高中物理电学实验内接法外接法、测电阻的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测电源的电动势及内阻、半偏法

实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线【教学目的】1、让学生掌握用电压表和电流表测量伏安特性曲线的方法。

2、学习用滑动变阻器连接成可调的分压电路和正确地使用这种电路。

【教学重点】用电压表和电流表测量伏安特性曲线。

【教学难点】滑动变阻器连接成可调的分压电路。

【提问导入】（4分钟）1、此实验为什么采用电流表外接法？2、此实验中滑动变阻器为什么要连接成可调的分压电路？【师生互动】（5分钟）讲解实验目的，实验原理，注意事项【实验目的】1、让学生掌握用电压表和电流表测量伏安特性曲线的方法，理解灯泡电阻呈现非线性的原因。

2、学习依据实验数据描绘曲线的方法。

3、学习用滑动变阻器连接成可调的分压电路和正确地使用这种电路。

【实验原理】用如图所示的分压电路，采用电流表外接法。

【注意事项】1、通电前滑动变阻器的滑片应放在＿＿端。

2、在灯泡未亮时，也要测几组数据。

3、电压超过3.8V时，通电时间应短。

4、注意安培表，伏特表的“＋”、“－”接线柱不要接反了。

5、实验结束后，应将导线拆下，将仪器摆放整齐。

【实验器材】1、小灯座，2、小开关，3、滑动变阻器，4、伏特表，5、安培表，6、学生电源，7、导线8根。

【实验步骤】1、按照电路图接好电路，选好伏特表，安培表的量程。

2、闭合电键S，然后把滑动片P调节到合适的位置，读出伏特表示数U、安培表的示数I，记入表中。

3、把滑动片P从近A端逐渐往B端调节，同时记下伏特表示数U，安培表示数I。

记入表中。

4、断开电键S，整理仪器。

5、以I为纵轴，U为横轴画出直角坐标系，在平面坐标系内依次描出12组数据所表示的点，然后将这些点连接成平滑的曲线，这就是小灯泡的伏安特性曲线。

【实验记录】序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 U（V）I（A）R（欧）灯泡发光情况【作业布置】上交实验记录，并且以I为纵轴，U为横轴画出直角坐标系，在平面坐标系内依次描出12组数据所表示的点，然后将这些点连接成平滑的曲线，为什么小灯泡的伏安特性曲线不是直线？。

“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应注意的问题探讨摘要：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”是高中物理重要电学实验之一。

高中实验是在初中相关实验的基础上改变电路的连接方式（限流到分压）从而收集到更多数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，研究了小灯泡电阻在某一电压范围内变化时的电阻变化情况。

为提高课堂实验的效率和精度，笔者从滑动变阻器、小灯泡故障判断与排除、图像与分析3个方面总结了做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中应注意的若干细节。

关键词：伏安特性曲线；小灯泡；细节1 滑动变阻器1.1滑片的初始位置在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，一般对滑动变阻器采用分压式接法，使负载在小灯泡两端的电压调节范围变大。

在用电器用导线连接完成，闭合开关之前，老师一般会要求学生将滑片滑到与小灯泡并联部分阻值最小处（为零）。

但是开始实验闭合开关后，很多小组的学生都出现了小灯泡很亮导致灯泡灯丝烧断的现象。

为什么会出现这种现象呢？本是想会不会因为学生没有按照老师的要求进行实验操作，但是在核查中发现，出现灯丝烧断情况的学生，正是“听了老师的提醒”，将滑片滑到与小灯泡并联部分阻值最小处，但是谁知出错的学生对最大阻值处的判断有误，反倒弄巧成拙，将滑片滑到了与小灯泡并联部分阻值最大处。

从而导致闭合开关的瞬间小灯泡两端电压过大，灯丝烧断。

针对这一现象，为达到节约资源成功进行实验的目的，对实验教学过程进行反思，得出以下2个解决方案：其一，抽检个别小组闭合开关前的电路连接情况，对有误的地方进行指导改正，再让其小组成员检查其他小组的连接情况；其二，让学生在闭合开关前将滑动变阻器的滑片滑到中间位置，使其闭合开关的瞬间不至于使小灯泡两端电压太大，从而出现损坏灯泡的情况[1]。

1.2移动变阻器的滑片“描绘小灯泡的伏安特性曲线”其中一个重要的中心环节：调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数，但在实际的操作中，会发现同学们对如何调节滑动变阻器进行数据记录有自己不同的参照。

高中物理电学实验【知识梳理】一、描绘小灯泡的伏安特性曲线、伏安法测电阻、测量电阻的电阻率考虑：1）电压表、电流表的量程的选择；2）电流表的内外接；3）滑动变阻器的分压限、流接法：用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的；4）电流表的内外接产生误差的原因；5）游标卡尺与螺旋测微器读数：游标卡尺不估读，螺旋测微器估读；1、实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U—I图像不再是一条直线。

读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U—I曲线。

2、实验步骤（1）、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。

（2）、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。

（3）、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，记入记录表格内，断开电键S ；（4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I ，横轴表示电压U ，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。

（5）、拆去实验线路，整理好实验器材。

3、注意事项（1）、因本实验要作出I —U 图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；（2）、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法； （3）、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；（4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端；（5）、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。

连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。

高中物理电学实验知识点总结
实验的考查内容：
测定金属的电阻率，包括练习使用螺旋测微器。

描绘小灯泡的伏安特性曲线。

测定电源的电动势和内阻。

练习使用多用电表。

传感器的简单使用。

设计型实验。

实验仪器的使用：
电流表与电压表：熟悉其读数规则，了解不同量程的读数方法。

滑动变阻器：理解其在电学实验中的应用，如何选择合适的接法。

电学仪器的选择：理解如何根据实验需求选择合适的电路仪器。

实验方法与技巧：
电阻测量方法：包括伏安法测电阻，理解外接法和内接法的系统误差来源，以及如何根据电阻的大小选择合适的方法。

数据处理：学会根据给定的测量数据，选择合适的处理方法，如平均值法、作图法等。

实验设计与分析能力：
根据给定的条件或原理、器材，设计实验方案。

能够分析实验过程情景，判断实验过程、方法的合理性。

电学基础知识点：
电场基本规律：理解库仑定律的内容、表达式和适用条件，掌握电场强度、电势、电势能、电势差等基础概念。

电荷与带电方式：了解三种带电方式（摩擦起电、感应起电、接触起电）以及元电荷的概念。

安全操作与实验规范：
在进行实验时，要严格遵守实验室的安全规定，注意用电安全，避免短路、过载等危险情况。

按照实验步骤和规范进行操作，确保数据的准确性和可靠性。

通过系统地学习和实践这些知识点，学生可以掌握高中物理电学实验的基本技能和方法，提高实验设计和分析能力，为今后的学习和研究打下坚实的基础。

实验描绘小灯泡的伏安特性曲线测定金属的电阻率1．(6分)(2010·某某理综)为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是( )【解析】此题考查了学生实验——描绘小灯泡的伏安特性曲线，意在考查考生对实验数据的分析处理能力．由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度升高，其电阻逐渐增大，如此在U－I图象中斜率应逐渐增大，故C正确．【答案】 C2．(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞时，采用如下列图的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，如下原因可能的是( )A．小灯泡中灯丝已烧断B．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【答案】 C3．(6分)某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质，他根据实验中所测的数据，分别绘测了I－U图线，如下列图，如下判断正确的答案是( )A．只有图甲正确B．只有图乙正确C．图甲、乙都可能正确 D．图甲、乙都一定不正确【解析】甲图说明该导电元件随着温度的升高电阻不发生变化，热稳定性好，这是可能的．乙图的斜率越来越小，说明该导电元件的电阻随着温度的升高电阻越来越大，这也是可能的．【答案】 C4．(6分)加在一个标有“220V 60W 〞字样的白炽灯泡两端的电压U 由零逐渐增大到220V ，在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图象表示．在如下四个图象中，可能符合实际情况的是( )【答案】 B5．(6分)现要测定一个额定电压4V 、额定功率1.6W 的小灯泡(图中用⊗表示)的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V ～4V.现有器材：直流电源E (电动势 4.5V ，内阻不计)，电压表V(量程 4.5V ，内阻约为4×104Ω)，电流表A 1(量程250mA ，内阻约为2Ω)，电流表A 2(量程500mA ，内阻值约为1Ω)，滑动变阻器R (最大阻值约为30Ω)，电键S ，导线假设干．如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________，下面两个电路应该选用的是______．【解析】 此题考查用电流表和电压表测小灯泡电阻的实验方法，并考查学生分析实验，根据实验要求确定电流表的内、外接法与滑动变阻器的两种接法．由P ＝U 2R 得R 灯＝421.6Ω＝10Ω， I m ＝4.510A ＝0.45A ＝450mA ，所以选A 2. 根据电流表、电压表内阻与小灯泡电阻之间的关系，R 灯＝10Ω<R V ·R A ＝200Ω，应选用电流表外接法，应当选甲电路．【答案】 A 2 甲6．(10分)(2009·高考江苏卷)有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L 和两底面直径d 、D 有关．他进展了如下实验：(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d 、D 和长度L .图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L ＝__________cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)，该合金棒的电阻约为几个欧姆．图中有一处连接不当的导线是__________．(用标注在导线旁的数字表示)(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R ＝6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L 、直径分别为d 和D 的圆柱状合金棒的电阻分别为R d ＝13.3Ω、R D ＝3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R 满足R 2＝R d ·R D ，由此推断该圆台状合金棒的电阻R ＝__________.(用ρ、L 、d 、D 表示)【解析】 此题主要考查游标卡尺的使用、电路图的连接、测电阻，意在考查考生对根本仪器、根本电路的掌握情况，同时考查了探究电阻与各物理量的关系．游标卡尺的读数为9.940cm ，电压表应测金属棒两端电压，导线⑥连接出现错误，根据公式可得电阻值．【答案】 (1)9.940 (2)⑥ (3)4ρL πdD7．(10分)在“测定金属的电阻率〞的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1mm ，长度约为80cm ，阻值约为3Ω.使用的电压表有3V(内阻约为3kΩ)和15V(内阻约15kΩ)两个量程，电流表有0.6A(内阻约为0.1Ω)和3A(内阻约为0.02Ω)两个量程．供限流用的滑动变阻器有A ：0～10Ω；B ：0～100Ω；C ：0～1500Ω三种．可供选择的实验电器有如图甲、乙两种．用螺旋测微器测金属丝的直径如下列图，如此(1)螺旋测微器的示数是________mm.(2)为减小电阻的测量误差，应选用图中的________图所示的电路．(3)为了测量便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．(4)电压表的量程应选用________V.(5)电流表的量程应选用________A.【答案】 (1)0.806(0.804～0.808均可)(2)乙 (3)A (4)3 (5)0.68．(10分)(2007·高考重庆理综)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 按如下列图方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：(1)假设电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，如此断路的导线为________；(2)假设电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，如此断路的导线为________；(3)假设反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，如此断路的导线为________．【解析】此题考查的是实物图连接的串并联关系，应先由实物图画出电路图，两图相互结合找到断路的导线．(1)电压表有示数，电流表无示数，一定是灯泡两端附近导线断路．假设c线断，两表都无示数，h线断，电流表有示数，电压表无示数，d线断，如此符合题意．(2)电压表无示数，电流表有示数，一定是电压表两端附近导线断路，d线断，电压表有示数，电流表无示数，h线断，如此电流表有示数，电压表无示数．(3)调节滑动变阻器，电压表、电流表示数变但不能为零，一定是滑动变阻器由分压式接法变为限流式接法，只能是g导线断开．【答案】(1)d(2)h(3)g9．(10分)(2010·潍坊调研)某实验小组想较准确地测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室可提供如下器材A．待测线圈L(阻值约为5Ω)B．电流表A(量程为0～0.6A，内阻约为0.5Ω)C．电压表V(量程为0～3V，内阻约为6kΩ)D．变阻器R1(阻值变化范围为0～10Ω)E．变阻器R2(阻值变化范围为0～1kΩ)F．电池E(电动势约6V，内阻不计)G．两个开关S1、S2，导线假设干其中有两位同学分别设计了如图甲、乙所示的电路．(1)为了使测量的数据较准确，应选________图所示的电路进展测量，滑动变阻器应该选________．(2)某同学实验步骤如下：A．按选出的电路图和实验器材，连接好实验电路；B．合上S1、S2，移动滑动变阻器的触头到适当位置，稳定后读出电流表和电压表的示数；C．移动滑动变阻器触头到不同位置，每次稳定后读出电流表、电压表的示数；D．先断开S1，再断开S2，然后拆除实验装置，整理好实验器材．上述实验过程中不妥一步是________；应改为______________________．【答案】(1)甲 D (2)D 先断开S2，再断开S110．(10分)(2008·临沂模拟)在“测定金属的电阻率〞的实验中，待测金属导线的电阻R x约为5Ω.实验室备有如下实验器材A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程600mA，内阻约为1Ω)E．滑动变阻器R1(0～100Ω，0.3A)F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线假设干(1)为提高实验准确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．(2)为减小实验误差，应选用如下图中________(填“甲〞或“乙〞)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图用导线连接起来．(3)假设用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm，两电表的示数分别如下列图，如此电阻值为________Ω，电阻率为______．【答案】(1)ADEGH (2)乙实物连接如图(3)2.4 1.27×10－6Ω·m11．(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞的实验中，使用的小灯泡为“6V3W〞，其他供选择的器材有：电压表(量程为6V，内阻为20kΩ)；电流表(量程为3A，内阻为0.2Ω)；电流表(量程为0.6A，内阻为1Ω)；变阻器R1(0～1000Ω，0.5A)；变阻器R2(0～20Ω，2A)；学生电源E(6～8V)；开关S与导线假设干．实验中要求在电压表0～6V的范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和对应的电流值I ，以便作出伏安特性曲线，如此在上述器材中，电流表应选________，变阻器应选________．在虚线框中画出此实验的电路图．【解析】 灯泡的额定电流I e ＝P U ＝36A ＝0.5A ，故电流表应选；因灯泡的电压要从零开始变化，故应采用分压电路；在满足安全的前提下，据方便操作的原如此，变阻器应选R 2.【答案】 R 2 电路图如下列图【总结提升】 要掌握“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞的实验电路特点，实验中描绘出的曲线反映了小灯泡的电阻随着电压的升高而增大的规律．12．(10分)(2008·高考重庆卷)某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图甲中E 为直流电源，K 为开关，K 1单刀双掷开关，V 为电压表，A 为多量程电流表，R 为滑动变阻器，R x 为待测稀盐水溶液液柱．①实验时，闭合K 之前应将R 的滑片P 置于________(填“C 〞或“D 〞)端；当用电流表外接法测量R x 的阻值时，K 1应置于位置________(填“1〞或“2〞)．②在一定条件下，用电流表内、外接法得到R x 的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示(不计由于通电导致的化学变化)．实验中R x 的通电面积为20cm 2，长度为20cm ，用内接法测得R x 的阻值是3500Ω，如此其电阻率为________Ω·m，由图乙中对应曲线________(填“1〞或“2〞)可得此时溶液浓度约为________%(结果保存2位有效数字)．【解析】 ①滑动变阻器是分压作用，为保护仪表，开始滑片P 置于D 端，电流表外接法测R x 阻值时，K 1应置于1位置．②由R x ＝ρL S 得，ρ＝R x S L ＝3500×20×10－420×10－2Ω·m ＝35Ω·m因为R x ＝3500Ω，根据常识知，这一阻值远大于电流表内阻，而与电压表内阻较接近，所以选用电流表内接法误差较小，测量较准确，曲线1对应的较准确，所以曲线1对应内接法．由曲线1可得此时溶液浓度约为0.12%.【答案】 ①D 1 ②35 1 0.012 (0.11～0.014间的数据)。

高中物理电学实验【知识梳理】一、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U —I 图像不再是一条直线。

读出若干组小灯泡的电压U 和电流I ，然后在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴画出U —I 曲线。

2、实验步骤（1）、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。

（2）、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端，电路经检查无误后，闭合电键S 。

（3）、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，记入记录表格内，断开电键S ；（4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I ，横轴表示电压U ，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。

（5）、拆去实验线路，整理好实验器材。

3、注意事项（1）、因本实验要作出I —U 图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；（2）、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；（3）、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；（4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端；（5）、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。

连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。

4、误差分析（1）、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I 值比真实值偏大； （2）、描绘I —U 线时作图不准确造成的偶然误差。

5、知识延伸电流表的解法：（1）内接法：如图所示，待测电阻的测量值R 测：A R A RA x A R U U U U U R R R I I I I +===+=+测测测测显然>x R R 测所以x A R R R =-测当>>x A R R 时，x R R ≈测，系统的相对误差很小，可以忽略不计，所以内接法适用于测量高阻值电阻。

第17讲电学实验命题规律 1.命题角度：(1)电阻的测量；(2)描绘小电珠的伏安特性曲线；(3)测量金属的电阻率；(4)练习使用多用电表；(5)测定电源的电动势和内阻；(6)传感器的简单使用.2.常用方法：伏安法、内接法、外接法、替代法、半偏法、电桥法、公式法、图象法．考点一以测电阻为核心的实验伏安法测电阻R测＝U测I测＝R x＋R A>R x，适合测量大电阻R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x，适合测量小电阻描绘小电珠的伏安特性曲线(1)连接电路：用导线进行实物连接(2)测量与记录：移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，填入自己设计的表格中(3)画出图象：画I－U图线测量金属的电阻率1.测电阻R x＝UI2.测电阻率ρ，R x＝ρLS，而S＝πD24，R x＝UI，联立得ρ＝πUD24IL例1(2022·湖北省新高考联考协作体高三期末)音箱线用于连接功放与音箱，用单晶铜作音箱线，音响的音质会更清晰，因为单晶铜电阻率比普通铜低，下面是测量单晶铜电阻率的实验方案．(1)用螺旋测微器测量一单晶铜丝的直径，示数如图(a)所示，可读得单晶铜丝的直径为________ mm；(2)图(b)为实验电路，为了保证两个电表的示数从零开始变化，请画线将滑动变阻器正确接入电路；(3)电路接好后，闭合开关S，滑动变阻器触头从左移到右，发现电压表示数变化很大，电流表示数总为零，这可能是线夹P处发生______(选填“短路”或“断路”)；(4)线夹P的问题解决后，闭合开关S，滑动变阻器触头移到合适位置不动，再把线夹P从a 向b移动，发现电压表示数很小且变化不大，这时应该把连接电压表负接线柱的导线改接在________，再重新把线夹P从a向b移动，读出多组电压表和电流表示数，计算电阻，把多组电阻值与接入电路长度值画成如图(c)的R－x关系图线，根据图线可知R0＝______ Ω，单晶铜的电阻率为________ Ω·m(π取3，计算结果保留两位有效数字)．例2(2022·全国乙卷·23)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻R x在0～5 mA范围内的伏安特性．可用器材有：电压表(量程为3 V，内阻很大)，电流表(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干．(1)要求通过R x的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；(2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为__________(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻；(3)测量多组数据可得R x的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时R x两端的电压为__________ V，流过R x的电流为__________ mA，此组数据得到的R x的阻值为__________ Ω(保留3位有效数字)．考点二以闭合电路欧姆定律为核心的实验练习使用多用电表1.原理：闭合电路欧姆定律，I＝ER x＋R内(其中R内＝R g＋R＋r，I与R x 成一一对应关系)2.中值电阻R中＝R g＋R＋r3.红、黑表笔短接，欧姆调零，I g＝ER g＋R＋r4.电流方向：“红进黑出”测定电源的电动势和内阻伏安法1.原理：U＝E－Ir2.误差来源：电压表的分流3.误差分析：E测<E真，r测<r真(r测＝R V·rR V＋r)伏安法1.原理：U＝E－Ir2.误差来源：电流表的分压3.误差分析：E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋R A)伏阻法1.原理：E＝U＋UR r2.关系式：1U＝rE·1R＋1E3.误差分析：E测<E真，r测<r真(r测＝R V·rR V＋r)安阻法1.原理：E＝IR＋Ir2.关系式：1I＝1E·R＋rE或R＝E·1I－r3.误差分析：E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋R A)例3(2022·广东肇庆市二模)某同学用以下器材组装一简易欧姆表．毫安表A(量程0～50 mA)电阻箱R(阻值0～999.9 Ω)学生电源(输出电压0～16 V)红、黑表笔各一只导线若干实验步骤如下：(1)用导线将毫安表A、电阻箱R、学生电源串联起来，两只表笔一只接毫安表的负极，一只接学生电源负极，为使电流从黑色表笔流出，和毫安表相连的表笔应为________(选填“红”或“黑”)表笔；(2)将学生电源的电压调至2 V，电阻箱调到100.0 Ω，将两表笔短接，发现毫安表指针向右偏转，调节电阻箱阻值，当阻值为35.0 Ω时，发现毫安表恰好满偏，此时电路中的总电阻为________ Ω；(结果保留一位小数)(3)断开两表笔，他在毫安表0刻度处标记“∞”，“50 mA”刻度处标记“0”，并在其他刻度处标上正确阻值成为一个简易欧姆表，则25 mA处应标记________ Ω；(结果保留一位小数)(4)将学生电源的电压调至6 V，将两表笔短接，调节电阻箱直到毫安表满偏，此时该欧姆表的倍率为________(选填“×2”“×3”或“×10”)，将一未知电阻接入两表笔之间，发现毫安表指在25 mA处，该电阻的阻值为________ Ω(结果保留一位小数)．例4(2022·山东济南市一模)某实验小组利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验器材如下：干电池一节(电动势约为1.5 V，内阻约为0.5 Ω)；电压表V(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)；电流表A(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)；开关、导线若干．(1)实验电路图选择______(选填“甲”或“乙”)．(2)用笔画线代替导线，将图中的器材连成实验电路．(3)完成实验后，某同学利用图象分析由电表内阻引起的实验误差．在下列选项中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图象；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的U－I图象．本次实验分析误差的U－I图象是________．(4)为减小电表内阻引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是________．A．换用内阻更小的电流表B．换用内阻更大的电流表C．换用内阻更小的电压表D．换用内阻更大的电压表例5(2022·黑龙江省哈师大附中高三期末)某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时，发现量程为0～3 V的电压表出现故障不能正常使用，实验台上有一个量程为0～500 μA、内阻R g＝200 Ω的灵敏电流计和一个电阻箱R(0～9 999 Ω)．(1)为了把灵敏电流计改装成量程为0～3 V的电压表继续实验，电阻箱R应调至______ Ω.(2)请用笔画线代替导线完成图乙的实物电路连接．(3)探究小组中一个同学用灵敏电流计和电阻箱设计了如图丙所示的实验电路，同样测出了干电池的电动势和内阻．①多次调节电阻箱，记录灵敏电流计的示数I和电阻箱的阻值R，干电池的电动势和内阻分别用E 和r 表示，则1I和R 的关系式为________________．②然后以1I 为纵坐标，以R 为横坐标，作出了1I －R 图线为一直线，如图丁所示，测得直线在纵轴上的截距b ＝144，直线的斜率k ＝57，则该干电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.考点三 创新型实验1．测量电阻创新方案对比安安法如果已知的内阻R 1，则可测得的内阻R 2＝I 1R 1I 2串联一定值电阻R 0后，同样可测得的内阻R 2＝I 1(R 1＋R 0)I 2伏伏法两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R 1，则可测出的内阻R 2＝U 2U 1R 1并联一定值电阻R 0后，同样可得的内阻R 2＝U 2U 1R 1＋U 1R 0替代法单刀双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R 1，保证电流表两次读数相等，则R 1的读数即等于待测电阻的阻值 半偏法测量电流表内阻闭合S 1，断开S 2，调节R 1使G 表满偏；再闭合S 2，只调节R 2，使G 表半偏(R 1≫R 2)，则R 2＝R 测，R 测<R 真测量电压表内阻使R 2＝0，闭合S ，调节R 1使V 表满偏；只调节R 2使V 表半偏(R V ≫R 1)，则R 2＝R 测，R 测>R 真电桥法调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R 1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和R x两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有：U1R1＝U2R2，U1R3＝U2R x.由以上两式解得：R1·R x＝R2·R3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻R x的阻值2．传感器的应用例6(2022·江苏连云港市高三期末)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值．已知电源电动势约为4.5 V，内阻约为1.5 Ω，电压表满偏电压为3 V，定值电阻R0＝3.5 Ω，电阻箱R最大阻值为99.9 Ω.电阻R/Ω 1.0 2.0 4.0 6.08.010.0电压U/V0.75 1.28 2.00 2.45 2.76 3.00(1)将S2接1，闭合开关S1前，该同学首先将电阻箱的阻值调到最大，这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的；(2)多次改变电阻箱R的阻值，得到对应电压表的示数U如表格所示，请根据实验数据在图乙中作出U－R关系图象；(3)断开S 1，将S 2接2，再闭合S 1，电压表示数为1.60 V ，利用(2)中测绘的U －R 图象可得R x ＝________ Ω，考虑到电压表为非理想电表，则R x 测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．例7 (2022·山东卷·14)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验．实验器材：干电池E (电动势1.5 V ，内阻未知)； 电流表A 1(量程10 mA ，内阻为90 Ω)； 电流表A 2(量程30 mA ，内阻为30 Ω)； 定值电阻R 0(阻值为150 Ω)； 滑动变阻器R (最大阻值为100 Ω)； 待测电阻R x ； 开关S ，导线若干． 测量电路如图所示．(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R 的滑片调到阻值最大一端．将定值电阻R 0接入电路；闭合开关，调节滑片位置．使电流表指针指在满刻度的12处．该同学选用的电流表为________(选填“A 1”或“A 2”)；若不考虑电池内阻．此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________ Ω.(2)断开开关，保持滑片的位置不变．用R x 替换R 0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的35处，则R x 的测量值为________ Ω.(3)本实验中未考虑电池内阻，对R x 的测量值________(选填“有”或“无”)影响．1．(2022·甘肃张掖市高三期末)已知电流计G 的量程约为几毫安，内阻很小，现要将其量程扩大为原来的3倍，某同学设计如图所示的电路图， 实验室提供了以下器材：A ．电源(E 1＝3 V)B ．电源(E 2＝15 V)C．滑动变阻器R1(阻值为0～1 kΩ)D．滑动变阻器R2(阻值为0～15 kΩ)E．电阻箱F．开关、导线．(1)电源应选________，滑动变阻器应选________．(均填器材前所对应的字母)(2)改装步骤如下，请将步骤补充完整：①按电路图连接各器材，把滑动变阻器的滑片调至最________(选填“左”或“右”)端；②将开关S2断开，S1闭合；③调节滑动变阻器的滑片，使电流计G满偏；④保持________不变，再闭合开关S2，把电阻箱调到适当值，使电流计________；⑤不再改变电阻箱的阻值，保持电流计G和电阻箱并联，撤去其他电路，即可将电流计G的量程扩大为原来的3倍．2．(2022·福建龙岩市三模)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值R随光的照度I的变化而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)．(1)某光敏电阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根据表中的数据，请在图甲的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并判断光敏电阻的阻值R与照度I是否成反比关系．答________(填“是”或“否”)．照度I/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2阻值R/kΩ 5.8 3.7 2.7 2.3 2.0 1.8(2)图乙为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“CD”)之间．(3)已知线圈的电阻为140 Ω，直流电源E的电动势E＝36 V，内阻忽略不计．当线圈中的电流大于10 mA时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器R′的阻值应调为________ Ω，才能使天色渐暗、照度低于1.0 lx时点亮路灯．(4)使用一段时间后发现，路灯在天色更亮时就已点亮了，为了使路灯能按设计要求点亮和熄灭，变阻器R′的阻值应适当调________(选填“大”或“小”)些．。

高二物理实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。

二、实验原理1.金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。

以电流I 为纵坐标，以电压U 为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I —U 图像。

2.小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。

三、实验器材小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。

四、实验步骤1.将电流表（0-0.6A ）、电压表机械调零（0-3v ）2.按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P 移至A 端，如图：3.闭合开关S ，将滑片P 逐渐向B 端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取5-8组，记录数据，整理分析。

4.拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。

以电流I 为纵坐标，以电压U 为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I —U 图像。

结论：七、实验结论1.小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。

2.曲线原因的分析：根据欧姆定理，IU R =应该是一条直线，但是那仅仅是理想电阻，R 是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R 是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R 自然上升，对于IU R =来说，R代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。

八、误差分析1.测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。

2.读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。

3.描绘图像时没有描绘准确造成误差。

十、注意事项1.实验前注意检查电表是否指零，如果不指零，要调节定位螺丝使指针指零。

经过计算可知，小灯泡电阻较小，为了减小误差，电流表采用外接法，为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法；2.实验过程中为了减小误差，电压表量程要进行变换。

高中物理电学实验总结归类电学实验I. 实验设计的根本思路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〕、测电的电动势与内电阻是考察频率较高的实验。

它们所用到的原理公式为：R =U, E =U +Ir 。

由此可见，I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。

因此复习中应纯熟掌握根本实验知识及方法，做到以不变应万变。

1．电路设计原那么：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵敏性，解决时应掌握和遵循一些根本的原那么，即“平安性”、“方便性”、“准确性”原那么，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵敏运用。

⑴正确性：实验原理所根据的原理应当符合物理学的根本原理。

⑵平安性：实验方案的施行要平安可靠，施行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，电也有最大允许电流。

⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进展数据处理。

⑷准确性：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。

II. 仪器读数螺旋测微器读数公式：测量值=固定刻度值+可动刻度位置的读数×0.01mm 〔1〕看半刻度是否漏出，固定刻度上的刻度值是以mm 为单位；〔2〕可动刻度要估读, 小数点后应保存三位有效数字。

如右图读数时，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局部〔因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位〕，再把两局部读数相加，得测量值。

右图中的读数应该是6.702mm 。

测量值=6.5＋20.3×0.01mm＝6.703mm 〔6.702mm ～6.704mm 均正确〕例1、读出以下螺旋测微器测量的读数。

⑴⑵mm mmmm读数练习游标卡尺可以方便地测量外径、内径、深度。

卡尺分类主尺最小刻度〔mm 〕游标刻度总长(mm) 准确度(mm) 10分度 1 9 0．1 20分度 1 19 0．05 50分度 1 49 0．02 2、读数方法第一步：看游标尺总刻度确定准确定度〔10分度、20分度、50分度的准确度见上表〕第二步：读出游标尺零刻度线左侧的主尺整毫米数〔X 〕；如：以下例题中为X=41mm ．．．．．．．．第三步：找出游标尺与主尺刻度线“正对”的位置，并在游标尺上读出对齐线到零刻度线的．．．小格数(n)〔不要估读〕；如：以下例题中为10小格, 即n=10；4.120cm 例1、一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm 。

01280128＂描繪小燈泡の伏安特性曲線＂實驗報告單班級________________ 姓名________________ 實驗時間______________一、實驗目の掌握用伏安法研究非線性電阻伏安特性の方法。

二、實驗原理1．據部分電路の歐姆定律知，在純電阻電路中，電阻R 兩端の電壓U 與電流I 成正比，即U=IR ，其U —I 圖線是一條過原點の直線．由於小燈泡燈絲の電阻率隨著溫度の升高而增大，其電阻也隨著溫度の升高而增大，故小燈泡の伏安特性曲線應為曲線． 2．實驗中選用“ V ， A”の小燈泡，故電流表の量程選用 ，電壓表の量程選用 ．由於這種規格の小燈泡の電阻很小，當它與電流表串聯時，電流表の分壓影響很大，為了減小實驗誤差，應采用電流表“ ”．本實驗中，為了使小燈泡兩端の電壓從零開始連續變化，滑動變阻器應采用“ ”。

三、實驗器材小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器(最大阻值 Ω)、學生低壓直流電源(或電池組)、電鍵、導線若幹、坐標紙、鉛筆。

四、實驗步驟1.根據實驗要求，設計實驗の電路圖如圖所示。

2.根據電路圖連接實驗電路．用導線將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、電鍵連接成實驗所需の電路．滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，電流表の量程用0.6 A ，電壓表の量程先用0～3 V ，電壓超過3V 時，采用15 V の量程。

3.測出小燈泡在不同電壓下の電流值。

閉合電鍵S 前，滑動變阻器の滑片P 應位於阻值最大端，這樣閉合電鍵後，小燈泡兩端の電壓可以從零開始連續變化，同時這樣做也起到了保護用電器の作用，防止燈泡兩端の電壓過大而燒壞小燈泡及電表。

閉合電鍵S 後，使滑動變阻器の滑片戶由左向右移動，讀取並記錄10組不同の電壓值U 和電流值I ，並將測量結果填入實驗記錄表中。

4．在坐標紙上畫出伏安特性曲線在坐標紙上，以U 為橫軸，以I 為縱軸，建立平面直角坐標系．根據實驗測得の數據，描出各組數據所對應の點，將描出の各點用平滑の曲線連接起來，就得到了小燈泡の伏安特性曲線。