1．偶然誤差(1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差．(2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當(dāng)擋位，使指針在中值附近．(3)讀數(shù)時的觀測易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù)．2．系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池．(2)測電流、電壓時，由于電表內(nèi)阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值．七、注意事項1．歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左∞右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合．(2)刻度不均勻:左密右疏．(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率．電流、電壓擋是量程范圍擋．在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)．(4)歐姆表的讀數(shù):待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率．為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤eq\f(1,3)到eq\f(2,3)的部分，即中央刻度附近．2．多用電表使用的“七大注意”(1)使用前要機械調(diào)零．(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”．(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流．(4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋．(5)刻度線有三條:上為電阻專用，中間為電壓、交流、直流共用，下為交流2.5V專用．(6)測電阻時:①待測電阻與電路、電源一定要斷開．②兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿．③指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋．④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零．⑤讀出示數(shù)要乘以倍率．(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池.(對應(yīng)學(xué)生用書第158頁)考點一|多用電表的使用及讀數(shù)(2017·全國Ⅲ卷)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻;表頭?的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，5個擋位為:直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(a)(b)圖實-11-4(1)圖實-11-4(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號)．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為________．(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)[解析](1)當(dāng)B端與“3”連接時，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接．(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項A錯誤;使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項B正確;使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項C錯誤．(3)根據(jù)題給條件可知:當(dāng)B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為量程1mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，eq\f(Rg,R1＋R2)＝eq\f(1－0.25,0.25)＝eq\f(3,1)，解得R1＋R2＝160Ω.當(dāng)B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時為量程1V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120Ω，兩端電壓為0.12V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知:R4兩端電壓為0.88V，則R4電阻為880Ω.(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2.5mA，讀數(shù)為1.47mA.若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100Ω＝1.10kΩ.若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5V，讀數(shù)為2.95V.[答案](1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.95V

考點二|用多用電表判斷電路故障某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖實-11-5所示，該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好．維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50V擋檢測故障．他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點．圖實-11-5(1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用表指示如圖實-11-6所示，讀數(shù)為________V，說明________正常(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)．圖實-11-6(2)紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖實-11-6相同，可判定發(fā)生故障的器件是________(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)．[解析](1)由題圖可知，直流50V擋的最小分度為1V，故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應(yīng)為11.5V左右．由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標(biāo)稱值，說明a、c兩點與電源之間是通路，只能是此電路之外的保險絲、開關(guān)、小燈中出現(xiàn)了斷路故障，但故障的具體位置不能確定．(2)同理可知，兩表筆接c、b時測得結(jié)果仍等于電源電動勢，說明多用表、開關(guān)、保險絲、蓄電池形成了一閉合回路，故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障．[答案](1)11.5(11.2～11.8之間的值均可)蓄電池(2)小燈在如圖甲所示的電路中，4節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8V0.3A”．合上開關(guān)S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮．甲乙(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障．①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示);A．2.5V B．10VC．50V D．250V②測得c、d間電壓約為5.8V、e、f間電壓為0，則故障是________．A．A燈絲斷開 B．B燈絲斷開C．d、e間連線斷開 D．B燈被短路(2)接著練習(xí)使用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”，①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S________;②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為________Ω，此時測量的是________間電阻．根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω.[解析](1)①由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動勢為6V，電壓表量程應(yīng)選10V，B正確．②燈泡不亮，說明電路斷路或短路，電壓表接c、d端時有示數(shù)且接近電源電動勢，說明有電流通過電壓表，c、d間以外其他部分電路接通，電壓表接e，f時無示數(shù)，說明c、d間燈泡斷路，A正確．(2)①使用歐姆表時一定要將被測電阻從電路中斷開，故填“斷開”．②溫度高時燈絲的電阻大，計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)．歐姆表讀數(shù)應(yīng)該為6.0Ω.由于A燈泡斷路，電阻無窮大，而歐姆表示數(shù)為6.0Ω，說明測量的應(yīng)該是e、f間電阻．由R＝eq\f(U,I)可求得電阻為12.7Ω.[答案](1)①B②A(2)①斷開②6.0e、f12.7考點三|實驗拓展與創(chuàng)新創(chuàng)新點1用多用電表判斷二極管的負(fù)極1．李華同學(xué)的爸爸是個電氣工程師，李華經(jīng)?？吹桨职衷谟萌鐖D所示的多用電表進(jìn)行一些測量．在高中物理課堂上學(xué)習(xí)了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測量找到如圖實-11-7所示的二極管的負(fù)極．圖實-11-7(1)李華同學(xué)做了如下兩步具體的操作:第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的“×1”擋，經(jīng)過________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光，然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光．這說明二極管的負(fù)極是________(填“長管腳”或者“短管腳”)所連接的一極．(2)李華同學(xué)的好奇心一下子就被激發(fā)起來了．他琢磨了一下，然后又依次用電阻擋的“×1”擋，“×10”擋，“×100”擋，“×1k”擋分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測量，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越________(填“大”或“小”)，請幫助他分析一下具體的原因.【導(dǎo)學(xué)號:84370331】_________________________________________________________________________________________________________________________________.[解析](1)選“×1”擋后，要進(jìn)行歐姆調(diào)零，由二極管與電表連接的發(fā)光情況可知，短管腳是負(fù)極．(2)二極管的發(fā)光亮度越來越小，原因是多用電表內(nèi)阻越來越大，通過二極管的電流越來越?。甗答案](1)歐姆調(diào)零短管腳(2)小見解析創(chuàng)新點2用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件2．圖實-11-8甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測量一個阻值約為20Ω的電阻和探測電路．(1)測量步驟如下:①將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋的________(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．②將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為________Ω.甲乙丙圖實-11-8(2)探測對象為如圖丙所示的黑箱，箱內(nèi)有一節(jié)干電池、一個電阻、一個晶體二極管和一個電容器，箱外有4個接線柱，分別標(biāo)為1、2、3、4，相鄰兩個序號間只有一個元件．①若用多用電表確定元件的位置，應(yīng)使用多用電表的________(選填下述擋位的序號)進(jìn)行試測．A．直流10V電壓擋 B．直流1.5V電壓擋C．歐姆擋 D．直流電流擋②試測后，用直流1.5V電壓擋進(jìn)一步測量，測量結(jié)果記錄如下:紅表筆位置111黑表筆位置234示數(shù)1.5V00確定電源位置后，去掉電源，應(yīng)用多用電表的________擋進(jìn)行測量，結(jié)果如下:紅表筆位置111234黑表筆位置234111電阻情況電阻很大電阻很大電阻很大先有電阻，然后變?yōu)楹艽箅娮栎^小電阻很?、鄹鶕?jù)以上結(jié)果，在圖實-11-9丙虛線框中畫出電路圖．[解析](1)根據(jù)電阻的估計值，選“×1”擋可以使指針?biāo)傅奈恢迷谥虚g比較合理的位置，由多用電表直接讀數(shù)得電阻的測量值為19.0Ω.(2)已知電路中有一節(jié)干電池，應(yīng)用電壓擋試測，為避免試觸時電壓表反接損壞電表，應(yīng)采用較大量程試測．確定好電源的正負(fù)極位置后，可以利用1.5V擋測量.1、2之間直接測量為1.5V，說明電壓表測量值為電源電動勢，去掉電源后，應(yīng)用歐姆擋檢測電路，紅表筆在多用電表內(nèi)部接電源負(fù)極，紅表筆接1，黑表筆接2、3、4顯示電阻很大，說明二極管處于反接狀態(tài)，黑表筆接1，紅表筆接4顯示電阻很小，說明二極管處于1、4之間，且處于導(dǎo)通狀態(tài)，而紅表筆接3、黑表筆接1顯示電阻較小，說明3、4間有電阻存在，由于電容器的充電和放電，導(dǎo)致紅表筆接2、黑表筆接1時先有電阻，然后變?yōu)闊o窮大，說明在2、3間有電容器．[答案](1)①“×1”②19.0(2)①A②歐姆③電路圖如下創(chuàng)新點3測多用電表內(nèi)電源的電動勢3．(2018·錦州模擬)某實驗小組利用一滑動變阻器和未知內(nèi)阻的微安表，來測量多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢E.(1)該小組采用圖實-11-9甲的電路進(jìn)行實驗，請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖實-11-9乙中的實物圖連接完整．甲乙丙圖實-11-9(2)請將下面的實驗步驟補充完整:①插上紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“×1k”位置，將紅、黑表筆________，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指到表盤右側(cè)“0”處．②按照電路圖連接好電路．③接通開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，得到多用電表和微安表的示數(shù)分別如圖丙所示．多用電表和微安表的讀數(shù)分別為________kΩ和________μA.④斷開開關(guān)，拔下紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)扳到________位置．(3)由以上信息可得多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢為________V．(保留兩位有效數(shù)字)【導(dǎo)學(xué)號:84370332】[解析](1)根據(jù)電路圖，連接實物圖，注意電流為“紅入黑出”．(2)①根據(jù)歐姆表的使用方法可知，選擋后應(yīng)將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零;③歐姆表的讀數(shù)為R＝22×1kΩ＝22kΩ，微安表的讀數(shù)為243μA(242～244μA均可)．(3)歐姆表調(diào)零后，歐姆表內(nèi)阻等于其中值電阻，由題圖丙所示多用電表可知，多用電表“×1k”擋的中值電阻為15kΩ，即歐姆表內(nèi)阻R0＝15kΩ.根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋R0)，I表示微安表的讀數(shù)、R表示多用電表的讀數(shù)，代入數(shù)據(jù)有E＝243×10－6×(22＋15)×103V＝8.991V≈9.0V.[答案](1)如圖所示(2)①短接③22243(242～244均可)④“OFF”擋或交流電壓最高擋(3)9.0[隨堂訓(xùn)練]1．某同學(xué)用多用電表測定一只電阻的阻值，采用了如下方法:多用電表電阻擋有4個倍率:分別為×1k、×100、×10、×1，該同學(xué)選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大(指針位置如圖實-11-10中虛線所示)．為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，請你補充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟:圖實-11-10a．___________________________________________________________.b．兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處．c．重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，測量結(jié)果是________Ω.[解析]由題選擇×100倍率的電阻擋，正確操作時，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度太大，由多用電表的電阻刻度特點可知，為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，指針要擺到表盤中央附近，則要把×100倍率擋換成×10倍率擋．由歐姆表盤的讀數(shù)規(guī)則可知測量結(jié)果為12.0×10Ω＝120Ω.[答案]a．換用×10倍率的擋位c．1202.在物理課外活動中，劉聰同學(xué)制作了一個簡單的多用電表，圖實-11-11為電表的電路原理圖．已知選用的電流表內(nèi)阻Rg＝10Ω、滿偏電流Ig＝10mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程250V的電壓表．該多用電表表盤如圖實-11-12所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出．圖實-11-11(1)若指針指在圖實-11-12所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為________;選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為________．圖實-11-12(2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，劉聰同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗:圖實-11-13①將選擇開關(guān)接2，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏;②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時電阻箱如圖實-10-13所示，則C處刻度應(yīng)為________Ω.③計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V．(保留2位有效數(shù)字)(3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖實-11-12所示位置，則待測電阻的阻值為________Ω.(保留2位有效數(shù)字)【導(dǎo)學(xué)號:84370333】[解析](1)選擇開關(guān)接1時，多用電表是量程為10mA的電流表，讀數(shù)為6.9mA.選擇開關(guān)接3時，多用電表是量程為250V的電壓表，電壓表讀數(shù)為173V.(2)②電阻箱作為被測量電阻，歐姆表指針?biāo)傅木褪潜粶y量的電阻值，電阻箱示數(shù)為150Ω，所以C處刻度應(yīng)為150Ω.③設(shè)歐姆表內(nèi)阻為R(R＝電流表內(nèi)阻＋電源內(nèi)阻＋調(diào)零電阻)兩表筆短接時，電流表滿偏電流Ig＝eq\f(E,R)兩表筆間接入150Ω電阻箱時，電流表指針指到C處，則半偏電流eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,R＋150Ω)從而得到歐姆表內(nèi)阻為R＝150Ω，所以電動勢E＝IgR＝1.5V.(3)題圖所示的電流值I＝6.9mA，I＝eq\f(E,R＋Rx)可解得Rx＝67Ω.[答案](1)6.9mA173V(171～174V間均可)(2)②150③1.5(3)673．在“多用電表的使用”實驗中，(1)甲同學(xué)利用多用電表測量電阻．他用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，操作順序為________(填寫選項前的字母)．A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線進(jìn)行測量B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置，將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零后，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線完成測量C．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線進(jìn)行測量D．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置，將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零后，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線完成測量(2)如圖實-11-14甲所示，為一正在測量中的多用電表表盤．如果用電阻擋“×100”測量，則讀數(shù)為________Ω.圖實-11-14(3)乙同學(xué)利用多用電表測量圖示電路中小燈泡正常工作時的有關(guān)物理量．以下操作正確的是________．A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋，閉合開關(guān)，利用圖乙的電路測量小燈泡兩端的電壓B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋，閉合開關(guān)，利用圖乙的電路測量小燈泡的電阻C．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，閉合開關(guān)，利用圖丙的電路測量通過小燈泡的電流D．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，把圖丙中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開關(guān)，測量通過小燈泡的電流(4)丙同學(xué)利用多用電表探測圖實-11-15所示黑箱時發(fā)現(xiàn):用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓;用電阻擋測量，黑表筆接E點，紅表筆接F點，阻值很小，但反接阻值很大．那么該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中的________．圖實-11-15[解析](1)選用電阻擋“×100”的位置，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明所選擋位太小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，應(yīng)換用“×1k”擋，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測電阻阻值，故選B.(2)用電阻擋“×100”測量，由圖示表盤示數(shù)可知，其讀數(shù)為:28×100Ω＝2800Ω.(3)多用電表一定是電流從紅表筆流入，從黑表筆流出，圖2是測電壓，圖3是測電流，表筆位置正確，故選A、C;(4)用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，說明E、G與F、G間可能有電源存在;用歐姆擋測量，因電流從黑表筆出來通過導(dǎo)體再從紅表筆進(jìn)入歐姆表，故若黑表筆接E點紅表筆接F點時電阻小，說明電流容易從E通過導(dǎo)體，若黑表筆接F點紅表筆接E點時電阻很大，說明電流不能從F通過，這就說明E、F間有二極管且E是正極，故該黑箱內(nèi)元件的接法可能是B.故選B.[答案](1)B(2)2800(3)AC(4)B實驗八測定金屬的電阻率(對應(yīng)學(xué)生用書第143頁)一、實驗?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法．2．掌握螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的使用和讀數(shù)方法．3．會用伏安法測電阻．進(jìn)一步測定金屬的電阻率．二、實驗原理1．螺旋測微器:(1)構(gòu)造:如圖實-8-1所示，螺旋測微器的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，通過精密螺紋套在B上．圖實-8-1(2)原理:可動刻度E上的刻度為50等份，則螺旋測微器的精確度為0.01mm.(3)讀數(shù)．①測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出．②測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．③如圖實-8-2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.圖實-8-22．游標(biāo)卡尺:(1)構(gòu)造:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量 爪)，游標(biāo)尺上還有一個深度尺(如圖實-8-3所示)．圖實-8-3(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的總長度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其精確度見下表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)讀數(shù):若用x表示從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)果表示為(x＋K×精確度)mm.需要注意的是，不管是哪種卡尺，K值均不需要估讀．(5)如圖實-8-4所示，有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度．用它測量一工件的長度，圖示的讀數(shù)為104mm＋0.05×0mm＝104.00mm.圖實-8-43．伏安法測電阻:電流表內(nèi)接法和外接法的比較．電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖適用條件大電阻(Rx＞eq\r(RVRA)或RA?Rx)小電阻(Rx＜eq\r(RVRA)或RV?Rx)誤差分析由于電流表分壓:P測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA＞Rx測量值大于真實值由于電壓表分流:R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx測量值小于真實值4.電阻率的測定原理:(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻，Rx＝eq\f(U,I)，電路原理如圖實-8-5所示．圖實-8-5(2)用毫米刻度尺測金屬絲接入電路部分的長度l:用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d，算出橫截面積S＝eq\f(πd2,4).(3)根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得金屬絲電阻率ρ＝eq\f(πd2U,4lI).三、實驗器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺．四、實驗過程1．直徑測定:用螺旋測微器(或游標(biāo)卡尺)在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出金屬絲的橫截面積S＝eq\f(πd2,4).2．電路連接:按如圖實-8-6所示的電路原理圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路．圖實-8-63．長度測量:用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值l.4．U、I測量:把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大位置．電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑片位置．讀出幾組相應(yīng)的電流表和電壓表示數(shù)I和U的值，填入表格中，斷開開關(guān)S.UI5.拆除實驗線路．整理好實驗器材．五、數(shù)據(jù)處理1．求Rx:(1)計算法:用Rx＝eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值．(2)圖象法:畫出U-I圖象，U-I圖象的斜率等于Rx.2．計算電阻率:將記錄的數(shù)據(jù)U、I、l、d的值代入電阻率計算式ρ＝Rxeq\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI).六、誤差分析1．系統(tǒng)誤差:(1)采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實值，使電阻率的測量值偏小．(2)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差.2．偶然誤差:(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得到的，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一．(2)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等均會帶來偶然誤差．七、注意事項1．螺旋測微器的使用:(1)測量前應(yīng)校對零點:使測砧A與測微螺桿P并攏，觀察可動刻度零刻線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻線是否重合．圖實-8-7(2)測量時，當(dāng)測微螺桿P將要接觸被測物體時，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K′，當(dāng)聽到“咔、咔”聲時，停止轉(zhuǎn)動，以避免P和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力．(3)螺旋測微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位，讀到小數(shù)點后面第三位．2．測定金屬的電阻率:(1)測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，即電壓表兩端點間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值．(2)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效阻值最大的位置．(3)電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大.(對應(yīng)學(xué)生用書第145頁)考點一|測量儀器、儀表的讀數(shù)(1)如圖實-8-8所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左至右分別為9mm長10等分、19mm長20等分，它們的讀數(shù)依次為________mm，________mm.圖實-8-8(2)使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖實-8-9所示，則圖(a)、(b)金屬絲的直徑分別為________mm，________mm.圖實-8-9(3)①圖實-8-10甲用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，表針的示數(shù)是________A;當(dāng)使用3A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A.圖實-8-10②圖實-8-10乙使用較小量程時，每小格表示________V，圖中指針的示數(shù)為________V，若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針指示的是________V.[答案](1)17.723.85(2)2.1500.048(3)①0.020.440.12.20②0.11.700.58.5電流表量程一般有兩種——0～0.6A，0～3A;電壓表量程一般有兩種——0～3V，0～15V．如圖實-8-11所示:圖實-8-11(1)接0～3V量程時讀數(shù)為________V.(2)接0～15V量程時讀數(shù)為________V.(3)接0～3A量程時讀數(shù)為________A.(4)接0～0.6A量程時讀數(shù)為________A.[答案](1)1.88(2)9.4(3)0.80(4)0.16考點二|實驗原理與實物連圖某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表:A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母);實驗電路應(yīng)采用圖實-8-12中的________(選填“甲”或“乙”)．圖實-8-12(2)圖實-8-13是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線．圖實-8-13(3)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖實-8-14所示，可得該電阻的測量值Rx＝eq\f(U,I)＝________Ω.(保留2位有效數(shù)字)圖實-8-14(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________;若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項前的字母)【導(dǎo)學(xué)號:84370321】A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值[解析](1)由于電源電壓4V，所以電壓表應(yīng)選3V量程，Rx約為5Ω，則電路中電流最大為0.8A，為減小測量誤差，電流表應(yīng)選0.6A量程.又因為Rx＜eq\r(RARV)，因此采用電流表外接，故電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C，實驗電路應(yīng)采用圖中的甲圖．(2)(3)由題圖可得該電阻的測量值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.60V,0.50A)＝5.2Ω.(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值;若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值．[答案](1)BC甲(2)如圖所示(3)5.2(4)BD要測量一段阻值大約有幾歐姆的金屬絲的電阻率，請根據(jù)題目要求完成實驗．(1)用毫米刻度尺測量金屬絲長度為L＝80.00cm，用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖所示，則金屬絲的直徑d＝________mm.(2)請在如圖所示實物連接圖中，用筆畫線，完成測量電路．(3)實驗中多次改變滑動變阻器觸頭的位置，得到多組實驗數(shù)據(jù)，以電壓表讀數(shù)U為縱軸、電流表讀數(shù)I為橫軸，在U-I坐標(biāo)系中描點如圖所示．請作出圖象并根據(jù)圖象________求出被測金屬絲的電阻R＝________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)(4)根據(jù)以上測量結(jié)果，得出被測金屬絲的電阻率ρ＝________Ω·m.(保留兩位有效數(shù)字)[解析](1)由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為1.5mm＋10.0×0.01mm＝1.600mm.(2)電源電動勢大約為3V，所以電壓表使用0～3V量程．由于金屬絲電阻很小，電流表應(yīng)外接．由實驗數(shù)據(jù)可知滑動變阻器應(yīng)為分壓接法．連線如圖所示．(3)圖象斜率等于電阻R，由圖象可知，阻值為R＝6.0Ω.(4)由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)可得，電阻率ρ＝eq\f(πRd2,4L)＝eq\f(3.14×6×1.600×10－32,4×0.800)Ω·m≈1.5×10－5Ω·m. [答案](1)1.600(2)(3)斜率6.0(5.8～6.3均可)(4)1.5×10－5考點三|實驗拓展與創(chuàng)新視角1:實驗原理的創(chuàng)新教材中實驗是測量金屬絲的電阻率，可以采用教材實驗的原理測定導(dǎo)線的長度或?qū)Ь€的電阻.視角2:實驗器材的創(chuàng)新1實驗中若沒有螺旋測微器測電阻絲的直徑，可將電阻絲緊密的纏繞在圓柱形鉛筆上30～50匝，測總長度，然后求出直徑.2還可以把電壓表、電流表更換為電壓、電流傳感器.視角3:測量對象的創(chuàng)新，可以將測金屬絲的電阻率，改為測圓柱體金屬、圓桶形薄片、電解液等的電阻率.視角4:測量方法的創(chuàng)新，測量電阻時還可應(yīng)用等效替代法、半偏法、多用電表、電橋法、雙電流表法、雙電壓表法等.創(chuàng)新點1測量鉛筆芯的電阻率1．(2018·山東濰坊統(tǒng)考)一探究小組要測量2B鉛筆芯的電阻率，所用的實驗器材有:電源E(9V)，鉛筆芯(最大阻值約6Ω)，滑動變阻器(最大阻值20Ω)，電流表A(量程為0.3A，內(nèi)阻約為0.5Ω)，電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為1000Ω)，開關(guān)S.(1)將虛線框內(nèi)測量鉛筆芯電阻的實驗電路圖補充完整．(2)實驗中，改變連入電路的鉛筆芯長度L，測出對應(yīng)的電阻值R，測得的4組實驗數(shù)據(jù)已描點在如圖實-8-15甲所示的R-L坐標(biāo)系中，請畫出R-L圖線．圖實-8-15(3)用螺旋測微器測量鉛筆芯的直徑．如圖乙所示，其讀數(shù)為________mm.(4)根據(jù)畫出的R-L圖線及測得的鉛筆芯的直徑，可求得鉛筆芯的電阻率為________Ω·m.(保留三位有效數(shù)字)[解析](1)由于待測電阻Rx＜eq\r(RARV)，所以電流表應(yīng)該用外接法，滑動變阻器采用分壓式接法．(3)螺旋測微器的讀數(shù)為1mm＋20.0×0.01mm＝1.200mm.(4)由電阻定律得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(4L,πd2)，R-L圖線的斜率k＝eq\f(4ρ,πd2)，解得ρ＝3.77×10－5Ω·m.[答案](1)如圖1所示(2)如圖2所示(3)1.200(4)3.77×10－5創(chuàng)新點2測量金屬管線的電阻率2．有一根細(xì)長且均勻的空心金屬管線，長約30cm，電阻約為5Ω，已知這種金屬的電阻率為ρ，現(xiàn)在要盡可能精確測定它的內(nèi)徑d.(1)用螺旋測微器測量金屬管線外徑D時刻度的位置如圖實-8-16甲所示，從圖中讀出外徑為________mm，應(yīng)用________(選填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)測金屬管線的長度L.圖實-8-16(2)測量金屬管線的電阻R，為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE．滑動變阻器，0～10ΩF．滑動變阻器，0～100Ω要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．(填序號)(3)實驗中他的實物接線如圖實-8-16乙所示，請指出接線中的兩處明顯錯誤．錯誤1:_________________________________________________錯誤2:__________________________________________________(4)用已知的物理常數(shù)和應(yīng)直接測量的物理量(均用符號表示)，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑的表達(dá)式d＝________.(5)在實驗中，下列說法正確的是()A．為使電流表讀數(shù)明顯，應(yīng)使電流盡可能大些B．為操作方便，中間過程可保持開關(guān)S一直處于閉合狀態(tài)C．千分尺的精確度是千分之一毫米D．用千分尺測量直徑時必須估讀一位[解析](1)螺旋測微器的讀數(shù)為:D＝5mm＋20.0×0.01mm＝5.200mm;測量30cm金屬管長度時應(yīng)用毫米刻度尺來測量．(2)由于兩節(jié)干電池的電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選A;由于通過金屬管的最大電流為Im＝eq\f(U,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，所以電流表應(yīng)選C;為了較準(zhǔn)確地測出其阻值，滑動變阻器應(yīng)選E.(3)由于待測金屬管阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯誤分別是:錯誤1:導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上;錯誤2:采用了電流表內(nèi)接法．(4)設(shè)金屬管線內(nèi)徑為d，根據(jù)電阻定律應(yīng)有:R＝eq\f(ρL,\f(1,4)πD2－\f(1,4)πd2)，又R＝eq\f(U,I)，聯(lián)立可得:d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU)).(5)由金屬的電阻率隨溫度的升高而增大可知，通過待測金屬管線的電流不能太大，所以A錯誤;為減小溫度的影響，中間過程應(yīng)斷開開關(guān)，所以B錯誤;千分尺的精確度是0.01mm，即應(yīng)精確到eq\f(1,100)毫米，所以C錯誤;千分尺讀數(shù)時必須估讀一位，即估讀到0.001mm，所以D正確．[答案](1)5.200毫米刻度尺(2)ACE(3)導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上采用了電流表內(nèi)接法(4)eq\r(D2－\f(4ρIL,πU))(5)D創(chuàng)新點3測量導(dǎo)電液體的電阻率3．如圖實-8-17所示是一同學(xué)測量某導(dǎo)電液體電阻率的實物連線圖．圖中均勻的長直玻璃管內(nèi)徑為d，里面充滿待測導(dǎo)電液體，玻璃管兩端各裝有一電極，電極距離為L.圖實-8-17(1)根據(jù)實物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路原理圖，其中導(dǎo)電液體用電阻Rx表示．(2)在接通電路前，為保證器材安全，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最________端(填“左”或“右”)．在電路調(diào)試時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn):閉合開關(guān)S1后，單刀雙擲開關(guān)S2接到a接點時電壓表示數(shù)為4.5V、電流表示數(shù)為180μA;單刀雙擲開關(guān)S2接到b接點時電壓表示數(shù)為4.6V、電流表示數(shù)為164μA.正式測量時，為減小實驗誤差，單刀雙擲開關(guān)S2應(yīng)接到________點(選填“a”或“b”)．(3)該同學(xué)正確完成實驗，測得該段液體的電阻R0