高考物理二轮复习 电学实验部分
一、高考探究： （1）11年考纲：
（2）11年考纲对实验与探究能力的要求：
实验与探究能力：针对具体问题，根据已有条件，运用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能独立地完成表中所列的实验。能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价。 二、实验、例题解析：
实验复习1、电阻的测量
【教学目标】
1、 复习伏安法测量电阻的原理及实验仪器和实验电路的选择
2、 复习总结测量电阻的方法。
【重点难点解析】
1、 用伏安法测电阻时，电路的接法、电表量程的选择、滑动变阻器的选择、分压限流电路的选择是重
点
2、画电路图，根据电路图连接实物图是难点
【实验误差的来源与分析】
①电流表的分压作用 ②电压表的分流作用 〖教学过程〗 引入：
回忆伏安法测电阻的方法和规律（看PPT ）。 1． 测量电路
⑴、安培表内接法和外接法的选择
（a ）规律：大内大 小外小 （b ）
采用电流表外接；
采用电流表内接。
⑵、电表的量程选择 安全性、可行性、准确性
2． 控制电路：滑动变阻器最大电阻较待测电阻小时，采用分压电路。
滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，
V A x R R R <若V
A x R R R >
若
在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值，R >（3--5）R x 在分压电路中，一般滑动变阻器的阻值 R ＜（1/3—1/5）R x 带学生读题，分析应用并让学生根据电路连接实物图：
师：展示PPT 连接实物图的步骤。明确滑动变阻器的固定端和滑动端 一、
伏安法测电阻
例题1.见学案
例题2有一个电阻R x ，其阻值大约是25k Ω ，可供选择的器材是：
电流表A 1 (0----100μA, 2 k Ω) 电流表A 2 (0----500μA, 300Ω) 电压表V 1 (0----10V, 100 k Ω） 电压表V 2 (0----50V, 500 k Ω） 直流稳压电源 E （15V ，1A ） 滑动变阻器 R (1k Ω, 1W) 电键K 和若干根导线．
试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。 【解析过程：】
1、电压表、电流表的选择
给出四种组合的电路图（见学案），
若滑动变阻器用限流接法，在限流电路中，开始实验时滑动变阻器的滑动头放在最大处。
在限流电路中滑动变阻器电路中的最小电流为I min =15V/26K Ω=0.577mA=577μA ，超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。若电压表选V 2(50V),因为电源电压15V 不足其量程的1/3，所以电压表应选V 1
（10V ）。 由于用分压接法时，电阻R X 中的最大电流为I max ′
=10V/25K Ω=0.4mA=400μA ，所以电流表选A 2（500μA ）。
2.安培表内接法和外接法的选择
分压器电路， 安培表内接法 R X ＞＞R A
分压器电路， 安培表外接法 R X ＜＜R V
限流器电路， 安培表内接法 R X ＞＞R A
限流器电路， 安培表外接法 R X ＜＜R V
因为 R X = 25K Ω ＞＞ R A = 300Ω 所以采用安培表内接法
解答: 根据上述分析，选择电流表和电压表应为A 2和V 1：
画出实验电路图如下： 实物图连线如图示：
实验一：伏安法测定金属的电阻率 1、原理
所以，
2、实验电路图：
说明：1.被测电阻丝的电阻较小， 所以选用电流表外接法；
2、本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路.（除一些特殊情况外或具体情况具体分析）
3、开始时滑动变阻器的滑动触头应该在接入电路电阻最大的一端.
4、本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化. 3、实验器材：被测金属直导线、直流电源、电流表（0-0.6A ）、电压表（0-3V ）、滑动变阻器（50欧）、电键、导线、螺旋测微器、、米尺 4、实验步骤：
（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）、按图连接好电路，在刻度尺上读出金属导线的长度 cm （3）、改变滑动变阻器的位置，读出相应的I 、U 读数。 5、代人公式 计算金属电阻率为 。 +
－
Ε
2
2
)
2
(
,d r S S
L R ππρ
==＝其中L
d R
L
S R
2
)
2/(πρ==d S 2
)
2/(π
二、其它测电阻的方法
1、 电流表改装成电压表或电压表改装成电流表测电阻；见学案7、8
2、 半偏法 实验操作 学案10
师：在利用半偏法测量电流表内阻时，可以近似的认为S 2在闭合和断开时，电路总电流不变，（实际上影响
很小） 学案11
师：在利用半偏法测量电压表内阻时，可以近似的认为S 2在闭合和断开时，aP 间的电压不变，（实际上影响
很小）
【小结：】 1、实验器材的选择原则：可行、准确、方便
2、选择器材步骤
（1）、找实验中唯一的器材； （2）、画电路图；
（3）、估算待测电路中的Ｉ、U 最大值； （4）、考虑能使电表半偏以上； （5）、选择合适器材。
3、测电阻的方法和多，希望同学在做题时多总结。
【作业：】学案
学案
1、 有一个电阻Rx ，其阻值大约是25 k Ω ，可供选择的器材是：
电流表A 1 (0----100μA, 2 k Ω) 电流表A 2 (0----500μA, 300Ω)
电压表V 1 (0----10V, 100 k Ω） 电压表V 2 (0----50V, 500 k Ω） 直流稳压电源 E （15V ，1A ） 滑动变阻器 R (1k Ω, 1W)
电键K 和若干根导线．
限流器电路， 安培表内接法 R X ＞＞R A 限流器电路， 安培表外接法 R X ＜＜R V
2、现欲测一阻值约为10Ω的电阻，所用电压表内阻10K Ω，所用电流表内阻1Ω，那么应采用哪种测量电路？ 3. 用伏安法测电阻，采用电流表内接法和外接法，测得某电阻R x 的阻值分别为 R 1 和R 2 ，则所测的测量值
和真实值Rx 之间的关系是 （ ） （A ）R 1＞ R x ＞R 2 （B ） R 1＜ R x ＜R 2 （C ）R 1＞R 2＞R x （D ）R 1＜R 2＜R x
4. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V ，
电流表的示数都是0.2A ，则R 1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R 2的测量值为 Ω，真实值是 Ω。
5、利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。
可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P ，将P 分别与a ，b 两点接触一下，如果安培表示数显著变化，则P 处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在 处。
6. （伏安法）用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为： ⑴待测电阻R X （约100Ω） ⑵直流毫安表（量程0-10mA ，内阻50Ω）
⑶直流电压表（量程0-3V ，内阻5k Ω） ⑷直流电源（输出电压3V ，内阻可不计）
⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A ） ⑹电键一只，导线若干。
根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验
+
－
Ε
电路。
7、（伏安法）已知电阻丝的电阻约为10Ω ，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有
（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。
A 、量程是0.6A ，内阻是0.5Ω的电流表；
B 、量程是3A ，内阻是0.1Ω电流表；
C 、量程是3V ，内阻是6k Ω电压表；
D 、量程是15V ，内阻是30k Ω电压表
E 、阻值为0~1k Ω，额定电流为0.5A 的滑动变阻器；
F 、阻值为0~10Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器；
G 、蓄电池（6V ）； H 、开关一个，导线若干；
8. （伏安法）在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m ，直径小于1mm ，电阻在5Ω左右。实验主
要步骤如下： ⑴用______测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L ；
⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径，求出平均值d ； ⑶用伏安法测量金属导线的电阻R 。
在左边方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R 的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6A 量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V 量程，内阻约几k Ω；电源电动势为6V ；滑动变阻器阻值0-20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。
9、（伏安法）若没有电压表，但有二只电流表和电阻箱(定值电阻)，则可用一只电流表和电阻箱(定值电阻)串联替代电压表，设计电路如图所示。
mA
E
10、（伏安法）若没有电流表，但有二只电压表和电阻箱(定值电阻)，则可用一只电压表V 1和电阻箱(定值电阻)
并联替代电流表，设计电路如图所示。
11、（计算法）利用图1所示的电路测量电流表mA 的内阻R A 。图中R 1、R 2为电阻，K 1、K 2为电键，B 是电
源（内阻可忽略）。
①、根据图1所给出的电路原理图，在图2的实物图上连线。
②、已知R 1=140Ω，R 2=60Ω。当电键K 1闭合、K 2断开时，电流表读数为6.4mA ；当K 1、K 2均闭合时，
电流表读数为8.5mA 。由此可以求出R A = Ω。（保留2位有效数字）
12、（半偏法 ）利用如图所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E =4V ）：先闭
合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度(满偏电流I g =300μA)；再闭合S 2，保持R 不
变，调节R /
，使电流表指针偏转到满刻度的2/3，读出此时R /
的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R g 为多大？
13、（半偏法 ）现有一量程为3V 的电压表，内阻约3k Ω。为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图所示的实验电路。 （1）他的主要操作步骤如下：
A 、按图所示连接电路图，变阻器滑片滑到_____端。
B 、闭合开关S 2和开关S 1，调节使电压表指针指到 。
C 、保持的滑片不动，断开开关S 2，调节R ，使电压表的指针 指到______________，记下此时R 的值，则所测电压表的内电阻R V 为此时的R 值。 （2）本实验中，若提供以下器材： A 、电池组（电动势4V ） B 、电阻箱（0～999Ω） C 、电阻箱（0～9999Ω）
D 、滑动变阻器（0～20Ω，1A ）
E 、滑动变阻器（0～1k Ω，0.5A ）
为完成上述实验，电阻箱R 应选________，滑动变阻器R 0应选________。（填代号）
（3）用上述方法测出的电压表内阻的测量值R V _________（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻
的真实值． 实验一：伏安法测定金属的电阻率
1、原理
所以，
2、实验电路图：
b
图1
2
2
)
2
(
,d r S S
L R ππρ
==＝其中L
d R
L
S R
2
)
2/(πρ==
说明：1.被测电阻丝的电阻较小， 所以选用电流表外接法；
2、本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路.（除一些特殊情况外或具体情况具体分析）
3、开始时滑动变阻器的滑动触头应该在接入电路电阻最大的一端.
4、本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化. 3、实验器材：被测金属直导线、直流电源、电流表（0-0.6A ）、电压表（0-3V ）、滑动变阻器（50欧）、电键、导线、螺旋测微器、、米尺 4、实验步骤：
（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）、按图连接好电路，在刻度尺上读出金属导线的长度 cm （3）、改变滑动变阻器的位置，读出相应的I 、U 读数。
5、代人公式
实验二、描绘小灯泡的伏安特性曲线 1、原理
2、实验电路图：
说明：1.被测电阻丝的电阻较小， 所以选用电流表外接法；
2、本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路.
3、开始时滑动变阻器的滑动触头应该在接入电路电阻最大的一端.
4、本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化. 3、实验器材：直流电源、电流表（0-0.6A ）、电压表（0-3V ）、滑动变阻器、电键、导线 4、实验步骤：
（1）、按图连接好电路，（2）、改变滑动变阻器的位置，读出相应的I 、U 读数。 5画出U-I 图像〖贴坐标纸〗
L d R
L
S R 2)
2/(πρ==
1、原理
（1）、公式法
（2）、图像法
2、实验电路图：
3、实验器材：直流电源、定值电阻、电流表（0-0.6A）、电压表（0-3V）、滑动变阻器、电键、导线
4、实验步骤：
（1）、按图连接好电路，（2）、改变滑动变阻器的位置，读出相应的I、U读数。
5画出U-I图像〖贴坐标纸〗
6、误差分析
。 专题四 电学实验 电学实验是高考实验考查的重点、热点内容。试题注重联系实 验操作的考查，如测量仪器的读数问题、实验线路的连线问题、电 表和其他用电器的选择问题都是实验操作的仿真模拟，需要考生具 备良好的动手实践经验。试题还注重实验数据的处理分析，如根据 实验数据画出图线，根据图线分析得出结论。“设计和完成实验的能 力”在理科综合《考试说明》中指出的五个考试目标之一。是近几年 高考物理实验题的命题趋向。 完整的设计一个实验，要经历多个环节，在实际考查中，一般 不会考查全部环节，而是只考查其中的几个环节，有的题目给出条 件和实验器材，要求阐述实验原理；有的给出实验电路图，要求领 会实验原理，确定需测物理量及计算公式；有的则要求考生根据操 作步骤及测定的物理量判断出实验原理……虽然考查方式不尽相 同，但目前高考中几乎所有的设计型实验题都有一个共同点，都以 不同方式或多或少的对实验原理作一定的提示，在给出实验器材的 前提下进行考查。 由于考查环节和要求的不同，题型也不尽相同，但较多的是选择、 填空、作图题。 在复习过程中，应对所学电学实验逐个理解实验原理、实验方 法，比较不同实验的异同（如电路图、滑动变阻器和电表的连接） 不断充实自己的经验和方法，逐步达到能灵活运用已学知识解答新 的问题。对于设计型实验题目要明确实验设计的关键在于实验原理 的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）
哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤。而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件。 （一）电学实验中所用到的基本知识 在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用 到的原理公式为：R=U,E=U+Ir。由此可见，对于电路中电压U I 及电流I的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法，做到以不变应万变。1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 ⑴正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 ⑵安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 ⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 ⑷精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： ⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流
伏安法测电阻实验报告 姓名 得分 实验名称： 伏安法测量定值电阻的阻值 一、实验目的：会用伏安法（即用电压表和电流表）测量定值电阻的阻值 二、实验原理： 三、实验器材：电源、 、 、 、待测定值电阻、开关各一个、导线若干 四、实验电路图： 五、实验步骤： 1） 开关，按照电路图连接电路； 2）接入电路的滑动变阻器阻值调到 ； 3）检查无误后，再闭合开关S ，改变滑动变阻器的阻值三次，分别读出对应 的电流表、电压表的示数，并填入下面的表格中； 4）断开开关，计算定值电阻R 阻值 ，并算出三次阻值的平均值填入表格； 5）先拆除．．． 电源两极导线，再拆除其它部分实验线路，整理好实验器材。 实验注意事项： ①连接电路时开关要处于断开位置； ②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置； ③电压表选用0-3V 量程，电流表选用0-0．6A ； ④注意认清电压表、电流表的“＋”、“－”接线柱，使电流“+”进“-‘”出； ⑤ 可以先连“主电路”即由电阻R 、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀开关、电源组 成的串联电路，检查无误后再接电压表； ⑥注意分度值，正确读出电流表、电压表上的数值． 六、实验数据记录与处理: 电压（V ） 电流（A ） 电阻（Ω） 电阻平均值（Ω） 1 2 3 思考：1.图像斜率表示什么？？ 2.斜率越大，表示什么？ 3.斜率会随着电压增大而增大吗？说明什么问题？ 4.如果将未知电阻换成小灯泡？计算电阻的大小还 能用多测几次取平均值的做法吗？ 实验总结: 回顾自己在实验中的表现和收获，对于实验中存在的问题，要作为以后的教训． 物 理 量 序 号 =++=3321R R R R
2012年电学实验专题1 （2012 广东）（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 ①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a ）和图15（b ）所示，长度为_____cm ，直径为_____mm 。 ②按图15（c ）连接电路后，实验操作如下： （a ）将滑动变阻器R 1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0； （b ）将电阻箱R 2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S 2拨向接点2；保持R 1不变，调节R 2，使电流表示数仍为I 0，此时R 2阻值为1280Ω； ③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。 （2012 北京）21.（18分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm 。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值）。 (2)用伏安法测金属丝的电阻R x 。实验所用器材为：电池组（电动势3V ，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3k Ω）、滑动变阻器R （0～20Ω，额定电流2 A ）、 图1
开关、导线若干。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 由以上实验数据可知，他们测量R x 是采用图2中的 图（选填“甲”或“乙”）。 （3）图3是测量R x 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U -I 图线。由图线得到金属丝的阻值= Ω（保留两位有效数字）。 （5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 （填选项前的符号）。 A.1×10-2Ω·m B. 1×10-3Ω·m C. 1×10-6Ω·m D. 1×10-8Ω·m （6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 （有多个正确选项）。 A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪器引起的系统误差 D.用U -I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 图 3 图2 乙 甲 图4 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
电学实验 测定金属的电阻率 1.在“测定金属的电阻率”的实验中，所测金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。用米尺测出该金属丝的长度L，用螺旋测微器测量该金属丝直径时的刻度位置如图所示。 (1)从图中读出金属丝的直径为______________mm。 (2)实验时，取来两节新的干电池、开关、若干导线和下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 k B．电压表0～15 V，内阻50 k C．电流表0～0.6A，内阻0.05 D．电流表0～3 A，内阻0.01 E．滑动变阻器，0～10 F．滑动变阻器，0～100 ①要较准确地测出该金属丝的电阻值，电压表应选_______________，电流表应选______________，滑动变阻器选_____________(填序号)。 ②实验中，某同学的实物接线如图所示，请指出该实物接线中的两处明显错误。 错误l：_____________________________；
错误2：_____________________________。 2.为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步进行测量： （1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d= 。 （2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是。 A.换为×1档，重新测量 B.换为×100档，重新测量 C.换为×1档，先欧姆调零再测量 D.换为×100档，先欧姆调零再测量 （3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为0～20Ω，电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω），电压表0～3V（内阻约5kΩ），为了测量电阻误差较小，且电路便于调节，下列备选电路中，应该选择。 3.在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图（a）所示．闭合开关后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：
科学探究的主要步骤 ※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 （一) 实验原理 （二) 实验装置图 （三）实验器材和规格 （三）实验步骤 （四）记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后：总结实验注意事项 第一方面：电学主要实验
滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻， 从而改变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义——200Ω：滑动变阻器的最大阻值 1.5A：滑动变阻器允许通过的最大电流 3、结构示意图和电路符号——
4、变阻特点——能够连续改变接入电路中的电阻值。 5、接线方法—— 6、使用方法——与被调节电路（用电器）串联
7、作用——1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值 9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、 收音机的音量调节旋钮？…… 实验题目：导体的电阻一定时，通过导体的电流和导体两端电压的关系（研究欧姆定 律实验新教材方案） 一、提出问题： 通过前面的学习，同学们已经定性的知道：加在导体两端的电压越高，通过导体的电流就会越大；导体的电阻越大，通过导体的电流越小。现在我们共同来探究：如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值，能不能计算出通过它的电流呢？即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系？ 二、猜想与假设： 1、电阻不变，电压越大，电流越。（填“大”或“小”）
2、电压不变，电阻越大，电流越。（填“大”或“小”） 3、电流用I表示，电压用U表示，电阻用R表示，则三者之间可能会有什么关系？ 三、设计实验: （一) 实验器材：干电池3节，10 Ω和5 Ω电阻各一个，电压表、电流表，滑动变阻器、 开关各一只，导线若干。 （二）实验电路图： 1、从研究电流与电压的关系时，能否能否保证电压成整数倍的变化，鉴
高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V=∞，R A=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。
2、误差分析 （1）、电流表外接法 由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)
（ 2）、电流表内接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和 电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和， 故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即" 大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法 1、“大内”：当 R >> RA 时， ，选择电流表内接法测量，误差更小。
2012年高考物理试题分类汇编：电学实验
2012年高考物理试题分类汇编:电学实验 23(2012全国新课标).（10分） 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；○A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细 沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出 ____________。 ④用米尺测量_______________。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出 B=_________。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 [答案]
③重新处于平衡状态, 电流表的示数I , 此时细沙的质量m 2 ④D 的底边长L （3）IL g m m B 21-= （4）12m m > 22(2012全国理综).（6分） 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。 （1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式； （2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为______Ω。 【解析与答案】 （1）如下图
电学实验(经典) 实验设计的基本思路 （一）电学实验中所用到的基本知识 电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为： Ir U E I U R +== ,。 可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。 1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 （1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 （3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 （4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： （1）选择电表：首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 （2）选择滑动变阻器：注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 （3）应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。
电学实验 1．【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和阻。其中电流表A1的阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。 ①按图示电路进行连接后，发现aa'、bb'和cc'三条导线中，混进了一条部断开的导线。为了确定哪一条导线部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压，读数不为零，再测量、a'间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。 ②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V，阻r=__________Ω。 【答案】①aa'bb'②1.41（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可） 【考点定位】实验——用伏安法测干电池的电动势和阻 【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。 2．【2017·新课标Ⅰ卷】（10分）
某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V d V（量程3 V，阻3 kΩ）；电流表A d（量程0.5 A，阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，阻不计）；开关 S；导线若干。 （1）实验要求能够实现在0~3.8 V的围对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。 （3）用另一电源E0（电动势4 V，阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调 节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化围，小灯泡 的最小功率为____________W，最大功率为___________W。（结果均保留2位小数） 【答案】（1）如图所示（2）增大增大（3）0.39 1.17 【解析】（1）要求能够实现在0~3.8 V的围对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压
物理电学实验专题 一、伏安法测电阻及拓展 1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。 电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。 滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A 滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干 2. 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的3 1 ，试画出测量电阻R x 的 一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 （2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。 3. 两块电流表测电阻 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，器材代号 规格 电流表（A 1） 量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500uA ，内阻r 2＝750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10k Ω 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小 开关（K ） 导线若干 （2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。 4.现有实验器材如下： 电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω 电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω 电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干 要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？ （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． A A ′ R 1 R 0
一. 教学内容： 伏安法测电阻实验问题综合 二. 学习目标： 1、掌握伏安法测电阻的实验原理及两种电路的误差来源。 2、熟练利用伏安法测电阻的实验原理对实验电路及器材做出选择。 3、重点掌握伏安法实验习题的类型及其相关的解法。 考点地位：伏安法测电阻是电学实验的重点内容，是历年高考考查的重点和难点，实验所涉及的知识面广，综合性强，难度较大，从出题内容上可以从多角度考查学生的实验分析能力，包括电阻的测量、电表内阻的测量、电路及仪器器材的选择、实验电路的连接、实验原理的迁移等，出题形式主要是以实验题形式出现，2008年全国Ⅱ卷第22题、广东理科基础卷第14题、2007年海南卷第13题、上海卷第15题、全国Ⅱ卷第22题，2006年全国Ⅰ卷第22题均通过实验题的形式进行考查。2007年江苏卷第9题以选择题形式考查。 三. 重难点解析： 1、伏安法测电阻原理分析： (我们不讲基本概念，但是要求简单的列出来。我们的重点是总结、归纳、提高，突出重点难点，指出学生容易犯的错误，给出避免的方法。) （1）测量原理：根据欧姆定律 R U I = ，得到I U R = ，用电压表测出电阻两端的电压和通 过电阻的电流，就可以求出电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法。
题型1、伏安法实验原理问题： 用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图所示。让电压表一端先后接到b 点和c 点，观察两个电表的示数，若电流表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟________表的内阻可以比拟。电压表的两端应接在a 、________两点；若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟_________表的内阻可比拟，电压表应接在a 、________两点。 答案：电压 c 电流 b 变式：用伏安法测金属电阻x R （约为Ω5）的值。已知电流表内阻为Ω1，量程为0.6A ，电压表内阻为几千欧，量程为3V ，电源电动势为9V ，滑动变阻器的阻值为Ω6~0，额定电流为5A ，试画出测量R x 的原理图。 解析：解法一：当待测电阻的阻值x R 比电压表的内阻V R 小很多时，采用电流表外接的方法，如图a 所示，当待测电阻的阻值x R 比电流表的内阻A R 大很多时，采用电流表内接的方法，如图b 所示。 此题V A x R ,1R ,5R Ω=Ω≈为几千欧，很显然V x R R <<，应采用电流表外接法。 下面分析应用分压还是限流电路。 若用限流接法，x R 两端电压的变化范围是V 9~V 659 5,E ~R R E R x x +?+即， V 9~V 09.4∴之间，而题目所给电压表的量程为3V ，所以应用分压接法，如图所示。
用多种方法测量直流电阻 一、实验目的 1、熟悉各种电学仪器及电路技巧; 2、掌握多种方法测量直流电阻 3、巩固不确定度的评定方法 二、仪器 DH6108赛电桥综合实验仪，直流稳压电源，万用电表，电阻箱，两个待测电阻，千分尺,直流电流表，直流电压表，滑线变阻器，检流计等 三、实验原理 电阻是电磁学实验工作中的常用元件，可分为高值电阻（兆欧以上）、中值电阻（10欧～兆欧）、低值电阻（10欧以下）。测量电阻的方法有许多种，常用的如伏安法、电桥法、比较测量方法(电压比等于电阻比)。 （一）伏安法测量电阻的原理（适用于测中值电阻） 1、实验线路的比较和选择 当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路的测量不确定度是相同的。 图1 电流表外接测量电路 图2 电流表内接测量电路 被测电阻的阻值为： I V R = 。 但实际的电流表具有一定的内阻，记为R I ；电压表也具有一定的内阻，记为R V 。因为R I 和R V 的存在，如果简单地用I V R = 公式计算电阻器电阻值，必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选择：
比较(R/R I )和(R V /R )的大小，比较时R 取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法，后者大则选择电流表外接法。 如果要得到测量准确值，就必须按下（1）、（2）两式，予以修正。 即电流表内接测量时，I R I V R -= （1） 电流表外接测量时， V R V I R 11-= （2） 2、测量误差与不确定度的评定 实验使用的电压表和电流表的量程和准确度等级一定时，可以估算出U V 、U I ，再用简化公式I R I V R -= 计算时的相对不确定度 （3） 式中U R 表示测量R 的不确定度，并非指R 的电压值。 可见要使测量的准确度高，应选择线路的参数使数字表的读数尽可能接近满量程，因为这时的V 、I 值大，U R ／R 就会小些。 当电压表、电流表的内阻值R V 、R I 及其不确定度大小U RI 、U RV 已知时，可用公式(1)、(2)更准确地求得R 的值，相对不确定度由下式求出： 电流表内接时： （4） 电流表外接时： （5） 这就知道由公式(1)、(2)来得到电阻值R 时，线路方案和参数的选择应使U R ／R 尽可能最小（选择原则3）。 （二）惠斯通电桥测量未知电阻的原理 （适用于测中值电阻） 现代计量中直流电桥正逐步被数字仪表所替代. 以往在电阻测量中电桥起了重要作用。 惠斯通电桥(Wheatstone ,s bridge )沿用了近二百年，1833年由克里斯泰(Cheistie )首先提出，后来以惠斯通名字命名. 电桥产生的背景是： 1)在数字仪表发展之前的时期，如果用伏安法测量电阻/R V I =，需要同时准确测量电压V 和电流I ，当时0.2级模拟式电表的制造成本与价格就已经显著高于准确度约0.05% 6位旋转式电阻箱. 2)伏安法测量的条件要求较高，如0.2级电表的使用与检定的条件要求较高，对电源 2 2?? ? ??+??? ??=I U V U R U I V R ?? ????-??? ?????? ??+??? ??+??? ??=I V R I V R R U I U V U R U I I I R I V R I /1/2222????? ?-???? ?????? ??+??? ??+??? ??=V V V R I V R R I V R I V R U I U V U R U V /1/222 2
2020 年高考物理试题分类汇编：电学实验 1．(2020 全国新课标 ). （10 分） 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面 垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中 所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、 并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其 中D为位于纸面内的 U形金属框，其底边水平， 两侧边竖直且等长； E 为直流电源； R 为电阻箱； ○A为电流表； S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空 ①按图接线。 ②保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1。 ③闭合开关S，调节 R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D________；然后读出 ___________________，并用天平称出 ____________。 ④用米尺测量_______________。 （ 3）用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B=_________。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 [ 答案 ] ③重新处于平衡状态 , 电流表的示数 I, 此时细沙 的质量 m2
④D的底边长 L m1m2g （3）B IL（ 4）m2m1 2．(2020 全国理综 ). （ 6 分） 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接 线柱 1、2、3. 用欧姆表测得 1、 2 接线柱之间的电阻为 1Ω， 2、3 接线柱之间的电阻为 1.5 Ω， 1、 3 接线柱之间的电阻为 2.5 Ω。 （1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式； （2）如果将 1、3 接线柱用导线连接起来， 1、2 接线柱之间的电阻为 ______Ω。 【解析与答案】 （1）如下图 （2）两电阻并联为 0.6。 3（1）（ 2020 广东卷）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和 电阻。 ①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如 图 15（a）和图 15（b）所示，长度为 _____cm，直径为 _____mm。
八、电学实验题集粹（33个） 1．给你一只内阻不计的恒压电源，但电压未知，一只已知电阻Ｒ，一只未知电阻Ｒｘ，一只内阻不计的电流表但量程符合要求，以及开关、导线等，用来测Ｒｘ接在该恒压电源上时的消耗功率Ｐｘ，画出测量线路图并写出简要测量步骤，以及Ｐｘ的表达式． 2．如图3－94所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路．（1）电压表Ｖ的（填“正”或“负”）接线柱应接在电源正极Ａ上，电压表Ｖ′的（填“正”或“负”）接线柱应接在探针Ｄ上．（2）当滑片Ｐ向右移动时，Ｖ′的示数将（填“变大”、“变小”或“不变”）． 图3－94 图3－95 3．有一只电压表，量程已知，内阻为ＲＶ，另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略）．请用这只电压表和电池，再用一个开关和一些连接导线，设计测量某一高值电阻Ｒｘ的实验方法．（已知Ｒｘ的阻值和ＲＶ相差不大） （1）在如图3－95线框内画出实验电路． （2）简要写出测量步骤和需记录的数据，导出高值电阻Ｒｘ的计算式． 4．在“测定金属的电阻率”的实验中，用电压表测得金属丝两端的电压Ｕ，用电流表测得通过金属丝中的电流I，用螺旋测微器测得金属的直径ｄ，测得数据如图3－96（1）、（2）、（3）所示．请从图中读出Ｕ＝Ｖ，Ｉ＝Ａ，ｄ＝ｍｍ． 图3－96 5．如图3－97所示，是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管，管长Ｌ约40ｃｍ，直径Ｄ约8ｃｍ．已知镀膜材料的电阻率为ρ，管的两端有导电箍Ｍ、Ｎ，现有实验器材：米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根，请你设计一个测定电阻膜膜层厚度ｄ的实验，实验中应该测定的物理量是，计算镀膜膜层厚度的公式是． 图3－97 6．用万用表的欧姆挡测电阻时，下列说法中正确的是．（填字母代号） Ａ．万用电表的指针达满偏时，被测电阻值最大 Ｂ．万用电表的指针指示零时，说明通过被测电阻的电流最大
高中物理电学实验中电阻测量方法归纳与分析 云大附中星耀校区物理教研组杨国平 【摘要】电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架，实际上电阻的测量方法很多，了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。本文归纳并整理了电阻的测量方法，期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助。 【关键词】电阻测量，伏安法，电表内阻 【电阻测量的新理念】 纵观这几年全国高考与各省市高考的物理试卷中，以设计性实验的形式考查电阻测量的原理和方法的试题就有50多个，涉及定值电阻、电压表内阻、电流表内阻、电源内阻的测量等情形。就是这种在伏安法的基础上演变而来的设计性实验，每年却让许多考生失利。这主要是由考生观念不清，思路不广，在运用伏安法时，生搬硬套造成的。在此向大家介绍几种电阻测量的新思路和新方法，帮助考生开阔思路，提高创新能力。 【电阻测量方法归纳与分析】 一、基本方法-----伏安法（V-A法） 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择，控制电路的选择和实验器材的选择。对于这部分内容的阐述我已经在《浅谈电学实验中器材和电路选择的基本原则》一文中做了详尽的说明，在这只做简述。 1、原理：根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择
控制电路有两种：一种是限流电路（如图1）；另一种是分压电路。（如图2） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从 可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 （2）电流表内、外接法的选择， ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R ＞X V R R ，选用内接法， A X R R ＜ X V R R ，选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ，采用尝试法，见图5，当电压表的一端分别接在a 、b 两点时，如电流表示数有明显变 图 1 图2 图 3 图4
初三物理电学实验课3——《伏安法测电阻》 目录 一、伏安法测未知定值定值电阻Rx (2) （一）实验探究——伏安法测未知定值定值电阻Rx (2) （二）典型例题 (3) 二、伏安法测未知小灯泡的电阻 (5) （一）实验探究——伏安法测未知小灯泡电阻 (5) （二）典型例题 (6)
一、伏安法测未知定值定值电阻Rx （一）实验探究——伏安法测未知定值定值电阻Rx 1.实验原理图 Rx 2.实验步骤 ①按电路图连接电路，滑动变阻器阻值处于最大处； （注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻器滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接线柱。） ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，记下电压表的示数U，记下电流表的示数I，把数据记录在表格中； ③保持电路不变，移动滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U，记下电流表的示数I，把数据记录在表格中； ④重复上述实验步骤③，共完成6组实验测量。 ⑤断开开关，整理实验器材。 3.实验数据记录表 4.评估交流 请问，上述实验测量6数据的目的是什么？
（二）典型例题 例1.（2018年顺义一模）22．小阳利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx 的阻值。小阳选择了满足实验要求的器材，电源两端电压不变，并连接了如图11所示实验电路。闭合开关S1，断开开关S2，电压表的示数为U1；闭合开关S1和S2，电压表的示数为U2，则下列四个选项中，Rx 的表达式正确的是 A ．实验过程中，通过R0的电流始终相同 B ．Rx 的表达式为 1 1 2X R U U U R -= C ．Rx 的表达式为 2 12 X R U U U R -= D ．若将开关S2与电压表互换位置，其他不变，也能测量出Rx 的阻值 例2.（2017年北京中考）如图 所示是小成测量未知电阻 Rx 的实验电路，电源两端电压不变，其中 R0 为阻值 已知的定值电阻。当开关 S 、S1 闭合，开关 S2 断开时，电流表示数为 I1；当开关 S 、 S2 闭合，开关 S1 断开时，电流表示数为 I2。则下列四个选项中，Rx 的表达式正确的是 A ．RX= I2?I1I2 R0 B ．RX=I2 I1 R0 C ．RX=I1 I2 R0 D ．RX=I1I2?I1 R0
电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)教学设计 一、教学目的 1、掌握一种测定金属电阻率的方法 2、会使用螺旋测微器进行读数 3、培养理论联系实际的能力 二、学情分析： 学生对实验的兴趣较高，但往往缺乏认真的态度，同时初中的思维习惯还在头脑中作怪，把电表都当作理想的，这会成为学生正确连接电路以及分析数据的障碍，也会对实验中的误差分析形成干扰，因此在高三的实验复习中只要正确的引导，抓住学生对实验课的热情，有针对性地不断向学生强化各个电学实验的要点和注意事项。 三、教学方法 1、主体引导法：高三的实验复习课没有大多的时间给学生从基础开始复习实验，所以老师作为实验复习课的主体引导学生从知识的体系去复习。 2、讨论法：测量金属电阻率的实验电路设计有四种，通过讨论复习电流表的“内接法”、“外接法”、滑动变阻器的“分压式”、“限流式”接法，通过学生的讨论，加深学生对电路设计的掌握程度。 四、教学重点和难点 重点：伏安法测电阻 难点：实验电路的设计 五、教学过程 详见下页《电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)学案》 六、教学流程图
默写电阻定律公式，并提出问题：如何求电阻率 根据学生回答问题引出测量电阻率的原理。 根据原理，引出需要的准备知识。 根据原理设计电路图，确定实验步骤。 学生动手实验，并进行数据处理与误差分析。 例题讲解。 课后练习。 七、板书设计 电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器) 1、实验目的 2、实验原理 螺旋测微器、游标卡尺的使用和读数 3、实验步骤 4、数据处理、误差分析 5、注意事项 一、实验目的： (1)掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，掌握滑动变阻器在电路中的两种常用的连接方式。 (2)学会使用螺旋测微器，并会读螺旋测微器的读数． (3)理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差． (4)间接测定金属的电阻率． 二、实验原理： 由电阻定律R= 可知，金属的电阻率为ρ= ，因此，由金属导线的长度l、横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R= ，便可求出制成导线的金属的电阻率ρ = ． 三、实验前知识准备 1、螺旋测微器的构造原理及读数
专题17 电学实验 1.（2017全国卷Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压V，额定电流 A）；电压表V V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程 A，内阻Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~ Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干. （1）实验要求能够实现在0~ V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图. （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示. 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）. （3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W.（结果均保留2位小数） 答案：（1） （2）增大增大（3） 解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点. (1)要实现在0~V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时电阻约
为12 Ω，所以需将电流表外接.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左 图所示，交点坐标约为U= V，I=225 mA，P1=UI= W；整理得： 1E I U R r R r =-+ ++ ，当直 线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大.当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U= V，I= A，如右图所示，最大的功率为P2=UI= W. 2.（2017全国卷Ⅱ）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）的内阻.可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱R z（最大阻值为99 Ω）；电源E（电动势约为 V）；单刀开关S1和、D分别为两个滑动变阻器的滑片. （1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线.