《2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定金属丝的电阻率学案新人教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定金属丝的电阻率学案新人教版.doc（49页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十测定金属丝的电阻率学案新人教版实验十测定金属丝的电阻率实验知识自主回顾SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU1实验原理(如图所示)由R得，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率。甲乙2实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(050 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。3实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路。(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被
2、测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I、U的值，记录在表格内。(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R和S中，计算出金属丝的电阻率。4数据处理(1)在求Rx的平均值时可用两种方法用Rx分别算出各次的数值，再取平均值。用UI图线的斜率求出。(2)计算电阻率将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式Rx。5误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表
3、外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。6注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。(4)测金属丝直径一定要选三个不同
4、部位进行测量，求其平均值。(5)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。(6)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。(7)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一教材原型实验例1(2019江苏卷，11)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验
5、操作如下：(1)螺旋测微器如甲图所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动C(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。甲(2)选择电阻丝的不同(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。(3)图乙中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置。乙丙答案(4)为测量Rx，利用乙图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1-I1关系图像如图丁所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2
6、/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2-I2图像。丁答案(5)由此，可求得电阻丝的Rx23.5(23.024.0都算对)。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。解析(1)旋转微调旋钮C。(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如答案图所示。(4)将所给的5组数据标注在U-I图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上。(5)由题意知：RxRAR0，由U1-I1图线的斜率可得49.0 。
7、RAR0，由作出的U2-I2图线的斜率可得25.5 。故Rx(49.025.5) 23.5 。变式训练1(2021重庆一中期末)小明同学想测量某段铜导线的电阻率，进行了如下实验。(1)如图甲所示，采用绕线法用毫米刻度尺测得10匝铜导线直径和为1.25 cm。甲(2)现取长度为L100 m的一捆铜导线，欲测其电阻，在实验前，事先了解到铜的电阻率很小，在用伏安法测量其电阻时，设计了如图乙所示的电路，则电压表的另一端应接a(填“a”或“b”)，测量得电压表示数为4.50 V，而电流表选择03.0 A量程，其读数如图丙所示，则其读数为2.50 A，可得铜的电阻率为2.2108 m(计算结果保留两位有效
8、数字)。小明参考课本上的信息(如图丁所示)，发现计算得到的电阻率与表中所给出的数据有一些偏差，但是实验的操作已经十分规范，测量使用的电表也已尽可能校验准确，请写出一条你认为造成这种偏差的可能原因是电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了20 。乙丙几种导体材料在20 时的电阻率材料/m材料/m银1.6108铁1.0107铜1.7108锰铜合金4.4107铝2.9108镍铜合金5.0107钨5.3108镍铬合金1.0106丁解析(1)由题图甲所示刻度尺可知，其分度值为1 mm，则10匝铜导线的总直径为d11.25 cm10.00 cm1.25 cm。(2)由题意可知，电压表内阻远大于铜线电阻，
9、则电流表应采用外接法，电压表的另一端应接a；电流表的量程为03.0 A，由题图丙可知，其分度值为0.1 A，示数I2.50 A；铜线的电阻为R 1.8 ，由电阻定律得R，整理得，代入数据解得2.2108 m；铜线的电阻率受温度影响，随温度升高而增大，实验误差可能是由电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了20 造成的。考点二实验拓展创新例2(2020河北承德一中期中)(1)某同学在实验室测定金属丝电阻率的实验中，用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，可知其长度为101.50 mm；如图乙所示，用螺旋测微器测金属丝的直径，测量值为10.501(10.50010.502) mm。(2)影响材料电
10、阻率的因素很多，一般情况下金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小。某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件P，测量元件P中通过的电流随两端电压从零开始逐渐增大过程中的变化规律。图丙是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加两根导线，使电路完整。丙答案(3)改变滑动变阻器的阻值，记录两电表的读数。根据表中数据，在图丁中画出元件P的IU图像，并判断元件P是半导体材料(填“金属材料”或“半导体材料”)。U/V00.400.600.801.001.201.50I/A00.040.090.160.250.360.56丁答
11、案(4)若可供选择的滑动变阻器有R1(最大阻值为2.5 ，允许通过的最大电流为0.25 A)、R2(最大阻值为5 ，允许通过的最大电流1.5 A)，则本实验应该选用的滑动变阻器为R2(填器材前的编号)。戊(5)把元件P接入如图戊所示的电路中，已知定值电阻R阻值为4 ，电源电动势为2 V，内阻不计，则该元件实际消耗的电功率为0.25(0.240.26)W。解析(1)游标卡尺测得金属丝的长度为101 mm100.05 mm101.50 mm；螺旋测微器的读数为10.5 mm0.10.01 mm10.501 mm。(2)由于实验要求元件P两端电压从零开始，所以滑动变阻器应采用分压式接法；由于待测元件
12、的电阻较小，满足，所以电流表应采用外接法，连线图如图甲所示。甲(3)将各个数据点描点，用平滑的曲线连接各点可得元件的IU图像，如图乙所示。乙由R可知，元件P的电阻等于图线上各点与原点连线的斜率的倒数，则元件的电阻随温度的升高而减小，可判定元件P是半导体材料。(4)由于电压要求从零开始调，所以滑动变阻器应采用分压式接法，R1允许通过的最大电流为0.25 A，不符合题干要求，故选R2。(5)将R视为电源内阻，在表示元件P的IU图像中同时作出表示电源的IU图像，如图丙所示，读出两图线的交点即工作点的坐标为I0.25 A，U1.0 V，所以元件P消耗的功率为PUI1.00.25 W0.25 W(0.2
13、40.26 W)。丙2年高考1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020课标，22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 k，电流表内阻为0.5 。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条UI图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。图(a)回答下列问题：(1)图(b)中标记为的图线是采用电压表跨接在O、P(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。图(b)(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线(填“”或“”)得到的结果更接
14、近待测电阻的真实值，结果为50.5 (保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为50.0 (保留1位小数)。解析本题考查伏安法测电阻实验的数据处理。(1)若电压表跨接在O、P之间时，由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏大，由Rx知，Rx的测量值偏小；若电压表跨接在O、Q之间时，由于电流表的分压作用使得电压的测量值偏大，由Rx知，Rx的测量值偏大。由于标记为的图线斜率较小，则标记为的Rx测量值偏小，即标记为的图线是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的。(2)电压表的内阻为1 k，电流表的内阻为0.5 ，Rx约为50 ，由于Rx
15、，则电流表采用内接法，故图线得到的结果更接近真实值；结果为Rx50.5 。(3)实验实际测量的是电流表与被测电阻串联的总电阻，则RxRxRA，解得修正后待测电阻的阻值为Rx50.0 。2(2019天津卷，9(3)现测定长金属丝的电阻率。某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是0.200(0.1960.204均可) mm。利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 ，画出实验电路图，并标明器材代号。电源E(电动势10 V，内阻约为10 )电流表A1(量程0250 mA，内阻R15 )电流表A2(量程0300 mA，内阻约为5 )滑动变阻
16、器R(最大阻值10 ，额定电流2 A)开关S及导线若干答案某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx。从设计原理看，其测量值与真实值相比相等(填“偏大”“偏小”或“相等”)。解析d20.00.01 mm0.200 mm。本题中测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的额定电压UA1ImR11.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为II2I1，Rx两端电压UI1R1，故Rx，不考虑读数误差，从设计原理看测量值等
17、于真实值。3(2020云南西双版纳期末)在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10 )的电阻率”的实验中。(1)某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示，可读得d0.725 mm。甲(2)他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在金属丝上夹上一个小金属夹P，移动金属夹P的位置，从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接入实验电路中，如图乙所示。但他连接线路时却出现了两处错误，请用“”标在错误的导线上，再用笔画线代替导线给予改正。答案(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最左(填“左”或“右”)端。闭合开关后，滑动变阻器的滑片调至一合适位置后不动，以后通过多次改变P点
18、的位置，得到多组U、I、L的数据，即得到金属丝长为L时对应的电阻R。利用得到的多组L和R的数据，绘成如图丙所示的图线，则该图线斜率表示的物理意义是金属丝电阻率与横截面积之比(要求用文字表述)。(4)如果图线的斜率k1 /m，则该金属丝电阻率4.1107 m(结果保留两位有效数字)。解析(1)螺旋测微器读数为0.5 mm0.225 mm0.725 mm。(2)如图所示，由于电流表内阻和待测金属丝电阻更接近，故电流表需要外接，电压表测量连入电路部分的金属丝两端的电压；滑动变阻器采用限流接法，应在上、下接线柱上分别连接。(3)闭合开关前，滑动变阻器的阻值应该最大，滑动变阻器的滑片应移至最左端，由R可
19、知，该图线斜率表示的物理意义是金属丝电阻率与横截面积之比。(4)RL图像的斜率k，金属丝电阻率kSkd213.14(0.725103)4.1107 m。实验十二测定电源的电动势和内阻实验知识自主回顾SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU一、实验目的1掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。2掌握用图像处理实验数据的方法。3掌握实物图连接的技巧。二、实验原理如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。此外还可以用图像法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、
20、U值画出UI图像，图乙所得直线跟纵轴交点即为电动势的值，图像的斜率的绝对值即为内阻r的值。三、实验器材电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线。四、实验步骤1选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)，用同样的方法测量几组I、U值。4断开开关时，整理器材。5处理数据，用公式法或图像法求出电动势和内阻的值。五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大
21、，因此实验中不要将I调得过大。读数要快，每次读完立即断电。3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别求出E、r值再求平均值。4画UI图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差。5干电池内阻较小时，U的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图像与横轴交点不表示短路电流，仍可用r|U/I|计算出电池的内阻r。六、误
22、差分析1偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误差。(2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。2系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)如图甲所示，在理论上EU(IVIA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大。结论：当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值真实值。E测E真。因为r测，所以r测r真。从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图乙所示
23、，因为电压表和电池并联，所以，R测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以UabE真，即E测E真。(2)若采用如图丙所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E。结论：E为真实值。I短测r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差比较大。七、其他方案设计以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为
24、：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。2伏阻法用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：EU1r，EU2r，由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小。3粗测法用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时UE，需满足RVr。4双伏法用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示。测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2r，RV是V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1，此时EU1r，解方程组可求得E和r。核心考点重点突破HE XIN KAO DIA
25、N ZHONG DIAN TU PO考点一教材原型实验例1(2020四川绵阳二诊)用电流表和电压表测定两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。(1)实验电路应该选择下图中的乙。(填“甲”或“乙”)(2)现有电压表(03 V)、开关和导线若干，以及以下器材：A电流表(0150 mA)B电流表(01.5 A)C滑动变阻器(030 )D滑动变阻器(0300 )实验中电流表应选用B；滑动变阻器应选用C。(填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示，请在UI坐标系(如图丙)上标出6组数据的对应点，画出UI图线。序号123456电压U/V2.802.502.201.9
26、01.601.30电流I/A0.120.320.500.680.881.06丙答案(4)根据(3)中所画图线可得出电池组的电动势E3.00(2.983.02均可) V，内阻r1.60(1.581.62均可)。解析(1)干电池内阻较小，为减小实验误差，相对电池组来说，电流表应采用外接法，应选择题图乙所示电路图。(2)一节干电池电动势约为1.5 V，两节串联干电池电动势约为3 V，从表中数据可知电路中可通过的最大电流约为1 A，外部电路最大电阻约为 23 ，电流表A量程太小，故应选择B，滑动变阻器应选C。(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后用直线连接尽可能多的点作出电源的UI图像如图所
27、示，注意落不到直线上的各点迹应均匀分布在直线两侧。(4)由闭合电路欧姆定律得EUIr，解得UEIr，由UI图像可知，图线的纵轴截距是3.0 V，则电池组的电动势为E3.00 V，内阻为r 1.60 。变式训练1(2020湖南岳阳模拟)某同学想测量一电源的电动势及内阻(结果均保留两位有效数字)。(1)他用内阻Rg100 ，满偏电流Ig1 mA的表头G改装成量程为00.5 A的电流表和03.0 V的电压表。则用表头G串联一个R12.9 k的电阻可以改装成量程为03.0 V的电压表；用表头G并联一个R20.20 的电阻可以改装成量程为00.5 A的电流表。(2)现有器材为一只开关、一个滑动变阻器、若
28、干导线和改装的电流表、电压表(改装的两表均用表头G与一个电阻串、并联来表示)，要求精确测量电源电动势及内阻，电流表测干路电流，请在虚线框内画出实验原理电路图。答案(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表读数为1.5 V时，电流表读数为0.30 A；电压表读数为2.0 V时，电流表读数为0.20 A，则电源的电动势E3.0(3.1) V，内阻r4.8(5.1) 。解析本题考查电表的改装、实验器材选取与电路图、数据处理。(1)改装成量程为03.0 V的电压表需要串联的电阻R1Rg 100 2.9 k；改装成量程为0.5 A的电流表需要并联的电阻R20.20 。(2)本实验可根据闭合电路欧姆
29、定律精确测量电源电动势及内阻，电路图如图所示。(3)若采用图1电路，由闭合电路欧姆定律得EU1I1(r)，EU2I2(r)，由以上两式解得E3.0 V，r4.8 。若采用图2电路，由闭合电路欧姆定律得EU1I1(I1)r，EU2I2(I2)r，联立解得E3.1 V，r5.1 。考点二实验拓展创新例2(2021河南濮阳模拟)某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线
30、b。(1)由图线a可知电池a的电动势Ea2.0 V，内阻ra0.5 。(2)用此装置测得的电动势小于电动势的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa小于Pb(填“大于”“等于”或“小于”)，两电池的效率a大于b(填“大于”“等于”或“小于”)。解析(1)根据EUr，得，题图乙中图线a，截距为0.5 V1，斜率ka0.25 A1，故电动势Ea2.0 V，内阻raEaka0.5 。(2)由题图甲可知，由于电压传感器的分流作用，有，其中RV表示电压传感器的内阻，所以电池电动势的测量值小于真实值。(3)在题图乙中，图像的截距为电池电
31、动势的倒数，从图像可知a的截距大于b的截距，故EaEb。图像的斜率表示，a的斜率大于b的斜率，而rkE，由图线可近似得出b的截距约为0.2 V1，则电动势约为5 V；斜率约为0.2 A1，则内阻约为1 ，故EaEb，rarb，近似作出电池a、电池b和电阻R的UI图线，电阻的图线与两电池的交点为电阻的工作点，则由图可知，图中交点的电压与电流的乘积为电池的输出功率，则电池的输出功率PaPb，电池的效率，由于电池a的内阻小于电池b的内阻，所以电池的效率a大于b。变式训练2(2018江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请
32、指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处开关未断开；电阻箱阻值为零。甲(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.75.95.34.53.8根据表中数据，在图乙的方格纸上作出R关系图像。乙答案由图像可计算出该干电池的电动势为1.4(1.301.44都算对) V；内阻为1.2(1.01.4都算对) 。(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池
33、的电动势应为1.4 V，内阻应为1.0 。丙解析(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全。(2)根据闭合电路欧姆定律，得EI(Rr)即RrEr，即R图像为直线。描点连线后图像如图所示。根据图像可知r1.2 。图像的斜率为电动势E，在R图像上取两点(0.9,0)、(6.7,8.0)则E V1.38 V。(3)根据欧姆定律，得电流表的内阻rA 0.2 ，该干电池的内阻应为rrrA1.0 R图像的斜率仍为电动势E，即E1.4 V。2年高考1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020山东，14)实验方案对实验测量的精度有直
34、接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 )；电压表V(量程3 V，内阻约3 k)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 )；滑动变阻器R(最大阻值为20 )；定值电阻R1(阻值2 )；定值电阻R2(阻值5 )；开关一个，导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在UI坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是B。(单选，填正确答案标号) A电压表分流B干电池内阻较
35、小C滑动变阻器最大阻值较小D电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据，回答以下问题：图丙所示的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出UI图像。丙答案根据实验数据可知，所选的定值电阻为R1(填“R1”或“R2”)。用笔画线代替导线，将图丁实物图线连接成完整电路。丁答案解析(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻
36、比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选B。(2)根据数据做出UI图像如图；由图像可知rR定 2.63 电源内阻小于1 ，则定值电阻大于1.63 ，可知定值电阻为R1；定值电阻与电源串联，电路如图；2(2020天津，9(2)某实验小组选用以下器材测定电池的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表(量程03 V，内阻约为3 k)电流表(量程00.6 A，内阻约为1 )滑动变阻器(020 ，额定电流1 A)待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 )开关、导线若干该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是5。改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑
37、动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端。(填“a”或者“b”) 实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出UI图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为2.9 V，内阻为0.80 。(结果均保留两位有效数字) 解析由题意可知，电流表内阻与待测电池组内阻接近，因此电压表应测电路的路端电压，故导线5一端应连接电源正极。要保障电路安全，开关闭合时，滑动变阻器接入电路中的电阻应最大，故闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端。由闭合电
38、路欧姆定律可知，EUIr，可得UEIr，可知电源电动势即图线纵截距2.9 V；电源内阻为图线斜率k的绝对值减去串联电阻阻值(5 )，即r|k|5 5 0.80 。3(2020浙江7月选考，18)某同学分别用图1甲和乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。(1)在方框中画出图乙的电路图：图1答案(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流I0.390.41 A，电压U1.291.31 V; 图2(3)实验得到如图3所示的两条直线，图中直线对应电路是图乙(选填“甲”或“乙”); 图3(4)该电池的电动势E1.511.54 V(保留三位有效数字)，内阻r0.520.54 (保留两位有效数字
39、)。 解析(1)电路图如图(2)电流表的量程为00.6 A，读数为0.40 A；电压表量程为03 V，读数应为1.30 V。(3)根据题目已知条件，题图1甲的电路图如图所示，UI图线斜率的绝对值应该代表电池内阻和电流表内阻之和。而题图1乙所表示的UI图线斜率的绝对值代表电池内阻，因此斜率绝对值较大的图线对应的电路应该是题图1甲，即直线对应电路是题图1乙。(4)对题图1乙，根据闭合电路欧姆定律可知UEIr，图线与纵轴的交点代表电池电动势，即E1.52 V，斜率绝对值代表电池内阻，即r 0.53 。实验十三练习使用多用电表实验知识自主回顾SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU一
40、、实验目的1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。2会使用多用电表测电压、电流及电阻。3会用多用电表探索黑箱中的电学元件。二、实验原理欧姆表的外部构造如图甲，内部结构如图乙所示。G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表(表头)，R是可变电阻，也叫调零电阻，电池的电动势是E，内电阻是r。欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律。红、黑表笔接触时，相当于被测电阻Rx0，调节R使电流达到满偏，此时满足关系Ig，这一过程叫欧姆调零，所以电流满刻度处是电阻挡的零点。红、黑表笔不接触时，相当于被测电阻Rx，此时电流为零，所以电流的零刻度位置是电阻挡的。红、黑表笔接触电阻Rx时，通过电流表的电流Ix，所以电
41、流的Ix处对应电阻挡的Rx值。注意：RxRRgr时Ix，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。三、实验步骤(1)在用多用电表的欧姆挡进行测量的过程中，需要先进行欧姆调零再进行测量，具体的过程用流程图可表示为：(2)探索黑箱内的电学元件探究项目应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数四、注意事项(1)红进黑出：表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔。无论用多用电表测电压、电流还是电阻(
42、结合内部结构图看)，电流都要经红表笔(正插孔)流入多用电表，从黑表笔流出。可以简记为“红进黑出”。(2)区分两个“零点”：机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是定位螺丝；欧姆零点是刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮。(3)测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联。(4)勿忘欧姆调零：测电阻时，要选择合适的挡位，使指针分布在“中值”附近，每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。(5)使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆。(6)测量电阻时，待测电阻要与其他元件及电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表。(7)多用电表使用完毕，应将选择开关置于
43、“OFF”挡或交流电压最高挡。如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出。五、误差分析1系统误差：(1)电池用旧后，电动势会减小，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。2偶然误差：(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点。 (2)读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。 核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一多用电表的使用及读数例1(1)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：旋动部件S，
44、使指针对准电流的“0”刻线。将K旋转到电阻挡“100”的位置。将插入“”“”插孔的表笔短接，旋动部件T。使指针对准电阻的0刻线(填“0刻线”或“刻线”)。将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤。并按ADC的顺序进行操作，再完成读数测量。A将K旋转到电阻挡“1 k”的位置B将K旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准(2)如下图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为1 700 ；若测的是直流电流，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为47 mA