图7－6
3．控制电路的安全及偶然误差
根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择．
（1）滑动变阻器限流接法（如图7－7所示）．一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式．限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻．
图7－7
（2）滑动变阻器分压接法（如图7－8所示）．当采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器的电阻远大于滑动变阻器的总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时，必须选用滑动变阻器的分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式．
图7－8
4．常见的测量电阻的方法
高三电学实验复习
1．（2011年鲁迅中学高三质检）分别用图7－3－12甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3V、4mA，图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为（ ）
图7－3－12
A．略小于1kΩ B．略小于750Ω
C．略大于1kΩD．略大于750Ω
解析：
选D.先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用甲图进行测量比较准确．甲图中测量值较真实值偏小．
2．（2010年高考安徽理综卷）
（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图7－3－13甲所示，读数为________mm.
（2）用游标为20分度的卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为________cm.
图7－3－13
解析：
（1）固定刻度部分读数为0.5mm，可动刻度部分读数为11.7×0.01mm＝0.117mm，则螺旋测微器的读数为0.5mm＋0.117mm＝0.617mm（0.616mm～0.619mm都对）．
（2）主尺上的读数为0.6cm，游标尺上的第15条刻线与主尺的某一刻线对齐，游标尺读数为15×0.05mm＝0.75mm，则游标卡尺的读数为0.6cm＋0.075cm＝0.675cm.
答案：
（1）0.617（0.616～0.619）
（2）0.675
3．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7－3－14所示，用米尺测量金属丝的长度l＝1.000m．金属丝的电阻大约为5.0Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属的电阻率．
图7－3－14
（1）从图中读出金属丝的直径为________mm.
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有以下供选择的实验器材：
A．直流电源：
电动势约4.5V，内阻很小；
B．直流电压表V：
量程0～3V，内阻3kΩ；
C．直流电流表A1：
量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
D．直流电流表A2：
量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
E．滑动变阻器R1：
最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R2：
最大阻值50Ω；
G．开关、导线若干．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的滑动变阻器是________．
（3）根据所选的器材和实验电路图，用笔画线代替导线将实物连接成实验电路．
图7－3－15
答案：
（1）（0.520±0.002）
（2）A1 R1 （3）如图所示
4．（2010年高考天津理综卷）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ.实验室提供的器材有：
电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；
电压表V2，量程5V，内阻约5kΩ；
定值电阻R1，阻值30Ω；
定值电阻R2，阻值3kΩ；
滑动变阻器R3，阻值100Ω，额定电流1.5A；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；
开关S一个，导线若干．
（1）有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV.该方案实际上不可行，其最主要的原因是________；
（2）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路．要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图（图7－3－16中电源与开关已连好），并标出所选元件的相应字母代号；
图7－3－16
（3）由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义．
答案：
（1）电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流
（2）测量电压表V1内阻RV的实验电路如图所示
（3）RV＝
U1表示V1的电压 U2表示V1和R2串联的总电压
5．在测绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图7－4－7所示电路，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，下列原因可能的是（ ）
图7－4－7
A．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
解析：
选C.由题图知若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错．若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错．若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，故D错．若灯泡内短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，动滑片时，只有电流表指针变化，故选C.
6．（2009年高考天津卷）为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图7－4－8所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（ ）
图7－4－8
图7－4－9
解析：
选C.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，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图象中斜率应逐渐增大，故C正确．
7．测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路如图7－4－10所示，所用小灯泡的额定电压是3.8V．关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是（ ）
图7－4－10
A．系统误差主要是由电压表的分流引起的
B．系统误差主要是由电流表的分压引起的
C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
D．系统误差主要是由读数时的估读引起的
解析：
选A.由于小灯泡的电阻比较小，所以采用电流表外接的方法．此时电压表的测量值是准确的，但是电流表的测量值和真实值相比要大，原因是电压表分流．
8．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材：
A．小灯泡（3.8V,1.5W）
B．直流电源（电动势4.5V，内阻约0.4Ω）
C．电流表（量程0～500mA，内阻约0.5Ω）
D．电压表（量程0～5V，内阻约5000Ω）
E．滑动变阻器R1（0～5Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（0～50Ω，额定电流1A）
G．开关一个，导线若干
如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图7－4－11所示的四个电路中的________，应选用的滑动变阻器是________．
图7－4－11
解析：
由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量，所以滑动变阻器应选用分压式，分压式接法适用于测量较大阻值电阻（与滑动变阻器的总电阻相比），由于R1RL/RA，所以安培表应该选用外接法．
答案：
丙 R1（或E）
9．（2011年永嘉中学高三质检）图7－4－12甲是某实验小组测定电阻约为10Ω的小灯泡的伏安特性曲线的电路图，图乙是他们按照图甲所示的电路在实物上连线的示意图，教师检查发现有一根导线的一端接错了地方，请你在图乙中的这根连线上画上“×”并直接在图上画出这根导线的正确连线．
图7－4－12
解析：
从题图甲中可看出，测量小灯泡的伏安特性曲线的供电电路图是分压式接法，测量电路是安培表外接法．
答案：
见解析
10．（2011年安徽六校联考）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V 3W”，其他可供选择的器材有：
A．电压表V1（量程6V，内阻20kΩ）
B．电压表V2（量程20V，内阻60kΩ）
C．电流表A1（量程3A，内阻0.2Ω）
D．电流表A2（量程0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，0.5A）
F．滑动变阻器R2（0～20Ω，2A）
G．学生电源E（6V～8V）
H．开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U－I关系曲线如图7－4－13甲所示．
图7－4－13
（1）实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；
（2）在虚线框乙中画出实验所用的电路图；
（3）若将该小灯泡接在电动势为6V，内阻为4Ω的电源两端，则灯泡实际消耗的功率为________W.
解析：
（1）小灯泡的额定电压为6V，所以电压表选A；算得小灯泡的额定电流为0.5A，所以电流表选D；根据调节方便的原则可知滑动变阻器选F；（3）在小灯泡的U－I关系曲线中，作出电源的U－I图线，两图线的交点即为小灯泡的实际工
作状态，坐标的乘积即为小灯泡的实际功率．
答案：
（1）A D F
（2）电路图如图所示（滑动变阻器分压法、电流表外接）
（3）1.9（1.9±0.2均对）
11．（2009年高考安徽卷）用如图7－5－14所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
a．电流表（量程0.6A、3A）；
b．电压表（量程3V、15V）；
c．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；
d．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）；
e．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；
f．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）．
那么
（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．
（2）引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________．
答案：
（1）3 0.6 1 0～10
（2）电压表的分流
12．（2011年杭州二中检测）为测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）的电动势和内阻，实验室备有电流计G（满偏电流3mA，内阻25Ω）、定值电阻R0＝0.126Ω、开关和若干导线及以下器材：
A．量程0～3V，内阻约1000Ω的电压表
B．量程0～15V，内阻约1500Ω的电压表
C．总阻值为10Ω、额定电流为2A的滑动变阻器
D．总阻值为100Ω、额定电流为1A的滑动变阻器
（1）因电流表量程太小，需将R0与电流计________以扩大量程；
（2）电压表应选择________，滑动变阻器应选择________（填代号）
（3）请在虚线框内完成实验电路图；
图7－5－15
（4）根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是________________．
解析：
本题中给出了电压表，虽没有安培表，但给了电流计，且内阻已知，同时还给出了定值电阻，因此需考虑将电流计改装成安培表，即将电流计与定值电阻并联，然后用伏安法测量电源电动势和内阻，根据课本实验可画出电路图；根据电源电动势的大约值，可选择使用量程为3V的电压表；又因为电源内阻很小，若滑动变阻器的总阻值远大于电源内阻，则在减小滑动变阻器阻值时，开始电压表示数几乎不变，最后电压表和电流表会突然变化，造成读数误差很大，故应选用总阻值为10Ω的滑动变阻器；本实验中由于电压表的分流作用，使得改装后的电流表测得的电流偏小（读数只是通过滑动变阻器的电流），造成测得的电动势和内阻均偏小．
答案：
（1）并联
（2）A C
（3）如图所示
（4）由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小
13．（2010年高考广东理综卷）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0＝5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图7－5－16甲．
图7－5－16
（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
（2）请完成下列主要实验步骤
A．检查并调节电压表指针指零，调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；
B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；
C．将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.
（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________（计算结果保留两位有效数字）．
（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________（填“大”或“小”）．
解析：
（1）见答案图．
（2）由题图丙读得电阻箱阻值为R＝20Ω；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49V，再将S2闭合，电压表示数为R两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I＝
＝
A＝0.058A.
（3）因为I＝
，所以r＝
－R0－R＝（
－5－20）Ω＝0.69Ω.
（4）若考虑电压表的内阻，则S1闭合S2断开时，电压表示数为该表两端电压，小于电源电动势．
答案：
（1）如图所示
（2）A.20Ω C．闭合 （3）0.69Ω （4）小
14．使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是（ ）
A．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“∞”处
B．每一次换挡，都要重新进行一次调零
C．在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D．测量时，若指针偏转很小（靠近∞附近），应换倍率更大的挡进行测量
答案：
ABD
15．图7－6－7为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（ ）
图7－6－7
A．30kΩ～80kΩ
B．3kΩ～8kΩ
C．300kΩ～800kΩ
D．3000kΩ～8000kΩ
解析：
选B.当红、黑表笔短接调零时
Ig＝
R＋rg＋R0＝
＝
Ω＝5000Ω.
当指针指中间（中值电阻）时，设被测电阻阻值为Rx，则
＝
Rx＝5000Ω.
16．（2009年高考安徽卷）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图7－6－8所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？
请填在表格中．
图7－6－8
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
________mA
直流电压2.5V
________V
b
电阻×100
________Ω
解析：
在读电压和电流时，要注意估读，而在读电阻挡时不用估读．
答案：
23.0 0.57 320
22（2011全国理综）.（5分）
为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。
图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。
完成下列实验步骤中的填空：
（1）将S拨向接点1，接通S1，调节________,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I；
（2）然后将S拨向接点2，调节________,使________,记下此时RN的读数；
（3）多次重复上述过程，计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。
解析：
（1）R0、标准电流表A0；
（2）RN，标准电流表A0的示数为I；（3）平均值
5（2011天津）（4）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表（量程100μA，内阻约为2kΩ）；
B．电流表（量程500μA，内阻约为300Ω）；
C．电压表（量程15V，内阻约为100kΩ）；
D．电压表（量程50V，内阻约为500kΩ）；
E．直流电源（20V，允许最大电流1A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；
G．电键和导线若干。
电流表应选B，电压表应选C。
（填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
1电流表应采用内
接的方法；
2滑动变阻器应采用分压器方式的接法。
21（2011北京）
（1）用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:
旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。
将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。
将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的_________（填"0刻线"或"∞刻线"）。
[来源:
学+科+网Z+X+X+K]
将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。
为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡"×1k"的位置
B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接
D．将
两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
21答案：
（1）
S
T0刻线
ADC
升级会员 