测大电阻
（2）判断方法
a、直接比较法：
当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时，应选用内接法。
b、临界值法：
当待测电阻Rx<
时，视Rx为小电阻，应选用外接法；
当Rx>
时，视Rx为大电阻，应选用内接法；
当Rx＝
时，两种接法均可。
2、控制电路——滑动变阻器分压式、限流式接法选取
如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL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.
（1）电路的对比
负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）
负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻）
相同条件下电路消耗的总功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分压接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E（IL+Iap）
比较
分压电路调节范围较大
分压电路调节范围较大
限流电路能耗较小
（2）滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
①必须选用分压式接法
②可选用限流式接法
特别提醒
利用伏安法测电阻，无论采用电流表的内接还是外接都会产生误差，这是由于实验原理的不完善带来的，属于系统误差。
测量大电阻时，用电流表的内接，测量的误差相对小一些；而测量小电阻时，用电流表的外接，测量的误差相对小一些。
[例2]用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：
待测电阻Rx（阻值约5Ω，额定功率为1W）；
电流表A1（量程0~0.6A，内阻0.2Ω）；
电流表A2（量程0~3A，内阻0.05Ω）；
电压表V1（量程0~3V，内阻3kΩ）；
电压表V2（量程0~15V，内阻15kΩ）；
滑动变阻器R0（0~50Ω），
蓄电池（电动势为6V）、开关、导线.
为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图.
[例题3]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：
RA=______________。
考点三实验方案的设计
根据实验目的，控制实验条件，能灵活地运用已学过的物理原理、实验方法和实验仪器去处理问题，设计实验方案。
也是高考实验题的主要试题。
一、器材选择的原则：
1．准确性原则：
选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的１/3，读数误差较大。
2．安全性原则：
通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。
3．便于操作原则：
选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。
二、实物图连线技术
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。
对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。
考点四描绘小灯泡的伏安特性曲线
若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。
[考点分析]考查利用伏安法测灯泡的伏安曲线与处理图象能力
例题5.（2008天津卷）
（2）用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。
微安表μA（量程200μA，内阻约200
）；
电压表V（量程3V，内阻约10K
）；
电阻R（阻值约20k
）；
滑动变阻器R（最大阻值50
，额定电流1A）．
电池组E（电动势3V，内阻不计）；
开关S及导线若干。
例6、现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线。
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
（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），
乙
电流表
（量程250mA，内阻约为2Ω），
电流表
（量程500mA，内阻约为1Ω），
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电子键S，导线若干。
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 。
（朝阳一模）21．（18分）
（2）某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验：
待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；
电源E（电动势为14V）；电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；
电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
单刀单掷开关；导线若干。
①在实验中，既要满足实验要求，又要减小误差，应选用的实验电路图________。
ABCD
②请根据所选的实验电路图在实物图上连线。
③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。
（结果保留3位有效数字）
④由小灯泡的伏安特性曲线可知：
在较低电压区域（0~2V）内，小灯泡的电阻几乎不变；在较高电压区域（7~10V）内，小灯泡的电阻随电压的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
它们变化规律不同的原因是________。
（通州一模）21．（3）（10分）有一个小灯泡标有“7.8V0.2A”字样，现要测量小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（0~5V，内阻2.0kΩ）；
B．电压表（0~10V，内阻3.0kΩ）；
C．电流表（0~0.3A，内阻2.0Ω）；
D．电流表（0~0.6A，内阻1.5Ω）；
E．滑动变阻器（20Ω，2A）；
F．滑动变阻器（100Ω，0.5A）；
G．学生电源（直流9V），开关，导线。
①a．在答题纸的方框里画出实验电路图。
b．实验中所用的电压表是______，电流表是_______，滑动变阻器是______。
（3分）（只填写序号）
I1N
②小灯泡通电后其电流I随电压U变化的曲线如图所示，P为图线上的一点，PN为图线上p点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。
则下列说法正确的是（）（3分）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
考点5测定金属的电阻率
[考点分析]考查螺旋测微器的读数与伏安法测电阻的实验知识
例题7.（海淀一模）在“测金属丝的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。
（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：
ρ=（用上述测量量的字母表示）。
（2）若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数如图6所示，则金属丝长度的测量值为l=cm，金属丝直径的测量值为d=mm。
（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。
按如图7所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。
利用该电路进行实验的主要操作过程是：
第一步：
先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合电键S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（在不超过量程的情况下），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步：
保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式
（海淀一模）21A．（2A）有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。
横截面如图8所示。
①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图9所示，金属管线的外径为_________mm；
②现有如下器材
mm
图10
A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω）
C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）
E．滑动变阻器（15Ω，3A）
F．蓄电池（6V，内阻很小）
G．开关一个，带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选，滑动变阻器应选
③请将图10所示的实际测量电路补充完整。
④已知金属管线样品材料的电阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是。
计算中空部分截面积的表达式为S=。
（海淀一模反馈）21B．（3B）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。
步骤如下：
①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为mm；
15
②用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为mm；
③用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为Ω。
④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）
电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。
⑤若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝---Ω·m。
（保留2位有效数字）
（通州二模）21．
（2）（8分）某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．定值电阻R0=100Ω
D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
F．电键S及导线若干
①根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的
，请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。
②实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=______。
（用字母表示）
考点6练习使用多用电表
１．欧姆表构造
２．测量原理
所以：
注意：
指针偏转的角度与通过表头的电流大小成正比，但被测电阻的大小与流过表头的电流大小所成的关系如上，既不成正比，也不成反比．
3、使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。
使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。
使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。
欧姆挡的使用：
⑴选挡。
一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。
⑵调零。
⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。
⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。
⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。
V
用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。
[考点分析]考查利用多用电表测电压、电流与电阻的使用方法
例7．多用电表表头的示意图如右。
在正确操作的情况下：
⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为_________
⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为__________
⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________
⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：
________，_________，_________。
⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到______或者_______。
⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。
★高考重点热点提醒探究
电学实验的综合考察
[例1]（全国卷1）Ⅱ.（12分）一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω。
现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程。
为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线。
（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为V.
[例2]（全国卷2）
（2）（13分）右图为一电学实验的实物连线图．该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值（约500Ω）．图中两具电压表量程相同，内阻都很大．实验步骤如下：
①调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端．
②合上开关S．
③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转．
④记下两个电压表和的读数U1和U2
⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下和的多组读数U1和U2
⑥求Rx的平均值．
回答下面问题:
（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为
，滑动变阻器的符号为
，其余器材用通用的符号表示。
（Ⅱ）不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=___________
（Ⅲ）考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx=__________________
[例4]（宁夏卷）I.右图为一正在测量中的多用电表表盘.
（1）如果是用×10
档测量电阻，则读数为
。
（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为mA。
（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为V。
E
[例5]（全国）有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用的器材有：
电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。
采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：
a.断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1，调节R使满偏；c.合上S2，调节R1使半偏，此时可认为的的内阻rg＝R1。
试问：
（ⅰ）在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选 ① ；为了使测量尽是精确，可变电阻R应该选择 ② ；电源E应该选择 ③ 。
（ⅱ）认为内阻rg＝R1，此结果与的rg真实值相比 ④ 。
（填“偏大”、“偏小”、“相等”）
[例6]（山东）检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。
可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6ΩC．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15V，内阻约15KΩE．电压表V2，量程3V，内阻约3KΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20ΩG．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．游标卡尺I．毫米刻度尺J．电键S导线若干
（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________（填“A1”或“A2”），所选电压表为_________（填“V1”或“V2”）。
（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。
电路原理图和对应的实物连接如图
（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。
★抢分频道
◇限时基础训练（20分钟）
班级姓名成绩
1、（2007·汕头市）如图6所示是测定电流表内阻的电路图。
电流表的内阻约100Ω左右，满偏电流为500µA，用电池做电源。
图6
（1）现备有以下可变电阻：
A．电阻箱，阻值范围为0~100Ω
B．电阻箱，阻值范围为0~999.9Ω
C．滑动变阻器，阻值范围为0~200Ω
D．滑动变阻器，阻值范围为0~20KΩ
在上述可变电阻中，电路图中的R应选用，R′应选用。
（2）某同学进行的实验步骤如下：
①先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针转到满刻度。
②合上S2，调节R′和R的阻值，使电流表的指针转到满刻度的一半。
③记下R′的阻值
指出上述实验步骤中有什么错误。
答：
1.答案：
（1）滑动变阻器应选电阻大的D；电阻箱应选B，
（2）第②步中，合上S2后不应再调节R。
【解析】由题中给出的电路图可知，该题要求用半偏法测电流表的内阻。
由半偏法的原理可知，选电阻箱时，只要它能调出与电流表内阻相当的电阻即可；另外，当电阻箱接入时，维持总电流几乎不变是至关重要的，因为这时才可以说两条支路上各有一半电流。
为此：
①滑动变阻器的实际组织应远大与电流表的内阻，成为整个电路电阻的主要部分，使R′的接入仅使电阻发生微小变化。
②在调节电阻箱时，电阻R不应变化
2、（2007·中山市）将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行核对。
（1）利用如图所示的电路测量电流表G的内阻（图中电源的电动势E=4V）：
先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的
，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg= Ω。
（2）将该表改装成量程为3V的电压表，需 （填“串联”或“并联”）阻值为R0= Ω的电阻。
（3）把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图。
2.答案：
（1）100
（2）串联，9900（3）如图
【解析】
（1）Rg/R′=
，故Rg=
Ω=100Ω.
（2）据IgRg+IgR0=3V解得R0=9900Ω.（3）略
3、（2007·深圳市）现要测量某一电压表
的内阻。
给定的器材有：
待测电压表
（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表
（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：
R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000 Ω；电键S及导线若干。
要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
i.试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。
（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。
）
ii.电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV＝ 。
3．答案：
i.如图所示。
ii.
【解析】选择的固定电阻的阻值应与伏特表阻值差不多，这样伏特表和电流表的偏转均超过其量程的一半，读数精确性比较大，所以选择R1。
Ⅱ.略
4．图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单
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