(共62张PPT)
第十章
恒定电流
●命题热点诠释
1．命题热度：本章属于热点内容，10年来，从命题频次上看，全国卷10年16考，地方卷64考。
2．考查热点：(1)闭合电路的欧姆定律的应用。
(2)测量金属丝电阻率的原理、仪器的选择、电路和误差的分析和数据处理。
(3)多用电表的原理和使用。
(4)测量电源的电动势和内阻的原理、仪器选择、电路和误差的分析和数据处理。
(5)创新实验的设计与分析。
第49讲 电路的基本概念和部分电路
基础梳理·易错辨析
核心考点·重点突破
基础梳理·易错辨析
一、电流
1．定义：电荷的____________形成电流，I＝_____。
2．电流形成的条件：导体中有__________；导体两端存在_____。
3．标矢性：电流是标量，________定向移动的方向规定为电流的方向。
定向移动
自由电荷
电压
正电荷
二、电阻与电阻定律
1．电阻：导体两端的电压和通过它的______的比值。表达式为___
______。
2．电阻定律
(1)内容：导体的电阻跟导体本身的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，还跟导体的______有关。
(2)公式：_________。
电流
R
材料
(3)电阻率(ρ)
①物理意义：反映导体的__________，是导体材料本身的属性。
②电阻率与温度的关系
a．金属：电阻率随温度升高而______；
b．负温度系数半导体：电阻率随温度升高而______；
c．超导体：一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到0。
导电性能
增大
减小
三、部分电路的欧姆定律和伏安特性曲线
1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。
2．适用条件：适用于金属导体和电解液，__________和_______元件不适用。
3．表达式：______(说明：这是电流的决定式)。
气态导体
半导体
4．对U－I图像和I－U图像的理解(如图甲、乙所示)
(1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件。
(2)图线b的斜率不断变小，电阻不断变小；图线c的斜率不断变大，电阻不断变小。
(3)图中Ra____Re，Rd____Rf。(均选填“>”“<”或“＝”)
>
<
四、串、并联电路的特点
I1＝I2＝I3
I1＋I2＋I3
U1＋U2＋U3
U1＝U2＝U3
R1＋R2＋R3
五、电功、电功率 电热、热功率
1．电功
(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的________做的功。
(2)公式：W＝Uq＝____。(适用于一切电路)
(3)电流做功的实质：_____转化成其他形式能的过程。
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。
静电力
UIt
电能
UI
3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟______________________，跟______________及____________成正比。
(2)公式：Q＝______。(适用于一切电路)
电流的二次方成正比
导体的电阻
通电时间
I2Rt
1．导体中只要电荷运动就形成电流。( )
2．电流有方向，所以它是一个矢量。( )
×
×
×
×
√
√
1
电流的理解及计算
(基础考点·自主探究)
1．利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时的基本思路
设柱体微元的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速率为v，则：
(1)柱体微元中的总电荷量为Q＝nLSq。
2．三个电流表达式的比较
核心考点·重点突破
A．1.5×10－7 A B．2×10－7A
C．3.5×10－7 A D．5×10－7 A
[答案] D
1
[解析]
(电流微观表达式I＝neSv的应用)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( )
2
[答案] C
2
欧姆定律及伏安特性曲线 电阻定律
(基础考点·自主探究)
1．电阻与电阻率的区别
(1)电阻反映导体对电流的阻碍作用，电阻率反映制作导体的材料导电性能的好坏。
(2)R大，ρ不一定大，导电性能不一定差；ρ小，R不一定小，对电流的阻碍作用不一定小。
(3)导体的R、ρ均与温度有关。
2．电阻的两个公式对比
3．对伏安特性曲线的理解
【跟踪训练】
(U－I图线)如图所示，两图线分别为A、B两电阻的U－I图像，关于两电阻的描述正确的是( )
A．电阻A的阻值随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变
B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值
C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值
D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值
[答案] B
3
[解析] 由题图可知，电阻A的阻值随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变，选项A错误；在两图线的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等，选项B正确，C、D错误。
(I－U图线)如图所示，是某电阻R的伏安特性曲线，图中α＝45°，由此得出( )
A．该电阻为非线性元件
B．欧姆定律适用于该电阻，阻值为0.5 Ω
4
D．该电阻为定值电阻，阻值为2 Ω
[答案] D
(欧姆定律和电阻定律的综合应用)(2024·广西卷)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00 m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为( )
A．2∶3
B．2∶1
C．5∶3
D．1∶3
5
[答案] B
(欧姆定律、电阻定律与电流微观表达式的综合应用)(多选)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．R1中的电流小于R2中的电流
B．R1中的电流等于R2中的电流
C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率
D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率
6
[答案] BD
3
串、并联电路及电表的改装
(能力考点·深度研析)
1．串、并联电路中几个常见的推论
(1)串联电路
串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。若n个相同的电阻串联，总电阻R总＝nR。
(2)并联电路
①并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻。
2．电表的改装
改装成电压表 改装成电流表
内部 电路
改装成电压表 改装成电流表
校准电路
考向1 串、并联电路
(2024·海南海口市一中模拟)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则( )
A．S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1
B．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5
C．S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1
D．S闭合时，R1与R2的功率之比为2∶5
[答案] B
考向2 电表的改装
(多选)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100 Ω，下列说法正确的是( )
A．由甲图可知，该表头满偏电流Ig＝2 mA
B．甲图是改装成的双量程电压表，接b时量程为9 V
D．乙图中R1＝5 Ω，R2＝45 Ω
[答案] BC
【跟踪训练】
如图所示，两个电阻串联后接在电路中，某同学把一电压表并联在R1两端时，其示数为6 V，已知R1＝2 kΩ，R2＝1 kΩ，a、b两点的电压能保持12 V不变，则当电压表并联在R2两端时，其示数为( )
A．3 V B．4 V
C．5 V D．6 V
[答案] A
7
(2024·安徽卷)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig＝500 μA，Rg＝800 Ω)改装成量程为0～1 V和0～3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图(1)所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
8
(1)开关S1闭合前，滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω，则R2的阻值应调至________Ω。
(3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为________。(结果用U、I、R1、R2表示)
(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。(填正确答案标号)
A．增大电阻箱R1的阻值
B．减小电阻箱R2的阻值
C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图(2)所示，此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)
[解析] (1)为保护电表，刚闭合开关S1时应使测量电路的电压和电流最小，故开关S1闭合前滑动变阻器的滑片P应移动到M端。
(2)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G被改装成量程为0～3 V的电压表，则3 V＝Ig(Rg＋R1＋R2)，解得R2＝4 000 Ω。
(4)改装后的电压表读数偏大，说明通过电流表G的电流偏大，要使读数准确，应使改装表的内阻增大，可增大电阻箱R1或R2的阻值，A正确，B错误；移动滑动变阻器滑片不影响改装表的内阻，C错误。
(能力考点·深度研析)
1．纯电阻用电器与非纯电阻用电器的比较
4
电功、电功率、电热及热功率
(2)电动机电路不一定是非纯电阻电路
①当电动机转动时，电动机电路为非纯电阻电路，此时U>IR，欧姆定律不适用，大部分电能转化为机械能。
②当电动机通电但卡住不转动时：电动机电路可以看成纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能。
3．电动机的三个功率及关系
(1)输入功率：P总＝P入＝UI。
(2)输出功率：电动机做有用功的功率，也叫机械功率。
(3)热功率：P热＝I2r。
(4)三者关系：P总＝P出＋P热。
考向1 纯电阻电路 电功和电功率问题
(2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是( )
A．R1 B．R2
C．R3 D．R4
[答案] A
考向2 非纯电阻电路电功和电热的关系
[答案] D
【跟踪训练】
一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则( )
A．Pab>Pbc B．Pab＝Pac
C．Pac>Pbc D．Pab
[答案] D
9
(2025·广元模拟)摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5 A，电动机启动时电流表读数为15 A，若电源电动势12 V，内阻0.4 Ω，电流表内阻不计，车灯的阻值不变，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了( )
A．30 W
B．32 W
C．20 W
D．18 W
[答案] B(共58张PPT)
第十章
恒定电流
第50讲 闭合电路的欧姆定律及其应用
基础梳理·易错辨析
核心考点·重点突破
名师讲坛·素养提升
基础梳理·易错辨析
一、电源的电动势和内阻
1．电动势
(1)电源：电源是通过非静电力做功把___________的能转化成_____
___的装置。
(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E
＝______，单位：V。
(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把______________________
______本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
其他形式
电势
能
其他形式的能转化成电
势能
2．内阻
电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫作电源的_____，它是电源的另一重要参数。
内阻
二、闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路的欧姆定律
(1)内容
闭合电路里的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电阻之和成______。
(2)公式
I＝______。
正比
反比
2．路端电压与外电阻的关系
增大
E
1．电动势的方向即为电源内部电流的方向，由电源负极指向正极，电动势为矢量。( )
2．电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。( )
3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。( )
4．外电阻越大，电源的输出功率越大。( )
5．电源的输出功率越大，电源的效率越高。( )
×
√
√
×
×
核心考点·重点突破
1
闭合电路的分析与计算
(能力考点·深度研析)
1．闭合电路的欧姆定律的三种表达形式
(2)E＝I(R＋r)(适用于外电路是纯电阻的电路)
(3)E＝U外＋U内(适用于任何电路)
2．电路动态分析的方法
(1)程序法
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
③极限法
对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。
3．滑动变阻器用分压连接引起总电阻的变化
(1)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(2)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
考向1 闭合电路的有关计算
电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图所示的电路，小灯泡上标有“0.6 A 1.5 W”字样，电源的电动势为3 V，电压表为理想电表、导线电阻不计。闭合开关，小灯泡恰好正常发光，则电源的内阻约为( )
A．0.30 Ω B．0.83 Ω
C．1.2 Ω D．1.5 Ω
[答案] B
考向2 闭合电路的动态分析
在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向a端移动的过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则( )
[答案] A
【跟踪训练】
(含有光敏电阻电路动态分析)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则( )
A．R1两端的电压将减小
B．灯泡L将变亮
C．电路的路端电压将增大
D．内阻r上发热功率将减小
1
[答案] B
[解析] 光敏电阻光照增强，故光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小。由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流增大，根据P＝I2r可知内阻r上发热功率增大，所以电源内阻所占电压增大，所以路端电压减小。电流增大，所以R1两端的电压增大，故A、C、D错误；因路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联电路部分两端电压减小，则流过R2的电流减小，而总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，所以L变亮，故B正确。
(含二极管电路动态分析)(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，D为理想二极管(具有单向导通作用)，R1为定值电阻，C为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S1、S2均断开，
则下列说法正确的是( )
A．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压
表、电流表示数均变大
B．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变
C．先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器有放电现象
D．同时闭合S1、S2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻R1两端的电压增大
2
[答案] BC
[解析] 仅闭合S1，当滑动变阻器的滑片向右移时，R2接入电路的有效阻值减小，故电路中总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，因电容器与二极管串联，二极管不能反向导通，电容器不能放电，故电容器的带电荷量不变，故A项错误，B项正确；先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器与R2形成闭合回路，电容器两端电压减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器对外放电，故C项正确；同时闭合S1、S2，二极管与R1并联，而二极管具有单向导通作用，故此时R1被短接，故D项错误。
2
电路中的功率及效率问题
(能力考点·深度研析)
1．电源的总功率
P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。
2．电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。
3．电源的输出功率
P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。
若外电路是纯电阻电路，则有
由上式可得P出与R的关系如图所示。
由图像可知
(2)当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。
(3)当R(4)当P出(2025·安徽高三月考)如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。求：
(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的
电功率最大，并求这个最大值；
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功
率PR最大，并求这个最大值；
(3)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值；
(4)电源的最大输出功率。
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R＝R0＋r，即
R＝1 Ω＋0.5 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大
反思提升
“等效电源”法判断可变电阻的电功率：
对于变化的电阻，其电功率的变化不能直接用P＝I2R判断，一般应用“等效电源”法：将其他定值电阻转换为电源的内阻，将可变电阻视为“等效电源”的外电阻，其功率视为“等效电源”的输出功率，再根据电源输出功率与外电阻的关系判断。
A．该蓄电池的电动势为12 V
B．该蓄电池的内阻为1 Ω
C．该蓄电池的最大输出功率为72 W
D．该蓄电池的短路电流为6 A
3
[答案] AC
(外电路为非纯电阻电路的功率问题)(多选)如图所示，电源电动势E＝10 V、内阻r＝1 Ω，电动机M的内阻R0＝4 Ω，闭合开关S后，标有“8 V 12 W”的灯泡恰能正常发光，则( )
A．图中理想电流表示数为1 A
B．电源的输出功率为16 W
C．10 s内电动机产生的热量为10 J
D．电动机的机械功率为4 W
[答案] BC
4
3
两类U－I图像的分析与计算
(能力考点·深度研析)
电源的U－I图像与电阻的U－I图像比较
电源的U－I图像 电阻的U－I图像
图形
物理意义 电源的路端电压随电路中电流的变化关系 电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
电源的U－I图像 电阻的U－I图像
斜率的 绝对值 电源内阻r 电阻大小
联系 在同一坐标系中，两图线交点坐标(Un，In)，既表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，也表示电阻两端电压及其电流；P＝InUn既表示此时电源的输出功率，也表示此时电阻的实际功率 [答案] AC
【跟踪训练】
如图甲所示电路，电源内阻r＝1.0 Ω，R1为一定值电阻，R2为一滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。闭合开关，将滑动变阻器的滑片从A端逐渐滑到B端的过程中，得到R2的功率随电压表示数的变化规律如图乙，电压表示数与电流表示数的关系图像如图丙。下列说法正确的是( )
A．电源的电动势大小为4.5 V
B．定值电阻R1的大小为3 Ω
C．图乙中Px的值为1.5 W
D．图丙中Ux的值为4.5 V
5
[答案] D
(能力考点·深度研析)
1．电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2．电容器的电压
(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线。
(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
4
含电容器电路的分析
3．电容器的电荷量及变化
(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。
如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，R0＝3 Ω，R1＝7.5 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，电容器的电容C＝2 μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是( )
A．开关S闭合时，电容器上极板带正电
B．开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3 V
C．将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6 C
D．将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6 C
[答案] D
【跟踪训练】
如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合，滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则( )
A．灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上
B．液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做
匀加速运动
C．电源的路端电压增大，输出功率也增大
D．滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
6
[答案] D
[解析] 滑动变阻器滑片向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗，电源内电压降低，灯泡两端的电压降低，滑动变阻器两端的电压升高，电容器与滑动变阻器并联，加在电容器两端的电压升高，电容器继续充电，R中有电流流过，方向竖直向上，A错误；液滴受电场力竖直向上，电容器下极板带正电，因此液滴带正电，由于电容器两端的电压升高，内部电场强度增加，液滴加速向上运动，电场力做正功，电势能减小，B错误，D正确；由于外电阻大于内电阻，当外电阻增大时，电源的输出功率减小，C错误。
名师讲坛·素养提升
电路故障分析问题
电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：
1．仪表检测法
(1)电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。
如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。
(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。
(3)电阻表检测：当电阻测量值很大时，表示该处断路；当电阻测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用电阻表检测时，电路一定要切断电源。
2．假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律
进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。
在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障( )
A．R1短路 B．R2短路
C．R3短路 D．R1断路
[答案] A
[解析] 若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压。若R1短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，A正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，B错误；若R3短路，则电压表示数为零，C错误；若R1断路，则电流表示数为零，D错误。(共49张PPT)
第十章
恒定电流
第51讲 专题强化十四 电学实验基础
核心考点·重点突破
1
基本仪器的使用和读数
(基础考点·自主探究)
一、游标卡尺的构造、原理及读数
1．构造
(如图)主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径等。
3．原理
利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个、20个、50个的，见下表：
刻度格数 (分度) 刻度总长度 每小格与 1 mm的差值 精确度
(可准确到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
4．读数
若用L0表示由主尺上读出的整毫米数，x表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则其读数为L＝L0＋kx，其中k为精确度。
5．注意事项
(1)主尺上的整毫米刻度为游标尺零刻度线之前的整数部分，而不是游标尺左棱之前的整数部分。
(2)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位。
二、螺旋测微器的构造、原理及读数
1．螺旋测微器的构造
如下图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。
2．螺旋测微器的原理
测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
3．读数
测量时被测物体长度的整数毫米数或半毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
4．注意事项
(1)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。
(2)读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则读数必须保留三位小数。
三、电流表和电压表的读数原则
1．若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.01…时，需估读到最小刻度值的下一位。
2．若刻度盘上每一小格为：0.2,0.02,0.5，0.05…时，只需读到最小刻度值的位数。
【跟踪训练】
如图所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为____
____mm，________mm，________mm。
1
[答案] 17.7 23.85 3.18
[解析] 题图甲读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。题图乙读数：整毫米是23 mm，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。题图丙读数：整毫米是3 mm，不足1毫米数是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm。
(1)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动_______使F靠近小球，再转动_______使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动_______使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是_______mm。
2
(2)读出下面各螺旋测微器的读数，丙______mm，丁_______mm，戊______mm。
[答案] (1)D H G 6.700 (2)4.041 1.100 3.516
[解析] (1)用螺旋测微器测量小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
(2)丙图：(4＋4.1×0.01)mm＝4.041 mm；
丁图：(1＋10.0×0.01)mm＝1.100 mm；
戊图：(3.5＋1.6×0.01)mm＝3.516 mm。
电流表量程一般有两种——0～0.6 A,0～3 A；电压表量程一般有两种——0～3 V,0～15 V。如图所示：
(1)接0～3 V量程时读数为________V。
(2)接0～15 V量程时读数为________V。
(3)接0～3 A量程时读数为________A。
(4)接0～0.6 A量程时读数为________A。
3
[答案] (1)1.88 (2)9.5 (3)0.80 (4)0.16
[解析] (1)刻度盘上每一小格为0.1 V，读数为1.88 V。
(2)刻度盘上每一小格为0.5 V，读数为9.5 V。
(3)刻度盘上每一小格为0.1 A，读数为0.80 A。
(4)刻度盘上每一小格为0.02 A，读数为0.16 A。
旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω，今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________________________________________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的阻值范围为________。
4
[答案] 1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω
[解析] 接入电路的电阻为1 987 Ω，将电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的阻值范围为0～19 998 Ω。
2
测量电路与控制电路的选择
(能力考点·深度研析)
1．电压表和电流表的内、外接法
(1)两种接法比较
内接法 外接法
电路图
误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV
(2)两种电路的选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。
③试触法：按图接好电路，让电压表一个接线柱固定接好，另一个接线柱P先后与a、b处接触一下记录两表的读数为Ia、Ua、Ib、Ub：
2．滑动变阻器的两种连接
(1)滑动变阻器两种连接方式的对比
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况
①要求电压表能从零开始读数。
②当待测电阻Rx R(滑动变阻器的最大阻值)时。
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流接法。
(2025·青海西宁市高三开学考试)某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体电阻的电阻率，进行如下实验：
(1)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，测直径d的结果如图所示，其读数是________mm。
(2)用多用电表的电阻“×10”挡粗测其阻值，读数如图，阻值约为________Ω。
(3)该同学想用伏安法更精确地测量该电阻R，使用如下规格器材：
待测圆柱体电阻R；
直流电源E(电动势为4 V，内阻不计)；
电流表A(量程为0～10 mA，内阻约30 Ω)；
电压表V(量程为0～3 V，内阻约10 kΩ)；
滑动变阻器R1(0～15 Ω，允许最大电流2.0 A)；
开关、导线等。
请在方框内画出合理的测量电路图。
[答案] (1)2.795 (2)220 (3)见解析
[解析] (1)由图可知，螺旋测微器读数d＝2.5 mm＋29.5×0.01 mm＝2.795 mm。
(2)由图读出R＝22×10 Ω＝220 Ω。
(3)电压表电阻远大于待测电阻阻值，故采用电流表外接法，为精确地测量该电阻，应使待测电阻两端电压从零开始变化，故采用分压接法，如图所示：
【跟踪训练】
(滑动变阻器的两种连接)为测量“12 V,5 W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：
电源：12 V，内阻不计；
电流表：量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω；
电压表：量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ；
滑动变阻器：0～20 Ω，允许最大电流1 A；
开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。
5
(1)以下四个电路图你认为最合适的是________。
(2)在本实验中，电流表的量程可选________。
[答案] (1)A (2)0～0.6 A
(试触法的应用)小李在实验室测量一电阻R的阻值。
6
因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表________(选填“内”或“外”)接法。
[答案] 0.34 外
3
实验器材的选取与实物图的连接
(能力考点·深度研析)
1．电学实验设计的“三原则”
(1)安全性：确保电源、电阻和电表都不会过载，如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。
(2)滑动变阻器：①分压式接法要选择总阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器；
②限流式接法要选择最大阻值大于等于待测电阻的滑动变阻器；③电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。
(3)定值电阻：①若用于电表改装，阻值与改装后的量程要匹配；②若用于保护电路，应保证使电路的最大电流(电压)不超过电流表(电压表)的量程及有关元件的额定电流(电压)。
3．实物图连接的一般思路
(1)先画电路图，后连实物图：在电路图上标明电源的正、负极，电流表和电压表的正、负接线柱等。(按实物的布局设计线路图，再根据线路图连接实物图)
(2)先串后并，注意正负：连电路实物图时，应选择一条包含电路元件最多的通路，例如：从电源的正极出发，沿着电流的方向依次把开关、用电器、电流表(先接正接线柱，后接负接线柱)、变阻器等连接起来，一直连到电源负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。
(3)注意量程，接线到柱：连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程)，所有导线的连接点都应接在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。
(4)避免交叉，检查无误：所连导线不应交叉，以使连接情况清晰易辨。连好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减少错误。
【跟踪训练】
(2024·广东茂名市二模)智能手机中都配有气压传感器，传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究“气压传感器的电阻值Rx随气压变化规律”：
A．阻值随气压变化而变化的气压传感器一个(阻值变化范围从几十欧到几百欧)；
B．直流电源，电动势6 V，内阻不计；
C．电压表V1，量程为0～3 V，内阻为3 kΩ；
D．电压表V2，量程为0～15 V，内阻为15 kΩ；
7
E．电流表A1，量程为0～0.6 A，内阻忽略不计；
F．电流表A2，量程为0～60 mA，内阻忽略不计；
G．定值电阻R1＝3 kΩ；
H．定值电阻R2＝12 kΩ；
I．滑动变阻器R，最大阻值约为50 Ω；
J．开关与导线若干。
(1)小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择________，电流表应选择________，定值电阻应选择________。(均选填实验器材前字母)
(2)请在图乙中将实物图连线补充完整。
(3)当气压传感器所处环境压强为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U＝2.30 V和I＝23.0 mA，则气压传感器阻值Rx＝______Ω。
(4)当环境压强p改变时，测得不同的Rx值，绘成图像如图丙所示，由图可得Rx和压强p的关系表达式为Rx＝____________Ω。
[答案] (1)C F G (2)见解析图 (3)200 (4)1 000－8×10－3p
[解析] (1)电源电动势为6 V，电压表读数时要在满偏刻度的三分之一以上更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C；
气压传感器阻值变化范围从几十欧到几百欧，流经电流表的电流约为几十毫安，故电流表选F；
串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到6 V即可，电压表内阻为3 kΩ，定值电阻选G。
(2)如图所示(共45张PPT)
第十章
恒定电流
第52讲 专题强化十五 测量电阻的其他五种方法
核心考点·重点突破
1
安安法测电阻
(能力考点·深度研析)
电路如图：
(2025·河北保定高三期末)学校物理兴趣小组设计如图甲所示电路来测量一电阻Rx的阻值。其中R0是定值电阻，R是电阻箱。
(1)完善下列实验步骤：
①按照电路图用导线把实验器材连接起来；
②为安全起见，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至________(填写“最大值”或“最小值”)；
③闭合开关，调节电阻箱，当阻值为R时记录电流表A1、A2的示数I1、I2；
④多次改变电阻箱阻值，并记录相应的电流表的示数；
⑦根据图像计算待测电阻的阻值。
(2)用RA1、RA2表示电流表的内阻，待测电阻Rx的表达式为________(用题目中所给或所测物理量表示)。
(4)考虑到电流表的内阻，由图乙求得的电阻值________(填写“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。
(3)4.80 (4)没有系统误差
[解析] (1)为保护电路，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至最大值。
(4)图线斜率与电流表内阻无关，求得的电阻值没有系统误差。
2
伏伏法测电阻
(能力考点·深度研析)
电路如图：
某同学采用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下：
电压表V1(量程0～3 V，内阻r1＝3.0 kΩ)；
电压表V2(量程0～5 V，内阻r2＝5.0 kΩ)；
滑动变阻器R；待测定值电阻Rx；
电源E(电动势6.0 V，内阻不计)；
开关和导线若干。
操作步骤如下：
(1)闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于________(选填“左端”“中间”或“右端”)。
(2)调节滑动变阻器，两电压表V1、V2读数分别为U1、U2，读取多组数据，在坐标纸上描点，连线如图乙所示。当电压表V1示数为3 V时，通过电阻Rx的电流大小为________A；依据图像数据可以得出Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字)。
(3)若电压表V1实际电阻小于3.0 kΩ，则电阻Rx的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
[答案] (1)左端 (2)1.00×10－3
1.82×103(1.79×103～1.86×103均对)
(3)偏大
[解析] (1)闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于左端，电压表示数为零。
解得Rx≈1.82×103 Ω。
(3)若电压表V1实际电阻小于3.0 kΩ，则计算出的通过电阻Rx的电流比真实值小，故电阻Rx的测量值与真实值相比偏大。
3
等效替代法测电阻
(能力考点·深度研析)
实验原理和操作
(1)如图甲、乙所示，先将单刀双掷开关接到1，调节R2，使电表指针指在适当位置读出电表示数。
(2)然后将单刀双掷开关接到2，保持R2阻值不变，调节电阻箱的阻值，使电表的读数仍为原来记录的读数，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。
[答案] (1)见解析图 (2)①R0 V0 ②R 使标准电压表V0读数仍为U ③平均值 (3)电阻箱阻值不连续；电流通过电阻时电阻发热导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等
[解析] (1)电路连线如图所示。
(2)①将S拨向接点1，闭合S1，调节R0，使标准电压表V0指针偏转到适当位置，记下此时标准电压表V0的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节R，使标准电压表V0读数仍为U，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的平均值，即为待测电压表V内阻的测量值。
4
半偏法测电表的内阻
(能力考点·深度研析)
考向1 电流表半偏法测电阻
1．实验电路图，如图所示。
2．实验步骤
(1)按如图所示的电路图连接实验电路；
(2)断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程Im；
3．实验条件：R1 RA。
4．测量结果：RA测＝R2说明：(1)半偏法测电压表的内阻时，只有当R1 RA(R1 R2)时， RA测≈RA。R1 RA、R1 R2为选器材提供依据，即R1应选阻值较大的；在安全范围内电源应选电动势较大的。
(2023·海南卷)用如图所示的电路测量一个量程为100 μA，内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V，有两个电阻箱可选，R1(0～9 999.9 Ω)，R2(0～99 999.9 Ω)。
(1)RM应选________，RN应选________；
(2)根据电路图，请把实物连线补充完整；
(3)下列操作顺序合理排列是________：
①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；
②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；
③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；
④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材
(4)如图是RM调节后面板，则待测表头的内阻为________，该测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为________(用RM、RN表示)
[解析] (1)根据半偏法的测量原理可知，RM与RA相当，当闭合S2之后，变阻器上方的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1，RN应选R2。
(2)根据电路图连接实物图有
(3)根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；
③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；
②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；
④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。
(4)根据RM调节后面板读数为1 998.0 Ω。
当闭合S2后，原电路可看成如下电路
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表，则需要串联一个电阻R0，则有U＝Ig(Rg＋R0)
此时的电压读数有U′＝I′(Rg＋R0)，
其中U＝2 V，Ig＝100 μA，I′＝65 μA
联立解得U′＝1.30 V。
(6)根据题意OP间电压不变，可得
考向2 电压表半偏法测电阻
1．实验电路图，如图所示。
2．实验步骤
(1)按如图所示的电路图连接实验电路；
(2)将R2的值调为零，闭合S，调节R1的滑片，使电压表读数等于其量程Um；
3．实验条件：R1 RV。
4．测量结果：RV测＝R2>RV。
说明：半偏法测电压表的内阻时，只有当R1 RV(R1 R2)时，RV测≈RV。同理，R1 RV、R1 R2也为选器材提供依据，即R3应选阻值较小的；在安全范围内，电源应选电动势较大的。
某同学为测量电压表的内阻，实验室仅提供了以下器材：
A．待测电压表(量程为3 V，内阻约为30 kΩ)
B．电源E1(电动势为6.0 V，内阻不能忽略)
C．电源E2(电动势为3.0 V，内阻不能忽略)
D．滑动变阻器R1(最大阻值为10 kΩ)
E．滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω)
F．电阻箱R′(满足实验要求)
G．开关，导线若干
该同学利用上述器材连接了如图电路后，进行了下述操作：
①先将滑动变阻器R的滑片调到最左端，电阻箱R′的阻值调为零；
②闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表指针满偏；
③保持滑动变阻器R的滑片不动，调节电阻箱R′，使电压表指针偏转到满刻度的一半，读出电阻箱R′的读数为29 kΩ。
(1)电源应选用________，滑动变阻器选用________。(填写对应序号)
(2)在虚线框中画出电路图。
(3)待测电压表内阻为________，测量值________真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
[答案] (1)B E (2)见解析图 (3)29 kΩ 大于
[解析] (1)由于电压表要满偏，达到3 V，且电源内阻不能忽略，则其路端电压小于电源电动势，故电动势为3 V的电源不能满足要求，故选电源电动势为6 V的B；由于电压表满偏和半偏时认为电压表和电阻箱两端电压不变，故只有滑动变阻器电阻远小于电压表内阻时才成立，故选择最大阻值为10 Ω的E。
(2)该实验为用半偏法测电压表的内阻，按实物连线画电路图如图所示。
(3)滑动变阻器保持不变，可以认为总电压不变，再调节电阻箱使电压表半偏，那么电阻箱的电压与电压表相同，所以RV＝R箱＝29 kΩ，实际上，由于电阻箱与电压表串联后接入电路增加了总电阻，则滑动变阻器的分压将增大，这样当电压表半偏时，电阻箱的电压比电压表大，所以测量值大于真实值。
5
电桥法测电阻
(能力考点·深度研析)
1．操作：如图甲所示，实验中调节电阻箱R3，使灵敏电流计G的示数为0。
2．原理：当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx；电路可以等效为如图乙所示。
一热敏电阻R1阻值随摄氏温度t变化满足Rt＝20(1＋0.01t)(Ω)，某实验小组利用此热敏电阻及其他元件制作了一个电子温度计，其电路如图甲所示，电路中所使用其他器材如下：
定值电阻R1(阻值为10.0 Ω)；
电阻箱R2(阻值为0～100.0 Ω)；
毫伏表(量程为0～200 mV，内阻非常大)；
电源(电动势为1.5 V，内阻不计)；
开关、导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路补充完整；
(2)为使毫伏表零刻度线对应0 ℃，则电阻箱R2的阻值应调节为________Ω；
(3)改装后该温度计的刻度线是否均匀________(填“是”或“否”)；
(4)该温度计所能测量的最高温度为________℃。
[答案] (1)见解析 (2)20.0 (3)否 (4)100
[解析] (1)题图甲的电路为电桥法测电阻，实物连线如图所示。
(4)随着温度的升高，毫伏表的电压逐渐增大，因Umax＝200 mV，代入到函数表达式得最高温度为t＝100 ℃。(共32张PPT)
第十章
恒定电流
第53讲 实验十一 测量金属丝的电阻率
实验知识·自主回顾
核心考点·重点突破
实验知识 · 自主回顾
一、实验目的
1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。
3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。
二、实验原理(如图所示)
长度
直径
三、实验器材
被测金属丝、直流电源(4 V)、电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)、滑动变阻器(0～50 Ω)、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。
四、实验步骤
1．测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用______________各测一次直径，求出其平均值d。
2．按照电路图连好电路。
螺旋测微器
3．测量金属丝有效长度l：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用______________测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l。
4．把滑动变阻器的滑片调到最______(选填“左”或“右”)端。
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和U的值，填入记录表格内。
7．整理仪器。
毫米刻度尺
左
五、求Rx的平均值时可用两种方法
2．用U－I图线的斜率求出。
六、误差分析
1．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值________真实值，使电阻率的测量值________。
2．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。
3．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变______，造成测量误差。
小于
偏小
大
七、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__________。
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。
外接法
4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，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________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0～0.6 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。
最大
核心考点·重点突破
1
教材原型实验
(基础考点·自主探究)
【跟踪训练】
(2024·山东卷)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下：
学生电源(输出电压0～16 V)；
滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)；
电压表V(量程0～3 V，内阻未知)；
电流表A(量程0～3 A，内阻未知)；
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)；
游标卡尺、螺旋测微器、开关S、单刀双掷开关K，导线若干。
回答以下问题：
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为________mm；
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端；
(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I－U图像如图丙所示，求得电阻RY________Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω；
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm。使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率________(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
[答案] (1)2.450 (2)1 (3)1.88 (4)大于
[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为d＝2 mm＋0.01×45.0 mm＝2.450 mm。
(2)由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知ρX>ρY。
2
创新实验提升
(能力考点·深度研析)
1．实验原理的改进
测量电阻时还可应用等效替代法、电桥法、双电流表法、双电压表法等。
2．实验器材的改进
(1)实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密地缠绕在圆柱形铅笔上30～50匝，测总长度，然后求出直径。
(2)本实验中可以把电压表、电流表更换为电压传感器、电流传感器。
(3)实验中需要电压表或电流表而题目给出的量程不合适或没有给出时，可考虑用改装后的电压表或电流表。
3．实验方法的迁移应用
4．数据处理的改进
(1)改变金属丝的电阻作R－L图像。
(2)在I不变的情况下，作U－L图像。
考向1 实验原理和器材的创新
(2023·广东卷)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表mA(量程15 mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的________(填“左”或“右”)端接线柱。
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水；
②闭合开关S1，________开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为________mA；
③________开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I2为________mA；
④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。
(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为________Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
[答案] (1)右 (2)②断开 40.0 ③闭合 60.0 (3)100
[解析] (1)根据图(a)为电路可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。
根据电路构造可知，流过样品池的电流为I1＝I3＋I4＝40.0 mA。
流过样品池的电流I2为I2＝I3′＋I4′＝60.0 mA。
(3)设待测盐水的电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律，开关S2断开时
开关S2闭合时
代入数据解得R0＝100 Ω。
考向2 数据处理的改进
[答案] (1)0.800 (2)③ 右 (3)见解析图 5.0×10－7 0.20
[解析] (1)螺旋测微器读数d＝0.5 mm＋30.0×0.01 mm＝ 0.800 mm。
(2)按实物图转化为电路原理图如图，可知实物图接成了电流表外接法，导线③接错；实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于右端。
图线的纵轴截距在数值等于电流表的内阻rA＝0.20 Ω。(共35张PPT)
第十章
恒定电流
第54讲 实验十二 测定电源的电动势和内阻
实验知识·自主回顾
核心考点·重点突破
实验知识 · 自主回顾
一、实验目的
1．测量电源的电动势和内阻。
2．加深对闭合电路的欧姆定律的理解。
二、实验原理
1．原理图如图所示
2．由实验数据求E、r的方法
(2)用作图法处理数据，如图所示。
①图线与纵轴交点为____________；
②图线的斜率的绝对值表示r＝___________。
电动势E
三、实验器材
电池、电压表、电流表、______________、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
四、实验步骤
1．电流表用________量程，电压表用_______量程，按实验原理图甲或乙连接好电路。
2．把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最______的一端。
滑动变阻器
0.6 A
3 V
大
3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)，用同样方法测量出6组I、U的值，填入表格中。
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组
U/V
I/A
4.断开开关，拆除电路，整理好器材。
五、误差分析
1．若采用图甲电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大。其U－I图像如图乙所示。
结论：E测2．若采用图丙电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大。其U－I图像如图丁所示。
结论：E测＝E真，r测>r真。
六、注意事项
1．合理选择电压表、电流表量程。测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω。
2．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化。
3．在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧，忽略个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差。
核心考点·重点突破
1
教材原型实验
(基础考点·自主探究)
【跟踪训练】
1
(实验原理、电路图连接和数据处理)(2023·浙江6月选考)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中：
(1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到________(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(计算结果均保留两位小数)
[答案] (1)B 1.20 (2)1.50 1.04
[解析] (1)根据实验原理可知，电压表要连接在电源的两端，因此导线a端应连接到B接线柱上。
电压表的量程是0～3 V，分度值为0.1 V，需要估读到分度值的下一位，则示数为1.20 V。
(2)根据闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir
作出U－I图像如图所示：
根据图像可知，纵截距为1.50 V，斜率的绝对值为：
结合图3可得U－I图像的解析式为：
U＝1.50－1.04I
由此可得：E＝1.50 V；r＝1.04 Ω。
(实验操作、误差分析和电路选择)(2022·福建卷)在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知R0＝2 Ω。
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。
2
(2)实验操作步骤如下：
①将滑动变阻器滑到最左端位置；
②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1－I1的值，断开开关S0；
③将滑动变阻器滑到最左端位置；
④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2－I2的值，断开开关S0；
⑤分别作出两种情况所对应的U1－I1和U2－I2图像。
(3)单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时U1＝________V。
(4)根据测得数据，作出U1－I1和U2－I2图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势E＝________，内阻r＝________。(结果均保留两位小数)
(5)由图丁可知________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。
(6)综合考虑，若只能选择一种接法，应选择________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。
[答案] (1)见解析图 (3)1.30 (4)1.80 V 2.50 Ω (5)接法Ⅱ (6)接法Ⅱ
[解析] (1)根据图甲所示的电路图，实物连接如图所示。
(3)量程为3 V的电压表分度值为0.1 V，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为U1＝1.30 V。
(4)当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为U1－I1的纵轴截距，则有E＝1.80 V
(5)由图丁可知U1－I1图像的斜率为
解得r1＝3.00 Ω
由图丁可知U2－I2图像的斜率为
解得r2＝2.25 Ω
故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。
(6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压，接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流，由于电源内阻较小，远小于电压表内阻，结合(5)问分析可知，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ更合适。
2
创新实验提升
(能力考点·深度研析)
考向1 安阻法
1．实验原理
用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，或用图像法处理数据。此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。若已知电流表 的阻值可消除测内阻的系统误差。
2．图像法处理数据
3．误差分析
(1)误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；
(2)结论：E测＝E真，r测>r真(r测＝r真＋rA)。
(2024·福建宁德一模)某课外研究小组用如图甲所示的电路测定电源的电动势与内阻。电流表的量程符合实验要求，其内阻很小(可忽略)。
(1)定值电阻R1的作用是________。
[答案] (1)保护电路 (2)3.0 2.3
[解析] (1)R1连在干路中，起到保护电路的作用。
(2)根据闭合电路的欧姆定律有
解得E＝3.0 V，r＝2.3 Ω。
考向2 伏阻法
1．实验原理
2．图像法处理数据
3．误差分析
(1)误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；
(2)结论：E测[解析] (1)电源不能短路，金属夹应放在使电阻丝接入电路的阻值最大处，即置于电阻丝的A端。(共48张PPT)
第十章
恒定电流
第55讲 实验十三 练习使用多用电表
实验知识·自主回顾
核心考点·重点突破
实验知识 · 自主回顾
一、实验目的
1．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
1．电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造
如图所示，电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I＝______________。
(3)电阻表内阻
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
②三个特殊位置
a．当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“______”。(图甲)
b．当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“______”。(图乙)
0
∞
中值
2．多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。
②多用电表面板上还有：电阻表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(______表笔插入“＋”插孔，______表笔插入“－”插孔)。
红
黑
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示，当选择开关掷到1、2时为电流表，掷到3、4时为电阻表，掷到5、6时为电压表。
三、实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个、小螺丝刀。
四、实验步骤
1．机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度______端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。
2．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。
左
3．测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于____ __________，测小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于__________，测量通过小灯泡的电流。
直
流电压挡
直流电流挡
4．用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值，选择合适的量程。
(2)欧姆调零：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏。
(3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。
(4)读数：指针示数乘以倍率。
(5)使用完毕：选择开关置于____________________________长期不用应取出电池。
OFF挡或交流电压最高挡
5．用多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)认识二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为______极，右端为______极。
特点：当给二极管加正向电压时电阻________，当给二极管加反向电压时电阻________。
正
负
很小
很大
(2)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的______极，红表笔接触二极管的______极(如图甲)。
②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的______极，红表笔接触二极管的______极(如图乙)。
正
负
负
正
五、数据处理
1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2．测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等，或5、0.5、0.05、0.005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可，并按二分之一或五分之一估读，即把最小刻度分成二等份或五等份，观察判断指针靠近哪一个等分线，进而估读到该等分线对应的数值。
六、多用电表使用时的注意事项
1．表内电源正极接______表笔，负极接______表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2．区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆____________。
3．电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
黑
红
调零旋钮
4．使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
5．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表。
6．测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7．使用完毕，选择开关要置于_________________或__________。长期不用，应把表内电池取出。
交流电压最高挡
“OFF”挡
核心考点·重点突破
1
教材原型实验
(基础考点·自主探究)
【跟踪训练】
1
(多用电表的使用和读数)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)多用电表未接入电路时，指针如图1所示，需要调节部件________(选填“A”“B”或“C”)，使指针停在电流挡“0”刻度线位置。
(2)调节好后，将选择开关拨至“50 V”直流电压挡测量电压，指针如图2所示，则读数为________V。
(3)下列四幅图选择开关均已旋转到合适挡位，下列操作正确的是________。
A．甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压
B．乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流
C．丙图是用多用电表电阻挡测量小灯泡的电阻
D．丁图是用多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
[答案] (1)A (2)20.0 (3)B
[解析] (1)多用电表未接入电路时，指针如题图1所示，需要调节部件A(指针定位螺丝)，使指针停在电流挡“0”刻度线位置。
(2)调节好后，将选择开关拨至“50 V”直流电压挡测量电压，指针如题图2所示，则读数为20.0 V。
(3)使用多用电表时电流方向是“红进黑出”，甲图中红表笔应该接小灯泡的左端，故A错误；乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，红表笔接外部电源的正极，故B正确；丙图是用多用电表电阻挡测量小灯泡的电阻，应该把小灯泡与电源断开，故C错误；丁图是用多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻，红表笔应该接二极管的正极(左侧)，故D错误。
(用多用电表测电阻)(2024·课标卷)学生实验小组要测量量程为0～3 V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表V1(量程0～5 V，内阻约3 kΩ)，定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，开关S，导线若干。
完成下列填空：
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置
2
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，电阻表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡________(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置，重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为________kΩ(结果保留1位小数)。
(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)。
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝________kΩ(结果保留3位有效数字)。
[解析] (1)由多用电表的工作原理可知，应先将选择开关置于电阻挡“×10”的位置，然后进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，因此合理的实验步骤是CAB；流过多用电表的电流方向应为“红表笔流入、黑表笔流出”，因此多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连接；电阻表的指针指在题图(a)中的虚线Ⅰ位置时，说明表的指针偏转角度过小，待测电阻的阻值较大，因此为了减小实验误差，应将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置，重新调节后，指针指在题图(a)中的实线Ⅱ位置，则待测电压表的内阻为16× 100 Ω＝1.6 kΩ。
(2)由题图(b)可知，滑动变阻器采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择最大阻值较小的R1；为了保护电表，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于a端。
(多用电表的原理)某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用。
3
A．电流表(0～200 μA,100 Ω)
B．电阻箱(0～999 Ω)
C．电阻箱(0～9 999 Ω)
D．定值电阻R2(1 kΩ)
E．变阻器(0～300 Ω)
F．变阻器(0～800 Ω)
G．干电池(1.5 V，r＝0)
H．干电池(9 V，r＝0)
I．导线若干
该多用电表需设置0、1为量程0～1 mA的电流挡，0、3为量程0～ 3 V的电压挡，0、2为电阻挡。
该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。
(1)量程0～1 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________Ω；
(2)量程0～3 V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________Ω；
(3)0、2的电阻挡中变阻器R3应该选择________，电源应该选择________；
(4)该同学用上述简易多用电表的电阻挡测量某一未知电阻，他首先进行了电阻挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转如图乙所示，示数为________μA，由此可求得未知电阻为________Ω。
[答案] (1)B 25 (2)C 2 980 (3)F G (4)120 1 000
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创新实验提升
(能力考点·深度研析)
考向1 用多用电表检测电路故障
1．断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏。
(2)用直流电流挡
将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。
(3)用电阻挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值说明元件完好，若电阻无穷大说明此元件断路。
2．短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。
在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，某同学连接了如图甲所示的实物图。闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表的示数为零。
(1)他借助多用电表检查小灯泡，先断开开关，把多用电表的选择开关旋到电阻“×1”挡，再进行________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘如图乙所示，说明小灯泡正常，此时灯丝的电阻为________Ω。
(2)他将多用电表的选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱，闭合开关，发现电压表的示数约等于电源的电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了________(选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后，为了使电流表的示数从零开始，要在________(选填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端。
[答案] (1)欧姆 6.0 (2)断路 (3)③、④ 左
[解析] (1)多用电表测电阻时应先进行欧姆调零；多用电表的表盘的读数为6.0 Ω。
(2)电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了断路。
(3)为了使电流表的示数从零开始，滑动变阻器要采用分压式接法，要在③、④接线柱间再连接一根导线；初始时刻灯泡两端电压最小，滑片应置于最左端。
考向2 探测黑箱内的电学元件
应用挡位 现象 判断结果
电压挡 两接线柱正、反接时示数均为零 无电源
电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同 电阻
电阻挡 正接时示数很小，反接时示数很大 二极管
电阻挡 指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞” 电容器
电阻挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小的固定示数 电感线圈
如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管)，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表电阻挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如表：
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
在图2虚线框中画出黑箱内的电路结构图。
[答案] 见解析
[解析] AC与CA间电阻相同，说明AC间是定值电阻，在测量BC之间电阻时，黑表笔接C时电阻很小，接B时电阻很大，说明BC之间有二极管，而且C接二极管的正极，则电路如图所示。