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实验精练02 电学实验
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
知识点一、实验要注意的几个要点
1.欧姆表的使用注意点
使用多用电表测电阻的“五步”法
(1)机械调零．
(2)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率，使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围．
(3)进行欧姆调零．
(4)将红、黑表笔接在被测电阻的两端进行测量，将指针示数乘以倍率得到测量值．
(5)测量结束后，将选择开关旋至OFF或交流电压最高挡．
(6)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(7)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位。
2.测定金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据R＝ρ得出金属丝的电阻率ρ＝R。
3.测定电源的电动势和内阻常用的方法
(1)伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②可作出U－I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
(2)伏阻法——利用电压表和电阻箱，闭合电路方程为E＝U。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②将方程线性化，处理为＝·＋，或U＝－＋E，作－ 图象或U－图象，利用图线的截距和斜率求E和r。
(3)安阻法——利用电流表和电阻箱，闭合电路方程为E＝I(R＋r)。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r。
知识点二、保护电阻的应用技巧
为了保护电路，一般会在电路中加入一个保护电阻，例如在测电源电动势和内阻实验方案一中可将保护电阻看成滑动变阻器的一部分；方案二中可将保护电阻看成电源内阻的一部分，求解电源内阻时一定要注意减去保护电阻的阻值。
知识点三、电流表内、外接法的区分与选择
比较项目 电流表内接法 电流表外接法
电路
误差来源 电流表的分压 电压表的分流
测量结果 R测＝>Rx，偏大 R测＝适用条件 Rx RA(测大电阻) RV Rx(测小电阻)
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路
电压调节 的范围 E～E 0～E
电能损耗 节能 耗能
2.控制电路的选择
(1)从节能的角度考虑，优先选用限流式．
(2)以下三种情况必须用分压式：①要求待测电路的U、I从0变化． ②R滑 Rx.
③选用限流式，Ux、Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)．
难度：★★★ 建议时间：35分钟
一．观察电容器及其充、放电现象
1．（2023 西湖区校级模拟）电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（额定电压为16V）；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关；导线若干
实验过程如下：
①按照图甲正确连接电路；
②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；
③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的I﹣t图线如图乙中的实线a所示；
④利用计算机软件测出I﹣t曲线和两坐标轴所围的面积。
请回答下列问题：
a．已知测出的I﹣t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA s，根据图像算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为 C，最大电压为 V，电容器的电容C＝ F；（均保留两位有效数字）
b．若将定值电阻换为R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I﹣t图线应该是图丙中的曲线 （选填“b”或“c”）。
【解答】解：a、i﹣t图像的曲线和两坐标轴所围的面积即表示电容器的电荷量，由图像及题意可知电容器全部放电过程中释放的电荷量为Q＝42.3mA s＝4.2×10﹣2C
由i﹣t图像得到开始时电流为Im＝90mA＝0.09A，故电容器两端的最大电压为U＝ImR0＝0.09A×100Ω＝9.0V
电容为
b、换用阻值为180Ω的电阻，根据可知，第2次实验的最大电流小些。根据Q＝CU可知，两条曲线与坐标轴所围的面积相等，故选c。
故答案为：a、4.2×10﹣2，9.0，4.7×10﹣3；b、c
二．导体电阻率的测量
2．（2023秋 下城区校级期末）工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为S＝10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极（正对放置），现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：
电压表（量程为15V，内阻约为30kΩ）；
电流表（量程为300μA，内阻约为50Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；
电池组（电动势E＝12V，内阻r＝6Ω）；
单刀单掷开关一个；
导线若干。
（1）该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆×100挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示，为了使读数更精确些，接下来要进行的步骤是 （填正确答案标号）。
A．换为×10挡，重新测量
B．换为×1k挡，重新测量
C．换为×10挡，先欧姆调零再测量
D．换为×1k挡，先欧姆调零再测量
（2）为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整。
（3）某次测量过程中，两板间距d＝20cm，测量时电流表读数为I＝275μA，电压表指针偏转如图丁所示，电压表读数为U＝ V，则该溶液电阻R＝ Ω。
（4）实验时，仅多次改变两个电极板间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出R﹣d图线，在图戊的坐标纸上将（3）中计算的数据点补充完整并作图，根据图像可求出该导电溶液的电阻率ρ＝ Ω m（计算结果保留整数）；若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会 （填“偏大”，“偏小”，或“不变”）。
【解答】解：（1）从读数可知电阻比较大，为了减小误差，应使用更大倍率进行测量，所以要选择×1k挡，然后欧姆调零，再次测量，所以选择：D；
（2）根据欧姆表粗测可知待测液体电阻为大电阻，而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小，同时需要多组数据，所以滑动变阻器需要选择分压式的接法，从数据中大概看出待测电阻和电压表的内阻比较接近，属于大电阻，所以电流表采用内接法，实物图如图所示。
（3）电压表分度值为0.5V，所以在本位估读为5.5V；
该溶液电阻：
（4）根据电阻定律
可知R﹣d图线斜率
选择较远的两组数据计算斜率，代入数据后得到导电溶液的电阻率为ρ＝96Ω m
考虑到电流表内接
可知R﹣d图线斜率仍为，所以计算的结果与真实值相比不会发生变化。
故答案为：（1）D；（2）； （3）5.5、2×104；（4）97（+2均正确）、不变。
三．练习使用多用电表
3．（2024 宁波模拟）在“练习使用多用电表”实验中：
（1）可供选择的器材中有一碳膜电阻，如图1所示，观察其色环颜色，查得该碳膜电阻的阻值为2.kΩ，误差为±10%。
①在使用多用电表测该电阻前，发现指针如图2所示，现需要调整图3中的部件 （填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
②将部件K拨至“×100”挡，通过欧姆调零使指针对准电阻的“0刻线”。将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表指针如图4所示，则待测电阻为 Ω，测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡。
（2）确测量该碳膜电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电流表A1（量程0～3mA，内阻约20Ω）
B.电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）
C.电压表V（量程0～5V，内阻约5kΩ）
D.滑动变阻器Rp0（阻值范围0～10Ω，允许的最大电流2A）
E.待测碳膜电阻R1
F.电源（电动势6V，内阻约2Ω）
G.开关和导线若干
①实验时电流表应选 （填器材前面的序号）。
②为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是 。
③用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图5所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。该实验的第一步是：闭合电键S1，将电键S2接1，调节滑动变阻器RP和RP′，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数U1，I1接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键S2接2，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式是Rx＝ 。
【解答】解：（1）①多用电表的指针不在零刻度上，应调节机械调零螺丝S进行机械调零；
②欧姆表的读数19×100Ω＝1900Ω，即待测电阻的阻值为1900Ω；
（2）①电路中的最大电流，故电流表应选B；
②由于滑动变阻器的最大阻值较小，所以采用分压接法，由于待测电阻的阻值较大，所以电流表应采用内接法，所以最合理的电路图应为B；
③根据实验步骤，由欧姆定律得：U1＝I1（RA+RP+Rx），U2＝I2（RA+RP），
解得：Rx
故答案为：（1）①S；②1900；（2）①B；②B；（3）
四．电池电动势和内阻的测量
4．（2024 嘉兴一模）某兴趣小组想测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）小王想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻，下列说法正确的是 （单选）；
A．多用电表可以粗测电动势，不能粗测内阻
B．多用电表可以粗测内阻，不能粗测电动势
C．多用电表可以粗测电动势和内阻
D．多用电表既不可粗测电动势，也不可粗测内阻
（2）其他同学从实验室找来了以下器材：
A．量程0 3V 15V的电压表
B．量程0 0.6A 3A的电流表
C．滑动变阻器R1（0 10Ω）
D．开关、导线若干
①连接电路如图甲所示，P点应连接在 （填“A”或“B”）点。
②选择合适量程的器材，正确连接好电路甲，闭合开关前，滑动变阻器滑片应打到最 端（填“左”或“右”）。
③实验过程中发现电压表示数变化不大，其可能的原因是 。（写出1条）
（3）另一同学提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案：如图乙连接电路，闭合开关S1，将开关S2接在a端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U﹣I图线，如图丙中图线1所示，图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。保持开关S1闭合，再将开关S2接在b端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U﹣I图线，如图丙中图线2所示，图线2与U轴和I轴的截距分别为U2和I2。从减小电表测量的系统误差角度，电动势的准确值为 ，内阻r的准确值为 。（U1，U2，I1，I2都为已知量）
【解答】解：（1）多用电表电压挡内阻远大于电源内阻，所以用多用电表电压挡可以粗测电源电动势。
而多用电表电流挡内阻与电源内阻相差不大，所以不能用多用电表电流挡粗测电源内阻。电源内阻太小，也不能用欧姆挡测量，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2）图甲中，为了使开关能控制电路（包括电表的读数），所以P点应连接在B点。
正确连接好电路甲，闭合开关前，滑动变阻器阻值应调至最大，所以滑片应打到最右端。
电源的内阻太小，会造成电压表示数变化不大。
（3）开关S2接在a端，根据闭合电路的欧姆定律有：E＝U+IrA+Ir
当电流为零时，由上式可得：E＝U1
开关S2接在b端，根据闭合电路欧姆定律有：E＝U+Ir
当电压为零时，由上式可得：E＝I2r
所以内阻：
故答案为：（1）A；（2）B；右；电源的内阻太小；（3）U1；
5．（2023 浙江二模）（1）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，某同学先用多用电表的直流电压挡直接去测量电池两端的电压，把测量值作为电动势时，其主要误差是 。为减小实验误差，他用如图所示的电路，并通过作图法得到电池的电动势和内阻。
根据下列实验器材，则电阻箱应选 ；由同一表头改装的电流表应选 （填选项前的字母）
A．电阻箱（调节范围0～9999Ω） B．电阻箱（调节范围0～999.9Ω）
C．电流表（量程0.6A） D．电流表（量程50mA）
（2）根据欧姆定律，有E＝IR+Ir，通过改变电阻箱电阻，测得若干组电阻值和相应的电流值，以R为横轴，为纵轴，得到～R曲线，求得斜率为a，纵轴截距为b，则电动势E＝；内阻r＝。这样得到的电动势与电流表的内阻 （填“有关”、“无关”或“不确定”）；电池内阻与电流表的内阻 （填“有关”、“无关”或“不确定”）。
【解答】解：（1）电压表和电源串联，电池内阻有电压降，电动势测量值小于真实值；
由同一表头改装的电流表，是由表头和电阻并联改装的，由并联分流特点可知量程越大并联的电阻越小，内阻越小，在电源内阻测量时误差越小，故电流表应选择量程为0.6A的电流表，故选：C；
采用量程为0.6A的电流表，电路的最小电阻为：
电阻箱应选调节范围在0～999.9Ω的电阻箱，故选：B；
（2）根据欧姆定律，有E＝IR+Ir
解得
根据图像斜率和纵轴截距有，
解得，
将电流表的内阻看作电源内阻一部分，根据闭合电路欧姆定律有U＝E﹣I（RA+r）
路端电压和电流的测量值等于真实值，故电动势的测量值与电流表的内阻无关，测出的电源内阻实际是电源内阻与电流表内阻之和，故电源内阻测量值与电流表内阻有关。
故答案为：（1）电池内阻有电压降，B，C；（2），，无关，有关。
6．（2023 乐清市校级模拟）李同学在研究测量电源电动势和内阻实验中，电路连接如图2，突然灵光一闪，发现该电路也可以粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率。
（1）如图2所示，滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝，测量出瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度l0，测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x，则电阻丝的直径为 ；测量出滑动变阻器瓷筒外径D，可认为一匝电阻丝的长度为πD；
（2）将开关S2拨到接线柱2，闭合开关S1，调节滑动变阻器，即改变其接入电路中的宽度l，电压表和电流表示数都在较大范围内较为均匀的变化，整理数据如图3所示，横坐标单位为l0，若图像斜率为k，则电阻丝的电阻率为 （用题设中已知物理量符号表示）；
（3）储同学认为从图3中图像数据可知，上述实验方案误差较大，应采用电流表外接的方式，你是否认同储同学观点，并说明理由 ；
（4）杨同学继续用如图1电路测量电源电动势和内阻，根据前面实验结果，为减小实验误差，开关S2应该连接 接线柱（选填“1”或“2”）；电源电动势测量值相较真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）；电源内阻数量级应为 （选填“几欧”、“几十欧”或“几百欧”）。
【解答】解：（1）测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x，则每匝电阻丝的宽度即为电阻丝的直径，应为
（2）由电阻定律可得
电阻丝的横截面积
由欧姆定律
电阻丝的总长度
图3图线的斜率
联立解得：ρ
（3）不认同，因为采用电流表外接并利用图像法处理数据，图像斜率和电阻率相关但与电流表内阻无关。
（4）因电源的内阻较小，由图中l＝0时纵坐标值为电流表内阻，即电流表的内阻可由图像确定，电压表的内阻远大于电源的内阻，因此为减小实验误差，应用电流表外接，即开关S2应该连接1接线柱。
考虑到电流表内阻
E＝U+I（RA+r）
根据U﹣I图像的到的电源电动势测量值与真实值相同，内阻测量值包括了电流表的内阻。
因一般电源内阻都较小，因此电源内阻数量级应为几欧。
故答案为：（1）；（2）；（3）不认同，因为采用电流表外接并利用图像法处理数据，图像斜率和电阻率相关但与电流表内阻无关；（4）1；相同；几欧
7．（2023秋 慈溪市期末）某同学测量充电宝的电动势E及内阻r（E约为5V，r约为0.10Ω），设计实验电路图如图1所示。现有实验器材：两个数字电表，定值电阻R0两个，阻值分别为2Ω和20Ω，滑动变阻器R，开关S，导线若干。
（1）用画线代替导线将图2中的实物连线补充完整；
（2）R0应选 （填“2Ω”或“20Ω”）；
（3）实验中，依据电压表示数U和电流表示数I，作出了如图3所示的图线，则该充电宝的电动势E＝ V（保留3位有效数字），内电阻r＝ Ω（保留1位有效数字）。
【解答】解：（1）根据电路图连接实物图，如图，
（2）若R0用20Ω的电阻，因电源电动势为5V，还有滑动变阻器的电阻，则电流表读数会小于三分之一，则应该用2Ω的电阻；
（3）根据闭合电路欧姆定律有：U＝E﹣I（R0+r）
延长图像与坐标轴有交点，根据纵轴截距与斜率可知：
E＝4.90V，
故答案为：（1）实物连线图见解析
；
（2）2Ω；（3）4.90、0.04。
8．（2023秋 奉化区期末）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的实验器材有：
A．电压表V：“0～3V”、“0～15V”
B．电流表A：“0～0.6A”、“0～3A”
C．滑动变阻器R：（20Ω，1A）
D．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选用的量程为 （选填“0～3V”或“0～15V”），电流表应选用的量程为 （选填“0～0.6A”或“0～3A”）；
（2）根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图，并补充连接实物电路图乙。
（3）测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图丙所示，由图像知该电池的电动势E＝ 。内阻r＝ Ω。（结果均保留三位有效数字）
【解答】解：（1）一节干电池的电动势为1.5V，因此电压表的量程选择0﹣3V；
电池的内阻随温度而变化，因此电路中的电流不能太大，否则电池内阻会产生较多的热量，使内阻变大，因此电流表量程选择0～0.6A；
（2）由于电池的内阻较小，因此相对于电源，电流表采用外接法，误差较小，电路图如图所示：
根据电路图连接的实物图如图所示：
（3）根据闭合电路的欧姆定律U＝E﹣r I
U﹣I图像的纵截距表示电动势，电动势为E＝b＝1.50V
图像的斜率的绝对值表示内阻.。
故答案为：（1）0～3V；0～0.6A；（2）见解析；见解析；（3）1.50V；2.50。
9．（2022秋 台州期末）如图甲是实验室一款方块叠层电池，某同学测量该电池的电动势和内阻（电动势约9V和内阻约25Ω），准备了如下器材：
电流表A（量程为200μA，内阻为500Ω），
电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω），
电阻箱R2（最大阻值为99999.9Ω），
开关S和导线若干。
①由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为9V的电压表，则电流表应与电阻箱 （选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为 Ω。
②请在答题卷中连接完整实物图乙。
③调节另一只电阻箱的阻值R，读出相应电流表示数I，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在坐标系中（如图所示）。若不考虑电表分流对电路的影响，则根据图丙可得该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果保留3位有效数字）
【解答】解：①将电流表（Ig＝200μA，rg＝500Ω）改装成量程为9V的电压表，应串联一个电阻R串，由欧姆定律得：
Ig（R串+rg）＝9V
代入数据解得串联电阻的阻值为：R串＝44500Ω
可知应选电阻箱R2串联，并将电阻箱R2的阻值调为44500Ω。
②电流表与R2串联，再与R1并联，完整实物图为
③根据实物连接图得到的电路图如下图所示：
不考虑电表分流对电路的影响，由闭合电路欧姆电路得：
形变得：
其中：R2＝44500Ω，rg＝500Ω
作出的图像如下图所示：
由图像的纵截距可得：A﹣1
解得：E＝8.65V
由图像的斜率可得：Ω/A
解得：r＝18.6Ω
故答案为：①R2串联；44500；②见解答；③8.65；18.6
五．研究电磁感应现象
10．（2023秋 宁波期末）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要 。
（2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。
（3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。
【解答】解：（1）为了明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除了题中器材外，还需要直流电源确定电流的方向，故C正确，AB错误；
故选：C。
（2）将条形磁铁的N极从螺线管拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针方向，即电流由“+”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转；
（3）根据楞次定律“来拒去留”的结论可知，电子秤的示数会变小；
（4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
故答案为：（1）C；（2）向右；（3）变小；（4）阻碍
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实验精练02 电学实验
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
知识点一、实验要注意的几个要点
1.欧姆表的使用注意点
使用多用电表测电阻的“五步”法
(1)机械调零．
(2)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率，使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围．
(3)进行欧姆调零．
(4)将红、黑表笔接在被测电阻的两端进行测量，将指针示数乘以倍率得到测量值．
(5)测量结束后，将选择开关旋至OFF或交流电压最高挡．
(6)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(7)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位。
2.测定金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据R＝ρ得出金属丝的电阻率ρ＝R。
3.测定电源的电动势和内阻常用的方法
(1)伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②可作出U－I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
(2)伏阻法——利用电压表和电阻箱，闭合电路方程为E＝U。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②将方程线性化，处理为＝·＋，或U＝－＋E，作－ 图象或U－图象，利用图线的截距和斜率求E和r。
(3)安阻法——利用电流表和电阻箱，闭合电路方程为E＝I(R＋r)。
①利用两组数据，联立方程求解E和r；
②将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r。
知识点二、保护电阻的应用技巧
为了保护电路，一般会在电路中加入一个保护电阻，例如在测电源电动势和内阻实验方案一中可将保护电阻看成滑动变阻器的一部分；方案二中可将保护电阻看成电源内阻的一部分，求解电源内阻时一定要注意减去保护电阻的阻值。
知识点三、电流表内、外接法的区分与选择
比较项目 电流表内接法 电流表外接法
电路
误差来源 电流表的分压 电压表的分流
测量结果 R测＝>Rx，偏大 R测＝适用条件 Rx RA(测大电阻) RV Rx(测小电阻)
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路
电压调节 的范围 E～E 0～E
电能损耗 节能 耗能
2.控制电路的选择
(1)从节能的角度考虑，优先选用限流式．
(2)以下三种情况必须用分压式：①要求待测电路的U、I从0变化． ②R滑 Rx.
③选用限流式，Ux、Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)．
难度：★★★ 建议时间：35分钟
一．观察电容器及其充、放电现象
1．（2023 西湖区校级模拟）电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（额定电压为16V）；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关；导线若干
实验过程如下：
①按照图甲正确连接电路；
②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；
③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的I﹣t图线如图乙中的实线a所示；
④利用计算机软件测出I﹣t曲线和两坐标轴所围的面积。
请回答下列问题：
a．已知测出的I﹣t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA s，根据图像算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为 C，最大电压为 V，电容器的电容C＝ F；（均保留两位有效数字）
b．若将定值电阻换为R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I﹣t图线应该是图丙中的曲线 （选填“b”或“c”）。
二．导体电阻率的测量
2．（2023秋 下城区校级期末）工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为S＝10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极（正对放置），现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：
电压表（量程为15V，内阻约为30kΩ）；
电流表（量程为300μA，内阻约为50Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；
电池组（电动势E＝12V，内阻r＝6Ω）；
单刀单掷开关一个；
导线若干。
（1）该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆×100挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示，为了使读数更精确些，接下来要进行的步骤是 （填正确答案标号）。
A．换为×10挡，重新测量
B．换为×1k挡，重新测量
C．换为×10挡，先欧姆调零再测量
D．换为×1k挡，先欧姆调零再测量
（2）为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整。
（3）某次测量过程中，两板间距d＝20cm，测量时电流表读数为I＝275μA，电压表指针偏转如图丁所示，电压表读数为U＝ V，则该溶液电阻R＝ Ω。
（4）实验时，仅多次改变两个电极板间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出R﹣d图线，在图戊的坐标纸上将（3）中计算的数据点补充完整并作图，根据图像可求出该导电溶液的电阻率ρ＝ Ω m（计算结果保留整数）；若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会 （填“偏大”，“偏小”，或“不变”）。
三．练习使用多用电表
3．（2024 宁波模拟）在“练习使用多用电表”实验中：
（1）可供选择的器材中有一碳膜电阻，如图1所示，观察其色环颜色，查得该碳膜电阻的阻值为2.kΩ，误差为±10%。
①在使用多用电表测该电阻前，发现指针如图2所示，现需要调整图3中的部件 （填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
②将部件K拨至“×100”挡，通过欧姆调零使指针对准电阻的“0刻线”。将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表指针如图4所示，则待测电阻为 Ω，测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡。
（2）确测量该碳膜电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电流表A1（量程0～3mA，内阻约20Ω）
B.电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）
C.电压表V（量程0～5V，内阻约5kΩ）
D.滑动变阻器Rp0（阻值范围0～10Ω，允许的最大电流2A）
E.待测碳膜电阻R1
F.电源（电动势6V，内阻约2Ω）
G.开关和导线若干
①实验时电流表应选 （填器材前面的序号）。
②为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是 。
③用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图5所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。该实验的第一步是：闭合电键S1，将电键S2接1，调节滑动变阻器RP和RP′，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数U1，I1接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键S2接2，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式是Rx＝ 。
四．电池电动势和内阻的测量
4．（2024 嘉兴一模）某兴趣小组想测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）小王想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻，下列说法正确的是 （单选）；
A．多用电表可以粗测电动势，不能粗测内阻
B．多用电表可以粗测内阻，不能粗测电动势
C．多用电表可以粗测电动势和内阻
D．多用电表既不可粗测电动势，也不可粗测内阻
（2）其他同学从实验室找来了以下器材：
A．量程0 3V 15V的电压表
B．量程0 0.6A 3A的电流表
C．滑动变阻器R1（0 10Ω）
D．开关、导线若干
①连接电路如图甲所示，P点应连接在 （填“A”或“B”）点。
②选择合适量程的器材，正确连接好电路甲，闭合开关前，滑动变阻器滑片应打到最 端（填“左”或“右”）。
③实验过程中发现电压表示数变化不大，其可能的原因是 。（写出1条）
（3）另一同学提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案：如图乙连接电路，闭合开关S1，将开关S2接在a端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U﹣I图线，如图丙中图线1所示，图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。保持开关S1闭合，再将开关S2接在b端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U﹣I图线，如图丙中图线2所示，图线2与U轴和I轴的截距分别为U2和I2。从减小电表测量的系统误差角度，电动势的准确值为 ，内阻r的准确值为 。（U1，U2，I1，I2都为已知量）
5．（2023 浙江二模）（1）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，某同学先用多用电表的直流电压挡直接去测量电池两端的电压，把测量值作为电动势时，其主要误差是 。为减小实验误差，他用如图所示的电路，并通过作图法得到电池的电动势和内阻。
根据下列实验器材，则电阻箱应选 ；由同一表头改装的电流表应选 （填选项前的字母）
A．电阻箱（调节范围0～9999Ω） B．电阻箱（调节范围0～999.9Ω）
C．电流表（量程0.6A） D．电流表（量程50mA）
（2）根据欧姆定律，有E＝IR+Ir，通过改变电阻箱电阻，测得若干组电阻值和相应的电流值，以R为横轴，为纵轴，得到～R曲线，求得斜率为a，纵轴截距为b，则电动势E＝；内阻r＝。这样得到的电动势与电流表的内阻 （填“有关”、“无关”或“不确定”）；电池内阻与电流表的内阻 （填“有关”、“无关”或“不确定”）。
6．（2023 乐清市校级模拟）李同学在研究测量电源电动势和内阻实验中，电路连接如图2，突然灵光一闪，发现该电路也可以粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率。
（1）如图2所示，滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝，测量出瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度l0，测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x，则电阻丝的直径为 ；测量出滑动变阻器瓷筒外径D，可认为一匝电阻丝的长度为πD；
（2）将开关S2拨到接线柱2，闭合开关S1，调节滑动变阻器，即改变其接入电路中的宽度l，电压表和电流表示数都在较大范围内较为均匀的变化，整理数据如图3所示，横坐标单位为l0，若图像斜率为k，则电阻丝的电阻率为 （用题设中已知物理量符号表示）；
（3）储同学认为从图3中图像数据可知，上述实验方案误差较大，应采用电流表外接的方式，你是否认同储同学观点，并说明理由 ；
（4）杨同学继续用如图1电路测量电源电动势和内阻，根据前面实验结果，为减小实验误差，开关S2应该连接 接线柱（选填“1”或“2”）；电源电动势测量值相较真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）；电源内阻数量级应为 （选填“几欧”、“几十欧”或“几百欧”）。
7．（2023秋 慈溪市期末）某同学测量充电宝的电动势E及内阻r（E约为5V，r约为0.10Ω），设计实验电路图如图1所示。现有实验器材：两个数字电表，定值电阻R0两个，阻值分别为2Ω和20Ω，滑动变阻器R，开关S，导线若干。
（1）用画线代替导线将图2中的实物连线补充完整；
（2）R0应选 （填“2Ω”或“20Ω”）；
（3）实验中，依据电压表示数U和电流表示数I，作出了如图3所示的图线，则该充电宝的电动势E＝ V（保留3位有效数字），内电阻r＝ Ω（保留1位有效数字）。
8．（2023秋 奉化区期末）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的实验器材有：
A．电压表V：“0～3V”、“0～15V”
B．电流表A：“0～0.6A”、“0～3A”
C．滑动变阻器R：（20Ω，1A）
D．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选用的量程为 （选填“0～3V”或“0～15V”），电流表应选用的量程为 （选填“0～0.6A”或“0～3A”）；
（2）根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图，并补充连接实物电路图乙。
（3）测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图丙所示，由图像知该电池的电动势E＝ 。内阻r＝ Ω。（结果均保留三位有效数字）
9．（2022秋 台州期末）如图甲是实验室一款方块叠层电池，某同学测量该电池的电动势和内阻（电动势约9V和内阻约25Ω），准备了如下器材：
电流表A（量程为200μA，内阻为500Ω），
电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω），
电阻箱R2（最大阻值为99999.9Ω），
开关S和导线若干。
①由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为9V的电压表，则电流表应与电阻箱 （选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为 Ω。
②请在答题卷中连接完整实物图乙。
③调节另一只电阻箱的阻值R，读出相应电流表示数I，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在坐标系中（如图所示）。若不考虑电表分流对电路的影响，则根据图丙可得该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果保留3位有效数字）
五．研究电磁感应现象
10．（2023秋 宁波期末）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要 。
（2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。
（3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。
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