2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實驗十測定金屬絲的電阻率學(xué)案新人教版

2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實驗十測定金屬絲的

電阻率學(xué)案新人教版實驗十測定金屬絲的電阻率

實驗知識-自主回顧

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

1.實驗原理(如圖所示)

由兄=0(得P=7,因此，只要測出金屬絲的殳度2、橫截面積s和金屬絲的電阻A,

即可求出金屬絲的電阻率。。

2.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(0?50

。)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器,亳米刻度尺。

3.實驗步驟

(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值比

(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路。

(3)用亳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)測量三次，求出其平均

值九

(4)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的位置。

(5)閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)/、少

的值，記錄在表格內(nèi)。

(6)將測得的用、/、d值，代入公式4，口S=手中，計算出金屬絲的電阻率。

4.數(shù)據(jù)處理

(1)在求用的平均值時可用兩種方法

①用用=%別算出各次的數(shù)值，再取平均值。

②用〃一/圖線的斜率求出。

(2)計算電阻率

將記錄的數(shù)據(jù)此、1、"的值代入電阻率計算公式。=兄,=爵.

5.誤差分析

(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一。

(2)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,

使電阻率的測量值皿.

(3)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差。

(4)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。

6.注意事項

(1)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表外接法。

(2)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、被測金屬絲、滑

動變阻器連成主干線路，然后再把電壓表并聯(lián)在被測金屬絲的兩端。

(3)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量被測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，

亦即電壓表兩端點間的被測金屬絲長度，測量時應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量三次，求其平均

值。

(4)測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值。

(5)閉合開關(guān)之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置。

(6)在用伏安法測電阻時，通過被測金屬絲的電流不宜過大(電流表用0-0.6A量程)，

通電時間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。

(7)若采用圖像法求電阻阻值的平均值，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連

線時要盡可能地通過較多的點，其余各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可

以不予考慮。

核心考點-重點突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUP0

考點一教材原型實驗

1（2019?江蘇卷，11）某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作

如下：

（1）螺旋測微器如甲圖所示。在測量電阻絲的直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微

螺桿之間，再旋動C（選填“力”“8”或）,直到聽到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當,

同時防止螺旋測微器的損玩。

測微縹桿

⑵選擇電阻絲的不同（選填“同一”或“不同”）位置進行多次測量，取其平均值作為電

阻絲的直徑。

（3）圖乙中『為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入圖丙實物電路中的

正確位置。

滑動變阻器

⑷為測量R,利用乙圖所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓4和電流入的值，作

年="+庶，由作出的加心圖線的斜率可得與=25.5Q。

1212

故凡=（49.0—25.5）Q=23.5Q。

（變式訓(xùn)練1）（2021?重慶-中期末）小明同學(xué)想測量某段銅導(dǎo)線的電阻率，進行了如下

實驗。

⑴如圖甲所示，采用繞線法用亳米刻度尺測得10匝銅導(dǎo)線直徑和為1.25cmo

（2）現(xiàn)取長度為￡=10。m的一捆銅導(dǎo)線，欲測其電阻，在實驗前，事先了解到銅的電阻

率很小，在用伏安法測量其電阻時，設(shè)計了如圖乙所示的電路，則電壓表的另一端應(yīng)接且（填

“a”或“方”），測量得電壓表示數(shù)為4.50V,而電流表選擇。?3.0A量程，其讀數(shù)如圖丙

所示，則其讀數(shù)為2.50A,可得銅的電阻率為2.2X10、Q-m（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

小明參考課本上的信息（如圖丁所示），發(fā)現(xiàn)計算得到的可阻率與表中所給出的數(shù)據(jù)有一些偏

差，但是實驗的操作已經(jīng)一分規(guī)范，測量使用的電表也已盡可能校驗準確，請寫出一條你認

為造成這種偏差的可能原因是電流較大，實驗過程中銅導(dǎo)線的溫度明顯超過了20

幾種導(dǎo)體材料在20C時的電阻率

材料P/O?m材料P/O?m

很1.6X10-8鐵i.oxio-7

銅1.7X10-8銃銅合金4.4X10-7

鋁2.9X10-8銀銅合金5.0X10T

鴇5.3X10-8銀輅合金1.0X10-6

T

［解析］（1）由題圖甲所示刻度尺可知，其分度值為1mm,則10匝銅導(dǎo)線的總直徑為d

=11.25cm—10.00cm=1.25cm。

(2)由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠大于銅線電阻，則電流表應(yīng)采用外接法，電壓表的另一端

應(yīng)接a；電流表的量程為0?3.0A,由題圖丙可知，其分度值為0.1A,示數(shù)/=2.50A；銅

線的電阻為Q=1.8Q,由電阻定律得仁。一整理得夕=2萼，

代入數(shù)據(jù)解得2.2X1G8。?明銅線的電阻率受溫度影響，隨溫度升高而增大，實驗誤

差可能是由電流較大，實驗過程中銅導(dǎo)線的溫度明顯超過了20c造成的。

考點二實驗拓展創(chuàng)新

*—一例2(2020?河北承德一中期中)(1)某同學(xué)在實驗室測定金屬絲電阻率的實驗

中，用游標卡尺測量金屬絲的長度如圖甲所示，可知其長度為尺1.量mm；如圖乙所示，用螺

旋測微器測金屬絲的直徑，測量值為10.501(1的500?10.502)皿

(2)影響材料電阻率的因素很多，一般情況下金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半

導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小。其學(xué)校研究小組需要研究某種材料的

導(dǎo)電規(guī)律，他們用這種材料制作成電阻較小的元件只測量元件〃中通過的電流隨兩端電壓從

零開始逐漸增大過程中的變化規(guī)律。圖丙是他們按設(shè)計好的電路連接的部分實物圖，請?zhí)砑?/p>

兩根導(dǎo)線，使電路完整。

內(nèi)

［答案］

(3)改變滑動變陽器的陽值,記錄兩電表的讀數(shù).根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丁中畫出元件〃的

/—〃圖像，并判斷元件〃是半導(dǎo)體材料(填“金屬材料”或“半導(dǎo)體材料”)。

UN00.400.600.801.001.201.50

7/A00.040.090.160.250.360.56

(4)若可供選擇的滑動變阻器有兆(最大阻值為2.5Q,允許通過的最大電流為0.25A)、

金(最大阻值為5Q,允許通過的最大電流1.5A),則本實驗應(yīng)該選用的滑動變阻器為區(qū)(填

器材前的編號)。

R元件P

-h_

戊

(5)把元件P接入如圖戊所示的電路中，已知定值電阻"阻值為4Q,電源電動勢為2Y,

內(nèi)阻不計，則該元件實際消耗的電功率為0.25(0.24—0.26)睚

「解析1(1)游標卡尺測得金屬絲的長度為101mm+10X0.05mm=101.50mm：螺旋測微

器的讀數(shù)為10.5mm+0.1X0.01mm=10.501mnu

(2)由于實驗要求元件〃兩端電壓從零開始，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法：由于待

DD

測元件的電阻較小，滿足77〉三，所以電流表應(yīng)采用外接法，連線圖如圖甲所示。

HrKk

甲

(3)將各個數(shù)據(jù)點描點，用平滑的曲線連接各點可得元件的/一〃圖像，如圖乙所示。

//A

0.6

0.4

0.2

012

乙

由/?=￡=)=；可知，元件〃的電阻等于圖線上各點與原點連線的斜率的倒數(shù)，則元件的

11K

7/

電阻隨溫度的升高而減小，可判定元件夕是半導(dǎo)體材料。

(4)由于電壓要求從零開始調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，用允許通過的最大電

流為0.25A,不符合題干要求，故選是。

(5)將"視為電源內(nèi)阻，在表示元件戶的/一〃圖像中同時作出表示電源的/一〃圖像，如

圖丙所示，讀出兩圖線的交點即工作點的坐標為/=0.25A,￡=1.0V,所以元件2消耗的功

率為—0=1.0X0.25W=0.25W(0.24-0.26嘰

丙

2年高考?1年模%

2NIANGAOKAO1NIANMONI

1.(2020?課標I,22)某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻R,所用電壓表的

內(nèi)阻為1kQ,電流表內(nèi)阻為0.5該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖

(a)所示電路的。、夕兩點之間，另一種是跨接在。、。兩點之間。測量得到如圖(b)所示的兩

條〃一/圖線，其中。與/分別為電壓表和電流表的示數(shù)。

—

0P7。

圖(a)

回答下列問題:

(1)圖(b)中標記為H的圖線是采用電壓表跨接在0、P(填“0、r或“0、0”)兩點的方

窠測量得到的。

1U/V

一

????????????a一

3.50::::::::::::

::濕

?::4

:■盅

,??

3.00.?9

!!口

::fS熊

mn■,utS

匚::x■II2

xrm錮,

:ls?

:…

n::sk?,:*

n.，::

E?

(…

一

2.50s熊

ru?1

囂

n?*::

:m:n"&.:rs

?*

nl??…

匚r

s^?1韶

:"?*

：

。n?*

nw口n::?*::

統(tǒng).::s

，--I

呂

z一

:：

「nn.

2.00I:::n::nn

::::即.

::R::::I:

:::!I::.

￡::::墨

:浚?:I!?::.

1.50?:??::.

方?

?::::::.

遛

??

?::?.

?::?

:::盅:

??.

::?盥

1.00??

::?

::?.

::?::

?::一.

::三?

?::.

?:

10.020.030.040.050.060.070.080.0//mA

圖(b)

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖⑹可判斷，由圖線_!_(填"I”或“1【”)得到的結(jié)果更接近

待測電阻的真實值，結(jié)果為型C(保留1位小數(shù))。

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對(2)中得到的結(jié)果進行修正，修正后待測電阻的

阻值為典色C(保留1位小數(shù))。

［解析］本題考查伏安法測電阻實驗的數(shù)據(jù)處理。

(1)若電壓表跨接在。、〃之間時，由于電壓表的分流作用使得電流的測量值偏大，由此

=3口，兄的測量值偏??；若電壓表跨接在。、。之間時，由于電流表的分壓作用使得電壓的測

〃

量值偏大，由尼=］知，R的測量值偏大。由「標記為H的圖線斜率較小，則標記為H的尼測

量值偏小，即標記為n的圖線是采用電壓表跨接在。、尸兩點的方案測量得到的。

(2)電壓表的內(nèi)阻為1k。，電流表的內(nèi)阻為0.5凡約為50Q,由于此＞A/麻，則

電流表采用內(nèi)接法，故圖線I得到的結(jié)果更接近真實值；結(jié)果為R、=R=

：工°2\-LOO\Q

0.0600A-0.0200A°

（3）實驗實際測量的是電流表與被測電阻串聯(lián)的總電阻，則R、=R'解得修正后待

測電阻的阻值為A'.=50.D

2.（2019?天津卷，9（3））現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。

①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，具讀數(shù)是U.200（0.196-0.204均

可）mmo

jr

②利用下列器材設(shè)計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻

尼約為100Q,畫出實驗日路圖，并標明器材代號。

電源/（電動勢10V,內(nèi)阻約為10Q）

電流表A（量程0?250mA,內(nèi)阻用=5Q）

電流表擔（量程0?300mA,內(nèi)阻約為5Q）

滑動變阻器〃（最大阻值10Q,額定電流2A）

開關(guān)S及導(dǎo)線若干

［答案］

Ui」

③某同學(xué)設(shè)計方案正確，測量得到電流表A的讀數(shù)為人,電流表A2的讀數(shù)為則這段

金屬絲電阻的計算式兄=若『從設(shè)計原理看，其測量值與真實值相比相等（填“偏大”“偏

小”或“相等”）。

［解析］①4=20.0X0.01mm=0.200mm。

②本題中測量金屬絲的電阻，無電壓表，故用已知內(nèi)阻的電流表Ai充當電壓表，由于電

流表擊的額定電壓氏=/渦=1.25丫，比電源電動勢小得多，故電路采用分壓式接法，電路圖

如圖所示。

③當電流表A、A?讀數(shù)分別為小人時，通過R的電流為R兩端電壓U=i\-R\,

故兄=￡=六7,不考慮讀數(shù)誤差，從設(shè)計原理看測量值等于真實值。

1h—1\

3.（2020?云南西雙版納期末）在“用伏安法測定一條金屬絲（總電阻約10。）的電阻率”

的實驗中。

(D某同學(xué)用螺旋測微器測得金屬絲直徑d如圖甲所示，可讀得印mmo

(2)他又把金屬絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和0上，在金屬絲上夾上

一個小金屬夾尺移動金屬夾〃的位置，從而改變接入電路中金屬絲的長度。把這樣的裝置接

入實驗電路中，如圖乙所示。但他連接線路時卻出現(xiàn)了兩處錯誤，請用“X”標在錯誤的導(dǎo)

線上，再用筆畫線代替導(dǎo)線給予改正。

［答案］

(3)閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至最左(填“左”或“右”)端。閉合開關(guān)后，滑

動變阻器的滑片調(diào)至一合適位置后不動，以后通過多次改變〃點的位置，得到多組氏/、L

U

的數(shù)據(jù)，］即得到金屬絲長為/，時對應(yīng)的電阻幾利用得到的多組/,和斤的數(shù)據(jù)，繪成如圖丙

所示的圖線，則該圖線斜率表示的物理意義是金屬絲電阻率與橫截面積之比(要求用文字表

述)。

(4)如果圖線的斜率a=1Q/m,則該金屬絲電阻率夕=4.1X10-7Q?m(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)。

［解析］(1)螺旋測微器讀數(shù)為0.5mm+0.225mm=0.725mnu

(2)如圖所示，由于電流表內(nèi)阻和待測金屬絲電阻更接近，故電流表需要外接，電壓表測

量連入電路部分的金屬絲兩端的電壓；滑動變阻器采用限流接法，應(yīng)在上、下接線柱上分別

連接。

(3)閉合開關(guān)前，滑動變阻器的阻值應(yīng)該最大，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至最左端，由R=

夕春可知，該圖線斜率表示的物理意義是金屬絲電阻率與橫截面積之比。

(4)彳一￡圖像的斜率k=5，金屬絲電阻率P=kS=^kne/=|xiX3.14X(0.725X10-

3-7

)^4.1X10Q?mo

實驗十二測定電源的電動勢和內(nèi)阻

實驗知識-自主回顧

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法。

2.掌握用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的方法。

3.掌握實物圖連接的技巧。

二、實驗原理

如圖甲所示，改變"的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組/、〃值，利用閉合電路的歐

姆定律求出幾組樂??值，最后分別算出它們的平均值。

此外還可以用圖像法來處理數(shù)據(jù)，即在坐標紙上以/為橫坐標，。為縱坐標，用測出的幾

組/、〃值畫出圖像，圖乙所得直線跟縱軸交點即為電動勢的值，圖像的斜率的絕對值

即為內(nèi)阻r的情。

三、實驗器材

電壓表，電流表，滑動變阻器，干電池，開關(guān)，導(dǎo)線。

四、實驗步驟

1.選擇好電流表、電壓表量程，按圖甲連接好電路.

2.把變阻器的滑動片移到一端，使接入電路的阻值最大。

3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(九〃)，用同樣的方

法測量幾組/、〃值。

4.斷開開關(guān)時，整理器材。

5.處理數(shù)據(jù)，用公式法或圖像法求出電動勢和內(nèi)阻的值。

五、注意事項

1.為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電

池)。

2.電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢少會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，因

此實驗中不要將/調(diào)得過大。讀數(shù)要快，每次讀完立即斷電。

3.測出不少于6組/、〃數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的/、U

數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別求出區(qū)r值再求

平均值。

4.畫/圖像時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個

別偏離直線太遠的點可舍去不考慮，以減小偶然誤差。

|UN

1.0I_1_I_I_I-

■0.20.40.6//A

5.干電池內(nèi)阻較小時，〃的變化較小，此時坐標圖中數(shù)據(jù)點將集中在上部，呈現(xiàn)下部分

大面積空間得不到利用，為此，可使縱坐標不從零開始，如圖所示，把坐標的比例放大，可

使結(jié)果的誤差減小，此時圖像與橫

軸交點不表示短路電流，仍可用？'=|△以計算出電池的內(nèi)阻入

六、誤差分析

1.偶然誤差

(1)由讀數(shù)不準和電表線性不同引起誤差c

(2)用圖像法求￡和7T寸，由于作圖不準確造成的誤差。

(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起反r變化。

2.系統(tǒng)誤差

由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差。

(1)如圖甲所示，在理論上￡'=〃+(/，+/,)△其中電壓表示數(shù)〃是準確的電源兩端電壓。

而實驗中忽略了通過電壓表的電流A而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，人越大。

結(jié)論：

①當電壓表示數(shù)為零時，4=0,八=八,短路電流測量俏=直隹俏。

②

③因為「測=令，所以/r&rm從電路的角度看，電壓表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分，枚實際

測出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動勢（/超和/:，），如圖乙所示，因為電壓表和

電池并聯(lián)，所以，斤制小于電池內(nèi)阻「汽，因為外電阻彳斷開時，a、6兩點間電壓如等于電動

勢小，此時電源與電壓表構(gòu)成回路，所以匾"典，即蜃

（2）若采用如圖丙所示的電路，人為電源電流真實值，理論上有E=U+UAkr,其中Ik

不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，小越大，當電流為零時，8=0,電壓為準確值，

等于反

結(jié)論：

①上為真實值。

②/切水/處其。

③因為「測=三，所以廣統(tǒng)廣九，廣洌為廠式和吊的串式值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較

小，所以這時r則的測量誤差比較大。

七、其他方案設(shè)計

以上測量方法一般稱為伏安法，測電源的電動勢和內(nèi)阻還有以下幾種方法：

1.安阻法

用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：ES力，E=瓜尼+

二），由此可求；HE和八此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大。

2.伏阻法

用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖乙所示，測量:原理為：少=竊+￡?,

Alzt2

由此可求出r和反此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小。

3.粗測法

用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認為是電源電動勢,

ER

此時勺G)七區(qū)需滿足片》八

4.雙伏法

川兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖所示。測量方法為：斷開S,測得修、V2的

示數(shù)分別為dIk,此時，￡=〃+〃+/,A是片的內(nèi)阻；再閉合S,1的示數(shù)為小，此時

l\x

U'

核心考點-重點突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO

考點一教材原型實驗

??■例1(2020?四川綿陽二診)用電流表和電壓表測定兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池

組的電動勢和內(nèi)阻。要求盡量減小實驗誤差。

(1)實驗電路應(yīng)該選擇下圖中的乙。(填“甲”或"乙”)

?-

―_h_/一

甲乙

(2)現(xiàn)有電壓表(0~3V)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下黯材;

A.電流表(0-150mA)

B.電流表(0?1.5A)

C.滑動變阻器(0?30Q)

D.滑動變阻器(0?30。Q)

實驗中電流表應(yīng)選用B；滑動變阻器應(yīng)選用C。(填相應(yīng)器材前的字母)

⑶某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示，請在〃一/坐標系(如圖丙)上標出6組數(shù)據(jù)的對

應(yīng)點，畫出〃一/圖線。

序號123456

電壓UN2.802.502.201.901.601.30

電流〃A0.120.320.500.680.881.06

［答案］

(4)根據(jù)⑶中所畫圖線可得出電池組的電動勢E=3.00根98?3.02均可)V,內(nèi)阻r=

1.60(1.58?1.62均可)

［解析］(1)干電池內(nèi)肘較小，為減小實驗誤差，相對電池組來說，電流表應(yīng)采用外接法,

應(yīng)選擇題圖乙所示電路圖。

(2)一節(jié)干電池電動勢約為1.5V,兩節(jié)串聯(lián)干電池電動勢約為3V,從表中數(shù)據(jù)可知電

2on

路中可通過的最大電流約為1A,外部電路最大電阻約為丁瓦。和23Q,電流表A量程太小,

故應(yīng)選擇B,滑動變阻器應(yīng)選C。

(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后用直線連接盡可能多的點作出電源的

〃一/圖像如圖所示，注意落不到直線上的各點跡應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)。

UN

10

00.250.500.751.00//A

(4)由閉合電路歐姆定律得￡=〃+",解得?！?￡-4,由。J/圖像可知，圖線的縱軸微

距是3.0V,則電池組的電動勢為E=3.00V,內(nèi)阻為r=于='0；。=1?60。。

(變式訓(xùn)練1)(2020?湖南岳陽模擬)某同學(xué)想測量一電源的電動勢及內(nèi)阻(結(jié)果均保留

兩位有效數(shù)字)。

(1)他用內(nèi)阻尼=100。，滿偏電流4=1mA的表頭G改裝成量程為。?0.5A的電流表

和0?3.()V的電壓表。則用表頭G串聯(lián)一個用="kQ的電阻可以改裝成量程為0?3.()V

的電壓表；用表頭G并聯(lián)一個尼=0.20Q的電阻可以改裝成量程為0?0.5A的電流表。

(2)現(xiàn)有器材為一只開關(guān)、一個滑動變阻器、若干導(dǎo)線和改裝的電流表、電壓表(改裝的

兩表均用表頭G與一個電阻串、并聯(lián)來表示)，要求精確測量電源電動勢及內(nèi)阻，電流表測干

路電流，請在虛線框內(nèi)畫出實驗原理電路圖。

(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表讀數(shù)為1.5V時，電流表讀數(shù)為0.30

A；電壓表讀數(shù)為2.0V時，電流表讀數(shù)為0.20A,則電源的電動勢￡=3.0(3.1)V,內(nèi)阻r

=4.8(5.1)Q。

［解析1本題考查電表的改裝、實驗器材選取與電路圖、數(shù)據(jù)處理。

U3

(I)改裝成量程為()?3.()V的電壓表需要串聯(lián)的電阻吊=7一只=丁木7。-10()。=2.9

/gU.UU1

k。；改裝成量程為0.5A的電流表需要并聯(lián)的電阻人為—。。

(2)本實驗可根據(jù)閉合電路歐姆定律精確測量電源電動勢及內(nèi)阻，電路圖如圖所示。

(3)若采用圖I電路，由閉合電路歐姆定律得力="+/(，+大7),〃=么+以廠+大7),

HRIK1/十的

由以上兩式解得￡=3.0V,r=4.8若采用圖2電路，由閉合電路歐姆定律得￡=〃+A"

+)F,￡=二+A(/+I)r,聯(lián)立解得￡=3.1V,7—5.1Q。

考點二實驗拓展創(chuàng)新

2(2021?河南濮陽模擬)某同學(xué)利用1)1S,定值電阻氐、電阻箱左等實驗器材

測量電池a的電動勢和內(nèi)組，實驗裝置如圖甲所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外

電路的總阻值E,用電壓傳感器測得路端電壓〃，并在計算:機上顯示出如圖乙所示的與一)關(guān)系

圖線&重復(fù)上述實驗方法測量電池。的電動勢和內(nèi)阻，得到圖乙中的圖線人

(1)由圖線a可知電池a的電動勢區(qū)=加V,內(nèi)阻Q.

⑵用此裝置測得的電動勢小于電動勢的真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)若用同一個電阻*先后與電池a及電池b連接,則兩電池的輸出功率〃,小王△(填”大

于”“等于”或“小于”),兩電池的效率1大于(填“大于”“等于”或“小于”)。

［解析］⑴根據(jù)后=什也得%%題圖乙中圖線4截距為0.5廠=總，斜率

兒=0.25，\7=/,故電動勢￡=2.0V,內(nèi)阻到=瓦?兒=0.5Q。

匕I

用+廠「1

(2)由題圖甲可知，由于電壓傳感器的分流作用，有:=一萬=+7、,不其中A表示電壓傳

UER\ER

感器的內(nèi)阻，所以電池電動勢的測量值小于真實值。

(3)在題圖乙中，圖像的截距為電池電動勢的倒數(shù)，從圖像可知a的截距人于力的截距,

故￡＜反。圖像的斜率表示三a的斜率大于6的斜率，而r=kE,由圖線可近似得出〃的截距

約為0.2V，則電動勢約為5V；斜率約為0.2A，貝!內(nèi)阻約為1Q,故￡＜氏，rXn,近

似作出電池a、電池方和電阻彳的4一/圖線，電阻的圖線與兩電池的交點為電阻的工作點，

則由圖可知，圖中交點的電壓與電流的乘積為電池的輸出功率，則電池的輸出功率￡＜%電

池的效率〃=冬=/，由于電池a的內(nèi)阻小于電池6的內(nèi)阻，所以電池的效率心大于"

clK^vr

（變式訓(xùn)練2）（2018?江蘇卷）?同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。

（1）如圖甲所示是該同學(xué)正準備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的實驗電路。請指出

圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處開關(guān)未斷開;電阻箱阻值為零。

⑵實驗測得的電阻箱阻值〃和電流表示數(shù)I,以及計算的%（據(jù)見下表:

般Q8.07.06.05.04.0

Z/A0.150.170.190.220.26

*

6.75.95.34.53.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖乙的方格紙上作出"一快系圖像。

R/n,

［答案］

由圖像可計算出該干電池的電動勢為1.4(1.30?1.44都算對)V；內(nèi)阻為

都算對)Q。

(3)為了得到更準確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電

壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表的示數(shù)為0.33A時，電壓表的指針位置如

圖丙所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為1.4V,內(nèi)阻應(yīng)為1.0Q。

［解析］(1)在電學(xué)實驗中，連接電路時應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，確保實

驗儀器、儀表的安全。

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，得

E=KR+力

E1

即-r=E.r,

即發(fā)一^圖像為直線。

描點連線后圖像如圖所示。

R/D,

根據(jù)圖像可知r=1.2。。

圖像的斜率為電動勢發(fā)

在圖像上取兩點（0.9,0）、（6.7,8.0）

8.0-0

則Itl//FTV=L38V。

⑶根據(jù)歐姆定律，得電流表的內(nèi)阻

該干電池的內(nèi)阻應(yīng)為/=2'—n=l.0Q

“一｝圖像的斜率仍為電動勢/:；

即￡=1.4Vo

2年高考?1年模/

2NIANGAOKAO1NIANMONI

1.（2020?山東，14）實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對“測量電

源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進行了探究.實驗室提供的器材有：

干電池一節(jié)（電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1Q）；

電壓表V?（量程3V,內(nèi)阻約3k。）；

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1Q）；

滑動變阻器〃（最大阻值為20Q）；

定值電阻吊（阻值2Q）；

定值電阻由（阻值5。）；

開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。

（1）該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接

近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實驗數(shù)據(jù)在。'一/坐標紙上描點，如圖乙

所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的.主要原因是Bo(單選，填正確

答案標號)

A.電壓表分流B.干電池內(nèi)阻較小

C.滑動變阻器最大阻值較小D.電流表內(nèi)阻較小

(2)針對?電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗

方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。

序號1234567

Z/A0.080.140.200.260.320.360.40

4/V1.351.201.050.880.730.710.52

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答以卜問題：

①圖丙所示的坐標紙上己標出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點，請在坐標紙上標出前4組數(shù)據(jù)

對應(yīng)的坐標點并畫出〃一/圖像。

［答案］

UN

②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻力先(填“片”或“短)。

③用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖丁實物圖線連接成完整電路。

0

定值電阻

［答案］

［解析］(1)電壓表示數(shù)變化過小，則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故

選B。

(2)①根據(jù)數(shù)據(jù)做出〃一/圖像如圖；

②由圖像可知r+4定="^0=2.63Q

U.o

電源內(nèi)阻小于1。，則定值電阻大于1.63Q,可知定值電阻為國;

③定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖；

2.（2020?天津，9（2））某實驗小組選用以下器材測定電池的電動勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)

果盡量準確。

電壓表（量程0-3V,內(nèi)阻約為3kQ）

電流表（量程。?0.6A,內(nèi)阻約為1。）

滑動變阻器（0?20Q,額定電流1A）

待測電池組（電動勢約為3V,內(nèi)阻約為1Q）

開關(guān)、導(dǎo)線若干

①該小組連接的實物電路如圖所示，經(jīng)仔細檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有?條導(dǎo)線連接不當，這

條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是機

②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片p應(yīng)置于滑動變阻

器的巨端。（填“a"或者”'）

③實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了

解決這個問題，在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5。的電阻，之后該小組得到了幾

組電壓表讀數(shù)。和對應(yīng)的電流表讀數(shù)/,并作出〃一/圖像，如圖所示。根據(jù)圖像可知，電池

組的電動勢為2.9V,內(nèi)阻為0.80（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

［解析］①由題意可知，電流表內(nèi)阻與待測電池組內(nèi)阻接近，因此電壓表應(yīng)測電路的路

端電壓，故導(dǎo)線5一端應(yīng)連接電源正極。

②要保障電路安全，開關(guān)閉合時，滑動變阻器接入電路中的電阻應(yīng)最大，故閉合開關(guān)前,

滑動變阻器的滑片〃應(yīng)置于滑動變阻器的a端。

③由閉合電路歐姆定律可知，E=U+Ir,可得U=E-Ir,可知電源電動勢即圖線縱截距

99

2.9V；電源內(nèi)阻為圖線斜率A的絕對值減去串聯(lián)電阻阻值(5Q),即r=A|-5Q

I.oU

5。=0.80Q。

3.(2020?浙江7月選考，18)某同學(xué)分別用圖1甲和乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動

勢和內(nèi)阻。

(1)在方框中畫出圖乙的電路圖:

圖1

［答案］

電路圖

⑵某次測量時電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示，則電流7=0.39-0.41A,電壓U=

1.29?1.31V;

圖2

(3)實驗得到如圖3所示的兩條直線，圖中直線I對應(yīng)電路是圖乙(選填“甲”或“乙”);

圖3

(4)該電池的電動勢￡=1.51?1.54V(保留三位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r=0.52-0.54。(保

留兩位有效數(shù)字)。

［解析］(1)電路圖如圖

電路圖

(2)電流表的量程為0?0.6A,讀數(shù)為0.40A；電壓表量程為。?3V,讀數(shù)應(yīng)為L30V。

(3)根據(jù)題FI已知條件，題圖1甲的電路圖如圖所示，〃一/圖線斜率的絕對值應(yīng)該代表電

池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和。而題圖1乙所表示的〃一/圖線斜率的絕對值代表電池內(nèi)阻，因此

斜率絕對值較大的圖線對應(yīng)的電路應(yīng)該是題圖1甲，即直線I對應(yīng)電路是題圖1乙。

⑷對題圖1乙，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知U=E—Ir,圖線與縱軸的交點代表電池電動

勢,即￡=1.52V,斜率絕對值代表電池內(nèi)阻，即"。?53°。

實驗十三練習(xí)使用多用電表

實驗知識-自主回顧

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

一、實驗?zāi)康?/p>

1.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

歐姆表的外部構(gòu)造如圖甲，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示。G是內(nèi)阻為凡、滿偏電流為4的電流表

(表頭)，4是可變電阻，也叫調(diào)零電阻，電池的電動勢是￡內(nèi)電阻是入歐姆表的原理是因

合電路歐姆定律。

紅、黑表筆接觸時，相當于被測電阻凡=5調(diào)節(jié)4使電流達到滿偏，此時滿足關(guān)系人=

小".這一過程叫歐姆調(diào)零，所以電流滿刻度處是電阻擋的零點。

紅、黑表筆不接觸時，相當于被測電阻￡=8,此時電流為零，所以電流的零刻度位置

是電阻擋的8