(2012高考版) 电学实验基础(一)：内接法、外接法,分压限流,仪器的选择

电学实验的基础知识一、测量电路与控制电路的选择与设计1.测量电路(1)电流表的内接法和外接法的比较⑵两种电路的选择①临界值计算法：2 . .R<vRvR时，用电流表外接法R?>RvR时，用电流表内接法。

②实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。

2. 控制电路(1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法（2）必须选用分压式的“ 3种情况”①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，既若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流（或电压），则必须选用分压式接法。

②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压式接法。

③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。

二、练习1.［测量电路的选择］在伏安法测电阻的实验中，待测电阻F X约为200Q，电压表的内阻约为2kQ,电流表的内阻约为10Q,测量电路中电流表的连接方式如图1（a）或（b）所示，结果由公式R=U/I计算得出，式中U与1分别为电压表和电流表的示数。

若将图（a）和（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则____ （填Rx1或Rx2）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_L填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2 （填“大于”、“等于”或“小于”）2.［控制电路的选择］有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Q,请选择适当的器材,以便测量其阻值。

可供选择的电路如图5。

可供选择的器材是:甲乙A. 电动势4.5 V、内阻不计的电源EB .量程为15 V、内阻10 k Q的电压表V1C .量程为3 V、内阻6 k Q的电压表V2D .量程为300 mA内阻4 Q的电流表A1E .量程为5 A、内阻2 Q的电流表A2F .最大阻值20 Q、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1G.最大阻值500 Q、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2H .开关和若干根导线。

方法选择我做主一、伏安法测电阻伏安法测电阻是物理课本中介绍的基本方法，其基本的原理图如1、2所示：其中图1是安培表的外接法，适合测小电阻，R X 的测得值小于其真实值，实际测量的是R X 与R V 的并联值，原因是电压表示数等于R X 两端电压，电流表示数大于流过R X 中的电流。

图2是安培表内接法，适合测大电阻，R X 的测得值大于其真实值，实际测量的是R X 与R A 的串联值，原因是电压表示数大于R X 两端电压，电流表示数等于流过R X 中的电流。

结论“大内偏大，小内偏小”即测大电阻用内接法，测量值比真实值偏大；测小电阻用内接法，测量值比真实值偏小。

选择电流表内接和外接的方法①如果x R 、A R 、v R 大约阻值知道时，在满足x v R R <<满足时，采用外接法；当x A R R >>时，采用内接法。

②临界电阻法判断 先算出临界电阻值0A v R R R =，若0x R R <采用电流表外接法；若0x R R >采用电流表内接法。

③试触法 即通过改变电表的连接方式，电表示数变化情况确定内接还是外接。

具体判断时可采用比较I I ∆和U U ∆大小的方法来判断采用内接法还是外接法。

若I I ∆>U U ∆，应采用内接法；若I I ∆<UU∆，应采用外接法。

二、滑动变阻器的限流接法与分压接法两种电路的比较 图1限流法 图2分压法两种电路的选择通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，结构连接简单，因此，优先考虑以限流法为主。

在下面三种情况下必须选择分压接法a.要使某部分电路的电压或电流从零开始延续调节，只有分压电路才能满足。

b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保持电表和电阻元件免受损坏，必须采用分压接法c.伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，为了能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择分压接法。

——以测电阻为核心的电学实验考查点(一)电路的选择1．电流表内接法与外接法的选择由于电流表内阻的分压作用，电压表由于电压表内阻的分流作用，电流表2．分压电路与限流电路的选择(1)以小控大用分压，相差无几用限流，即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路。

若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小。

(2)必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据。

[例1](2016·浙江高考)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。

采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 Ω。

(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)。

(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω。

(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的110，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。

A．①连接a，②连接cB．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d[解析](1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线①接a，由于采用分压电路，故导线②应接d。

(2)根据实验数据作出R1的伏安特性曲线如图所示，图线的斜率即为电阻R1的大小，由图像可知，R1＝4.6 Ω。

(3)设R1的边长为l，厚度为h，电阻率为ρ，根据电阻定律，得R1＝ρlhl＝ρh，R2的阻值R2＝ρl 10hl10＝ρh＝R1，故测量R2的电路同测量R1的电路，故选项B正确。

[答案](1)a d(2)作图见解析 4.6(4.4～4.7均可)(3)B考查点(二)测定金属的电阻率1．实验仪器的选择原则电压表和电流表一般要根据实验电路中电源的电压和流过金属丝的电流进行选择，在该实验中，电压表一般选择3 V的量程，电流表一般选择0.6 A的量程；如果采用限流式电路，选用的滑动变阻器最大阻值一般要比待测金属丝的阻值大一些，如果采用分压式电路，一般应选用最大阻值较小，而额定电流较大的滑动变阻器。

2012届高三藏线学生用（配套教学课件：高考物理电学实验难点突破）一、多用表1、电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。

电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g 2、电压表的改装（1）原理：g g g U I R =很小，不能直接换刻度测电压，需要串联一个如图所示的分压电阻。

（2）分压电阻的计算：由串联电路的特点知：g g g U I R I R =+则：11g g g gg g g UU U R R R R I I R U ⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭因为电压扩大表头量程的倍数：gU n U =所以()1g R n R =-注：相同的表头改装成的不量程的电压表串联，指针偏转角度相同。

3、电流表的改装（1）原理：g I 很小，不能直接换刻度测电流，需要并联一个如图所示的分流电阻。

（2）分流电阻的计算：由并联电路的特点知()g g g I R I I R =-则：1g g g ggI R R R I I I I ==--因为电流扩大表头量程的倍数：gI n I =所以1g R R n =-注：相同表头改装成量程不同的电流表并联，指针偏转角度相同。

4、电流表、电压表的读数规则：电流表量程一般有两种——0.1~0.6A ，0~3A ；电压表量程一般有两种——0~3V ，0~15V 。

如图10-1所示：图10-1因为同一个电流表、电压表有不同的量程，因此，对应不同的量程，每个小格所代表的电流、电压值不相同，所以电流表、电压表的读数比较复杂，测量值的有效数字位数比较容易出错。

下面是不同表，不同量程下的读数规则：电压表、电流表若用0~3V 、0~3A 量程，其最小刻度（精确度）分别为0.1V 、0.1A ，为10分度仪表读数，读数规则较为简单，只需在精确度后加一估读数即可。

恒 定 电 流 二知识点一：滑动变阻器的使用方法： a 限流接法。

b 分压接法。

1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法.负载R 上电压调节范围 负载R 上电流调节范围 相同条件下其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0R R L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0<<R L 时，无论怎样改变R 0的大小，也不会使I L 有较大变化.在分压电路中，不论R 0的大小如何，调节滑动触头P 的位置，都可以使I L 有明显的变化. 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.（1）下列三种情况必须选用分压式接法①、若要求被测电阻两端电压变化范围较大，或需要从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），必须采用分压接法.分压式电路中，在电路中的电流小于滑动变阻器的额定电流的前提下，应该选择量程较小的变阻器（调节效果好，电压变化均匀）。

②、当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.③、当用电器的电阻R L 远小于滑动变阻器的最大值R 0，为使被测电阻中的电流有明显变化，应采用分压接法. ④、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定电流时，只能采用分压接法.（2）下列情况可选用限流式接法①、测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，两种接法都可以，采用限流式接法较好，节能省电.②、电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.③、没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.知识点二：电流表内接法与电流表外接法的比较根据欧姆定律的变形公式IUR =可知，要测某一电阻x R 的阻值，只要用电压表测出x R 两端的电压，用电流表测出通过x R 的电流，代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。

内接法和外接法的选择很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候采用内接法，什么时候采用外接法，仅是知道测大电阻用内阻法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。

下面就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外接法的选择。

一. 误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。

它的测量值和真实值应该是：RUIRUIxx测测测真，＝=，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。

当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。

如果电阻R x的值远小于电压表的内阻R V，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。

当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。

如果电阻R x的值远大于电流表的内阻R A，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻。

二. 系统的相对误差由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以：相对误差=-=+-=+⨯||||R RRR RR RRRRR RxxV xV xxxxx V测100%内接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以：相对误差=-=+-=⨯||||R RRR R RRRRxxx A xxAx测100%当内、外接法相对误差相等时，有R R R RR x x V A x+=，所以，R R R A V 0≈（R R A V <<）为临界值。

当R R R x A V >（即R x 为大电阻）时用内接法，当R R R x A V <（即R x 为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。

高三物理电学实验一、电流表内、外接法的选择：内接法中，由于电流表内阻的影响，电阻的测量值大于真实值；外接法中，由于电压表内阻的影响，电阻的测量值小于真实值。

为了尽可能地减小误差，必须判断被测电阻是大电阻还是小电阻，从而确定内、外接法。

判断方法如下：1、若Rx R V ＜A R Rx ，R x 为大电阻，内接法误差小；若Rx R V ＞AR Rx，R x 为小电阻，外接法误差小；2、若被测电阻R x 的大小无法直接判定时，先求临界电阻0R ：V A R R R ⋅=0，若0R Rx >，为大电阻，内接法误差小。

0R Rx <，为小电阻，外接法误差小；0R Rx =，内外接法均可。

3、若不知道被测电阻的大约值，无法比较x AR R 及Vx R R 大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定。

具体方法：接电路时把电压表的一端接入电路中，另一端连接导线预留，如图1所示，闭合电路，移动电压表的这个预留端，先后与A 、B 两点接触，使电流表进行内、外接改变，同时观察两表示数变化情况，若电流表示数变化明显，说明外接时（即接在A 点）电压表分流作用大，应采用内接法测量；若电压表示数变化明显，说明内接时（即接在B 点）电流表的分压作用大，应采用外接法测量。

【例1】有一个未知电阻，为了较准确地测出其电阻值，采用上述的方法，当电压表的预留端接在A 点时，两电表的读数分别为4.8V ，5.0mA ，接在B 点时，两电表的读数分别为5.0V ，4.0mA ，则被测电阻的测量值较准确的数值等于多少？【解析】由题意可知，电流表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，即被测电阻的阻值可以与电压表相比较，说明被测电阻为大电阻，内接法误差小，则被测电阻的测量值较准确的数值应用第二组数据来计算，即R 测=1250Ω。

二、控制电路的选择：（滑动变阻器分压与限流接法的选择） 1、限流接法：如图2甲所示，注意：在接通电源之前应把接入中路中的电阻最大，电路中的电流最小，以保证安全。

高三物理电学实验专题复习一、伏安法测电阻外接法 内接法 1．原则：当x R <V A R R ，Axx V R R R R >，x R 较小时，电压表分流作用小，应选用外接法 当x R >V A R R ，Ax x V R RR R <，x R 较大时，电流表分压作用小，应选用内接法 2．简易记法：“小外小，大内大”（小电阻外接偏小，大电阻内接偏大）二、测量电路的选择：1．区别：限流U U U RR R x x x≤≤+（不能从0开始） 分压：U U x ≤≤0（从0开始）2．选取原则：①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。

②负载电阻Rx 远大于滑动变阻器总电阻R 时，须用分压式接法。

③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。

④负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器的总电阻R 或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。

⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。

三、三个基本电学实验 实验名称测电阻（电阻率）描绘小电珠的伏安特性曲线测电源电动势与内阻电路 原理图图像物理意义lRd 42πρ=，k UIR ==1 U 增大，电阻R 增大纵轴截距E ，IUr ∆∆=四、典型例题例1．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A ．电池组（3V ，内阻1Ω）；B ．电流表（0~3A ，内阻0.0125Ω）C ．电流表（0~0.6A ，内阻0.125Ω）D ．电压表（0~3V ，内阻3k Ω）E ．电压表（0~15V ，内阻15k Ω）F ．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A ）G ．滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A ）H ．电键、导线。

（1）上述器材中应选用的是________。

高考物理模型之限流分压内外接法测电阻
历年高考物理实验中，电学实验是必考实验之一。

纵观多年高考物理，涉及电学实验考查范畴多以电流表的内外接法、滑动变阻器的连接方式、实验器材选择、实验原理图、实验数据、实验工具读数等方式出现。

而限流分压、内外接法测电阻各种实验考查的核心，所以备考过程中掌握其规律尤其重要。

本文将从限流分压测电阻进行点拨。

测量电路：内外接法
这里的内外接法，针对的是电流表而言。

如果电流表连在电压表里面的称为内接法，反之称为外接法。

要点说明：内大外小，即内接法测量的是大电阻，外接法测量的是小电阻。

正是基于这个要点，我们在估算出被测电阻阻值后，就可以合理选择内接法还是外接法了。

为了更好理解，可以用下面表格对比分析：
选择方法：利用被测电阻R x和电压表电阻R V与电流表电阻R A通过计算比较。

另外一下，用内外接法都会引起实验误差，该误差都是由于电表非理想电表引起的。

内接法时，R测>R 真；外接法，R测<R真。

供电电路：限流式接法、分压式接法
这里的限法分压针对的是滑动变阻器在电路中的连接方法，如下图所示：
两种连接方法各有利弊，如何选择呢？
一般可以通过以下几个原则判断：
1、零起必分压：实验要求电表从0开始调节的，或者U-I图像从0开始画起的，必用分压式接法；
2、滑小必压：如果滑动变阻器的小于被测电阻阻值(3-5倍)的，用分压式接法；
3、烧表必分压：如果所选的电表在估算其电表值大于其量程，会引起电表被烧坏，所以必用分压式接法。

以上是选择分压式接法常见判断原则，反之则用限流式接法。

电学实验的基础知识一、测量电路与控制电路的选择与设计 1．测量电路①临界值计算法:R X 2<RvR A 时，用电流表外接法: R X 2>RvR A 时，用电流表内接法。

②实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。

2．控制电路(1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法(2)必须选用分压式的“3种情况”①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，既若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。

②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压式接法。

③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。

二、练习1. [测量电路的选择]在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R X 约为200Ω，电压表的内阻约为2k Ω，电流表的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图1(a)或(b)所示，结果由公式R=U/I 计算得出，式中U 与1分别为电压表和电流表的示数。

若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 (填Rx1或Rx2)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

2．[控制电路的选择]有一个电阻Rx ，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值。

可供选择的电路如图5。

可供选择的器材是：A．电动势4.5 V、内阻不计的电源EB．量程为15 V、内阻10 kΩ的电压表V1C．量程为3 V、内阻6 kΩ的电压表V2D．量程为300 mA、内阻4 Ω的电流表A1E．量程为5 A、内阻2 Ω的电流表A2F．最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1G．最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2H．开关和若干根导线。

高考物理电学实验复习一般规律：一、测电阻时电流表内外接法的选择：当电阻很大或R X /R A >R V /R X 时，用外接法：当电阻很小或R X /R A <R V /R X 时，用内接法误差：内接法测量值偏大：外接法测量值偏小二、滑动变阻器的接法及选择：二者主要区别在于电路中电压变化范围不同，分压式最小电压可达到0，而限流式不能达到0一般情况下用限流式，在下列情况用分压式：1、当要求电压变化范围是从0开始时一定是用分压式；2、当变阻器阻值很小，用限流法不能保护电路或达不到电压变化的要求时一定是用分压式三、仪表的选择：根据电路中电流、电压的大小，选合适的量程，量程不能过大，不然就会使读数不准；量程不能过小，不然就会烧坏仪表。

滑动变阻器的选择要根据其接法而定，一般分压式所用变阻器较小些，限流式较大，具体根据实验要求来定。

四、实物连接：实物连接以其考察的知识点较多和要求思考问题全面等特点，成为高中物理实验的热点。

然而学生在这种题上往往失误太多。

究其原因，就是没有建立起完整、细致、合理的思维程序，使得连出的线路图出现错误或疏漏。

我们可以把解决实物连线的问题的思路建立一个程序如下：1、根据原理画出电路图2、根据要求选择器材及量程3、根据先并后串或先串后并的方法连接实物图4、连接时要注意：电流的方向、仪表的量程、变阻器的接法及滑片的初位置实例分析1．一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程m I 。

所用器材有：量程不准的电流表1A ，内阻1r =10.0Ω，量程标称为 5.0mA ；标准电流表2A ，内阻2r =45.0Ω，量程1.0mA ；标准电阻1R ，阻值10.0Ω；滑动变阻器R ，总电阻为300.0Ω；电源E ，电动势3. 0V ，内阻不计；保护电阻2R ；开关S ；导线。

回答下列问题：（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。

限流式分压式（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。