物理·选修3－1(粤教版)
实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．会描绘小灯泡的电流随它两端电压变化的曲线．
2．能够分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律．
1.如图所示，电流表的示数是________A，电压表的示数是________V.
解析：本题考查电流表、电压表的读数．当表的最小刻度值为0.1时要估读到最小刻度值下一位，当最小刻度值为0.05或0.02时，读到小数点后两位即可．
答案：0.48 2.20
2．两个电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示．由图可知，两电阻的阻值之比R1∶R2等于( )
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶ D.∶1
解析：U－I图象中|k|＝，所以＝||＝.
答案：A
一、单项选择题
1．在描绘小灯泡的伏安特性时，以电流值作横坐标，电压值作纵坐标．所得的图线可能是下面图线中的( )
解析：由于小灯泡两端的电压升高时，灯丝的温度升高，导致灯丝电阻变大，所以只有D满足题意．
答案：D
2．在描绘小灯泡的伏安特性曲线时采用如图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表示数变化而电压表指针不动，下列原因可能的是( )
A．灯泡中灯丝已烧断
B．滑动变阻器滑片接触不良
C．灯泡内部短路
D．滑动变阻器A端接触不良
解析：电流表示数变化而电压表指针不动，说明有电流流过灯泡但其两端无电压，即灯泡短路，选C.
答案：C
3．某灯泡上标有“4 V,0.7 A”的字样，在描绘该灯泡的伏安特性曲线实验中所用的电流表为0～0.6 A～3 A，电压表为0～3 V～15 V，为了提高实验的精确性则下列说法中正确的是( )
A．电压表应选0～3 V量程，电流表应选0～0.6 A量程
B．电压表应选0～15 V量程，电流表应选0～0.6 A量程
C．电压表应选0～3 V量程，电流表应选0～3 A量程
D．电压表应选0～15 V量程，电流表应选0～3 A量程
解析：一般情况下电压表和电流表的量程不能小于被测灯泡的额定值，但是本题强调实验的精确性，若电压表选0～15 V量程则其额定电压还不到满偏刻度的1/3，误差较大．同理电流表应选0～0.6 A量程．
答案：A
二、双项选择题
4．如下图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱．现把此变阻器串联接入电路中的A、B两点间，并要求滑动头向c端移动过程中，灯泡变暗，则接入电路A、B两点间的接线柱可能是( )
A．b和c B．a和c C．a和d D．b和d
解析：滑动变阻器是利用改变导线长度来改变电阻的，如图所示，要使滑动头向c端移动时，灯泡变暗，只要接入电路的滑动变阻器电阻丝增长即可，所以应该接bc或bd.
答案：AD
5．某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I－U图线，如下图所示，下列说法正确的是( )
A．图(1)的元件可以作为标准电阻使用
B．图(2)的阻值随电压升高而增大
C．图(3)的阻值随电压升高而增大
D．图(2)、(3)一定是由金属材质构成的导电元件
解析：(1)中I－U图象为一次函数图象，即不随温度变化而变化．所以可以作为标准电阻．同理，(2)中R随温度升高而增大，(3)中R随温度升高而减小．
答案：AB
6．在“描绘小灯泡伏的安特性曲线”的实验中，应( )
A．采用电流表内接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多
B．采用电流表内接法，因为小灯泡的电阻比电流表内阻大得多
C．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多
D．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻与电流表内阻差不多
解析：由于小灯泡的电阻较小，小灯泡的电阻和电流表的内阻差不多，而比电压表内阻小得多，电压表分流可忽略，故应采用电流表外接法．
答案：CD
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)
7．有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻约为10 kΩ)
B．电压表(0～10 V，内阻约为20 kΩ)
C．电流表(0～0.3 A，内阻约为1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.4 Ω)
E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
F．学生电源(直流6 V)，还有电键、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用__________，电流表应选用________表示．
(2)实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将下图中实物连接成满足实验要求的测量电路．
(3)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示)，若用电动势为3 V、内阻为2.5 Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是________W.
解析：(1)因灯泡的额定电压为4 V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4 V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5 V的电压表，故选A；由P＝UI得，灯泡的额定电流I＝＝＝0.5 A；故电流表应选择0～0.6 A的量程，故选D；(2)由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，灯泡的电阻约为R＝＝8 Ω，跟电流表内阻接近，所以用电流表外接法，实物图连接如图所示．(3)当灯泡接入电动势为3 V、内阻为2.5 Ω的电源中时，由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir得U＝3－2.5I.画出U－I图象，与该小灯泡的伏安特性曲线的交点表示该灯泡接入电路中的电压和电流，由图读出通过灯泡电流为0.4 A，两端电压为2.0 V，所以功率为0.8 W.
答案：(1)A D (2)如图所示 (3)0.80(0.78～0.82)
8．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示的方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表都已调零．闭合开关后：
(1)若电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为________．
(2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为________．
(3)若反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为__________________．
解析：(1)电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明电压表与小灯泡没有并联好(可能是d、h导线断路)，但电压表又与其他部分组成了闭合电路，故断路的导线只可能是d.(2)小灯泡亮，但电压表的示数为零，同样说明电压表与小灯泡没有并联好(可能是d、h导线断路)，但电流表有示数说明d未断路，故断路的导线只可能是h.(3)反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，说明滑动变阻器在实际电路中没有起到如连接电路中应起到的分压作用，而仅起到限流作用，故可断定断路的导线为g.
答案：(1)d (2)h (3)g
9．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，通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压)：
I/A
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
（1）该同学漏填了U＝1.20 V时对应的电流I，请根据如下图所示的指针位置，读出电流表的示数，并在上表空格中填上相应的示数．
(2)在下面的虚线框中画出实验电路图．
可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围为0～10 Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干．
(3)在下图所示的坐标中画出小灯泡的U－I曲线．
解析：(1)由表中I栏数据可知，电流表量程为0～0.6 A，所以表中读数为0.42 A.
(2)描绘小灯泡的U－I曲线，电压要求从0开始逐渐变大，因此滑动变阻器必须采用分压式接法，由于小灯泡的电阻较小，小灯泡的电阻和电流表的内阻差不多，而比电压表内阻小得多，电压表分流可忽略，故应采用电流表外接法．实验电路图如图所示．
(3)在坐标纸上描出各组数据所对应的点，然后将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线(如图所示)．
答案：(1)0.42
(2)如图所示 (3)如图所示
10．某同学使用了如下器材：电源E(电动势12 V)；电压表V(量程为15 V，内阻约15 kΩ)；电流表A(量程100 mA，内阻约10 Ω)；滑动变阻器(最大电阻为50 Ω)；单刀单掷开关；导线若干．测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如下图所示，已知小灯泡的额定电压为12 V.
(1)请在虚线方框中画出此实验电路．
(2)根据设计的电路图在下图的实物图上连线．
(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P额＝________W，小灯泡电阻的变化特性为_____________
___________________________________________________________________________________________________________________.
解析：(1)描绘小灯泡的U－I曲线，电压要求从0开始逐渐变大，因此滑动变阻器必须采用分压式接法，由于小灯泡的电阻较小，小灯泡的电阻和电流表的内阻差不多，而比电压表内阻小得多，电压表分流可忽略，故应采用电流表外接法．
(2)略．
(3)由图象可知：当U＝12 V时，I≈95.2 mA，由公式P＝UI得P≈1.15 W.
答案：(1)实验电路如图甲所示
(2)实物连线如图乙所示
(3)1.15(1.14～1.16) 灯泡电阻随电压升高而增大(或随温度升高而增大；或电压越高时电阻增大越快)
11．发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如下图所示，正常使用时，带“＋”号的一端接高电势，带“－”号的一端接低电势．某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示．
U/V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
I/mA
0
0.4
0.9
1.5
2.3
3.2
4.3
5.4
U/V
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
I/mA
6.8
9.3
12
15
19
24
30
37
（1面的虚线框内画出该同学的实验电路图．(实验中所用电压表的内阻RV约为10 kΩ，电流表的内阻RmA约为100 Ω)
(2)在上图中的小方格纸上用描点法画出二极管的I－U图象．
(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0 V，而电源是由内阻不计、电动势为1.5 V的两节干电池串联而成的．根据画出的伏安特性曲线上的信息分析，应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路，才能使二极管处于最佳工作状态？
解析：(1)由欧姆定律分析表格中的每一组数据，可以看出发光二极管的电阻是变化的，变化的范围大约在100～500 Ω之间，与r＝1 000 Ω比较，属于小电阻，应采用电流表外接法；又从表格中得到信息，实验时，电压必须从0开始增大，因此滑动变阻器必须采用分压式接法．所以实验电路如下图(a)所示．
(2)将表格提供的数据在方格纸上描点，可画出二极管的I－U图线，如上图(b)中的曲线所示．
(3)由二极管的I－U图象可知：
当U＝2.0 V时，I＝10 mA，即R＝U/I＝200 Ω，
设串联电阻Rx后二极管处于最佳工作状态，则由闭合电路欧姆定律可得：
I(R＋Rx)＝E，解得Rx＝100 Ω.
答案：(1)如上图(a)所示 (2)如上图(b)所示
(3)100 Ω
物理·选修3－1(粤教版)
实验：测定金属丝的电阻率
1．练习使用螺旋测微器．
2．学会用伏安法测电阻．
3．测定金属的电阻率．
1．原理：根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率．
2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干．
3．步骤：(1)用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.
(2)按下图所示的原理电路图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测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开电键S.求出导线电阻R的平均值．
(5)将测得R、l、d的值，代人电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率．
(6)拆去实验线路．整理好实验器材．
【注意事项】
1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．
2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．
3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．
4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．
5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度的值不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．
6．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U－I图线)的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让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．
一、选择题
1．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是( )
A．导线直径d的测量 B．电压U的测量
C．电流I的测量 D．导线长度的测量
解析：从公式，公式ρ＝中涉及的4个物理量，对实验结果均有影响，但只有直径的指数是2，其余均为1，所以影响最大的是金属丝的直径的测量误差，故BCD错误，A正确；故选A.
答案：A
2．(双选)某实验小组在测量金属电阻率时，主要实验步骤如下，其中哪些做法是不正确的( )
A．用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次直径，取其平均值为d
B．用米尺量出整个金属线的长度三次取其平均值为l
C．选用电流表内接线路来测电阻，多次测量取平均值为R
D．将测得的d、l、R代人公式ρ＝算出电阻率ρ
答案：BC
3．(双选)在做本实验时，下列操作中正确的是( )
A．若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好
B．用米尺反复测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中
C．估计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路
D．合上电键S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流强度和电压的数值，计算出导线的电阻R
答案：AC
4．(双选)如图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是( )
A．按甲图所示电路测量时，测得的电阻值偏小
B．按乙图所示电路测量时，测得的电阻值偏小
C．若待测电阻的阻值比电流表内阻大得多，用乙图所示电路测量的误差较小
D．选用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小
解析：A.甲图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测＝Rx＋RA＞Rx，故A错误；B.乙图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小，B正确；C、D.电流表内阻越小，R测＝Rx＋RA＞Rx，相对误差就越小；电压表内阻越大，并联电阻阻值相对于测量值的误差越小．故C错误，D正确．
答案：BD
5．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4 Ω，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；
B．电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 125 Ω；
C．电流表A2：量程0～3.0 A，内阻0. 025 Ω；
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10 Ω；
F．滑动变阻器R2：最大阻值50 Ω；
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.(保留两位有效数字)
(1)0.520±0.002 (2)A1 R1
(3)实验电路如图所示 (4)(1.1±0.1)×10－6
6．一个标有“12 V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：
(1)在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝ ________W.
(2)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温有300 K，在正常发光情况下，灯丝的温度为__________K.
(3)若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为______________Ω.
(1)24 (2)1 800 (3)4
物理·选修3－1(粤教版)
实验：测电源电动势和内阻
1．掌握测量电源电动势和内阻的原理．
2．能够画出测电源电动势和内阻的原理图，并能连好实物图．
3．能够运用“代数法”和“图象法”处理实验数据．
1．实验目的：测定电源的电动势和内阻．
2．实验原理．
(1)图1中，电源电动势E、内电阻r、路端电压U、电流I的关系可写为E＝________.
(2)图2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E＝________.
(3)图3中，电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E＝________.
图1 图2
图3
(1)U＋Ir (2)I(R＋r) (3)U＋r
一、单项选择题
1．在测定电源电动势和内阻的实验中，为使实验效果明显且不会损坏仪器，应选择下列电源中的( )
A．内阻较大的普通干电池 B．内阻较小的普通蓄电池
C．小型交流发电机 D．小型直流发电机
解析：在测定电源电动势和内阻的实验中，其U－I图象斜率较大的误差小，效果明显，即应选内阻较大的电源，排除B.由于发电机的电流、电压不稳定，且数值可能比较大，易损坏仪器，C、D错．
答案：A
2．下面给出了几种在“伏安法测电池电动势和内阻”的实验中数据处理方法，其中既科学、直观，又能减小偶然误差的方法是( )
A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r中，既可求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E和r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求E、r
D．多测出几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
解析：图象法比计算法更直观、更容易发现偶然误差并进行纠正．因此在实验中多采取图象法处理数据．所以选C.
答案：C
3．为测定某一电池的电动势和内电阻，下面几组器材中，不能完成实验的是( )
A．一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线
B．一只电流表、两只滑动变阻器、开关和导线
C．一只电流表、一只电阻箱、开关和导线
D．一只电压表、一只电阻箱、开关和导线
解析：在测电源的电动势和内阻实验中，除了最常用的伏安法(电压表、电流表和滑动变阻器)外，通常还会用到安阻法(电流表、电阻箱)、伏阻法(电压表、电阻箱)、等效法等．所以选B.
答案：B
二、双项选择题
4．如图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知( )
A．电源电动势为2 V
B．电源内电阻为1/3 Ω
C．电源短路时电流为6 A
D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A
解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电源的电动势的大小E，所以A正确，直线与横轴交点的坐标不是电源的短路电流I0，所以C错，图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小，所以r＝0.2 Ω，B错．电路路端电压为1 V时，内电压为U内＝E－U外＝2－1＝1 V，电路中电流为I＝U内/r＝1 V/0.2 Ω＝5 A，D对．
答案：AD
5．如图所示是两个不同电源的U－I特性曲线，下列判断正确的是( )
A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1>E2，内阻r1＜r2
D．当两电源均接阻值为R的电阻时，电源2消耗的功率比较小
解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电源的电动势的大小E，E1＝E2 ；图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小， r1< r2 ；所以A对，B、C错．因为r1< r2 ，当两电源均接阻值为R的电阻时有I1＞I2，由电源消耗的功率P＝I2r得P2
答案：AD
6．如图所示是根据某次实验数据画出的U－I图象．下列关于这个图象的说法正确的是( )
A．由曲线与纵轴的交点可知，电源的电动势E＝3 V
B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6 A
C．根据r＝E/I短，计算出待测电源的内阻为5 Ω
D．根据r＝ΔU/ΔI，计算出待测电源的内阻为1 Ω
解析：直线与纵轴交点的纵坐标就是电池的电动势的大小E，A对．图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小，D对．当纵坐标从0开始时，直线与横轴交点的坐标才是电源的短路电流I0，所以B、C错．
答案：AD
7．在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，下列可选用的变阻器和电压表为( )
A．电压表量程为15 V B．电压表量程为3 V
C．变阻器为20 Ω，1 A D．变阻器为500 Ω，0.1 A
解析：待测电源电动势约为1.5 V，所以电压表选用0～3 V的量程，选B.滑动变阻器一般采用限流接法，为了方便调节，要选阻值稍小的滑动变阻器．干电池的允许电流一般在0.5 A左右，滑动变阻器的允许电流应尽量大于0.5 A，排除D.
答案：BC
8．如图所示为“测定电源电动势和内阻”的实验电路图，通过变阻器阻值的改变得到两组数据(U1，I1)和(U2，I2)，则下列说法正确的是( )
A．如果两个表的示数是准确的，则r＝(U2－U1)/(I1－I2)
B．如果两个表的示数是准确的，则r＝(U1－U2)/(I1－I2)
C．受RV的大小影响，E、r的测量值比真实值偏小
D．RV越大，对E、r的影响越大
解析：本题考查计算法求E、r，由方程组E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r得r＝(U2－U1)/(I1－I2)，如题所示电路，可等效为电压表与电源并联，当外电路断开时，电源与电压表串联，则E′＝IR＝，比真实值偏小，r′＝，比真实值偏小；可得RV越大，对E、r的影响越小，所以D错C对．
答案：AC
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)
9．在测一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15 V，B电压表量程为3 V, A变阻器为(0～20 Ω，3 A)，B变阻器为(0～500 Ω，0.2 A)．电压表应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为________________________. 变阻器应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为__________________．
解析：电动势为1.5 V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大．B变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便．
答案：B A电压表量程过大，读数误差较大
A B变阻器额定电流过小，调节不方便
10．如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路．
解析：本题考查实验电路的实物连线．首先画出实验电路图如图甲所示，依据电路图连接实物图如图乙所示，因为待测电源电动势约为3 V，所以电压表选用0～3 V的量程，干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所以电流表应选用0～0.6 A的量程；注意开关闭合前，要使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表以防烧毁，电压表不要直接接在电源的两极上，要受开关的控制．
答案：如图乙所示
点评：连接实物电路图时，要注意以下几点：
(1)先画出电路图(原理图)，这是连接实物图的依据．
(2)先连接干路，再连接支路．
(3)注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用．
11．用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图所示，一位同学测得六组数据如下表中所示.
组别
I/A
U/V
1
0.12
1.37
2
0.20
1.32
3
0.31
1.24
4
0.32
1.18
5
0.50
1.10
6
0.57
1.05
甲 乙
(1)试根据这些数据在图乙中作出U－I图线．
(2)根据图线得出电池的电动势E＝________V，电池的内电阻r＝________Ω.
(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I数据，可利用公式E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r算出E和r，这样可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大．
解析：本题考查用图象法对实验数据进行处理．其解题步骤是描点、连线、找交点求斜率．连线的原则是使尽可能多的点在直线上，图象如下．直线与纵轴的交点是电动势E，斜率k的绝对值表示内阻r.由作出的图象可以看出第四组数据所对应的点偏离直线较远，所以选用第3、4组数据算出的结果误差最大．
答案：(1)如下图所示
(2)1.46 0.72 (3)3 4
12．在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时：
（1）某同学在实验时使用的电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，并加接了一个已知阻值的定值电阻R0，如图甲所示，试说明他加接此电阻的作用是
______________________________________________________
_____________________________________________________.
(2)如果某同学把R0接到图乙所示的位置，改变滑动变阻器的阻值，测出了两组对应的电流表和电压表示数U1、I1和U2、I2后，则测出的电源内阻的阻值为r ＝________(用R0 、U1、I1和U2、I2表示)．
解析：在做测干电池的电动势和内电阻的实验时，为了精确读数，减小误差，通常会选用小量程的电流表．所以通常加一固定电阻，防止电流过大而烧坏电流表或电池．在乙图中可将R0和r看成一整体R，则R＝R0＋r，由方程组E＝U1＋I1R，E＝U2＋I2R，解得r＝R－R0＝－R0.
答案：(1)防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏(或限制电流，防止电源短路)
(2)－R0
物理·选修3－1(粤教版)
实验：游标卡尺和螺旋测微器
1．了解游标卡尺和螺旋测微器的原理及结构．
2．会用游标卡尺和螺旋测微器测量长度．
1．游标卡尺
(1)10分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.9 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几(不能读某)．其读数准确到0.1 mm.
(2)20分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.95 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米．其读数准确到0.05 mm.
(3)50分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.98 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02 mm.这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数．这种卡尺的读数可以准确到0.02 mm.如下图中被测圆柱体的直径为2.250 cm.
要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读．
2．螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为0.5 mm(在中线的上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01 mm.读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位)，再把两部分读数相加，得测量值．下图中的读数应该是6.702 mm.
1．小华用如图所示的游标卡尺对金属圆筒进行测量，下列操作中正确的是( )
A．用内测量爪cd测量圆筒的外径
B．用外测量爪ab测量圆筒的内径
C．用深度尺ef测量圆筒的深度
D．用内测量爪cd测量圆筒壁的厚度
解析：A.用内测量爪cd测量圆筒的内径，故A错误；B.用外测量爪ab测量圆筒的外径，也可以测量圆筒壁的厚度，故BD错误；C.用深度尺ef测量圆筒的深度，故C正确故选C.
答案：C
2．如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数，其示数为( )
A．2.90 cm B．2.9 cm
C．2.27 mm D．2.27 cm
解析：游标卡尺的主尺读数为2.2 cm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×7 mm＝0.7 mm＝0.07 cm，所以最终读数为：主尺读数＋游标尺读数为：2.2 cm＋0.07 cm＝2.27 cm；故选D.
答案：D
3．如图所示，用20分度游标卡尺测量钢球的直径时，符合规则而又科学的读数应为( )
A．7.5 mm B．7.50 mm
C．8.5 mm D．8.50 mm
解析：主尺读数为8 mm，游标读数为0.05×10＝0.50 mm，所以最终读数为8.50 mm；故选D.
答案：D
4．如图所示，游标卡尺的示数是________mm.
解析：游标卡尺的主尺读数为：1.9 cm＝19 mm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为8×0.1 mm＝0.8 mm，所以最终读数为：19 mm＋0.8 mm＝19.8 mm.
答案：19.8
5．用游标卡尺测量一直管的长度，用螺旋测微器测量该直管的外径，测量结果如图，直管长度为________cm，直管外径为________mm.
解析：(1)游标卡尺的主尺读数为：10.3 cm＝103 mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为6×0.1 mm＝0.6 mm，所以最终读数为：103 mm＋0.6 mm＝103.6 mm＝10.36 cm.
(2)螺旋测微器的固定刻度为12.5 mm，可动刻度为0.0×0.01 mm＝0.000 mm，所以最终读数为12.5 mm＋0.000 mm＝12.500 mm.
答案：10.36 12.500
6．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是________mm.
解析：螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01×18.0 mm＝0.180 mm，所以最终读数为0.680 mm.
答案：
7．如图甲是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，则此圆筒内径为______mm.图乙是用多用电表的欧姆“×10”挡测量某电阻的示数，则此电阻的阻值为________Ω.
解析：螺旋测微器的固定刻度为6 mm，可动刻度为1.0×0.01 mm＝0.010 mm，所以最终读数为6 mm＋0.010 mm＝6.010 mm.多用电表测电阻时，读最上面的刻度，读数是19，乘以倍数是，19×10 Ω＝190 Ω.
答案：6.010 190
8．读出图中游标卡尺与螺旋测微器的读数，游标卡尺读数为________mm，螺旋测微器读数为________mm.
解析：(1)游标卡尺的主尺读数为：5 cm＝50 mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05 mm＝0.15 mm，所以最终读数为：50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm.
(2)螺旋测微器的固定刻度为5.5 mm，可动刻度为19.3×0.01 mm＝0.193 mm，所以最终读数为5.5 mm＋0.193 mm＝5.693 mm，由于需要估读，最后的结果为5.693±0.002.
答案：50.15 5.693±0.002
9．如图中，游标卡尺的读数是__________cm；螺旋测微器的读数是________mm；电流表(选0～0.6 A挡)的示数为________A.
解析：游标卡尺的固定刻度读数为100 mm，游标读数为0.1×2 mm＝0.2 mm，所以最终读数为100 mm＋0.2 mm＝100.2 mm＝10.02 cm.螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01×40.0 mm＝0.400 mm，所以最终读数为0.900 mm.电流表(选0～0.6 A挡)，分度值为0.02 A，则图中示数为0.33 A.
答案：10.02 0.900 0.33
10．(1)如图1所示，螺旋测微器的示数为________mm.
(2)如图2所示，游标卡尺测量的读数为________cm.
解析：螺旋测微器的固定刻度读数1 mm，可动刻度读数为0.01×41.0＝0.410 mm，所以最终读数为固定刻度读数＋可动刻度读数为1＋0.410＝1.410 mm.游标卡尺的主尺读数为2.9 cm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×8 mm＝0.8 mm＝0.08 cm，所以最终读数为：主尺读数＋游标尺读数为2.9 cm＋0.08 cm＝2.98 cm.
答案：(1)1.410 (2)2.98
