9第七节电压表和电流表伏安法测电阻

电压表和电流表伏安法测电阻（一）教学目标一、知识目标1、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。

2、了解电流表改装原理。

二、能力目标1、掌握电流表G改装成电流表A和电压表V的方法和计算。

2、培养学生的逻辑推理能力、观察及动手能力。

重点、难点分析小量程的电流表改装成多量程的电流表是个难点。

本节作为串、并联电路的具体应用，要想讲清电表的改装、量程的扩大，关键在讲清表头内阻、满偏电流和满偏电压等概念教学中务必使学生理解电流表改装原理，切莫死记公式。

对扩大量程到若干安或若干伏的物理意义要弄清，避免学生套用一般扩大量程的公式去分析问题。

引入新课作为应用串联电阻进行分压和应用并联电路进行分流的实例，我们来研究它们在电压表和电流表中的应用。

常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。

关于电流表G 的构造和工作原理将在磁场一章中学习，本节仅作简单说明。

进行新课一、三组关系（电流表G的构造和工作原理）常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成。

当线圈中有电流通过时，再磁场力作用下线圈带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针偏角就越大。

1、θ∝I这样根据指针的偏角就可以知道电流的大小，若在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。

根据欧姆定律，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。

2、I∝U由此看出，指针的偏角越大，表示加在表头两端的电压越大。

3、U∝θ这样，如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了。

二、三个概念表头的线圈允许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安。

这个电流用I g 表示。

当通过表头的电流位I g时，他的指针偏转到做大刻度，叫满偏电流。

1、满偏电流：电流表指针偏转到最大刻度时的电流I g叫满偏电流。

表头线圈的电阻一般为几百到几千欧。

说明：如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被烧毁。

2、电流表的内阻：表头G的电阻叫做电流表的内阻。

伏安法测电阻伏安法测电阻是最基础的测量电阻的实验。

考查点有：实验原理及电路连接、滑动变阻器的作用、实验数据处理以及常见电路故障等。

【知识点睛】1 伏安法测电阻原理：U R=I2实验电路图、实物图：3易错考点（1）明确实验原理不是欧姆定律，而是欧姆定律变形公式U R=I。

（2）明确滑动变阻器作用：①保护电路；②通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压，进行多次测量求平均值。

（3）测量小灯泡的电阻时，电压表量程应选择略大于小灯泡的额定电压。

（4）实验数据的处理：求平均值法；图像法 ①平均值法：侧定值电阻时，根据U R=I，分别计算出各组的电阻值，并求出平均值。

但是在测量小灯泡的电阻实验中多次测量没有意义，因为小灯泡的电阻是变化的，所以只需要测一次。

②图像法：根据测量的U 、I 数据做出U-I 图像，通过整体的U 和I 比值计算电阻R 。

若电阻是可变的，则描出的图像是曲线，此时只能计算出各个对应电压或者电流时的电阻。

（5）常见故障分析【例题精讲】例1 在“伏安法测量未知电阻R的阻值”实验中：(1)请先画出电路图，然后用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路。

(2)滑动变阻器的作用是：______________________。

(3)请把第二次测量时图所示的电压表和电流表示数填入表中相应的空格。

次数 1 2 3电压／V 1.1 2.3电流／A 0.22 0.46(4)处理表中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R的阻值为______Ω。

☞解析本题利用伏安法测未知电阻的阻值，根据UR=I,只要知道U和I，就可以求得未知电阻的阻值。

（1）伏安法测电阻实验的电路图如图所示。

据此，对实物图进行连线即可。

注意，这里电流表量程选择0～0.6A，电压表量程选择0～3V，滑动变阻器采用“一上一下”接法。

（2）实验中要进行多次的测量得出数据后取平均值以减小实验误差，此时滑动变阻器作用是通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压和电路中的电流，获得多组数据。

第七节电压表和电流表伏安法测电阻班级姓名学号一、学习目标1、了解电流表（表头）的工作原理，知道什么是满偏电流和满偏电压；2、理解电流表改装原理，知道如何将电流表（表头）改装成电压表和大量程的电流表；3、掌握伏安法测电阻的原理和方法，并要了解伏安法测电阻误差产生的原因是由于电压表的分流和电流表的分压造成的；4、会正确选择电流表内接法和外接法；二、问题与题例问题：问题1：正确理解电流表（表头）的内阻Rg，满偏电流Ig，满偏电压Ug，它们三者之间具有什么关系？问题2：如何将一个小量程的电流表改装成一个量程较大的电流表或电压表？其中运用了电阻的什么规律？问题3：在用伏安法测量导体的电阻时，我们可以选取电流表的外接法和内接法。

那么试用一些简单的语言描述如何正确选取外接法和内接发？题例：例题一：书145页例题二：书146页三、目标检测1．图1中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（）A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小C ．乙表是电压表，R 增大时量程减小D ．上述说法都不对2、电流表（表头）的内阻为25Ω，满偏电流Ig=3mA ，要改装成为0.6A 的电流表应如何改装？改装后的电流表的内阻为多大？3、电流表的内阻是R g =200Ω，满刻度电流值是I g =500微安培，现欲把这电流表改装成量程为1．0V 的电压表，正确的方法是（ ）A ．应串联一个0．1Ω的电阻B ．应并联一个0．1Ω的电阻C ．应串联一个1800Ω的电阻D ．应并联一个1800Ω的电阻4、如图测电阻Rx,当电压表的表头P 从b 点，接到a 点时电压表读数变化明显，应用 接法； 电流表读数明显，应用 接法。

四、配餐检测A 组题：书147页练习五B 组题：1、有一个电流表（表头），满偏电流Ig=500μA,若使其并联一个1000Ω的电阻，则成为一个量程为1mA 的毫安表，若要将这个毫安表改装成为量程为10V 的电压表，应怎么办？2、一个电流表的满刻度电流值I g = 0．6A ，面板如图所示，那么它每一小格所相应的电流是______mA ，指针现在的电流示数是______A 。

实验07 伏安法测电阻实验【实验剖析】1.实验方法伏安法测电阻：根据欧姆定律公式I=U/R，变式得：R=U/I。

我们用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再用公式R=U/I就可以求出这个电阻的阻值。

这种测量电阻的方法，叫伏安法测电阻。

2.测量定值电阻的阻值（1）实验电路图（2）实物连接图（3）实验记录表示例实验次数 1 2 3 4电压/V电流/A电阻/Ω电阻的平均值/Ω（4）说明：①定值电阻在伏安曲线图像中，是一条过原点的直线，如下图的示例：②这里的滑动变阻器的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压。

③本实验中多次测量求平均值，是为了减小测验误差。

3.测量小灯泡的电阻（1）实验电路图（2）实物连接图（3）实验记录表示例实验次数 1 2 3 4电压/V电流/A电阻/Ω（4）说明：①小灯泡电阻的伏安曲线图像如下图的示例：②这里的滑动变阻器的作用：保护电路；改变小灯泡两端的电压。

③本实验中多次测量，是为了测量小灯泡在不同电压下的电阻。

不能对小灯泡在不同电压下的电阻求平均值。

因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。

电压越高时，电流越大，小灯泡灯丝发热越厉害。

4.实验注意事项（1）连接电路时，开关要断开。

闭合开关前，滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处。

（2）注意选择电流表、电压表的量程，接线时，要让电流从它们的正接线柱流入，负接线柱流出。

（３）电压表要与被测电阻相并联。

（４）每次实验操作力求迅速，尽量减小由于电阻长时间通电温度升高，电阻变大。

4.常考点（1）接线时，开关应处于断开状态。

（2）分析实验数据获取结论。

（3）电流表、电压表量程的选择与读数。

（4）实验记录表的完善或设计。

（5）绘伏安曲线图。

（6）不能对小灯泡的值电阻求平均值的原因：小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以在不同的电压下的电阻不相同。

（7）实验原理：欧姆定律（I=U/R）【易错点】1. 接线时，开关处于“闭合位置”；滑动变阻器的滑片位于最小阻值处。

伏安法测电阻专项复习一、实验题1．在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，小明同学按图2（a ）连接电路进行实验。

电源电压保持不变，所用滑动变阻器上标有“20 2A ”字样。

① 在闭合电键S 前，他应将滑动变阻器的滑片置于________端。

（选填“A ”或“B ”）② 他实验步骤正确，闭合电键S ，读出电流表的示数为0.2安，并将其记录在序号1中，此时电压表的示数如图2（b ）所示。

接着，他移动变阻器滑片，将电压表、电流表的示数记录在序号2中，并计算出电阻值。

他继续实验，发现电流表的最大示数为0.56安，将其记录在序号3中。

请将上表填写完整，并计算出电阻值。

（计算时，精确到0.1欧）2．小王同学用电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键和若干导线，测定电阻R X的值。

所有元件均完好，电源电压为1.5伏的整数倍（即电源由几节干电池串联组成），滑动变阻器标有“20Ω 2A ”字样，电路连接正确。

闭合电键，当移动滑动变阻器的滑片时,观察到电流表示数的范围为0.12~0.58安；当滑片移动到某个位置时，两个电表的示数分别如图1（a ）、（b ）所示。

根据该同学的实验器材及观察到的现象将有关的数据填入表格内，并求出R X 的阻值。

（计算电阻时，精确到0.1欧）___________（a ） 图1 （b ）（a ） （b ）图23. 在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，甲、乙两同学各自用完全相同的器材测定同一规格的电阻，且所用电源的电压保持不变。

连接电路时，他们均先将变阻器的滑片置于一端，然后将变阻器与其它所需器材串联，并将电压表并联在待测电阻两端。

甲同学闭合电键后，电压表的示数如图4（a ）所示。

乙同学连接完最后一根导线后，就观察到电压表和电流表的示数如图4（b ）和（c ）所示。

① 甲、乙两同学相互讨论后，发现了各自实验操作中的不当之处，其中乙同学的操作不当之处为 。

② 该实验所用电源的电压为 伏，滑动变阻器的最大阻值为 欧。

电学实验电流表和电压表、伏安法测电阻要点一电流表与电压表的改装和使用即学即用1.如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“+”和“-0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是 A,对应刻度盘上每一小格代表A,图中表针示数为A;当使用电流表的“+”和“-3”两接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表A,图中表针示数为A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过V,每小格表示 V,图中指针示数 V;若使用的是较大量程时,则表盘刻度每小格表示V,图中指针示数 V.答案对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70 对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0要点二伏安法测电阻即学即用2.用伏安法测金属电阻R x（约为5Ω）的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6 A,电压表内阻为几千欧,量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器的阻值为0～6Ω,额定电流为5 A,试画出测量R x的原理图.答案见右图题型1 测量电路的选择问题【例1】用伏安法测电阻,可采用图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000Ω,电流表内阻为0.5Ω.（1）当测量100Ω左右的电阻时,宜采用电路.（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为Ω,真实值为Ω.答案（1）甲（2）20 20.08题型2 滑动变阻器接法的选择【例2】用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验,备有器材规格如下:①待测电阻R x（约100Ω）②直流毫安表（量程0～10 mA,内阻50Ω）③直流电压表（量程0～3 V,内阻5 kΩ）④直流电源（输出电压4 V,允许最大电流1 A）⑤滑动变阻器（阻值范围0～15Ω,允许最大电流1 A）⑥电键1个,导线若干根据器材的规格和实验要求,画出正确的电路图.答案见下图题型3 电表改装问题【例3】如果两个电流表的满偏电流均为I g=3 mA,内阻R g=100Ω,欲将其改装成量程分别为3 V和15 V的电压表,则:（1）分别串联的电阻R1和R2为多大?（2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角θ1和θ2有何关系,示数U1和U2有何关系?答案（1）900Ω 4 900Ω（2）θ1=θ2 U1∶U2=1∶51.（2009·扬州模拟）用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（）A.图（a）中的A1、A2的示数相同B.图（a）中的A1、A2的指针偏角相同C.图（b）中的A1、A2的示数和偏角都不同D.图（b）中的A1、A2的指针偏角相同答案B2.某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为U1=3.0 V,I1=3.0 mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如图所示.由此可知电压表应接到点误差较小,测得R x的值应为Ω.答案 a 1 0003.测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:A.电流表（量程100μA,内阻2 kΩ）B.电流表（量程500μA,内阻300Ω）C.电压表（量程10 V,内阻100 kΩ）D.电压表（量程50 V,内阻500 kΩ）E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A）F.滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W）G.电键、导线若干（1）电流表应选 ,电压表应选 .（2）画出测量R x的原理图.答案（1） B C（2）电流表内接,分压式如右图所示4.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（3 V,内阻1Ω）B.电流表（0～3 A,内阻0.012 5Ω）C.电流表（0～0.6 A,内阻0.125Ω）D.电压表（0～3 V,内阻3 kΩ）E.电压表（0～15 V,内阻15 kΩ）F.滑动变阻器（0～20Ω,额定电流1 A）G.滑动变阻器（0～2 000Ω,额定电流0.3 A）H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是 .（填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表接法.（填“内”或“外”）（3）设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I= A,U= V.（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻R x的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路.答案（1）A、C、D、F、H （2）外（3）0.48 2.20（4）见右图第6课时电学设计性实验要点一测量电阻的特殊方法即学即用1.测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的已知电阻的电表,都可以使用比例法.请分别画出你设计的用比例法测它们内阻的电路图,并说明需要测量的物理量,写出用测量量表示电表内阻的公式.答案电压表可显示电阻两端的电压值,电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻应把两电压表串联,电路图分别如下图甲、乙所示.测电流表内阻时,应调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针都有较大偏转,记录下两电流表的示数I1和I2,根据并联电路分流原理,若已知电流表A 1的内阻为r 1,则电流表A 2的内阻r 2=121r I I . 测电压表内阻时,应调节滑动变阻器R 2,使两电压表的指针都有较大偏转,记录下两电压表的示数U 1和U 2,根据串联电路分压原理,若已知电压表V 1的内阻r 1,则电压表V 2的内阻r 2=12U U r 1. 要点二 设计性电学实验即学即用2.现有一阻值R =10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表盘上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧）.要求: （1）画出实验电路图.（2）简要写出完成接线后的实验步骤.（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r = . 答案 （1）电路图如右图所示 （2）实验步骤为:①断开开关,记下电压表偏转格数N 1 ②合上开关,记下电压表偏转格数N 2 ③利用公式r R N N N 221-计算电源内阻,式中R =10.0Ω. （3）R N N N 221- 题型1 仪表的选择【例1】实验室中现有器材如右图所示有:电池E ,电动势约10 V , 内阻约1Ω;电流表A 1,量程约10 A ,内阻r 1约为0.2Ω;电流 表A 2,量程300 mA ,内阻r 2约5Ω;电流表A 3,量程250 mA ,内 阻r 3约5Ω;电阻箱R 1;最大阻值999.9Ω,最小阻值改变量为0.1Ω;滑动变阻器R 2,最大值100Ω;开关S ;导线若干.要求用下图所示的电路测量图中电流表A 的内阻. （1）在所给的三个电流表中,哪几个可以用此电路精确测出其内阻? （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象,在实物图上连成测量电路.（3）你要读出的物理量是 .用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 . 答案 该题要求根据电路图设想出实验原理.属于有一定提示的设计型实验.与我们学过的伏安法测电阻相比较,这里被测电阻是电流表的内阻,它能显示出通过自身的电流,因此只要知道其上的电压就行,但没有电压表,却有另一只电流表.根据电路图可以看出,图中表A 是被测表,则其上电压就是电阻箱上电压,利用两只电流表的读数差和电阻箱上显示的阻值可以求出该电压,这样就可以求出电流表的内阻. （1）电流表A 1不能精确测出其内阻,因这时图中的电流表A ′应为A 2、A 3中的一只,这使得电流表A 1中的电流不能超过300 mA ,其指针的偏转极其微小,误差很大.而A 2、A 3可用此电路精确测出其内阻. （2）若测r 3,实物连线如下图所示.（3）根据前面的分析,要读出的物理量是A 、A ′两电流表的示数I 、I ′和电阻箱的阻值R 1,待测内阻的计算公式是r 待=1R III -'. 题型2 实物连线题【例2】为了测定电流表A 1的内阻,采用如图所示的电路.其中:A 1是待测电流表,量程为300μA ,内阻约为100Ω; A 2是标准电流表,量程是200μA ;R1是电阻箱,阻值范围是0～999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.（1）根据电路上图所示,请在下图中画出连线,将器材连接成实验电路.（2）连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调整变阻箱R1,使电流表A2的读数仍是150μA.若此时电阻箱各旋钮的位置如下图所示,电阻箱R1的阻值是Ω,则待测电流表A1的内阻R g= Ω.（3）上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用（）A.200 kΩB.20 kΩC.15 kΩD.150 kΩ（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器（填写阻值相应的字母）是最佳选择.A.1 kΩB.5 kΩC.10 kΩD.25 kΩ答案（1）见下图（2）86.3 86.3 （3）B （4）C题型3 数据处理问题【例3】要描绘某电学元件（最大电流不超过6 mA,最大电压不超过7 V）的伏安特性曲线,设计电路如图所示.图中定值电阻R为1 kΩ,用于限流;电流表量程为10 mA,内阻约为5Ω;电压表（未画出）量程为10 V,内阻约为10 kΩ;电源电动势E为12 V,内阻不计.（1）实验时有两个滑动变阻器可供选择:a.阻值0～200Ω,额定电流0.3 Ab.阻值0～20Ω,额定电流0.5 A本实验应选用的滑动变阻器是（填“a”或“b”）.（2）正确接线后,测得数据如下表:①根据以上数据,电压表是并联在M与之间的（填“O”或“P”）.②根据以上数据,在下图中画出该元件的伏安特性曲线.（3）在下图上画出待测元件两端电压U MO随MN间电压U MN变化的示意图为（无需数值）.答案（1）a（2）①P ②见下图（3）见右图1.某同学使用了如下器材:电源E（电动势12 V）;电压表V（量程为15 V,内阻约15 kΩ）;电流表A（量程100 mA,内阻约10Ω）;滑动变阻器（最大电阻为50Ω）;单刀单掷开关;导线若干.测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图所示,已知小灯泡的额定电压为12 V.（1）请在下面的虚线方框中画出此实验电路.（2）根据设计的电路图在下图中连接实物图.（3）由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P额= W,小灯泡电阻的变化特性为 .答案（1）、（2）如下图所示（3）1.15（1.14～1.16）灯泡电阻随电压升高而增大（或随温度升高而增大;或电压越高时电阻增大越快）.2.（2009·大同质检）现有一特殊电池,它的电动势E约为9 V,内阻r约为40Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如右图所示的电路进行实验,图中电流表的内阻R A已经测出,阻值为5Ω,R为电阻箱,阻值范围0～999.9Ω,R0为定值电阻,对电路起保护作用.（1）实验室备用的定值电阻R0有以下几种规格.A.10 ΩB.50ΩC.150 ΩD.500 Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好 .（2）该同学接入符合要求的R0后,闭合开关K,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了如下图所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E= V,内阻r= Ω.答案（1）C （2）10 453.某实验小组在实验室中测定一节干电池的电动势和内阻,他们观察实验桌上备用的器材编号如下:A.干电池（电动势E约为1.5 V,内电阻r约为1.0Ω）B.电流表G（满偏电流3.0 mA,内阻R g=10Ω）C.电流表A（量程0～0.6 A,内阻约为0.5Ω）D.滑动变阻器R（0～20Ω,10 A）E.滑动变阻器R′（0～100Ω,1A）F.定值电阻R2=990ΩG.开关S和导线若干（1）为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是 .（填写器材编号）（2）请在虚线框内画出他们采用的实验原理图.（标注所选择的器材的符号）（3）该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图象法分析处理数据,请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度,做出相应的图线.（4）根据图线求出电源的电动势E= （保留三位有效数字）,电源的内阻r= （保留两位有效数字）.答案（1）D（2）如右图所示（3）如右图所示（4）1.47（1.46～1.48）0.82（0.80～0.90）1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡标有“6 V,3 W”,其他可供选择的器材有:电压表V1（量程6 V,内阻20 kΩ）;电压表V2（量程20 V,内阻60 kΩ）;电流表A1（量程3 A,内阻0.2Ω）;电流表A2（量程0.6 A,内阻1Ω）;滑动变阻器R1（0～1 000Ω,0.5 A）;滑动变阻器R2（0～20Ω,2 A）;学生电源E（6～8 V）;开关S及导线若干.实验中要求电压表在0～6 V范围内读取并记录下11组不同的电压值U和对应的电流值I,见下表.（1）在下面方框中画出实验所用的电路图,并注明所选器材的符号.（2）在图中,画出伏安特性曲线.如果将本题中的小灯泡接在电动势E=1.5 V,内阻r=2.0Ω的电池的两端,则小灯泡的实际功率是多少?（3）该实验画出的伏安特性曲线在电压较高段和电压较低段相比,哪段的系统误差较大?为什么?答案（1）电路图如下图所示.（2）伏安特性曲线如下图所示0.28 W（3）电压较高时,灯泡消耗的功率较大,灯丝温度高,其电阻大,由于是外接法,故这时电压表的分流较大,所以电流的测量值偏大,故系统误差较大.2.学习了“欧姆定律”以及电路的知识后,李阳同学要帮妈妈制作一个自动控温孵化器,他到电子商城买了一只标称值为220Ω的半导体热敏电阻,由于不知道该电阻的温度特性,为此,他做了如下实验.（1）在室温下（约25℃）他正确使用多用表的欧姆挡测该热敏电阻的阻值,表的示数如右图所示,可判定李阳同学测量时选用的是挡,表的读数是Ω.（2）李阳同学要通过改变热敏电阻的温度并用伏安法测热敏电阻的阻值来研究热敏电阻的温度特性,他准备了如下器材:蓄电池（电动势为6 V,内阻不计）及电键伏特表（量程为0～6 V,内阻很大）安培表（量程为0～20 mA,内阻R g=10Ω）定值电阻R0（R0=5Ω）下列图中给出四个电路,其中李阳应该选择的是 .（3）李阳同学得到的实验数据如下表请你根据这些数据在下图所示的坐标纸上画出这个热敏电阻的电阻值随温度变化的关系图象（R—t图象）.（4）下图是李阳同学利用这个热敏电阻制成的孵化器温度控制电路,其中控制电路的输入端A、B内接电路可等效为一个电动势为2.0 V,内阻为100Ω的电源,当通过热敏电阻R的电流大于等于2.0 mA时,控制电路动作,输出端的开关断开,加热器停止加热.孵化小鸡时,要求孵化箱恒温在39.5℃,为此,李阳将孵化箱的最高温度设定为40℃;为使恒温箱能在40℃时控制电路动作,定值电阻R0的阻值应为Ω.答案（1）×10 260 （2）D（3）R—t图象如右图所示.（4）7553.如果某研究性学习小组在研究某种用半导体材料做的用电器件Z的导电规律时,用电压表、电流表测得其两端电压与通过其中的电流的关系如下表所示:所用的器材规格:电压表（0～3～15 V,内阻30 kΩ）电流表（0～0.6～3 A,内阻4Ω）滑动变阻器（变化范围0～10Ω）电源（6 V,内阻1Ω）用电器件Z电键;导线若干（1）在下图乙方框中画出测量电路原理图,并将下图甲中的实物连成测量电路.（2）若把用电器件Z接入图丙所示的电路中,电流表的读数为1.8 A,电源输出电压恒为3 V,电阻R的电功率为W.（3）请分析表中的数据,探究该用电器件Z的电流随电压变化的规律是什么?答案（1）见下图（2）3.24（3）观察实验数据,猜想电流随电压变化的规律是I=kU n 任选两组数据可列出0.8=k ·0.8n 1.25=k ·1n解得n =2,k =1.25 A/V 2也可代入其他组数据,在误差范围内,则I =1.25U 2.4.影响材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大.如图甲是某金属材料制成的电阻R 随摄氏温度t 变化的图象,图中R 0表示0℃时的电阻.若用该电阻与电池（E 、r ）、电流表R g 、滑动变阻器R ′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”,使用“金属电阻温度计”前,先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t 1<t 2,则t 1的刻度应在t 2的 侧（填“左”、“右”）;在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E 、R 0、k （R —t 图线斜率）及题中所涉及的物理量表示所测温度t 与电流I 的关系式t = . 答案 右kr R R R k ⅠEg +'++-0 5.（1）由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器.如图所示,试根据你学到的有 关平行板电容器电容的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有 . （2）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为: 干电池:电动势约1.5 V ,符号 电压表:量程1 V ,内阻998.3Ω,符号 电流表:量程为1 A ,符号 滑动变阻器:最大阻值10Ω,符号 电阻箱:最大阻值99 999.9Ω,符号 单刀单掷开关1个,符号 导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内.要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负.②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的 倍,电阻箱的阻值应为 Ω.答案 （1）H 、R 1、R 2、ε（正对面积、板间距离、极板间的介质） （2）①见右图 ②2998.36.某同学对黑箱（图所示）中的一个电学元件的伏安特性进行研究,通过正确测量,他发现 该元件两端的电压U ab （U ab =U a -U b ）与流过它的电流I 之间的变化关系有如下规律: ①当-15 V <U ab <0 V 时,I 近似为零. ②当U ab ≥0时.U ab 和I 的实验数据见下表:（1）在图下中画出U ab ≥0时该元件的伏安特性曲线.（可用铅笔作图） （2）根据上述实验事实,该元件具有的特性是 . （3）若将此黑箱接入如右图电路中,并在该电路的cd 两端输入如下图（甲）所示的方 波电压信号U cd ,请在图下（乙）中定性画出负载电阻R L 上的电压信号U ef 的波形. 答案 （1）如下图所示（2）单向导电性 （3）如下图所示7.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值.实验器材有:待测电源E （不计内阻）,待测电阻R 1,待测电阻R 2,电压表 （量程为1.5 V ,内阻很大）,电阻箱R （0～99.99Ω）,单刀单掷开关S 1,单刀双掷 开关S 2,导线若干.（1）先测电阻R 1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S 1,将S 2切换到a ,调节电阻箱,读出其示数r 和对应的电压表示数U 1,保持电阻箱示数不变, ,读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1= .（2）甲同学已经测得电阻R 1=4.8Ω,继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值.该同学的做法是:闭合S 1,将S 2切换到a ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了如下图所示的RU 11-图线,则电源电动势E = V ,电阻R 2= Ω. （3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1,乙同学测电源电动势E 和电阻R 2的阻值的做法是:闭合S 1,将S 2切换到b ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了相应的111R R U +-图线,根据图线得到电源电动势E 和电阻R 2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围 （选填“较大”、“较小”或“相同”）,所以 同学的做法更恰当些. 答案 （1）将S 2切换到b r U U U 112- （2）1.43（或710） 1.2（3）较小 甲8.现要按图1所示的电路测量一节旧干电池的电动势E （约1.5 V ）和内阻r （约20Ω）， 可供选择的器材如下：电流表A 1、A 2（量程0～500μA ，内阻约为500Ω），滑动变阻器R （阻值0～100Ω，额定电流1.0 A ），定值电阻R 1（阻值约为100Ω），电阻箱R 2、R 3（阻值0～999.9Ω），开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图1电路进行测量.（1）测量电流表A 2的内阻.按图2电路测量A 2的内阻，以下给出了实验中必要的操作. A .断开S 1 B .闭合S 1、S 2C .按图2连接线路，将滑动变阻器R 的滑片调至最左端，R 2调至最大D .调节R 2，使A 1的示数为I 1，记录R 2的值E .断开S 2，闭合S 3F .调节滑动变阻器R ，使A 1、A 2的指针偏转适中，记录A 1的示数I 1请按合理顺序排列实验步骤（填序号）： .（2）将电流表A 2（较小量程）改装成电流表A （较大量程），如果（1）中测出A 2的内阻为468.0Ω，现用R 2将A 2改装成量程为20 mA 的电流表A ，应把R 2调为 Ω与A 2并联，改装后电流表A 的内阻R A 为 Ω.（3）利用电流表A 、电阻箱R 3测电池的电动势和内阻.用电流表A 、电阻箱R 3及开关S 按图1所示电路测电池的电动势和内阻，实验时，改变R 3的值，记录下电流表A的示数I .得到若干组R 3、I 的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E 和内阻r . a .请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 .图1 图2b .请在图3虚线框内坐标中作出定性图象.（要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示）c .图中 表示E .图中 表示r . 答案 （1）CBFEDA （2）12 11.7（3）a .R 3+R A =E r Ⅰ-1b.如右图所示 c .直线的斜率纵轴截距的绝对值与R A 的差9.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图所示的实验电路,其中E 是待测电池组,内阻不能忽略;V 1、V 2是两只量程都合适的电压表,内阻不是很大,且未知;S 1、S 2是单刀单掷开关;导线若干. （1）请根据电路图甲,在图乙中连线,将器材连成实验电路. （2）实验需要测量的物理量是 .（3）用测出的物理量,导出串联电池组电动势的表达式是 .答案 （1）如下图所示 （2）闭合S 1,V 1的读数U 1,V 2的读数U 2.再闭合S 2,V 1的读数U 1′. （3）E =1121UU U U -''10.（2019·九江质检）图1所示是“用伏安法测量电阻”的实验电路图,只是电压表未接入电 路中.图2是相应的实验器材,其中待测量的未知电阻R x 的阻值约为1 k Ω,电流表量程20 mA 、 内阻小于1Ω,电压表量程15 V 、内阻约1.5 k Ω,电源输出电压约12 V .滑动变阻器（甲） 的最大阻值为200Ω,乙的最大阻值为20Ω.（1）在图1的电路图中把电压表接到正确位置. （2）根据图1的电路图将图2的实物连成实验电路.（3）说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同? 答案 （1）如右图所示 （2）如下图所示（3）滑动变阻器甲为粗调,滑动变阻器乙为细调.图3图1图2。

高二物理实验 电流表 电压表 伏安法测电阻人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：实验 电流表 电压表 伏安法测电阻二. 知识要点：1. 理解并掌握电流表和电压表的制作原理，会将电流计改装成电流表和电压表。

2. 理解并掌握伏安法测电阻的原理，并会合理选择实验电路。

［重点、难点解析］一、电流表和电压表1. 灵敏电流计我们所应用的灵敏电流计，其主要参数有三个：〔1〕电流计的电阻Rg ，通常叫电流计的内阻。

〔2〕满偏电流：即电流表指针偏转到最大刻度时的电流 Ig ，也叫电流表的量程。

〔3〕满偏电压：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压Ug ，也叫电压量程。

2. 电压表电流表的电压量程g g g U I R =，当改装成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R ，因为串联电阻有分压作用，因此叫分压电阻。

如下列图，电压扩大量程倍数g U n U =，由串联电路的特点得：g g g U I R I R =+，解得 g g g g g g g g R U U R R I UR R I U R )1(-=-=-=即电压扩大量程的倍数为n 时，需要串联的分压电阻g R n R )1(-=。

3. 电流表电流表G 的量程为Ig ，当改装成量程为I 的电流表时，应并联一个电阻R ，因为并联电阻可以起到分流作用，因此叫做分流电阻. 电流表G 的满偏电流为Ig ，扩大量程后的电流表满偏电流为I ，如下列图。

扩大量程的倍数g I n I =，由并联电路的特点得R I I R I g g g )(-=⋅所以，)1/()/(-=-⋅=n R I I R I R g g g g二、伏安法测电阻1. 原理：依据欧姆定律，测出待测电阻两端电压U 和流过电阻的电流I 由U R I=就可算出电阻的阻值。

由于电压表、电流表本身具有内阻，接入电路测量时也不可防止改变了被测电路中的电压和电流，给测量带来了误差。

为了减小这种误差，电压表和电流表的位置有两种接法——电流表内接法和外接法。

伏安法测电阻中电压表和电流表的灵活应用【知识复习】1、电压表和电流表的用法实际的电流表和电压表在电路中扮演双重角色：一是电表本身是“电阻系统”，阻值为R A和R V；二是电表本身就是“电表”，它可以显示通过自身的电流和自身两端的电压。

（1）内阻已知的电流表用法：①作为普通电流表测量通过自身（或与之串联电阻）的电流；②与定值电阻串联改装为大量程的电压表；③与定值电阻并联改装为大量程的电流表。

（2）内阻已知的电压表用法：①作为普通电压表测量自身两端（或与之并联电阻）的电压；②与定值电阻串联改装为大量程的电压表；③与定值电阻并联改装为大量程的电流表。

（3）内阻未知的电流表和电压表：不能进行改装，只能显示通过自身(或与之串联电阻）的电流和自身两端（或与之并联电阻）的电压。

2、定值电阻的常见用法：（1）作为保护电阻使用；（2）在电流表和电压表改装时使用；（3）与被测电阻串联分压，或间接测量被测电流；与被测电阻并联分流，或间接测量被测电压。

【同步练习】1、实验某同学欲设计一电路尽可能精确地测量某一电阻的阻值，该待測电阻R x大约300 Ω 。

有以下器材可供选择：A．定值电阻(R1=15Ω )B．定值电阻(R2= 999Ω )C．电流表 A1 (量程为 l.5mA，内阻为1Ω )D．电流表 A2(量程为 6mA，内阻约为0.05Ω )E．电压表 V (量程为 10V,内阻约为5kΩ )F．滑动变阻器 R3（最大阻值10Ω ,允许通过的最大电流为 0.5A)G．滑动变阻器R4（最大阻値100Ω ，允许通过的最大电流为 0.1A)H．电池组(E=3V,内阻不计）I．足量的导线与开关（1）该同学应该选择的滑动变阻器为________(选填“R3”、“R4”)。

（2）电表应该选择________和________，在方框中画出该同学设计的电路图。

【答案】R3 A1 A22、某兴趣小组想测未知电阻R x，(约为60Ω)的阻值，实验室提供下列器材：电源E：电动势约为3. 0V ，内阻忽略不计;电流表A1：量程为0 ~20mA，内阻r1=50Ω;电流表A2：量程为0 ~ 50mA，内阻r2约30Ω;滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω;滑动变阻器R2：最大阻值为4000Ω;单刀单掷开关S，导线若干。

用电压表、电流表测电阻【目的和要求】学习用伏特计和安培计测电阻的方法；加深对部分电路欧姆定律的理解和应用。

【仪器和器材】电阻圈（J2358型），直流伏特计（J0408型或J0408－1型），直流安培计（J0407型或J0407－l型），干电池3个，单刀开关（J2352型），导线若干。

J2358型电阻圈，一组包括三个定值电阻，分别为：5欧、1．5安、10欧、1．0安，15欧、0．6安。

每个为一段绕制成螺旋形的电阻丝嵌在底板中，电阻丝两端有接线柱。

【实验方法】1．按照图3．9－1连接电路，闭合开关，记录下伏特计和安培计的示数。

改变干电池节数，以改变加在待测电阻两端的电压。

共记录三组电压值和电流强度值，将实验数据填入表3．9－1中，根据每组数据计算出电阻值，并计算出平均值，作为待测电阻的阻值。

实验次数电压U（伏）电流I（安）电阻R（欧）电阻的平均值1232．将待测电阻R先后换成另外两个电阻圈接在电路中，再照上述步骤测出它们的电阻。

3．将测定值与电阻圈上标称值比较，初步找出误差原因。

【注意事项】无骨架的电阻圈最容易发生匝间短路，实验时不要用手摸线匝，如有匝与匝靠得很近，可将其拨开。

【思考题】用一个定值电阻和一个安培计（或一个伏特计），能否测出一个未知电阻的阻值？提示：能。

设定值电阻为R，待测电阻为R x，若只有一个安培计，将R与R x并联。

用安培计先后测出R中电流I1和R中电流I2，则R x两端电压U=I1R，未知电阻欧。

若只有一个伏特计，将R与R x串联，用伏特计先后测出R两端电压U1和R x两端电压U2，则R x中电流I=U1/R，未知电阻欧。