内容发布更新时间 : 2024/12/23 0:54:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：E =I（R+r+rg），解得：R?E?1?(r?rg)，根据R-1/I图线可知：电I源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。 答案：① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35） 四、多用表的使用： 欧姆表的改装：

（1）主要部件：表头、可调电阻、电源、红黑表笔等。电路如图。 （2）原理：由闭合电路欧姆定律得：Ig??Rg?R0?r， Ix??Rg?R0?r?Rx，

Rx与I不成正比，I?Ig时，Rx?0。

（3）刻度盘的特点：

①零刻度线在最右端，从右向左读数；

②刻度不均匀，前疏后密。中值电阻附近误差小。 注：因欧姆表示数为零时：Ig?（4）使用方法： ①首先机械调零；

②再欧姆调零，即两表笔直接短接，调整R0，让指针指在欧姆表盘最右端零刻度处；

③连接被测电阻，读出刻度盘示数R，Rx?kR，其中k为档位倍数。若指针偏右，需缩小倍数，选k小的档位；若指针偏左，需放大倍数，选k大的档位。 ④每换一次档位，需重新调零。

【例3】某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤： （1）检查多用电表的机械零点。

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。 （3）将红、黑表笔___________，进行欧姆调零。

（4）测反向电阻时，将_________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数。 （5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘___________（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；

?Rg?R0?r，中值时：

Ig2??Rg?R0?r?Rx，则Rx?Rg?R0?r。

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否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。

（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________________________位置。

【典例解析】

【例1】某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值.

①在以下备选器材中电流表应选__________,电压表应选_______,变阻器应选_________.（只填写器材对应的字母代号）

电源E（电动势3 V、内阻可忽略不计） 电流表A1（量程50 mA，内阻约12Ω） 电流表 A2（量程3 A， 内阻约0.12 Ω） 电压表V1（量程3 V，内阻约3 kΩ） 电压表V2（量程15 V，内阻约15 kΩ）

滑动变阻器R1（0～10 Ω，允许最大电流2.0 A）

滑动变阻器R2（0～1000 Ω，允许最大电流0.5 A）

定值电阻R（30Ω，允许最大电流1.0A） 开关及导线若干

②请在方框中画出实验电路图（要求直接测量量的变化范围尽可能大一些，所选器材用对应符号标出）。 ③若某次测量中，电压表读数为U，电流表读数为I，则计算待测电阻的阻值表达式为Rx＝________________。

【解析】测量电阻的阻值一般利用伏安法，电压表显然应选量程为3 V 的V1；根据欧姆定律容易求得电路中的最大电流I?E?150mA，显然超过了电流表RxA1 50 mA的量程，但电流表 A2的量程又太大，故我们可以将定值电阻R（30Ω）与待测电阻Rx相串联，此时电路中的最大电流I?E?60mA，利用电流表

Rx?RA1 测量电流即可。由于要求直接测量量的变化范围尽可能大一些，故只能采用分压电路，且滑动变阻器使用电阻较小的R1。最后我们确定电流表的解法：由于此时电路的临界电阻

R0?RARV?12?3k?190??Rx?R，则应该利用电流表的外接法。由此得到实验电路图如图所示，

当电压表读数为U，电流表读数为I，则计算待测电阻的阻值表达式Rx?U?R. I【例2】从下表中选取出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，画在下面的方框中，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测出多组数据。

器材(代号) 规格 电流表（A1） 量程10mA，内阻r1待测（约40Ω） 电流表（A2） 量程500μA，内阻r2=750Ω 电压表（V） 量程10V，内阻r3=10kΩ 电阻（R1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R2） 总阻值约50Ω 电池（E） 电动势1.5V，内阻很小 电键（S） 导线若干

【解析】要测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但根据本题所提供的仪器，我们可以首先肯定，在本实验中不可能用到电压表，因为电源的电动势只有1.5V，而电压表的量程为10V，最多不到满偏的1/6，用它来读数误差太大，因此该实验能用到的电表只可能用两块

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电流表。

两块电流表有可能串联，也有可能并联，但题目中电流表A2的内阻r2已知，因此将两电流表并联，根据并联规律I1r1=I2r2可求出电流表A1的内阻r1=

I2r2。 I1加在电流表两端的电压最大值Um=Imr2=0.375V，而滑动变阻的最大阻值只有50Ω，如果将滑动变阻器接成限流，会超过电流表的量程，将它们烧坏。如果仅仅将滑动变阻器接成分压，滑动变阻器可调节的范围很小，只有全长的1/4，这样测量的次数比较少。故应将定值电阻R1接在干路上用作限流，电路图如图所示。 【例3】现有器材：量程为10.0mA、内阻约30?-40?的电流表一个，定值电阻R1=150?，定值电阻R2=100?，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。

（1）按要求在实物图上连线。 （2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E= ，式中各直接测得量的意义是： .

【解析】根据提供的器材，可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中，电流表量程为10.0mA，干电池的电动势约为1.5V，如果把定值电阻R1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回路中总电阻约为180?，回路中电流约为1.5V /180?=8.3mA，而如果把定值电阻R2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，，则回路中总电阻约为130?，回路中电流约为 1.5V /130?=11.5mA，

显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻R2与R1串联即可，故有如下解答：

（1）连图：左图只用R1接入电路；右图用R1和R2串联接入电路。(连线如图)

（2）设I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流，则有

I1?EE，I2?

R1?RA?rR1?R2?RA?rI1I2R2. I1?I2A G R滑 解之，可解得干电池电动势为：E?【例4】某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材： A．待测干电池 B．电流表G（0~3mA，内电阻r1=20Ω） C．电流表A（0~0.6A，内电阻r2=0.20）D．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω） E．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F．定值电阻R1=100Ω G．定值电阻R2=500Ω H．定值电阻R3=1.5kΩ 开关、导线。

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由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。

①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号）

②若某次测量中电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G的示数为I1′，电流表A的示数为I2′。则可知此电源的内电阻测量值为r= ，电动势测量值为E= 。

【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表G改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达到1.5V，则总电阻为

1.5V?500?，故定值电阻应3mA选用的序号为G的电阻，而滑动变阻器应选用阻值较小的D；

②在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有

E?I1(R2?r1)?(I1?I2)r，E?I1?(R2?r1)?(I??I?)2r

?I1??I1I2I1??I1I2R2?r1?， E?解之，得r???R2?r1?.

????I?I?I?II1?I2?I1?I21212【例5】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分

别表示小灯泡上的电流和电压）：

（1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.

（2）在右图中画出小灯泡的U-I曲线.

（3）某电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？ 【解析】（1）为了作出小灯泡的U-I曲线，必须采用分压的方法；而因为小灯泡的电阻比较小，故采用电流表的外接法，实验电路图见下图.

（2）小灯泡的U-I曲线首先用描点法作出各个点，利用圆滑的曲线连接即可得到下图。

（3）作出U?E?Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35

安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为P?UI?0.28瓦.

【例6】在\测定金属的电阻率\的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为 mm.

(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材： A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；

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B.电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 125Ω; C．电流表A2：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω; D．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ; E.滑动变阻器R1：最大阻值10Ω； F.滑动变阻器R2：最大阻值50Ω; G．开关、导线等．

在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的滑动变阻器是 。

(3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图． (4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4. 1Ω，则这种金属材料的电阻率为 Ω·m.（保留二位有效数字）

【解析】(1)从螺旋测微器主尺读出0.5 mm，再从游尺读出故金属丝的直径为0.522mm. ( 2)电路中的最大电流I?2.2?0.01mm，50E?0.75A，显然超过了电流表A1 0.6 A的量程，Rx但电流表 A2的量程又太大，故电流表应该选用A1，由于滑动变阻器R1最大阻值为10Ω，比被测电阻丝的电阻大，且容易调整，所以采用限流电路即可。 由于此时电路的临界电阻R0?(3）实验电路如图所示 (4)利用电阻定律R??RARV?20??4?，故电流表采用外解法.

lRS，则???1.1×10-6Ω·m. Sl【例7】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω) B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω) C．电流表A(0～0.6A，内阻0.1Ω)

D．滑动变阻器R1(0～20Ω,10 A) E.滑动变阻器R2(0～200Ω,l A) F．定值电阻R0 (990Ω) G．开关和导线若干

(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）． (2)图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1—I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω。

【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个电流表，故可以通过改装来实现.因为定值电阻R0=990Ω，则电流表G与之串联较好，所以合理的是b图所示的电路，滑动变阻应选D；

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