电学实验-电表改装与多用电表

改装电表实验报告改装电表实验报告摘要：本实验旨在通过改装电表，探索电表的工作原理和电能计量的基本原理。

通过实验，我们成功地改装了电表，并对其进行了测试和分析。

实验结果表明，改装后的电表具有更高的精度和稳定性，能够准确计量电能的消耗。

1. 引言电表作为一种常见的电力计量设备，广泛应用于各种场合。

然而，传统的电表存在一些局限性，如精度不高、易受外界干扰等。

因此，对电表进行改装，以提高其性能和稳定性，具有重要的研究意义和实际应用价值。

2. 实验目的本实验的主要目的是改装电表，使其能够更准确地测量电能的消耗。

具体而言，我们将通过更换电表的电路元件和优化电路结构，提高电表的精度和稳定性。

3. 实验材料和方法3.1 实验材料- 电表- 电路元件（如电阻、电容等）- 电源- 示波器- 多用电表3.2 实验方法- 拆卸电表外壳，暴露内部电路。

- 分析电表的原理和结构，确定需要改装的部分。

- 更换电表的电路元件，优化电路结构。

- 组装电表，进行测试和校准。

- 使用示波器和多用电表对改装后的电表进行性能测试。

4. 实验结果与分析经过改装后，我们成功地提高了电表的精度和稳定性。

在实验中，我们使用示波器和多用电表对改装后的电表进行了测试，结果显示改装后的电表的测量误差明显降低，能够更准确地计量电能的消耗。

我们进一步分析了改装前后电表的工作原理和电路结构，发现改装后的电表采用了更先进的电路设计和更精密的元件，使得电表的测量精度得到了显著提高。

同时，我们还注意到改装后的电表对外界干扰的抗干扰能力也得到了增强，能够更好地适应不同环境下的工作。

5. 实验总结通过本次实验，我们成功地改装了电表，并对其进行了测试和分析。

实验结果表明，改装后的电表具有更高的精度和稳定性，能够准确计量电能的消耗。

这对于电力计量和能源管理具有重要意义。

然而，本实验仅仅是对电表进行了简单的改装和测试，还有很多方面可以进一步研究和改进。

例如，可以探索更先进的电路设计和元件应用，以进一步提高电表的性能和稳定性。

高中数学电表改多用表教案教学目标：1. 理解电表的工作原理和基本计量单位；2. 掌握电表的操作方法；3. 熟练掌握电表改为多用途表的方法；4. 实际操作中能够准确测量电路中的电流和电压。

教学重点：1. 理解电表的基本结构和工作原理；2. 掌握电表的操作方法；3. 熟练掌握电表的改装方法。

教学难点：1. 确保学生理解电表的基本原理和计量单位；2. 确保学生能够顺利完成电表的改装。

教学过程：1. 引入：通过介绍电表的基本原理和工作方式，让学生了解电表的作用和重要性；2. 知识点讲解：讲解电表的基本结构、工作原理和计量单位，让学生掌握基本知识；3. 操作演示：教师进行电表的操作演示，让学生了解电表的使用方法；4. 实验操作：让学生自行操作电表测量电路中的电流和电压，并记录实验数据；5. 改装实验：介绍电表改为多用途表的方法和步骤，让学生进行实际操作；6. 总结练习：让学生总结操作过程中出现的问题和解决方法，并进行相关练习；7. 完成实验报告：学生完成实验报告，包括实验目的、方法、实验数据及结论等。

教学评价：1. 实验操作表现：评价学生在操作过程中的技能和方法是否正确；2. 报告评估：评价学生完成的实验报告是否符合要求，是否清晰明了。

教学延伸：1. 让学生自己设计一个新的改装方法，并进行实际操作；2. 组织学生进行小组讨论，分享各自的经验和成果。

教学反馈：1. 在课堂中及时对学生提出的问题进行解答和指导；2. 收集学生的学习反馈，及时调整教学方法和内容。

教学资源：1. 电表、多用途表等实验器材；2. 实验报告模板等辅助工具。

最新最全,高中物理《电学实验》,高考必考知识点,整体分析本文旨在对高中物理《电学实验》这一高考必考知识点进行整体分析，以便学生能够更加熟练地掌握各个知识点，从而在高考中顺利解决相关题目。

本文将从四个方面进行分析，即测电阻、电表改装与校准、测电源电动势和内阻、多用电表的使用。

第一部分：测电阻电学实验可以归总为伏安法测电阻。

电路整体由控制电路和测量电路组成。

在进行实验时，安全第一，应将“限流式”滑动变阻器接入电路以确保电路安全，并保证电压表和电流表的指针偏转在以上，以减小读数时产生的误差。

在确保安全前提之下，为保证精度，电源电动势应选大一些。

控制电路的连接方式有限流式和分压式两种，选择时需考虑实验要求和滑动变阻器的安全。

在分压式接法中，滑动变阻器的选择需确保其安全。

第二部分：电表改装与校准电表改装与校准是电学实验的重要部分。

在进行电表改装时，需注意电表的量程、电流灵敏度和电阻灵敏度等因素，以确保改装后的电表能够满足实验要求。

在进行电表校准时，需先进行零点校准，再进行量程校准。

校准时需使用标准电源和标准电阻，以确保校准的准确性。

第三部分：测电源电动势和内阻测电源电动势和内阻是电学实验的另一重要部分。

在进行实验时，需注意电源的内阻和电动势的测量方法。

内阻的测量方法有两种，即伏安法和电桥法。

电动势的测量方法有三种，即开路法、短路法和内阻法。

在进行实验时，需根据实验要求选择合适的测量方法。

第四部分：多用电表的使用多用电表的使用是电学实验的最后一部分。

在进行实验时，需根据实验要求选择合适的电表，并注意电表的使用方法和注意事项。

在进行实验时，应注意电路的安全和精度，以确保实验结果的准确性。

综上所述，高中物理《电学实验》是高考必考知识点之一，分值较高。

本文从四个方面对该知识点进行了整体分析，以便学生能够更加熟练地掌握各个知识点，从而在高考中顺利解决相关题目。

和R1组成，满足小电阻的测量要求。

②“测大电阻”Ⅰ>电路示意图：IgrgGR2R1K2EK1Ⅱ>实验操作步骤：A.闭合K1断开K2调节R2使电流表恰好达到满偏I gB.闭合K2保持R2不变，调节R1使电压表达到半偏1Ug2C.在R1R2时，可以认为rgR2Ⅲ>实验满足的条件分析：（认为干路电流近似不变）若rgR2则必定认为通过电阻箱R2的电流为Ig2，即当R2接入时，并联部分等效电阻认为几乎不变，干路电流才能近似不变。

电学实验一、内容概述1、掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差。

2、掌握滑动变阻器的两种用法。

3、理解多用电表的原理和读数方法。

二、重点知识讲解（一）电表的改装1、电流表：把表头G改装成电流表，即把表头的量程I g扩大到电流表的量程I，这时应并联一个电阻R，起分流作用。

若电流表的扩大倍数为，由并联电路的特点得：电流表的内阻：2、电压表：把表头G改装成电压表，即把表头的量程U g扩大到量程U，应串联一个电阻起分压作用。

若电压表的扩大倍数为，由串联电路的特点得：电压表的内阻为：R V=R＋R g=nR g量程：U=nU g=I g R V例1、有一块满偏电流Ig=1mA、线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表；（1）把它改装成满偏电压U=10V的电压表；（2）把它改装成满偏电流I=10mA的电流表。

要求画出电路图，算出有关数据。

（二）电阻的测量1、伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）2、实验电路（电流表内外接法）的选择测量未知电阻的原理是R＝，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：（1）若＞，一般选电流表的内接法。

如图（a）所示。

由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻R x与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和R x的电流，所以使用该电路所测电阻R测＝＝R x＋R A，比真实值R x大了R A，相对误差a＝（2）若＜，一般选电流表外接法。

如图（b）所示。

由于该电路中电压表的读数U表示R x两端电压，电流表的读数I表示通过R x与R V并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R测＝也比真实值R x略小些，相对误差a＝.例2、某电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A．待测电流表A1（量程0.6A）；B．电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）C．电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ）；D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）E．定值电阻R2（阻值5Ω）F．电源E（电动势4V）G．电键S及导线若干（1）电压表应选用_____________；（2）画出实验电路图；（3）如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：R A=______________。

电表改装、多用电表原理一、将电流表G （表头）改装为电流表和电压表 电流表G 的三个参数： （1）表头内阻g R ；（2）表头的满偏电流g I ； ⇒三者关系：g g g R I U = （3）表头的满偏电压g U 。

【例】有一个电流表G ，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA 。

(1) 电流表G 可直接作为量程为 A 的电流表串联入电路测电流。

(2) 电流表G 也可以作为量程为 V 的电压表并联入电路测电压。

(3) 将电流表G 改装为量程为0～3V 的电压表，要在电流表上 联一个阻值为 Ω的电阻。

改装后的电压表内阻V R = Ω。

（4）将电流表G 改装为量程为0～0.6A 的电流表，要在电流表上 联一个阻值为 Ω的电阻。

改装后的电流表内阻A R = Ω。

（5）双量程电压表 （6）双量程电流表【对电表的进一步认识】1.理想电表模型：电压表内阻无限大，可视为断路；电流表内阻为零，可视为短路。

因此，对于理想电表，电表内阻对电路的影响忽略不计，这时它只负责读数。

2.实际电表：（1）实际电表是以灵敏电流表（表头）为核心的电阻系统。

（2）表头的核心部件是一个有一定电阻值的线圈，在电路中相当于一个定值电阻（g R ）。

表头串联一个定值电阻即为电压表，表头并联一个定值电阻为电流表。

（3）实际电表在电路中有双层角色：一，实际电表就是一个电表，能显示自身两端的电压或通过自身的电流；二，实际电表又是一个电阻，遵守欧姆定律，分析电路时不可忽略。

（4）电压表和电流表的测量值总小于实际值。

【练习】1．有一满偏电流Ig=5mA ，内阻Rg=400Ω的电流表G ，若把它改装成量程为10V 的电压表，应 一个 Ω的电阻，新电压表的内阻为 Ω；若把它改装成量程为3A 的电流表，应 联一个 Ω的电阻，新电流表的内阻为 Ω。

解析：联，1600,2000；并，0.67,0.67.2.一个电流表的满偏电流为I g ，内阻为R g ，现在要改装成电压表，使它的量程扩大为原来的n 倍，则在电流表上( )A ．串联一个nR g 的电阻B ．串联一个R gn 的电阻C ．串联一个(n －1)R g 的电阻D ．串联一个(n ＋1)R g 的电阻 解析：选C.改装成电压表应串联一个电阻，串联电阻g g gg R n R I nU R )1(-=-=．3．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成，下列说法正确的是( )①甲表是电流表，R 增大时量程增大 ②甲表是电流表，R 增大时量程减小 ③乙表是电压表，R 增大时量程增大 ④乙表是电压表，R 增大时量程减小A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 解析：选C.R xR xA4．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900 Ω的电阻将它改装成电压表，则改装后电压表的量程是V，用改装后的电压表来测量电压时，表盘指针位置如图所示，此时电压表的读数大小为V。

第2讲电学实验与创新本部分在高考试题中每年都出现，实验原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点.在备考过程中要：(1)掌握基本仪器的原理和使用；(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式；(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等．涉及电源电动势和内阻的实验、电路故障分析、实物图的连接是实验命题的重点．热点题型一电表改装与多用电表的使用实验仪表图及原理图使用方法及原理考查热点练习使用多用电表及掌握内部结构①电压、电流挡：相当于电压表、电流表②欧姆挡：闭合电路欧姆定律③调零：机械调零、欧姆调零④电流方向：红表笔进，黑表笔出⑤原理：串联分压、并联分流①考读数：电压、电流、电阻挡的读数②考使用：欧姆表选挡、调零、规范操作等③考黑箱：多用电表探测黑箱内的元件④电表改装：所需电阻或改后量程的计算(2019·高考全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250μA 的微安表改装为量程为20mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R 的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a )所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．(1)根据图(a )和题给条件，将图(b )中的实物连线．(2)当标准毫安表的示数为16.0mA 时，微安表的指针位置如图(c )所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)A ．18mAB ．21mAC ．25mAD ．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)A ．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB ．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC ．R 值计算错误，接入的电阻偏小D ．R 值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR 的电阻即可，其中k ＝________．[解析](1)量程为250μA 的微安表改装成量程为20mA 的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线．(2)当标准毫安表示数为16.0mA 时，对应的微安表读数为160μA ，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25mA ，选项C 正确．(3)当标准毫安表示数为16.0mA 时，对应的微安表读数应为200μA ，而实际测量时微安表读数为160μA ，实际测量时微安表读数偏小，若R 值计算无误，而微安表内阻测量错误，则说明微安表实际内阻大于1200Ω，选项A 正确，B 错误；若微安表内阻测量无误，而R 值计算错误，则并联接入的电阻的阻值偏小，R 的分流较大，导致微安表中电流较小，选项C 正确，D 错误．(4)预期目的是将量程为250μA 的微安表改装成量程为20mA 的电流表，量程扩大80倍，根据并联电路规律有I g R g ＝79I g kR ；当标准毫安表示数为16.0mA 时，对应的微安表读数为160μA ，量程扩大了100倍，根据并联电路规律有I g R g ＝99I g R ；联立解得k ＝9979.[答案](1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)9979多用电表测电阻的“五步”“一注意”(1)多用电表测电阻的五步骤①选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200Ω，就应该选“×10”的倍率．②进行欧姆调零．③将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量．④读出指针示数乘以倍率，得测量值．⑤测量结束后，将选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡．(2)多用电表测电阻的注意点：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量．1.(2019·高考全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA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15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)，电阻箱(0～99999.9Ω)，干电池(E＝1.5V，r ＝1.5Ω)，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________(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________k Ω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)由题知当两表笔间接入15k Ω的电阻时，电流表示数为50μA ，由闭合电路欧姆定律有I g 2＝E R g ＋r ＋R x ＋R 0＋R，代入数据解得R ＝900Ω，所以滑动变阻器选择R 1.(2)欧姆表的内阻R ′g ＝R g ＋r ＋R 0＋R ＝15k Ω，当电流为25μA 时有I g4＝E R ′g ＋R ′x⇒R ′x ＝3R x ＝45k Ω；当电流为75μA 时有3I g 4＝E R ′g ＋R ″x ⇒R ″x ＝13R x ＝5k Ω.(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0处．题图(c)中电阻箱读数为35000.0Ω.答案：(1)如图所示900R 1(2)455(3)035000.0热点题型二电阻的测量实验两种测量电路图两种控制电路图考查热点电阻的测量①考读数：U 、I ②考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择③考数据：数据处理、误差分析(2018·高考全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R x 的阻值，图中R 0为标准定值电阻(R0＝20.0Ω)；V 可视为理想电压表；S 1为单刀开关，S 2为单刀双掷开关；E 为电源；R 为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S 2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表V 的示数U 1；然后将S 2掷于2端，记下此时电压表V 的示数U 2；(4)待测电阻阻值的表达式R x ＝________(用R 0、U 1、U 2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：12345U 1/V 0.250.300.360.400.44U 2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49U 2U 13.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得U 2U 1的平均值，求得R x ＝________Ω.(保留1位小数)[解析]开关S 2掷于1端，由欧姆定律可得通过R x 的电流I ＝U1R 0，将开关S 2掷于2端，R 0和R x 两端电压为U 2，R x 两端电压为U ＝U 2－U 1，由欧姆定律可得待测电阻阻值R x ＝UI ＝U 2－U 1U 1R 0＝(U 2U 1－1)R 0.5次测量所得U 2U 1的平均值为15(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，代入得R x ＝(3.41－1)×20.0Ω＝48.2Ω.[答案](1)实物连线如图(4)(U 2U 1－1)R 0(6)48.2测电阻的两种典型方法(1)最精确的电阻测量方法——等效替代法电流等效替代电压等效替代(2)最专一的电表内阻测量方法——半偏法①用半偏法测电流表内阻，如图所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R 测<R 真．②若测电压表内阻，如图所示，电阻箱应和电压表串联，然后与小电阻滑动变阻器并联，R 测>R 真．2.(2018·高考天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻R x 的阻值(约为10kΩ)，除了R x 、开关S 、导线外，还有下列器材供选用：A ．电压表(量程0～1V ，内阻约10k Ω)B ．电压表(量程0～10V ，内阻约100k Ω)C ．电流表(量程0～1mA ，内阻约30Ω)D ．电流表(量程0～0.6A ，内阻约0.05Ω)E ．电源(电动势1.5V ，额定电流0.5A ，内阻不计)F ．电源(电动势12V ，额定电流2A ，内阻不计)G ．滑动变阻器R 0(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)(2)画出测量R x 阻值的实验电路图．(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_________________________．解析：若选用电动势为1.5V 的电源，则实验中电流最大值仅为0.15mA ，两个电流表均无法准确测量，故选用电动势为12V 的电源F ；此时，实验中最大电流约为1.2mA ，故电流表选用C ；电压表选用B .由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器采用分压式接法；待测电阻的阻值远大于电流表内阻，所以电流表内接．由于电流表的分压作用，电阻测量值偏大，所以电阻测量值大于其真实值．答案：(1)B CF(2)如图所示(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压热点题型三测定金属的电阻率实验电路图实验原理考查热点测定金属的电阻率①测R x ∶R x ＝UI (伏安法)②算ρ：R x ＝ρL S ，ρ＝SRxL①考读数：U 、I 、L及d②考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择③考运算：由U －I 图象求R x ，ρ(2020·山东等级考模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值．所用器材有电流表A 1、A 2，电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、待测铅笔芯R x 、电源E 、开关S 及导线等．操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记录两个电流表A 1、A 2的示数分别为I 1、I 2.请回答以下问题：(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2＝________I 1时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值．(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为________mm.(3)已测得该笔芯的长度L ＝20.00cm ，电阻箱R 1的读数为5.00Ω，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率ρ＝________Ω·m.(结果保留3位有效数字)(4)若电流表A 2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)．[解析](1)由并联电路特点可知，当I 2＝12I 1时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等；(2)螺旋测微器的读数1.000mm ；(3)由公式R ＝ρL S可计算，笔芯的电阻率为1.96×10－5Ω·m ；(4)电流表A 2的内阻不能忽略时，电流表A 2与电阻箱的电阻之和等于待测笔芯的电阻，即电阻的测量值小于真实值．[答案](1)12(2)1.000(3)1.96×10－5(4)小于测金属丝电阻率的三点说明(1)在求R x 的平均值时可用两种方法：①用R x ＝UI 分别算出各次的数值，再取平均值．②用U －I 图线的斜率求出．(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．3.在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6Ω，先用刻度尺测出金属丝的长度l 以及金属丝的直径d ，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U 和通过金属丝的电流I ，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的金属丝外，还有如下供选择的实验器材：直流电源E ：电动势约为4.5V ，内阻很小；电流表A 1：量程0～0.6A ，内阻为0.125Ω；电流表A 2：量程0～3A ，内阻为0.025Ω；电压表V 1：量程0～3V ，内阻为3k Ω；电压表V 2：量程0～15V ，内阻为15k Ω；滑动变阻器R 1：最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为0.2A ；滑动变阻器R 2：最大阻值20Ω，允许通过的最大电流为1.0A ；开关，导线若干．要求有较高的测量精度，并能测得多组数据．(1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的电压表是________，应该选用的滑动变阻器是________(填器材符号)．(2)根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图．(3)用测得的物理量表示电阻率的表达式为ρ＝________(用字母表示)．解析：(1)电源电动势约为4.5V ，被测金属丝电阻约为6Ω，干路中的最大电流约为0.75A ，故电流表选A 1，电压表选V 1，滑动变阻器R 1的最大允许电流0.2A 太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R 2.(2)待测金属丝电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示．(3)由R ＝U I 及R ＝ρl S ，又S ＝＝πd 24，得ρ＝RS l ＝U I ·πd 24l ＝U πd 24Il .答案：(1)A 1V 1R 2(2)见解析图(3)U πd 24Il热点题型四测定电源的电动势和内阻实验电路图实验原理考查热点测定电源的电动势和内阻①伏安法：E ＝U ＋Ir ②安阻法：E ＝I (R ＋r )③伏阻法：E ＝U ＋URr①考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择②考作图：描点连线画图线③考运算：由U －I 或I －1－R 或U －1－R－1图象，求E 、r(2019·日照模拟)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0～60mA ，内阻R A ＝18Ω)C ．电压表V (量程为0～3V ，内阻R V 约为3k Ω)D ．滑动变阻器R 1(阻值为0～5Ω)E ．滑动变阻器R2(阻值为0～30Ω)F ．定值电阻R 3(阻值为2Ω)G ．定值电阻R 4(阻值为10Ω)(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 图象，由图象得该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留三位有效数字)[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30Ω的R 2；因为给出的电流表量程为0～60mA ，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 ＝ 1.5V 60×10－3A＝25Ω，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 ＝I g ＋I g R A R 360mA ＋60×182mA ＝600mA ，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 图象如图所示．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 ＝1.49V ，图线的斜率k ＝1.49－0.90.056Ω＝10r ，则r ＝1.05Ω.[答案](1)R 2R 3(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)用实验数据求E 、r 的处理方法(1)列方程求解：由U ＝E －Ir 1＝E －I 1r2＝E －I 2r ，解得E 、r .(2)用作图法处理数据，如图所示．①图线与纵轴交点为E ；②图线与横轴交点为I 短＝E r；③图线的斜率表示r ＝|ΔU ΔI |.4.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A ．被测干电池一节B ．电流表1：量程0～0.6A ，内阻r ＝0.3ΩC ．电流表2：量程0～0.6A ，内阻约为0.1ΩD ．电压表1：量程0～3V ，内阻未知E ．电压表2：量程0～15V ，内阻未知F ．滑动变阻器1：0～10Ω，2AG ．滑动变阻器2：0～100Ω，1AH ．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择__________，电压表选择________，滑动变阻器选择________．(2)实验电路图应选择下图中的__________(填“甲”或“乙”)．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U －I 图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E ＝__________V ，内电阻r ＝__________Ω.解析：(1)因为一节干电池的电动势为1.5伏左右，故电压表选择D ；通过电源的电流不超过0.6A ，因B 电流表的内阻已知，故电流表选择B ，滑动变阻器选择F.(2)因电流表内阻已知，故实验电路图应选择图中的甲．(3)电池的电动势E ＝1.5V ，内电阻r ＝ΔU ΔI－R AΩ＝0.7Ω.答案：(1)B D F (2)甲(3)1.50.7热点题型五传感器的简单应用实验电路图实验原理考查热点传感器的简单应用传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)①考热敏：热敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)②考光敏：光敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c 时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U ，内阻不计)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节．已知U 约为18V ，I c 约为10mA ；流过报警器的电流超过20mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R 1”或“R 2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a ”或“b ”)端附近，不能置于另一端的原因是________________________________________________________________________．②将开关向______(填“c ”或“d ”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________________________________________________________________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．[解析](1)根据题述，应该采用滑动变阻器的限流接法，连接的电路如答案图所示．(2)根据题述，流过报警器的工作电流超过10mA 时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值至少为R ＝U I c ＝1810×10－3Ω＝1800Ω，因此在电路中应选用最大阻值为2000Ω的滑动变阻器R 2.(3)①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为热敏电阻在60℃时的阻值650.0Ω；滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处，即b 端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a 端，则导致闭合开关后，报警器中电流大于20mA ，报警器可能损坏．②将开关向c 端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警．[答案](1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警5.(2019·德州模拟)为了节能和环保，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，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.8 1.0 1.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：(符号，阻值见上表)；光敏电阻R P直流电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．解析：(1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示．特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx 时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20k Ω，两端电压为2V ，电源电动势为3V ，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k Ω，即选用R 1，电路原理图如图乙所示．答案：见解析热点题型六创新实验解决电学设计型实验常用的三种方法转换法将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的值，这种方法叫转换测量法(简称转换法)．如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率替代法用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量控制变量法研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的一个或几个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究影响导体电阻的因素实验(2018·高考全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25～80℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽略)；电压表V(量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃.实验得到的R2－t数据见下表．t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2－t曲线；图(a)图(b)图(c)(3)由图(b)可得到R T在25～80℃范围内的温度特性．当t＝44.0℃时，可得R T＝________Ω；(4)将R T握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃.[解析](1)题图(a)的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的阻值最大，使电路中电流最小，即题图(a)中R1的滑片应移到b端．(2)将t＝60℃和t＝70℃对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2－t曲线．(3)根据题述实验过程可知，测量的R2的数据等于对应的热敏电阻R T的阻值．由画出的R2－t曲线可知，当t＝44.0℃时，对应的R T＝450Ω.(4)由画出的R2－t曲线可知，当R T＝620.0Ω时，手心温度t＝33.0℃.[答案](1)b(2)如图(3)450(4)620.033.06.某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图连接电路，实验过程中操作规范，测量准确，得到一系列数据，如图乙中的散点．该实验小组对实验进行了改进，如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然置于灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中小灯泡L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在25℃.实验过程中操作规范，测量准确，得到一组数据，如图丁中的一组散点．已知水的电阻远大于灯丝的电阻．(1)请在图乙上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)．(2)请在图丁上描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，水中灯丝电阻________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)．(3)对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)用平滑的曲线将各点相连，如图1所示；图I－U图象中图线的斜率表示电阻的倒数，故由图1可知，随着电压升高，电阻越来越大．(2)同理作出图象如图2所示，由图2可知，电阻基本保持不变．(3)由两I－U图象可知，在同样的电压下，曲线K1的电流值基本都远小于曲线K2的电流值，即曲线K1的电阻值明显大于曲线K2对应的电阻值，原因是描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度高于描绘曲线K2时灯丝的温度，而金属导体的电阻随温度的升高而增大．答案：(1)如解析图1所示越来越大(2)如解析图2所示基本不变(3)描绘曲线K 2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K 1时灯丝的温度发生变化，且一直高于描绘曲线K 2时灯丝的温度(建议用时：60分钟)1．(2019·湖南五校联考)为了精确测量一电阻的阻值R x ，现有以下器材：蓄电池组E ，电流表A ，电压表V ，滑动变阻器R ，电阻箱R P ，开关S 1、S 2，导线若干．某实验小组设计了如图甲所示的电路，实验的主要步骤如下：A ．闭合S 1，断开S 2，调节R 和R P ，使电流表和电压表的示数适当，记下两表示数分别为I 1、U 1；B ．保持S 1闭合、R P 阻值不变，闭合S 2，记下电流表和电压表示数分别为I 2、U 2.(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路．(2)被测电阻的阻值R x ＝________(用两电表的示数表示)．(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的阻值R x 的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．解析：(1)如图所示．(2)由题意易知R P ＝U 1I 1，又R P 、R x 并联的阻值为R 并＝U 2I 2，又1R P ＋1R x ＝1R 并，联立解得R x ＝U 1U 2U 1I 2－U 2I 1.(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表，则在分析时应考虑电压表的内阻，即在第(2)。

微安表改装成多用电表的实践为了全面培养学生综合运用所学知识的能力，收集和处理信息的能力，本学期我校在各年级开展了研究性学习活动。

我们一行10人在老师的指导下选择了“电流表的改装”和“电荷的测定”两个课题。

现第一课题经过理论准备、实验设计、实验操作、误差分析、实验改进、总结提高等阶段，已初步结束，特写研究性学习报告如下：一、磁电式仪表的工作原理1．磁电式仪表的构造图：在蹄形磁铁一块，作用：产生强磁场；圆形软铁二块，作用：将永久磁铁的磁场转变为“均匀辐射磁场”；转动轴，铝框、线圈、指针、螺旋弹簧两个。

线圈中通过电流时，发生偏转，螺旋弹簧产生机械力矩和线圈产生的电磁力矩平衡，使指针在力矩平衡时静止在某一位置，其它辅助装置如接线柱、刻度盘等。

2．磁电式仪表的作用原理：⑴螺旋弹簧的作用：指针转动时，产生机械力矩M，设M1=K1θ（K1为比例常数）。

⑵线圈的匝数为n，磁场的磁感应强度为B，线圈的长度为L1，宽度为L2，通过电流为I时，则所产生的电磁力矩M2有如下递推关系：M2=2nBIL L1*L2=S M2=nBIL令K2=nBS，则M2=K2I，当M1=M2时，指针静止在某一位置，设转角为θ，有K1θ=K2I，∴I= K1θ/K2；令K1/K2 =K ∴I=Kθ即电流的大小与指针转过的角度成正比，故可用这一原理测定电流强度的大小。

3．两点思考⑴在蹄形磁铁和铁蕊间的均匀辐向磁场的磁感线的全貌：内部也是存在磁场的，故图未定出软铁内部的磁感线，往往会给人一个磁感线会聚，内部圆心之线，实际上根据“在一点磁场方向仅有一个”的原则，磁感线是不相交的，故说转向磁场应是以水平轴为虚轴，竖直轴为实轴的双曲线系，这样可避免辐向磁感线汇聚中心的错误。

⑵为什么磁电式仪表数在表面中间的1/3内最精确。

通过对磁电式仪表的观察，此时线圈位置中各处在磁场内部偏中间区域，磁感线强度接近计算值B，读数过大或过小，线圈位置处于磁场边缘区域，磁感应强度接近于计算值B，读数过大或过小线圈位置处于磁场边缘区域，磁感应强度与计算值B有差距，故不准确，这个问题以前在高考试题中出现过，但仅出现过结论，而未知原因，其实这与电表的结构有关，也是我们使用电表测量时应注意的。

电学实验一（教师版）一． 电表改装小量程的电流表G(表头)由于构造原因，其满偏电流(I g )、满偏电压(U g )都很小，无法直接测量较大的电流、电压，为此必须进行电表改装，扩大量程，常用的电流表、电压表、欧姆表及多用电表等都是用电流表G 改装而成的。

电流表G 改装成大量程电流表改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻，如图所示，如果、满偏电流为I g ，根据欧姆定律和并联电路特点，改装后的电毫安表的改装电路。

(a)(b) 图1(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA ；R 1和R 2为阻值固定的电阻。

若使用a 和b 两个接线柱，电表量程为3 mA ；若使用a 和c 两个接线柱，电表量程为10 mA 。

由题给条件和数据，可以求出R 1＝________Ω，R 2＝________Ω。

(2)现用一量程为3 mA 、内阻为150 Ω的标准电流表○A对改装电表的3 mA 挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。

电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω。

则R0应选用阻值为________ Ω的电阻，R应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器。

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。

图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。

则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连。

判断依据是：________________________________________________________________________。

[解析](1)设使用a和b两接线柱时，电表量程为I1，使用a和c两接线柱时，电表量程为I2，则使用a和b时：I g R gR1＋R2＋I g＝I1 ①使用a和c时：I g(R g＋R2)R1＋I g＝I2 ②由①②两式得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。