例1、用伏安法測量一個定值電阻的器材規格如下：待測電阻Rx（約100Ω）;直流電流表（量程0~10mA、內阻50Ω）;直流電壓表（量程0~3V、內阻5kΩ）;直流電源（輸出電壓4V、內阻不計）；滑動變阻器（0~15Ω、允許最大電流1A）；開關1個，導線若干.根據器材的規格和實驗要求畫出實驗電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經給出，只需計算兩種接法哪種合適。圖10-5【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內接法和外接法，由于Rx＜，故電流表應采用外接法.在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當滑動變阻器阻值調至最大，通過負載的電流最小，Imin==24mA＞10mA,此時電流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.圖10-5【總結】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學實驗的首要原則，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。例2、在某校開展的科技活動中，為了要測出一個未知電阻的阻值Rx，現有如下器材：讀數不準的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2、電源和導線。⑴畫出實驗電路圖，并在圖上標出你所選用器材的代碼。⑵寫出主要的實驗操作步驟。【解本測量儀器是電壓表和電流表，當只有一個電表（或給定的電表不能滿足要求時），可以用標析】⑴實驗電路如右圖所示。⑵①將S2與Rx相接，記下電流表指針所指位置。②將S2與R1相接，保持R2不變，調節R1的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下R1的值，則Rx＝R1。例3、用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（900～1000Ω）：電源E，具有一定內阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內阻r2＝2500Ω；滑動變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關K，導線若干。測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖。【解析】如圖所示例4用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材（代號）與規格如下：電流表A1（量程250mA,內阻r1為5Ω)；標準電流表A2（量程300mA,內阻r2約為5Ω）；待測電阻R1（阻值約為100Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值10Ω）；電源E（電動勢約為10V，內阻r約為1Ω）；單刀單擲開關S，導線若干。⑴要求方法簡捷，并能測多組數據，畫出實驗電路原理圖，并標明每個器材的代號.⑵需要直接測量的物理量是_______,用測的量表示待測電阻R1的計算公式是R1＝________。【解析】⑴實驗電路圖如圖所示。⑵兩電流表A1、A2的讀數為I1、I2和電流表A1的內阻為r1，待測電阻R1的阻值的計算公式是：例5有一電阻Rx，其阻值在100～200Ω之間，額定功率為0.25W。要用伏安法較準確地測量它的阻值，實驗器材有：安培表A1，量程為50mA，RA1=100Ω安培表A2，量程為1A，RA2=20Ω電壓表V1，量程為5V，RV1=10kΩ電壓表V2，量程為15V，RV2=30kΩ變阻器R1，變阻范圍0～20Ω，2A變阻器R2，變阻范圍0～1000Ω，1A9V電源，電鍵，導線。⑴實驗中應選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：。⑵畫出所用實驗電路圖。【解析】⑴允許通過電阻中電流可能的最大值由：得，。因為電阻可能為200Ω，所以通過被測電阻的電流的最大值可能是35mA，應用電流表的示數來控制通過電阻的電流，因此，電流表應選A1。又因為,所以。因為電阻可能為100Ω，所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V，應用電壓表的示數來控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應選V1。因為R1＜R2,且2A＞35mA,所以應選變阻器R1。因為R1＜Rx所以滑動變阻器連接方式應選用分壓電路。因為<,所以應選用外接電路。⑵實驗所用電路如圖所示例6（2000年全國）從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據。⑴在虛線方框中畫出電路圖，標明所用器材的代號。器材（代號）規格電流表（A1）量程10mA，內阻r1待測（約40Ω）電流表（A2）量程500μA，內阻r2=750Ω電壓表（V）量程10V，內阻r3=10Ω電阻（R1）阻值約100Ω，作保護電阻用滑動變阻器（R）總阻值約50Ω電池（E）電動勢1.5V，內阻很小導線若干，電鍵K⑵若選測量數據中的一組來計算r1，則所用的表達式為r1=____________，式中各符號的意義是____________。【解析】⑴如圖所示。⑵，I1表示通過電流表A1的電流，I2表示通過電流表A2的電流，r2表示電流表A2的內阻。【備考提示】在很多情況下，電壓表和電流表（已知內阻）的功用可以互換。有時利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實際上就是部分電路歐姆定律的變形運用。在處理時，一定要明確原理，靈活運用。VmAV例7（2006年全國Ⅰ、Ⅲ）現要測量某一電壓表的內阻。給定的器材有：待測電壓表（量程2V，內阻約4kΩ）；電流表（量程1.2mA，內阻約500Ω）；直流電源E（電動勢約2.4V，內阻不計）；固定電阻3個：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導線若干。要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的一半。VmAV⑴試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。）R1SEVmA⑵電路接通后，若電壓表讀數為U，電流表讀數為R1SEVmA【解析】⑴實驗電路如圖所示，若選用電阻R1，則并聯電阻＝2000Ω，電壓表讀數U＝·R＝×2000＝1.92＞1V，電流表讀數I＝＝＝0.00096A＝0.96mA＞0.6mA，R1符合要求，同理可得R2、R3不符合要求，故選R1。⑵電路接通后，通過R1的電流I1＝，則通過電壓表的電流為I2＝I－I1＝I－，所以電壓表的內阻RV＝＝【備考提示】本題涉及實驗器材選取和電路設計等，對考生的分析綜合能力提出了較高要求，解答此類試題必須根據測量要求和所提供的器材，由儀表的選擇原則和基本規律為分析的入手點。【變式題】例8（2006年全國Ⅱ）現要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用eq\o\ac(○,×)表示）的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1V～4V。A2A1V現有器材：直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計），電壓表（量程4.5V，內阻約為4×104Ω），電流表（（量程250mA，內阻約為2Ω），電流表（量程500mA，內阻約為1Ω），滑動變阻器R（最大阻值約為30A2A1V如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是，下面兩個電路應該選用的是。A2【解析】在測量小燈泡的伏安曲線時，由于題目要求電壓范圍為0.1V～4V，因此滑動變阻器采用分壓式接法。根據估算通過小燈泡的額定電流為I=0.4A，因此電流表應該選用。在伏安法測量過程中，由于A2臨界電阻大于小燈泡電阻，因此應該選擇電流表外接法即選擇甲電路進行測量。例9、用右圖所示的電路，測定一節干電池的電動勢和內阻。電池的內阻較小，為了防止在調節滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：電流表（量程0.6A、3A）；電壓表（量程3V、15V）定值電阻（阻值1、額定功率5W）定值電阻（阻值10，額定功率10W）滑動變阻器（陰值范圍0--10、額定電流2A）滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）那么（1）要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇V，電流表的量程應選擇A；R0應選擇的定值電阻，R應選擇阻值范圍是的滑動變阻器。引起該實驗系統誤差的主要原因是。=2\*ROMANII．答案：（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電池實際輸出電流小。解析：由于電源是一節干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現開始幾乎不變最后突然變化的現象。關于系統誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小。本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比測量值小，造成E測<E真，r測<r真。例10、某同學在實驗室測定一節干電池的電動勢和內阻，實驗室中有如下器材：開關、導線。由于沒有電壓表，為此他設計了如圖所示的電路完成了實驗要求的測量。①為了方便并能較準確測量，滑動變阻器應選，定值電阻應選用。（填寫定值電阻前的序號）②若某次測量中電流表G的示數為I1，電流表A的示數為I2；改變滑動變阻器的位置后，電流表G的示數為I1′，電流表A的示數為I2′。則可知此電源的內電阻測量值為r=，電動勢測量值為E=。【解析】干電池的電動勢和內阻的測量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應該達到1.5V，則總電阻為，故定值電阻應選用的序號為的電阻，滑動變阻器應選用②在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據全電路歐姆定律有，解之，得，【例1】某研究性學習小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學對其提出質疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：器材（代號）規格電流表（A1）電流表（A2）電壓表（V1）電壓表（V2）滑動變阻器（R1）滑動變阻器（R2）直流電源（E）開關（S）導線若干量程0~50mA，內阻約為50量程0~200mA，內阻約為10量程0~3V，內阻約為10k量程0~15V，內阻約為25k阻值范圍0~15，允許最大電流1A阻值范圍0~1k，允許最大電流100mA輸出電壓6V，內阻不計①為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用；電壓表應選用；滑動變阻器應選用。（以上均填器材代號）②為達到上述目的，請在虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖，并標明所用器材的代號。③若發現實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？相同點：，不同點：。解析：①圖像中電流0～0.14A，電流表選A2；電源電壓6V，但圖像只要求電壓在0～3V之間調整，為了測量準確電壓表選V1；由于繪制圖像的需要，要求電壓從0～3V之間調整，所以滑動變阻器只能采用分壓式接法，為了能很好調節電壓，滑動變阻器應選用阻值較小的R1。②該元件約幾十Ω，，電壓表的分流作用可以忽略，所以采用電流表外接法；實驗數據的采集要求從零開始，所以滑動變阻器采用分壓式接法。③從圖像的形狀和斜率變化趨勢上去找相同點和不同點，突出都是“非線性”，圖像上某點與原點連線的斜率是電阻的倒數。【例2】某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為9.999，科當標準電阻用）一只電流表（量程=0.6A,內阻）和若干導線。①請根據測定電動勢E內電阻的要求，設計圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。②接通開關，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對應的電流表的示數I,并作記錄當電阻箱的阻值時，其對應的電流表的示數如圖5所示。處理實驗數據時。首先計算出每個電流值I的倒數;再制作R-坐標圖，如圖6所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖5實驗數據對應的坐標點也標注在圖6中上。③在圖6上把描繪出的坐標點練成圖線。④根據圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V,內電阻解析：根據閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯充當電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯接在電源兩端即可。實物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根據R-1/I圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內阻為縱軸負方向的截距減去電流表的內阻。答案：①見答圖4②見答圖6③見答圖6④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）【例3】某同學利用多用電表測量二極管的反向電阻。完成下列測量步驟：（1）檢查多用電表的機械零點。（2）將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關拔至電阻測量擋適當的量程處。（3）將紅、黑表筆___________，進行歐姆調零。（4）測反向電阻時，將_________表筆接二極管正極，將________表筆接二極管負極，讀出電表示數。（5）為了得到準確的測量結果，應讓電表指針盡量指向表盤___________（填“左側”、“右側”或“中央”）；否則，在可能的條件下，應重新選擇量程，并重復步驟（3）、（4）。（6）測量完成后，將選擇開關拔向_____________________________位置。【典例解析】【例1】某同學為了較精確的測量一阻值約為20Ω的電阻Rx的阻值.①在以下備選器材中電流表應選__________,電壓表應選_______,變阻器應選_________.（只填寫器材對應的字母代號）電源E（電動勢3V、內阻可忽略不計）電流表A1（量程50mA，內阻約12Ω）電流表A2（量程3A，內阻約0.12Ω）電壓表V1（量程3V，內阻約3kΩ）電壓表V2（量程15V，內阻約15kΩ）滑動變阻器R1（0～10Ω，允許最大電流2.0A）滑動變阻器R2（0～1000Ω，允許最大電流0.5A）定值電阻R（30Ω，允許最大電流1.0A）開關及導線若干②請在方框中畫出實驗電路圖（要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對應符號標出）。③若某次測量中，電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則計算待測電阻的阻值表達式為Rx＝________________。【解析】測量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應選量程為3V的V1；根據歐姆定律容易求得電路中的最大電流，顯然超過了電流表A150mA的量程，但電流表A2的量程又太大，故我們可以將定值電阻R（30Ω）與待測電阻Rx相串聯，此時電路中的最大電流，利用電流表A1測量電流即可。由于要求直接測量量的變化范圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動變阻器使用電阻較小的R1。最后我們確定電流表的解法：由于此時電路的臨界電阻，則應該利用電流表的外接法。由此得到實驗電路圖如圖所示，當電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則計算待測電阻的阻值表達式.【例2】從下表中選取出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1，畫在下面的方框中，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數據。器材(代號)規格電流表（A1）量程10mA，內阻r1待測（約40Ω）電流表（A2）量程500μA，內阻r2=750Ω電壓表（V）量程10V，內阻r3=10kΩ電阻（R1）阻值約100Ω，作保護電阻用滑動變阻器（R2）總阻值約50Ω電池（E）電動勢1.5V，內阻很小電鍵（S）導線若干【解析】要測量電流表A1的內阻，按常規思想應用伏安法，將電壓表并聯在待測電流表兩端，但根據本題所提供的儀器，我們可以首先肯定，在本實驗中不可能用到電壓表，因為電源的電動勢只有1.5V，而電壓表的量程為10V，最多不到滿偏的1/6，用它來讀數誤差太大，因此該實驗能用到的電表只可能用兩塊電流表。兩塊電流表有可能串聯，也有可能并聯，但題目中電流表A2的內阻r2已知，因此將兩電流表并聯，根據并聯規律I1r1=I2r2可求出電流表A1的內阻r1=。加在電流表兩端的電壓最大值Um=Imr2=0.375V，而滑動變阻的最大阻值只有50Ω，如果將滑動變阻器接成限流，會超過電流表的量程，將它們燒壞。如果僅僅將滑動變阻器接成分壓，滑動變阻器可調節的范圍很小，只有全長的1/4，這樣測量的次數比較少。故應將定值電阻R1接在干路上用作限流，電路圖如圖所示。【例3】現有器材：量程為10.0mA、內阻約30-40的電流表一個，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開關K，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=，式中各直接測得量的意義是：.【解析】根據提供的器材，可任取一個定值電阻與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，用歐姆定律建立方程組進行測量。但在本題中，電流表量程為10.0mA，干電池的電動勢約為1.5V，如果把定值電阻R1與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，則回路中總電阻約為180，回路中電流約為1.5V/180=8.3mA，而如果把定值電阻R2與電流表、干電池、開關接成一個串聯電路，，則回路中總電阻約為130，回路中電流約為1.5V/130=11.5mA，顯然，該電流已超過電流表的量程。考慮到實驗的可行性，此時用定值電阻R2與R1串聯即可，故有如下解答：（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯接入電路。(連線如圖)（2）設I1是外電阻為R1時的電流，I2是外電阻為R1和R2串聯時的電流，則有，RAR滑GRAR滑G【例4】某同學在實驗室測定一節干電池的電動勢和內阻，實驗室中有如下器材：開關、導線。由于沒有電壓表，為此他設計了如圖所示的電路完成了實驗要求的測量。①為了方便并能較準確測量，滑動變阻器應選，定值電阻應選用。（填寫定值電阻前的序號）②若某次測量中電流表G的示數為I1，電流表A的示數為I2；改變滑動變阻器的位置后，電流表G的示數為I1′，電流表A的示數為I2′。則可知此電源的內電阻測量值為r=，電動勢測量值為E=。【解析】干電池的電動勢和內阻的測量，一般需要電流表和電壓表。由于題中沒有電壓表，故需要將電流表改裝為電壓表，且改裝后電壓表的量程應該達到1.5V，則總電阻為，故定值電阻應選用的序號為的電阻，滑動變阻器應選用②在兩次測量過程中，通過電源的電流是兩只電表的電流之和，則根據全電路歐姆定律有，解之，得，.【例5】小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學為研究這一現象，用實驗得到如下數據（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：（1）在左下框中畫出實驗電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0-10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導線若干.（2）在右圖中畫出小燈泡的U-I曲線.（3）某電池的電動勢是1.5V，內阻是2.0Ω.將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？【解析】（1）為了作出小燈泡的U-I曲線，必須采用分壓的方法；而因為小燈泡的電阻比較小，故采用電流表的外接法，實驗電路圖見下圖.（2）小燈泡的U-I曲線首先用描點法作出各個點，利用圓滑的曲線連接即可得到下圖。（3）作出圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實際功率為0.28瓦.【例6】在"測定金屬的電阻率"的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為mm.(2)在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：A．直流電源：電動勢約4.5V，內阻很小；B.電流表A1：量程0～0.6A，內阻0.125Ω;C．電流表A2：量程0～3.0A，內阻0.025Ω;D．電壓表V：量程0～3V，內阻3kΩ;E.滑動變阻器R1：最大阻值10Ω；F.滑動變阻器R2：最大阻值50Ω;G．開關、導線等．在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是，應該選用的滑動變阻器是。(3)根據所選的器材，在如圖所示的方框中畫出實驗電路圖．(4)若根據伏安法測出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為Ω·m.（保留二位有效數字）【解析】(1)從螺旋測微器主尺讀出0.5mm，再從游尺讀出，故金屬絲的直徑為0.522mm.(2)電路中的最大電流，顯然超過了電流表A10.6A的量程，但電流表A2的量程又太大，故電流表應該選用A1，由于滑動變阻器R1最大阻值為10Ω，比被測電阻絲的電阻大，且容易調整，所以采用限流電路即可。由于此時電路的臨界電阻，故電流表采用外解法.(3）實驗電路如圖所示(4)利用電阻定律，則1.1×10-6Ω·m.【例7】在測定一節干電池的電動勢和內電阻的實驗中，備有下列器材：A．待測的干電池（電動勢約為1.5V，內電阻小于1.0Ω)B．電流表G（滿偏電流3mA，內阻Rg=10Ω)C．電流表A(0～0.6A，內阻0.1Ω)D．滑動變阻器R1(0～20Ω,10A)E.滑動變阻器R2(0～200Ω,lA)F．定值電阻R0(990Ω)G．開關和導線若干(1)某同學發現上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設計了如圖所示中甲的（a)、(b)兩個參考實驗電路，其中合理的是圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應選（填寫器材前的字母代號）．(2)圖乙為該同學根據（1)中選出的合理的實驗電路利用測出的數據繪出的I1—I2圖線（I1為電流表G的示數，I2為電流表A的示數），則由圖線可以得被測電池的電動勢E=V，內阻r=Ω。【解析】本題中測定干電池的電動勢和內電阻需要用電壓表和電流表，由于題中只給了兩個電流表，故可以通過改裝來實現.因為定值電阻R0=990Ω，則電流表G與之串聯較好，所以合理的是b圖所示的電路，滑動變阻應選D；根據全電路歐姆定律容易得到，即由I1—I2圖線可以看出，圖線與縱軸的交點為1.48，即，故電動勢E=1.48V；又因為圖線的斜率，即，故.【高考演練】1、一電流表的量程標定不準確，某同學利用圖1所示電路測量該電流表的實際量程。所用器材有：量程不準的電流表，內阻=10.0，量程標稱為5.0mA；標準電流表，內阻=45.0，量程1.0mA；標準電阻，阻值10.0；滑動變阻器R，總電阻為300.0；電源E，電動勢3.0V，內阻不計；保護電阻；開關S；導線。（1）在實物圖上畫出連線。（2）開關S閉合前，滑動變阻器的滑動端c應滑動至端。（3）開關S閉合后，調節滑動變阻器的滑動端，使電流表滿偏；若此時電流表的讀數為，則的量程=。（4）若測量時，未調到滿偏，兩電流表的示數如圖3所示，從圖中讀出的示數=，的示數=；由讀出的數據計算得=。（保留3位有效數字）（5）寫出一條提高測量準確度的建議：。【答案】⑴如圖⑵阻值最大⑶⑷6.05mA【解析】⑵在滑動變阻器的限流接法中在接通開關前需要將滑動觸頭滑動到阻值最大端⑶閉合開關調節滑動變阻器使待測表滿偏，流過的電流為Im。根據并聯電路電壓相等有得⑷待測表未滿偏有，將A2的示數0.66mA和其他已知條件代入有Ma但圖中A1的示數3.0mA量程為5.0mA，根據電流表的刻度是均勻的，則準確量程為6.05mA2、如圖，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內：eq\o\ac(○,A)為毫安表，量程6mA，內阻為數十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3V，內阻很小；R為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S為開關。已知RT在95℃時阻值為150Ω，在20℃時的阻值約為550Ω。現要求在降溫過程中測量在95℃～20℃之間的多個溫度下RT的阻值。在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖，完成下列實驗步驟中的填空，依照實驗原理電路圖連線，調節控溫容器M內的溫度，使得RT溫度為95℃，將電阻箱調到適當的初值，以保證儀器安全閉合開關。調節電阻箱，記錄電流表的示數I0，并記錄________。⑤將RT的溫度降為T1（20℃＜T1＜95℃）；調節電阻箱，使得電流表的讀數,記錄。⑥溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1=。⑦逐步降低T1的數值，直至20℃為止；在每一溫度下重復步驟⑤⑥【答案】：（1）如圖：（2）d、電阻箱的讀數e仍為電阻箱的讀數為f、【解析】：（1）由于本實驗只有一個可以用來測量或觀察的電流表，所以應該用“替代法”的思維考慮用電流表觀察保證電路的電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯形成測量電路。而且熱敏電阻的95℃和20℃的阻值是已知的，所以熱敏電阻的初始溫度為95℃，則電流表數不變時電阻箱與熱敏電阻的串聯電路電阻保持150Ω加電阻箱的初值之和不變。如果熱敏電阻的初始溫度為20℃，則電流表示數不變時，電阻箱與熱敏電阻的串聯電路電阻保持550Ω加電阻箱的初值之和不變，則可以測量任意溫度下的電阻。（2）實驗步驟為：a、依照實驗原理電路圖連線b、調節控溫電容M內的溫度，使得的溫度為95℃c、將電阻箱調到適當的初值，保證儀器安全d、閉合開關，調節電阻箱，記錄電流表的示數，并記錄電阻箱的初值e、將的溫度降低為，調節電阻箱，使得電流表的讀數仍為，記錄電阻箱的讀數為f、溫度為時，熱敏電阻的電阻值g、將的溫度逐漸降低直到為止，在每一溫度下重復步驟e-f3、用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻，在給定溫度范圍內，其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學將和兩個適當的固定電阻、連成圖1虛線框內所示的電路，以使該電路的等效電阻的阻值隨所處環境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍.為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內阻很大.的測量結果如表l所示.回答下列問題(1)根據圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線.(2)為了檢驗與t間近似為線性關系，在坐標紙上作-t關系圖線(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數如圖3、4所示.電流表的讀數為____，電壓表的讀數為___.此時等效電阻的阻值為___：熱敏電阻所處環境的溫度約為____.【答案】：（1）如圖所示（2）如圖所示（3）115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃【解析】：（1）根據電路圖連接實物。（2）根據數據描出點，作出直線。（3），，，對照圖溫度為64.0℃。4、要測量電壓表V1的內阻RV，其量程為2V，內阻約2KΩ。實驗室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內阻約0.1Ω；電壓表V2，量程5V，內阻為5KΩ；定值電阻R1，阻值30Ω；定值電阻R2，阻值為3KΩ；滑動變阻器R3，最大阻值100Ω，額定電流1.5A；電源E，電動勢6V，內阻約0.5Ω；開關S一個，導線若干。①有人擬將待測電壓表V1和電流表A串聯接入電壓合適的測量電路中，測出V1的電壓和電流，再計算出RV。該方案實際上不可行，其最主要的原因是.②請從上述器材中選擇必要的器材，設計一個測量電壓表V1內阻RV的實驗電路。要求測量盡量準確，實驗必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實驗電路圖（圖中電源與開關已連接好），并標出所選元件的相應字母代號：③由上問寫出V1內阻RV的表達方式，說明式中各測量量的物理意義。【答案】：①電流表A不能準確測量出流過電壓表V1的電流；②測量電壓表V1內阻的實驗電路如圖所示；③，表示的電壓，表示和串聯的總電壓。5、（１）甲同學要把一個量程為200的直流電流計eq\o\ac(○,G)，改裝成量度范圍是0～4Ｖ的直流電壓表。①她按圖１所示電路、用半偏法測定電流計eq\o\ac(○,G)的內電阻rg，其中電阻Ｒ0約為１。為使rg的測量值盡量準確，在以下器材中，電源Ｅ應選用______________，電阻器Ｒ1應選用______________，電阻器Ｒ2應選用______________（選填器材前的字母）Ａ．電源（電動勢1.5Ｖ）Ｂ．電源（電動勢6Ｖ）Ｃ．電阻箱（0～999.9）Ｄ．滑動變阻器（0～500）Ｅ．電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當）（0～5.1）Ｆ．電位器（0～51）②該同學在開關斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將Ｒ２的阻值調至最大。后續的實驗操作步驟依次是______________，______________，______________，______________，最后記錄Ｒ1的阻值并整理好器材。（請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母）Ａ．閉合Ｓ１Ｂ．閉合Ｓ２Ｃ．調節Ｒ２的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度Ｄ．調節Ｒ２的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半Ｅ．調節Ｒ１的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半Ｆ．調節Ｒ１的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度③如果所得的Ｒ１的阻值為300.0，則圖１中被測電流計eq\o\ac(○,G)的內阻ｒ的測量值為______________，該測量值__________實際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）。④給電流計eq\o\ac(○,G)__________聯（選填“串”或“并”）一個阻值為__________的電阻，就可以將該電流計eq\o\ac(○,G)改裝為量程４Ｖ的電壓表。（2）乙同學要將另一個電流計eq\o\ac(○,G)改裝成直流電壓表，但他不僅借到一塊標準電壓表、一個電池組Ｅ、一個滑動變阻器和幾個待用的阻值準確的定值電阻。①該同學從上述具體條件出發，先將帶改裝的表eq\o\ac(○,G)直接與電壓表校準。請你畫完圖２方框中的校準電路圖。②實驗中，當定值電阻Ｒ選用17.0時，調整滑動變阻器的阻值，電壓表的示數是4.0Ｖ時，表eq\o\ac(○,G)的指針恰好指到滿量程的五分之二；當Ｒ選用7.0時，調整的阻值，電壓表的示數是2.0Ｖ時，表eq\o\ac(○,G)的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定，表eq\o\ac(○,G)的內阻ｒｇ是_______，滿偏電流是_______ｍＡ。若要將表eq\o\ac(○,G)改裝為量程是15Ｖ的電壓表，應配備一個_______的電阻。【答案】：（1）①BCF②BCAE③300略小于④串19.7（2）①如圖所示；②3.00.5027.0【解析】⑴①半偏法測量表頭內阻時，首先選擇滑動變阻器（必須大于電路所需的最小電阻，根據電路的電壓為電動勢，電路的最大電流為表頭的滿偏電流，則最小電阻為KΩ或KΩ，考慮到保護R0=1KΩ，則可知調節滑動變阻器使表頭滿偏時滑動變阻器的阻值分別接近29KΩ或6.5KΩ，電路圖中R2是滑動變阻器，不能選擇D和E只能選擇F。表頭滿偏時滑動變阻器的阻值越大，實驗的誤差越小，所以電源選擇電動勢為6V的B，而且滑動變阻器F的阻值也滿足調節所需。而R1是用來測量表頭內阻的電阻箱只能選C。②實驗步驟為：第一步閉合S2(（B），第二步調節R2的阻值，使電流計滿偏（C），第三步閉合S1(（A），第四步調節R1的阻值，使電流計半偏（E），第五步讀出R1的示數為待測表頭的內阻。③R1的示數為待測表頭的內阻是300.0KΩ。閉合S1后，電路的總電阻減小，當表頭半偏時，趕路電流就大于表頭的滿偏電流，流過電阻箱的電流就大于流過表頭的電流，所以電阻箱的阻值略小于表頭內阻。④給表頭串聯一個電阻可以改裝成電壓表，改裝電壓表的內阻為=20KΩ，則串聯電阻大小為20KΩ-300Ω=19.7KΩ。（2）本實驗時對改裝電壓表進行校準的，將改裝電壓表和標準電壓表并聯后要求電壓從0到滿偏變化，所以滑動變阻器采用分壓接法。表頭的刻度均勻。當表針恰好指到滿量程的五分之二時，流過改裝電壓表的電流是0.4Ig，根據歐姆定律分別有4=0.4Ig（rg+17×103）和2=0.4Ig（rg+7×103）解得表頭內阻為3.0KΩ，滿偏電流為：0.50mA量程是15V的改裝電壓表的內阻為=30KΩ，所以改裝時串聯的定值電阻是30KΩ-3.0KΩ=27.0KΩ。圖10-3例1：如圖10-3所示，滑動變阻器電阻最大值為R，負載電阻R1=R，電源電動勢為E,內阻不計.圖10-3（1）當K斷開，滑動頭c移動時，R1兩端的電壓范圍是多少？（2）當K閉合，滑動頭c移動時，R1兩端的電壓范圍是多少？（3）設R的長度ab=L,R上單位長度的電阻各處相同，a、c間長度為x，當K接通后，加在R1上的電壓U1與x的關系如何？【審題】電鍵斷開或閉合導致電路出現兩種截然不同的控制電路：限流和分壓，把握限流和分壓電路的原理是關鍵【解析】（1）若K斷開，則該控制電路為滑動變阻器的限流接法，故≤U1≤E（2）若K閉合，則該控制電路為滑動變阻器的分壓接法，故0≤U1≤E（3）U1=IR并，R并=,I=得：U1=【總結】該題考察兩種控制電路的原理即兩者獲取的控制電壓范圍不同例2：用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現有實驗器材如下：待測電阻Rx（阻值約5Ω,額定功率為1W）；電流表A1（量程0~0.6A,內阻0.2Ω）;電流表A2（量程0~3A，內阻0.05Ω）;電壓表V1（量程0~3V，內阻3kΩ）;電壓表V2（量程0~15V，內阻15kΩ）;滑動變阻器R0（0~50Ω）,蓄電池（電動勢為6V）、開關、導線.為了較準確測量Rx阻值，電壓表、電流表應選________，并畫出實驗電路圖.【審題】該題要求選擇實驗儀器、測量電路及控制電路，因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動變阻器的限流接法【解析】由待測電阻Rx額定功率和阻值的大約值，可以計算待測電阻Rx的額定電壓、額定電流的值約為U=V≈2.2V,I=A=0.45A.則電流表應選A1，電壓表應選V1.又因=24.5Ω＞Rx，則電流表必須外接.圖10-4因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻Rx，故首先考慮滑動變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測電阻Rx上的最小電流為Imin==0.11A＜I額，因該實驗沒有對電流、電壓的調節范圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示.圖10-4【總結】滑動變阻器全阻值相對待測電阻較大，用分壓接法不便于調節，故限流接法是首選，只要能保證安全且有一定的調節范圍即可。例3：用伏安法測量一個定值電阻的器材規格如下：待測電阻Rx（約100Ω）;直流電流表（量程0~10mA、內阻50Ω）;直流電壓表（量程0~3V、內阻5kΩ）;直流電源（輸出電壓4V、內阻不計）；滑動變阻器（0~15Ω、允許最大電流1A）；開關1個，導線若干.根據器材的規格和實驗要求畫出實驗電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經給出，只需計算兩種接法哪種合適。圖10-5【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內接法和外接法，由于Rx＜，故電流表應采用外接法.在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當滑動變阻器阻值調至最大，通過負載的電流最小，Imin==24mA＞10mA,此時電流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.圖10-5【總結】任一種控制電路必須能保證電路的安全，這是電學實驗的首要原則，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對電路其它電阻過小，電流、電壓變化范圍太小，仍不能用限流接法。例4：圖10-7為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需器材實物圖，器材規格如下：圖10-7（1）待測電阻Rx（約100Ω）圖10-7（2）直流電源（輸出電壓4V，內阻可不計）（3）直流毫安表（量程0~10mA，內阻50Ω）（4）直流電壓表（量程0~3V，內阻5KΩ）（5）滑動變阻器（阻值范圍0~15Ω，允許最大電流1A）（6）電鍵一個，導線若干條根據器材的規格和實驗要求，在實物圖上連線。并用“↓”標出在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應處的正確位置。【審題】本題不要求選擇儀器，只是對已有的儀器進行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由已知條件，待測電阻與電壓表阻值相差較多，滑動變阻器阻值相對較小。圖10-8【解析】因滑動變阻器阻值小于待測電阻Rx的阻值，所以滑動變阻器應選用分壓接法；待測電阻與電表相比，Rx的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應選用安培表外接電路，實物連接如圖10-8所示。滑動變阻器分壓接法時，在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應置于使負載電壓為零處，如圖箭頭所示。圖10-8【總結】（1）設計測量電阻的電路必須考慮兩個方面，首先要確定滑動變阻器是分壓電路還是限流電路，再考慮是安培表外接電路還是安培表內接電路。（2）連接實物圖時，應該先干路，再支路。滑動變阻器分壓接法是要注意電鍵能控制全電路電流，即斷開電鍵后，電路中無電學儀器仍處于通電狀態，電鍵對支路不起作用是滑動變阻器分壓接法時經常出現的錯誤。例5：某電壓表的內阻在20～50KΩ之間，現要測量其內阻，實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)，電流表A1(量程200μA)，電流表A2(量程5mA)，電流表A3(量程0.6A)，滑動變阻器R(最大阻值1kΩ)，電源E(電源電壓為4V)，開關S.(1)所提供的電流表中應選用 (填字母代號).圖10-9(2)為了盡量減小誤差，要求多測幾組數據，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實驗電路(其中電源和開關及連線已畫出).圖10-9【審題】測量電壓表的內阻，從已知條件看，需測量通過電壓表的電流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。同時，滑動變阻器的全阻值遠小于電壓表內阻，控制電路應采用分壓接法。【解析】電壓表的示數等于通過電壓表的電流與本身內阻的乘積，估算電路中的最大電流為所以應選電流表A1，與電壓表串聯在電路中.滑動變阻器的電阻遠小于電壓表內阻.如果用滑動變阻器連成限流電路，一則它對電路的調控作用很不明顯，二則是待測電壓表分得的最小電壓約為E圖10-10E圖10-10大于電壓表的量程，變阻器明顯不能組成限流電路，這樣變阻器應作為分壓器接在電路中，就不會出現上述問題，電路如圖10-10所示.【總結】對于電表的選擇，必須先根據已知條件估算電路中的最大電壓或電流值，以此確定選用略大于且量程最小的電表。圖10-11例6：有一改裝的電流表A1需要與一標準電流表A2進行校對，采用如圖所示10-11的電路，其中E為電源，R0為一限流電阻，R為一可變電阻，S為電鍵，限流電阻能夠限制電路中的最大電流，使之不超出電流表的量程過多，從而對電流表起保護作用。實驗中已有的器材及其規格如下：圖10-11蓄電池E（電動勢6v，內阻約為0.3Ω），改裝電流表A1（量程0~0.6A,內阻約為0.1Ω）標準電流表A2(量程0~0.6A~3A,內阻不超過0.04Ω）實驗中備有的電阻器規格如下：A．固定電阻（阻值8Ω，額定電流2A）B．固定電阻（阻值15Ω，額定電流2A）C．滑動變阻器（阻值范圍0~20Ω，額定電流2A）D，滑動變阻器（阻值范圍0~200Ω，額定電流2A）已知兩個表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從0.1A起對每條刻線一一進行核對，為此，從備用的電阻器中，R0應選用，R應選用。（用字母代號填寫）【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實驗要求電流范圍在0.1~0.6A之間，即電路中僅有限流電阻時的電流要略大于0.6A，同時要配合滑動變阻器，保證電路中的最小電流不超過0.1A。【解析】已知改裝表量程為0~0.6A，要求從0.1A起對每條刻線進行核對，所以，電路中最大電流不能小于0.6A，最小電流不能大于0.1A。電源電動勢為6v，根據歐姆定律，電路中最小總電阻不能大于10Ω，電路中除固定電阻和滑動變阻器外，其它電阻總阻值等于0.44Ω，所以固定電阻R0應選用A（8Ω）；又因最大總電阻不能小于60Ω，滑動變阻器應選用D（200Ω）。【總結】（1）要正確理解限流電阻的限流作用—-使電路中的電流不超過電流表的量程過多，應理解為：在保證電流表能達到滿量程的條件下，通過電流表的電流不過大。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表達到滿偏時的阻值。（2）注意區分限流電阻與滑動變阻器的作用，限流電阻的作用是使電路中的電流不要過小（不小于0.6A），而滑動變阻器的作用是使電路中的電流要達到足夠小（不大于0.1A）。例7：用伏安法測量某一電阻Rx的阻值，現有實驗器材如下：

A、待測電阻Rx（阻值大約為5Ω，額定功率為1W）

B、電流表A1（0~0.6A，內阻0.2Ω）

C、電流表A2（0~3A，內阻0.05Ω）

D、電壓表V1（0~3V，內阻3KΩ）

E、電壓表V2（0~15V，內阻15KΩ）

F、滑動變阻器R0（0~50Ω）

G、蓄電池（電動勢為6V）

H、電鍵、導線

為了較準確測量Rx的阻值，保證器材的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應選擇________，并畫出實驗電路圖。

【審題】本題中待側電阻的額定功率、電阻估計值已知，可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關鍵，另外，電流表的內外接法及滑動變阻器的接法也需要計算確定。【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻Rx的額定電壓、額定電流分別為

則電流表選用A1，電壓表選用V1

圖10-12

2、確定電流表的內、外接法

計算臨界電阻，RX<R，則安培表必須外接。

3、確定控制電路

因滑動變阻器的全阻值R0大于被測電阻RX，故首先考慮變阻器的限流接法。

限流接法：RX上限流取值范圍為：

最小：

最大：I額=0.45A

那么，滑動變阻器的阻值（滑動頭移動時）不得小于。RX的電壓變化范圍為0.55V～2.25V，安全可行。

若采用變阻器的分壓接法，因R0>RX，會操作不方便，因此應選擇變阻器的限流接法。電路如圖10-12所示。圖10-12【總結】本題需要選擇電流表、電壓表量程以及測量電路和控制電路，解題時為避免混亂，可分步選擇，將題目分解，既明確，又不易遺漏。例8：測量某電阻Rx的阻值.已知Rx約為5Ω左右.下表給出可供選擇器材.請畫出你所設計的實驗原理圖（至少3種），并標明所選器材的規格或代號.備注：另有導線若干，各器材數目均只一個備注：另有導線若干，各器材數目均只一個【審題】該題要求至少應用3種設計方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的基本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發揮題目中所給儀器的作用。【解析】圖10-16方案一：應用伏-安法測電阻，見圖10-16.圖