第2讲 电学实验
[建体系·论要点]__________________________________知识串联__熟记核心要点
思维导图
要点熟记
1.对电压表、电流表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是、还是估读，明确读数的小数位数。2.使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入电表，从“－”插孔(黑表笔)流出电表，即“红进黑出”。3.欧姆表的读数：(1)为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；(2)电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。4.实验仪器的选择：根据电源电动势大小选择合适量程的电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择合适量程的电流表，根据电路中需要的最大电阻来选择滑动变阻器。5.控制电路的选择：当滑动变阻器的最大电阻远小于待测电阻或要求电流从零开始调节时，变阻器应采用分压式接法；当滑动变阻器的最大电阻和待测电阻接近时，选用限流式接法。6.电流表内外接法的选择：当待测电阻满足RRARV时，电流表应用内接法。7.滑动变阻器的选择(1)当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器。(2)当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器。
[研考向·提能力]__________________________________考向研析__掌握应试技能
考向一 电表的改装、多用电表的原理及使用
1．电流表、电压表、欧姆表的对比
仪器
极性
量程选择
读数
电流表
有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出
使指针指在比满偏刻度多的位置
若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等，只需要读到最小分度位即可
电压表
欧姆表
使指针尽量指在表盘的中间位置左右
取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”。
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀。
[典例1] (2020·湖南长沙5月质检)实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器。
(1)如图甲所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法正确的是________(选填选项前面的字母)。
A．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
①若所选挡位为直流10
A挡，则示数为________A；
②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为________Ω。
(3)用表盘如图乙所示的多用电表正确测量了一个约为15
Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2
kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________。
A．将红表笔和黑表笔接触
B．把选择开关旋至“×100”位置
C．把选择开关旋至“×1
k”位置
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，他们分别画出了如图所示的图像，其中可能正确的是________。(选填选项下面的字母)
[解析] (1)根据多用电表的构造原理可知，当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A错误；当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D正确。
(2)①若所选挡位为直流10
A挡，则示数为4.2
A；
②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为19×100
Ω＝1.9×103
Ω。
(3)用表盘如题图所示的多用电表正确测量了一个约为15
Ω的电阻后，再继续测量一个阻值约为2
kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，应该把选择开关旋至“×100”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，然后进行测量。
(4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，对欧姆表电路，利用闭合电路欧姆定律得I＝，可变换为＝(Rx＋R＋r)，如题图所示的图像，其中可能正确的是A、C。
[答案] (1)CD (2)①4.2 ②1.9×103
(3)BAD (4)AC
易错警示
使用欧姆表时的四点注意
……………………………………………………
(1)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在满偏到满偏之间读数较准确。
(2)换挡需重新进行欧姆调零。
(3)读数之后要乘以倍率得阻值。
(4)电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大。
1．(2020·山东潍坊4月检测)某同学现要测定一金属丝的电阻，他进行了以下实验：
(1)先用多用电表粗测该金属丝的电阻，将选择开关拨到“×1”挡，多用电表指针如图甲所示，则金属丝阻值R＝________Ω。
(2)接着他用伏安法来测该金属丝的电阻，某次实验中电流表、电压表的读数分别如图乙、丙所示，其中所用电流表、电压表量程分别为0～3
A、0～15
V，则通过金属丝的电流I＝________A，金属丝两端的电压U＝________V，则用伏安法测得金属丝的阻值为________Ω(结果保留一位小数)。
解析：(1)根据多用电表的读数规则可知，金属丝阻值R＝10
Ω。
(2)电流表最小刻度为0.1
A，读数时需要估读到0.01
A，因此通过金属丝的电流I＝0.82
A；电压表最小刻度为0.5
V，读数时需要估读到0.1
V，金属丝两端电压U＝9.5
V，由欧姆定律知金属丝的阻值为11.6
Ω。
答案：(1)10 (2)0.82 9.5 11.6
2．(2020·江苏扬州中学高三下学期5月月考)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5
V)时的电阻，他选择的器材有：滑动变阻器(0～10
Ω)；电压表(量程3
V，内阻3
kΩ)；电动势为3.0
V的电源；多用电表(电流挡：量程1
mA，内阻40
Ω；量程10
mA，内阻4
Ω；量程100
mA，内阻0.4
Ω)。
(1)在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至×10挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。
(2)再将多用电表的选择开关旋至100
mA挡，将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与________(选填“1”或“2”)连接。
(3)闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50
V时，多用电表示数为8
mA，则该LED在额定电压时的电阻为________Ω。
(4)为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①________________；②________________。
解析：(1)由欧姆表的示数为170
Ω，说明此时二极管为正向电阻，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，可知此时红表笔与二极管的负极相连。
(2)此时多用电表当作电流表使用，测量流过二极管的电流，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，可知此时红表笔应与2相连。
(3)根据欧姆定律可知：R＝＝
Ω＝312.5
Ω。
(4)由(3)可知，当二极管两端电压为2.5
V时，电流为8
mA(即最大电流)，所以为减小读数误差，应将多用电表的选择开关旋至10
mA挡测量电流，由于电压表的内阻为3
kΩ，而多用电表10
mA挡的内阻为4
Ω，二极管的电阻约为312
Ω，所以为了减小误差，应改用多用电表(电流挡)内接法。
答案：(1)负 (2)2 (3)312.5 (4)①将多用电表的选择开关旋至10
mA挡测量电流 ②改用多用电表(电流挡)内接法
3．(2019·高考全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5
Ω、量程为100
μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15
kΩ刻度正好对应电流表表盘的50
μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14
kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1
500
Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500
Ω)，电阻箱(0～99
999.9
Ω)，干电池(E＝1.5
V，r＝1.5
Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。
解析：(1)欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即r＋R0＋RA＋R＝15
kΩ，解得R＝900
Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500
Ω，所以滑动变阻器选R1，连线如图所示。
(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45
kΩ，Rb＝5
kΩ。
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在0
kΩ上。
电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1
000×5＋10
000×3)Ω＝35
000.0
Ω。
答案：(1)图见解析 900 R1 (2)45 5
(3)0 35
000.0
考向二 以测电阻为核心的实验
1．电流表内接法与外接法的选择
比较项目
电流表内接法
电流表外接法
电路
误差原因
由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大
由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大
测量结果
R测＝＝RA＋Rx>Rx电阻的测量值大于真实值
R测＝＝Rx适用条件
Rx?RA，大电阻
Rx?RV，小电阻
2.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法(不计电源内阻)
限流式接法
分压式接法
对比说明
两种接法的电路图
串、并联关系不同
负载R上的电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
负载R上电流调节的范围
≤I≤
0≤I≤
分压电路调节范围大
闭合S前滑片P的位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
[典例2] 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
(1)螺旋测微器如图1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________(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。
(2)选择电阻丝的________(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2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3实物电路中的正确位置。
(4)为测量Rx，利用图2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4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/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2?I2图像。
(5)由此可求得电阻丝的Rx＝________
Ω。再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，为减小测量误差，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。
(4)根据所给的5组数据在U?I图像中描点，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，＝Rx＋RA＋R0，＝RA＋R0，由U1?I1图线的斜率可得Rx＋RA＋R0＝49.0
Ω，由作出的U2?I2图线的斜率可得RA＋R0＝25.5
Ω，
故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5
Ω。
[答案] (1)C (2)不同 (3)如图甲所示 (4)如图乙所示
(5)23.5(23.0～24.0都算对)
易错警示
连接实物图时的四点注意
……………………………………………………
(1)各导线都应接在接线柱上。
(2)不应在导线中间出现分叉，且导线不能跨过仪器。
(3)连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。
(4)开关要控制整个电路。
4.
(2020·高考全国卷Ⅰ)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
kΩ，电流表内阻为0.5
Ω，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U?I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω(保留一位小数)。
(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________Ω(保留一位小数)。
解析：(1)若通过Rx相同的电流值，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值大，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的。
(2)由题图(b)可得图线Ⅰ测得电阻阻值RⅠ＝
Ω＝50.5
Ω，图线Ⅱ测得电阻阻值RⅡ＝
Ω＝47.6
Ω，待测电阻阻值约为50
Ω，＝＝20，＝＝100，因＜，电流表采用内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在O、Q两点，测量结果为50.5
Ω。
(3)电压表跨接在O、Q间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R＝RⅠ－RA＝(50.5－0.5)Ω＝50.0
Ω。
答案：(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
5．(2020·高考全国卷Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6
V，0.30
A)的伏安特性。所用器材有：电流表A1(量程200
mA，内阻Rg1＝10.0
Ω)，电流表A2(量程500
mA，内阻Rg2＝1.0
Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0
Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10
Ω)、电源E(电动势4.5
V，内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。
(1)根据图(a)，在图(b)的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U＝________，流过小灯泡的电流IL＝________。为保证小灯泡的安全，I1不能超过________mA。
(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得，当I1＝173
mA时，灯丝电阻R＝________Ω(保留一位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于________Ω(保留一位小数)。
解析：(1)如图所示。
(2)小灯泡两端的电压跟A1与R0两端电压的和相等，即U＝I1(R0＋Rg1)。
流过A2的电流I2等于流过A1的电流I1及流过小灯泡的电流的和，故IL＝I2－I1。
小灯泡的额定电压为3.6
V，为保证安全，与小灯泡并联支路的电压最高不能超过3.6
V
即I1(R0＋Rg1)＝3.6
V，
则I1＝＝＝0.18
A＝180
mA。
(3)当I1＝173
mA时，I2＝470
mA
此时小灯泡两端的电压
U＝I1(R0＋Rg1)＝0.173×(10.0＋10.0)V＝3.46
V
流过小灯泡的电流
I＝I2－I1＝470
mA－173
mA＝297
mA＝0.297
A
R＝＝
Ω≈11.6
Ω。
(4)画完整的伏安特性曲线就是把0～3.6
V对应的U?I曲线画出来，当U＝3.6
V时，通过A1的电流不能超过量程200
mA，Rg1＋R′＝，R′＝－Rg1＝
Ω－10.0
Ω＝8.0
Ω。
答案：(1)图见解析 (2)I1(R0＋Rg1) I2－I1 180 (3)11.6 (4)8.0
6．某实验兴趣小组为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值，现准备了以下器材：
A．待测电阻Rx(约为20
Ω)
B．电压表V(量程0～15
V，内阻约为5
kΩ)
C．电流表A(量程0～10
mA，内阻约为10
Ω)
D．滑动变阻器R1(0～10
Ω)
E．滑动变阻器R2(0～200
Ω)
F．电源(电动势E＝1.5
V，内阻约为0.5
Ω)
G．单刀单掷开关两个，导线若干
(1)为减小测量误差，实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”)；
(2)滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)；
(3)用已知量和测量的量表示Rx的表达式Rx＝____________，说明式中各字母所表示的物理量含义：________________；
(4)用选定的电路测Rx的阻值，测量值和真实值的关系R测________(选填“大于”“等于”或“小于”)R真(只考虑系统误差)。
解析：(1)如果用甲图测量，电压表的量程太大，当电流表达到满偏时，电压表几乎没动，误差太大，测量不准确；而乙图中通过电流表示数变化，求得回路电阻的变化就是待测电阻值，比较准确，故选乙。
(2)由于电源电动势为1.5
V，电流表量程0～10
mA，因此回路电阻不能小于150
Ω，只有滑动变阻器选R2，才能满足电阻的调整范围。
(3)闭合S1和S2，调节滑动变阻器使电流表有较大偏转，测得电流为I1；断开S2，只闭合S1，测得电流为I2，此时待测电阻的阻值Rx＝－。
其中，E为电源电动势，I1为开关S2闭合时电流表的示数，I2为开关S2断开时电流表的示数。
(4)在该实验中没有系统误差，各个值测量都是准确的，因此R测＝
R真。
答案：(1)乙 (2)R2 (3)－ E为电源电动势，I1为开关S2闭合时电流表的示数，I2为开关S2断开时电流表的示数 (4)等于
考向三 以测电动势为核心的实验
1．电源电动势和内电阻的测量方法
方案
伏安法
伏阻法
安阻法
原理
E＝U＋Ir
E＝U＋r
E＝IR＋Ir
电路图
关系式
U＝E－Ir
＝＋
＝＋
图像
纵轴截距：E斜率：－r
纵轴截距：斜率：
纵轴截距：斜率：
2.对实验的两点说明
(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I。
(2)利用图像得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图像时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解。
[典例3] 某物理兴趣小组想测量一电源的电动势和内阻(电动势约为
1.5
V，内阻约为
10
Ω)，身边没有电流表，仅有电压表、定值电阻R0＝150
Ω、电阻箱R(0～999.9
Ω)、开关及导线。
(1)小张同学设计了如图甲所示的电路图，小明同学设计了如图乙所示的电路图，小王设计了如图丙所示的电路图。通过分析可判断出
________同学设计的电路图不合适，理由是__________________________。
(2)小张同学通过实验数据描出?R图像的一些点如图丁所示。请根据所描出的点作出一条直线。通过图像求得电源的电动势
E＝________
V，内阻
r＝________
Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)根据(2)所得电动势E的测量值________真实值，电源内阻的测量值________真实值。(均选填“大于”“等于”
或“小于”)
[解析] (1)小王同学设计的电路图不合适，理由是由于电源内阻较小，调节电阻箱时电压表的示数变化不明显。
(2)图像如图所示。
由闭合电路的欧姆定律可知E＝U＋(R＋r)，即＝＋R，由图可知＝0.70
V－1，＝
V－1·Ω－1＝
V－1·Ω－1，解得E＝1.52
V，r＝100
Ω。
(3)若考虑电压表内阻的影响，则设电压表与R0并联后的阻值为R′，则R′[答案] (1)小王 由于电源内阻较小，调节电阻箱时电压表的示数变化不明显 (2)图见解析 1.52(1.50～1.54) 10.0(9.6～10.2) (3)小于 小于
7．某同学设计了一个“测定电池电动势和内阻”的实验，可供选择的器材如下：
A．待测干电池一节
B．电流表A(量程为0～60
mA，内阻RA＝18
Ω)
C．电压表V(量程为0～3
V，内阻RV约为3
kΩ)
D．滑动变阻器R1(阻值为0～5
Ω)
E．滑动变阻器R2(阻值为0～30
Ω)
F．定值电阻R3(阻值为2
Ω)
G．定值电阻R4(阻值为10
Ω)
(1)为完成实验，滑动变阻器应该选________，定值电阻应该选________。(填器材后面的代号)
(2)请完善图(a)中的电路图。
(3)根据图(b)中已描出的点画出U?I图像，由图像得该电源的电动势E＝________
V，内阻r＝________
Ω。(结果均保留三位有效数字)
解析：(1)因为电池的内阻较小，约为几欧，故为了能起到控制调节作用，滑动变阻器应采用总阻值为30
Ω的R2；因为给出的电流表量程为0～60
mA，量程偏小，为了能准确测量，可以采用串联定值电阻的方法来减小电流，需要的电阻R＝＝25
Ω，两定值电阻均达不到要求，所以应考虑改装电流表，为了让量程变大，应将较小的电阻与电流表并联，电流表改装后的量程为I＝Ig＋＝60
mA＋
mA＝600
mA，符合实验要求。
(2)根据(1)中分析可知，电路图如图所示。
(3)根据已描出的点画出的U?I图像如图所示。设电压表示数为U，电流表示数为I，则根据闭合电路的欧姆定律有U＝E－10Ir，可知电路的U?I图线与纵轴的交点即为电源的电动势，故E＝1.49
V，图线的斜率k＝
Ω＝－10r，则r≈1.05
Ω。
答案：(1)R2 R3 (2)图见解析 (3)图见解析 1.49(1.47～1.49均可) 1.05(1.04～1.07均可)
8．一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)如图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。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：______________；______________。
(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/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A－1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
根据表中数据，在方格纸上作出R?关系图像，由图像可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________
Ω。
(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所示，则该干电池的电动势应为________
V；内阻应为________
Ω。
解析：(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。
(2)将数据描点连线，作出一条倾斜的直线，图像如图所示。
根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·－r，所以图线的斜率表示电源电动势，E＝
V≈1.37
V，截距绝对值表示电源内阻，r＝1.20
Ω。
(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RA＝＝
Ω＝0.20
Ω，考虑电表内阻对实验的影响，则E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·－(RA＋r)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37
V，图线的截距绝对值表示(RA＋r)，所以内阻精确值为r＝(1.20－0.20)Ω＝1.00
Ω。
答案：(1)开关未断开 电阻箱阻值为零
(2)图见解析 1.37(1.30～1.44都算正确) 1.20(1.0～1.4都算正确)
(3)1.37 1.00
9．某同学为了测量一电源的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：
A．待测电源E(电动势约为4
V)
B．灵敏电流计G(满偏电流Ig＝100
μA、内阻Rg＝2.0
kΩ)
C．电阻箱R(最大阻值999.9
Ω)
D．定值电阻R0＝4
Ω
E．开关S，导线若干
该同学根据如图(a)所示的实验电路对电源的电动势及内阻进行测量，步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②通过改变电阻箱阻值R，测相应的电流I，并记录数据；
③根据实验数据，以电阻R和相应的电流I的乘积IR为纵坐标，I为横坐标，在坐标系中描点绘出的IR?I图线如图(b)所示。
(1)根据图线可得电源的电动势E＝________
V，内阻r＝________
Ω。(保留两位有效数字)
(2)从测量原理来看，利用图(a)所示的电路所得的电动势测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
解析：(1)根据电路图以及闭合电路欧姆定律可知
E＝IRg＋(I＋)(R＋r)
代入数据整理IR＝－I
由图可知＝7.8×10－3
＝＝6
解得E≈3.9
V，r≈2.0
Ω。
(2)从测量原理来看，实验中考虑了电表内阻对电路的影响，则利用图(a)所示的电路所得的电动势测量值与真实值相比相等。
答案：(1)3.9 2.0 (2)相等(共84张PPT)
专题六
实验技能与创新
第2讲 电学实验
[建体系·论要点]______________________知识串联__熟记核心要点
思维导图
考情分析
[研考向·提能力]_____________________考向研析__掌握应试技能
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”。
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。
[典例1] (2020·湖南长沙5月质检)实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器。
(1)如图甲所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法正确的是________(选填选项前面的字母)。
A．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
①若所选挡位为直流10
A挡，则示数为________A；
②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为________Ω。
(3)用表盘如图乙所示的多用电表正确测量了一个约为15
Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2
kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________。
A．将红表笔和黑表笔接触
B．把选择开关旋至“×100”位置
C．把选择开关旋至“×1
k”位置
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，他们分别画出了如图所示的图像，其中可能正确的是________。(选填选项下面的字母)
[解析] (1)根据多用电表的构造原理可知，当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A错误；当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D正确。
(2)①若所选挡位为直流10
A挡，则示数为4.2
A；
②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为19×100
Ω＝1.9×103
Ω。
[答案] (1)CD (2)①4.2 ②1.9×103
(3)BAD (4)AC
1．(2020·山东潍坊4月检测)某同学现要测定一金属丝的电阻，他进行了以下实验：
(1)先用多用电表粗测该金属丝的电阻，将选择开关拨到“×1”挡，多用电表指针如图甲所示，则金属丝阻值R＝________Ω。
(2)接着他用伏安法来测该金属丝的电阻，某次实验中电流表、电压表的读数分别如图乙、丙所示，其中所用电流表、电压表量程分别为0～3
A、0～15
V，则通过金属丝的电流I＝________A，金属丝两端的电压U＝________V，则用伏安法测得金属丝的阻值为________Ω(结果保留一位小数)。
解析：(1)根据多用电表的读数规则可知，金属丝阻值R＝10
Ω。
(2)电流表最小刻度为0.1
A，读数时需要估读到0.01
A，因此通过金属丝的电流I＝0.82
A；电压表最小刻度为0.5
V，读数时需要估读到0.1
V，金属丝两端电压U＝9.5
V，由欧姆定律知金属丝的阻值为11.6
Ω。
答案：(1)10 (2)0.82 9.5 11.6
2．(2020·江苏扬州中学高三下学期5月月考)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5
V)时的电阻，他选择的器材有：滑动变阻器(0～
10
Ω)；电压表(量程3
V，内阻3
kΩ)；电动势为3.0
V的电源；多用电表(电流挡：量程1
mA，内阻40
Ω；量程10
mA，内阻4
Ω；量程
100
mA，内阻0.4
Ω)。
(1)在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至×10挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。
(2)再将多用电表的选择开关旋至100
mA挡，将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与________(选填“1”或“2”)连接。
(3)闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50
V时，多用电表示数为
8
mA，则该LED在额定电压时的电阻为________Ω。
(4)为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①________________；
②________________。
(4)由(3)可知，当二极管两端电压为2.5
V时，电流为8
mA(即最大电流)，所以为减小读数误差，应将多用电表的选择开关旋至10
mA挡测量电流，由于电压表的内阻为3
kΩ，而多用电表10
mA挡的内阻为4
Ω，二极管的电阻约为312
Ω，所以为了减小误差，应改用多用电表(电流挡)内接法。
答案：(1)负 (2)2 (3)312.5 (4)①将多用电表的选择开关旋至10
mA挡测量电流 ②改用多用电表(电流挡)内接法
3．(2019·高考全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻
为98.5
Ω、量程为100
μA的电流表改装
成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后
欧姆表的15
kΩ刻度正好对应电流表表盘
的50
μA刻度。可选用的器材还有：定值
电阻R0(阻值14
kΩ)，滑动变阻器R1(最大
阻值1
500
Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值
500
Ω)，电阻箱(0～99
999.9
Ω)，干电池(E＝1.5
V，r＝1.5
Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧
姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表
笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路
的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校
准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮
位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为
________Ω。
[典例2] 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
(1)螺旋测微器如图1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________(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。
(2)选择电阻丝的________(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2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3实物电路中的正确位置。
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2?I2图像。
(5)由此可求得电阻丝的Rx＝________
Ω。再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，为减小测量误差，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。
(4)根据所给的5组数据在U?I图像中描点，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)23.5(23.0～
24.0都算对)
易错警示
连接实物图时的四点注意
…………………………………………………………………………………
(1)各导线都应接在接线柱上。
(2)不应在导线中间出现分叉，且导线不能跨过仪器。
(3)连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。
(4)开关要控制整个电路。
4.
(2020·高考全国卷Ⅰ)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
kΩ，电流表内阻为0.5
Ω，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U?I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω(保留一位小数)。
(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________Ω(保留一位小数)。
解析：(1)若通过Rx相同的电流值，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值大，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的。
答案：(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
5．(2020·高考全国卷Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6
V，0.30
A)的伏安特性。所用器材有：电流表A1(量程200
mA，内阻Rg1＝10.0
Ω)，电流表A2(量程500
mA，内阻Rg2＝1.0
Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0
Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10
Ω)、电源E(电动势4.5
V，内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。
(1)根据图(a)，在图(b)的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U＝________，流过小灯泡的电流IL＝________。为保证小灯泡的安全，I1不能超过________mA。
(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得，当I1＝173
mA时，灯丝电阻R＝________Ω(保留一位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于________Ω(保留一位小数)。
解析：(1)如图所示。
6．某实验兴趣小组为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值，现准备了以下器材：
A．待测电阻Rx(约为20
Ω)
B．电压表V(量程0～15
V，内阻约为5
kΩ)
C．电流表A(量程0～10
mA，内阻约为10
Ω)
D．滑动变阻器R1(0～10
Ω)
E．滑动变阻器R2(0～200
Ω)
F．电源(电动势E＝1.5
V，内阻约为0.5
Ω)
G．单刀单掷开关两个，导线若干
(1)为减小测量误差，实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”)；
(2)滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)；
(3)用已知量和测量的量表示Rx的表达式Rx＝____________，说明式中各字母所表示的物理量含义：________________；
(4)用选定的电路测Rx的阻值，测量值和真实值的关系R测________(选填“大于”“等于”或“小于”)R真(只考虑系统误差)。
解析：(1)如果用甲图测量，电压表的量程太大，当电流表达到满偏时，电压表几乎没动，误差太大，测量不准确；而乙图中通过电流表示数变化，求得回路电阻的变化就是待测电阻值，比较准确，故选乙。
2.对实验的两点说明
(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I。
(2)利用图像得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图像时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解。
(3)根据(2)所得电动势E的测量值________真实值，电源内阻的测量值________真实值。(均选填“大于”“等于”
或“小于”)
7．某同学设计了一个“测定电池电动势和内阻”的实验，可供选择的器材如下：
A．待测干电池一节
B．电流表A(量程为0～60
mA，内阻RA＝18
Ω)
C．电压表V(量程为0～3
V，内阻RV约为3
kΩ)
D．滑动变阻器R1(阻值为0～5
Ω)
E．滑动变阻器R2(阻值为0～30
Ω)
F．定值电阻R3(阻值为2
Ω)
G．定值电阻R4(阻值为10
Ω)
(1)为完成实验，滑动变阻器应该选________，定值电阻应该选________。(填器材后面的代号)
(2)请完善图(a)中的电路图。
8．一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)如图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。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：______________；______________。
9．某同学为了测量一电源的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：
A．待测电源E(电动势约为4
V)
B．灵敏电流计G(满偏电流Ig＝100
μA、内阻Rg＝2.0
kΩ)
C．电阻箱R(最大阻值999.9
Ω)
D．定值电阻R0＝4
Ω
E．开关S，导线若干
该同学根据如图(a)所示的实验电路对电源的电动势及内阻进行测量，步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②通过改变电阻箱阻值R，测相应的电流I，并记录数据；
③根据实验数据，以电阻R和相应的电流I的乘积IR为纵坐标，I为横坐标，在坐标系中描点绘出的IR?I图线如图(b)所示。
(1)根据图线可得电源的电动势E＝________
V，内阻r＝________
Ω。(保留两位有效数字)
(2)从测量原理来看，利用图(a)所示的电路所得的电动势测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)从测量原理来看，实验中考虑了电表内阻对电路的影响，则利用图(a)所示的电路所得的电动势测量值与真实值相比相等。
答案：(1)3.9 2.0 (2)相等
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[基础题组专练]
1．(1)如图甲所示，当电流表使用的量程为0～0.6
A时，对应刻度盘上每一小格代表________
A，图中表针示数为________
A；当电流表使用的量程为0～3
A时，对应刻度盘中每一小格代表________
A，图中表针示数为________
A。
(2)如图乙所示，当电压表使用的量程为0～3
V时，每小格表示________
V，图中表针的示数为________
V；当电压表使用的量程为0～15
V时，则表盘刻度每小格表示________
V，图中表针示数为________
V。
解析：(1)当电流表使用的量程为0～0.6
A时，刻度盘上的每一小格为0.02
A，表针所指的示数为0.44
A；当电流表使用的量程为0～3
A时，每一小格为0.1
A，表针所指的示数为2.20
A。
(2)当电压表使用的量程为0～3
V时，每小格表示0.1
V，表针所指的示数为1.70
V；当电压表使用的量程为0～15
V时，每小格表示0.5
V，表针所指的示数为8.5
V。
答案：(1)0.02 0.44 0.1 2.20
(2)0.1 1.70 0.5 8.5
2．某实验小组利用如图所示的电路，测量某一玩具电动机M(有正、负接线柱)的电阻，实验方案如下：
(1)插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×10”位置，将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到欧姆表的0刻度处。
(2)考虑到电动机的两个接线柱标有正、负，为了和电动机的标注一致，将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端，在电动机不转的情况下读数，结果发现多用电表指针偏转过大，因此需选择________(选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并重新欧姆调零后进行测量，多用电表的示数如图乙所示，则测量结果为________
Ω。
解析：(2)多用电表电流为“红进黑出”，题图甲中外电路电流由“2”到“1”，所以红表笔应连“1”端，指针偏角过大换小挡，因此需选择“×1”倍率的电阻挡。如题图乙所示，多用电表的示数为7
Ω。
答案：(2)1 ×1 7
3．(2020·河北衡水中学高三下学期5月期中)某同学自行设计了一种多用电表，设计电路如图所示。已知灵敏电流计的满偏电流Ig＝10
mA，Rg＝100
Ω。
(1)当选用“1”“2”接线柱时该表的量程为0～0.1
A，则电阻R1＝________
Ω(结果保留一位小数)；
(2)当选用“1”“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向a时，该表为________(选填“电流表”“电压表”或“欧姆表”)，“1”接线柱应插入________(选填“红”或“黑”)表笔；
(3)当选用“1”“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向b时，该表为________(选填“电流表”“电压表”或“欧姆表”)，若R2＝9
990
Ω，此时该表的量程为________；
(4)若使用该表测量电阻的功能时，由于电表长时间不用，电源内阻r增大(假设电动势不变)，则需将调零电阻的阻值________(选填“减小”或“增加”)，从而使电表仍能调零。
解析：(1)灵敏电流计与R1并联，可得IA＝Ig＋，
解得R1≈11.1
Ω。
(2)由于当选用“1”“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向a时，电路中有电源，故该表为欧姆表，由于是表内部的电源供电，根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，可知“1”接线柱与电源的负极相连，应插入红表笔。
(3)当选用“1”“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向b时，该表为电压表，灵敏电流计与R1并联后再与R2串联，此时该表的满偏电压为U＝(＋Ig)·(＋R2)＝1
000
V，故其量程为0～1
000
V。
(4)利用欧姆表测电阻时，电表指针满偏时有IA＝，若使用该表测量电阻的功能时，由于电表长时间不用，电源内阻r增大(假设电动势不变)，若使电表仍能调零，则需指针仍偏转至满偏处，则应将调零电阻R0的阻值减小。
答案：(1)11.1 (2)欧姆表 红
(3)电压表 0～1
000
V (4)减小
4．某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为200
μA，表头上标记的内阻值为800
Ω，R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1
mA，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1
V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3
V，则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝________Ω，R2＝________
Ω和R3＝________
Ω。
(2)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”)800
Ω。
解析：(1)改装成1
mA电流表时，由I＝Ig＋，可得R1＝200
Ω
使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1
V，则U1＝I(R＋R2)
其中R为新电流表内阻，其阻值为R＝＝160
Ω
解得R2＝840
Ω
使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3
V，则U2＝I(R＋R2＋R3)
解得R3＝2
000
Ω。
(2)改装后读数偏小，说明流过表头的电流偏小，故表头电阻的真实值偏大，即大于800
Ω。
答案：(1)200 840 2
000 (2)大于
5．某物理研究小组尝试利用图甲所示电路测量一节干电池(电动势约1.5
V，内阻为几欧姆)的电动势和内阻。其中：电流表A(量程IA＝200
mA，内阻RA＝10
Ω)、电阻箱R(99.99
Ω，额定电流1
A)、定值电阻R0(R0＝5
Ω)。
闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，读出对应的电流表的读数I。然后再把相应的数据转换成和，填入如下表格中。
数据组
1
2
3
4
5
6
7
/(10－2
Ω－1)
2.5
3.3
4.0
5.0
6.7
8.3
10.0
/A－1
15.5
16.0
16.4
17.0
18.0
19.0
20.0
回答下列问题：
(1)请把第4组数据点补充在?图中，并画出?的图线。
(2)根据?图线求出电池的电动势E＝________
V，内阻r＝________Ω。(保留两位有效数字)
解析：(1)根据描点法将第4组数据画在图中，并将各点拟合成一条直线，如图所示。
(2)RA＋R0＝R1＝(10＋5)Ω＝15
Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝IR1＋(＋I)r。由上式可得＝·＋，则在?图像中，图像的斜率k＝，图像的截距a＝，根据(1)中图像可求出电源的电动势E＝1.5
V，内阻r＝6.0
Ω。
答案：(1)图见解析 (2)1.5 6.0
[能力题组专练]
6．电压表改装前需要测量其内阻，测量电压表内阻RV的电路如图甲所示，所用电源是内阻可以忽略的干电池，定值电阻R1＝6
000
Ω，R2＝3
000
Ω。
(1)根据原理图甲所示电路连接实物图乙；
(2)首先闭合S1，断开S2，调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数的大小；
(3)然后闭合S2，同样调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数的大小，将以上两次测得的多组数据，分别在坐标纸上描点连线，得到如图丙中所示两条图线；
(4)若图像中交点的横坐标为10
kΩ，可求出电压表内阻RV＝________，还可判断出闭合S2时，所得数据描绘的是图线________(选填“AB”或“CD”)；
(5)为了将该电压表的量程由0～3
V扩大到0～15
V，需要在电压表内________(选填“串”或“并”)联一个阻值为________的定值电阻。
解析：(1)电路连接如图所示。
(4)当R＝0时，对于电源内阻可以忽略的电源，电压表读数即为电源电动势，即为3.0
V；
两曲线交点处R＝10
kΩ，电压表示数为1.0
V，结合电阻的分压规律可得
＝＝
解得电压表内阻为RV＝5
000
Ω
根据电桥平衡可得＝
解得RV＝
断开S2时，在图线的前半段，电压表相对于闭合S2后电压表和R2并联，分压应该更大，读数更大，故AB图线为断开S2时图线，CD图线为闭合S2时图线。
(5)串联分压电阻，可以扩大电压表量程；电压表满量程时，流过表头的电流不变，则
＝
则Rx＝4RV＝20
kΩ。
答案：(1)图见解析 (4)5
000
Ω CD (5)串 20
kΩ
7．(2020·高考全国卷Ⅲ)已知一热敏电阻当温度从10
℃升至60
℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20
Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100
Ω)。
(1)在虚线框中所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5
V和3.0
mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留两位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2
kΩ。由图(a)求得，此时室温为________
℃(保留三位有效数字)。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示。图中，E为直流电源(电动势为10
V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0
V时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50
℃，则图中________(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________
kΩ(保留两位有效数字)。
解析：(1)滑动变阻器最大阻值仅20
Ω，采用分压式接法，电压表为理想电表，采用毫安表外接法，测量电路图如图所示。
(2)热敏电阻的阻值R＝＝≈1.8
kΩ。
(3)根据R?t图像，R＝2.2
kΩ时，t＝26.0
℃。
(4)温度升高时，R2两端电压变大，R1两端电压变小。根据R?t图像知，温度升高时热敏电阻的阻值减小，则热敏电阻应为R1，t＝50
℃时，R1＝0.8
kΩ，根据串联电路中电阻与电压的关系可得＝，解得R2＝1.2
kΩ。
答案：(1)图见解析 (2)1.8 (3)26.0 (4)R1 1.2
8．图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头?的满偏电流为250
μA，内阻为480
Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1
V挡和5
V挡，直流电流1
mA挡和2.5
mA挡，欧姆×100
Ω挡。
(1)图(a)中的A端与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________
Ω，R4＝________
Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)
解析：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连。
(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错。
(3)B端分别与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5
mA挡、直流1
mA挡，如图a所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝Ig＋，解得R1＋R2＝160
Ω；B端与“4”相连时，如图b所示，多用电表为直流电压
1
V挡，表头并联部分电阻R0＝，R4＝－R0＝880
Ω。
(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47
mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100
Ω挡，读数为11.0×100
Ω＝1.10×103
Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5
V挡，读数为2.94
V。
答案：(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47
mA 1.10×103
Ω 2.94
V
