電學(xué)實驗

突破點一基本儀器的讀數(shù)與使用

i.游標卡尺

(1)弄清精確度：10分度----0.1mm,20分度----0.05mm,50分度----0.02

mmc

⑵讀出測量結(jié)果：測量值=主尺刻度整毫米數(shù)+“X精確度(mm)。

2.螺旋測微器

測量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動刻度讀數(shù)(含估讀值)X0.01mm

3.電壓表、電流表

⑴為減小測量誤差，一般使電流表、電壓表的示數(shù)超過滿偏刻度的1

(2)若最小分度為1、0.1、0.01等，需要估讀到最小分度的下一位；如果最小分度

不是1、0.1、0.01等，只需要讀到最小分度位即可。

4.多用電表的使用

⑴使用多用電表時，不管測量什么，電流都要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入

電表，從“一”插孔(黑表筆)流出電表，即“紅入黑出”。

(2)測電阻時每變換一次擋位，都要重新進行歐姆調(diào)零。

(3)電阻擋的讀數(shù)

①為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤中央刻度附近；

②電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。

提醒：電表的“三用”

如果知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以

作為定值電阻來用，即“一表三用”。

[典例1](基本儀器的讀數(shù))請正確填寫下列基本儀器的讀數(shù)：

甲乙

A-V-O

2500Q/&____________________________________

丙

?修,T.一從―,T,

x100X1kX10k

6-6S，6工

T

00

;外號1,乳'官

戊己

(1)圖甲讀數(shù)為一_____cm。

(2)圖乙讀數(shù)為一_____mmo

(3)圖丙若為“XI0”倍率擋，讀數(shù)為________Qo

(4)圖丁讀數(shù)為—_____Qo

(5)圖戊讀數(shù)為一_____Ao

(6)圖己讀數(shù)為一_____Vo

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［典例2］(多用電表的使用)(2024?安徽統(tǒng)考一模)多用電表是一種多功能、多量

程的電學(xué)儀表，可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻等物理量。

G

⑴指針式多用電表使用前應(yīng)該調(diào)整____________，使指針指向“0"O

（2）某電阻阻值約為幾百歐姆，現(xiàn)用該電表測此電阻，測量前，需要以下操作，其

順序是o（填寫序號）

A.將紅表筆和黑表筆直接接觸

B.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X10”位置

C.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向歐姆“0”點

正確進行實驗操作后，電表的讀數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)是

⑶圖乙是某同學(xué)設(shè)計的多用電表測電阻的歐姆調(diào)零原理圖，電池的負極應(yīng)接

（選填“紅”或“黑”）表筆。圖中G為表頭，量程100pA,內(nèi)阻&=

2.5k。，RT=0.5k。，通過調(diào)節(jié)a、力間的觸點，使G滿偏。已知&=4.8k。，

電池電動勢為1.50V（電池內(nèi)阻可忽略），觸點在a端時G滿偏，則Ri=

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［典例3］（電流表和電壓表改裝）（2024?遼寧名校聯(lián)考）在學(xué)校社團活動中，某實

驗小組欲將一只量程為0~250fiA的微安表頭G改裝為能夠測量電流和電壓的

雙量程電表，首先利用如圖甲所示的電路測量微安表的內(nèi)阻，可供選擇的實驗器

材有：

________ll______Y___111

ErS123

甲乙

A.待改裝的微安表頭G（量程為0?250pA,內(nèi)阻為幾百歐姆）

B.微安表Gi（量程為0?300pA）

C.滑動變阻器R滑i（0?10kQ）

D.滑動變阻器R滑2（0?50k。）

E.電阻箱R（0?9999。）

F.電源E（電動勢約為9V）

G.開關(guān)、導(dǎo)線若干

⑴為順利完成實驗，變阻器1應(yīng)選擇，變阻器2應(yīng)選擇o（從

C、D、E中選擇）

⑵實驗時，除了微安表Gi的示數(shù)k和微安表G的示數(shù)12,還需要記錄的數(shù)據(jù)

是（寫出待測物理量及其字母），則待測微安表的內(nèi)阻用二

（用上述物理量字母表示）o

⑶現(xiàn)將待測微安表接入如圖乙所示的電路，當(dāng)接線柱1、3接入電路時，改裝成

的電壓表的量程為o（用待測微安表的滿偏電流1g、內(nèi)阻用及定值電阻

阻值小、國表示）

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突破點二以“測電阻”為核心的實驗

1.滑動變阻器分壓式與限流式接法的選擇

（1）“以小控大用分壓，相差無幾用限流”。

①當(dāng)采用分壓式接法時，一般應(yīng)選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動變阻

器。

②當(dāng)采用限流式接法時，一般應(yīng)選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動

變阻器。

（2）必須采用分壓式接法的三種情況。

①要求電壓從0開始變化；

②滑動變阻器阻值太小，不能起到限流的作用;

③限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。

2.伏安法內(nèi)'外接測電阻

(1)簡記：內(nèi)接大，外接小(含義有兩層：大電阻用內(nèi)接，測量值偏大；小電阻用

外接，測量值偏小)。

⑵大小電阻判斷：若再林，為大電阻，用內(nèi)接；若尺W再林，為小電阻，

用外接；Rx=y/RARV,內(nèi)、外接法均可。

3.測電阻的方法

(1)最常用的測量方法——伏安法(及其變式)

“伏安法”有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時選擇“伏安法”

電壓表不能用或沒有電壓表的情況下，若知道電流表內(nèi)阻，

“安安法”

可以將電流表當(dāng)作電壓表使用，即選擇“安安法”

電流表不能用或沒有電流表的情況下，若知道電壓表內(nèi)阻，

“伏伏法”

可以將電壓表當(dāng)作電流表使用，即選擇“伏伏法”

在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小

“伏安加

或太大，為了滿足安全、精確的要求，加保護電阻的方法就

R法”

應(yīng)運而生，“伏安加R法”又叫“加保護電阻法”

(2)最精確的測量方法——等效替代法

①用半偏法測電流表內(nèi)阻，如圖甲所示，電阻箱和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑

動變阻器串聯(lián)，R9i<R*o

②用半偏法測電壓表內(nèi)阻，如圖乙所示，電阻箱和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑

動變阻器并聯(lián)，R?>R^

(4)最“獨特”的測量方法——電橋法

其測量電路如圖所示，實驗中調(diào)節(jié)電阻箱&,當(dāng)A、5兩點的電勢相等時，Ri和

R兩端的電壓相等，設(shè)為S。同時火2和&兩端的電壓也相等，設(shè)為S。根據(jù)

歐姆定律有空=詈，號=詈。由以上兩式解得R]X&=R2X/?3,即電橋平衡的

條件(又稱“電阻十字交叉相乘”)o由該平衡條件可求出被測電阻R的阻值。

[典例4](測水的電阻率)(2024?江西卷)某小組欲設(shè)計一種電熱水器防觸電裝

置，其原理是：當(dāng)電熱管漏電時，利用自來水自身的電阻，可使漏電電流降至人

體安全電流以下。為此，需先測量水的電阻率，再進行合理設(shè)計。

(1)如圖(a)所示，在絕緣長方體容器左右兩側(cè)安裝可移動的薄金屬板電極，將自

來水倒入其中，測得水的截面寬d=0.07m和高人=0.03mo

⑵現(xiàn)有實驗器材：電流表(量程300pA,內(nèi)阻RA=2500。)、電壓表(量程0?3

V或10?15V,內(nèi)阻未知)、直流電源(3V)、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。請在圖

(a)中畫線完成電路實物連接。

⑶連接好電路，測量26C的水在不同長度I時的電阻值Rxo將水溫升到65℃,

重復(fù)測量。繪出26°C和65C水的尺H圖線，分別如圖（b）中甲、乙所示。

（4）若R/圖線的斜率為左，則水的電阻率表達式為"=（用晨d、h表

示）。實驗結(jié)果表明，溫度（選填“高”或“低”）的水更容易導(dǎo)電。

⑸測出電阻率后，擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為

保證出水量不變，選用內(nèi)直徑為8.0X10-3m的水管。若人體的安全電流為

1.0X10-3A,熱水器出水溫度最高為65°C,忽略其他電阻的影響（相當(dāng)于熱水器

220V的工作電壓直接加在水管兩端），則該水管的長度至少應(yīng)設(shè)計為

mo（保留兩位有效數(shù)字）

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［典例5］（伏伏法測電阻）（2024?新課標卷）學(xué)生實驗小組要測量量程為3V的電

壓表⑦的內(nèi)阻Rv?？蛇x用的器材有：多用電表，電源E（電動勢5V）,電壓表?

（量程0?5V,內(nèi)阻約3k。），定值電阻&（阻值為800。），滑動變阻器拈（最大

阻值50Q）,滑動變阻器&（最大阻值5kQ）,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

完成下列填空：

⑴利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)_______（把下列實驗步驟前的

字母按正確操作順序排列）；

A.將紅、黑表筆短接

B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆

C.將多用電表選擇開關(guān)置于電阻擋“X10”位置

再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的（選填“正極、負極”

或“負極、正極”）相連；電阻表的指針位置如圖（a）中虛線I所示，為了減少測

量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋（選填“義1”“X100”或“義1

k”）位置。重新調(diào)節(jié)后，測量得到指針位置如圖（a）中實線II所示，則粗測得到的

該電壓表內(nèi)阻為k。（結(jié)果保留一位小數(shù)）；

（b）

⑵為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖（b）所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選

（選填“Ri”或），閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于

（選填"a”或"b”）端；

（3）閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表?、待測電壓表的示數(shù)

分別為Ui、U,則待測電壓表內(nèi)阻&=（用5、U和&表示）；

（4）測量得到Ui=4.20V,t/=2.78V,則待測電壓表內(nèi)阻Rv=kQ（結(jié)果

保留三位有效數(shù)字）。

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突破點三“以測電源的電動勢和內(nèi)阻”為核心的實驗

測電動勢和內(nèi)阻的常用方法：

1.伏安法測電動勢和內(nèi)阻

(1)閉合電路方程為后=〃+〃，利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；

⑵作出U-I圖像，圖線的縱截距表示電源的電動勢，斜率的絕對值表示電源的

內(nèi)阻。

2.安阻法測電動勢和內(nèi)阻

(1)閉合電路方程為E=/(R+r),利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解；

(2)將方程線性化處理為作圖像，利用圖線的截距和斜率求E和

3.伏阻法測電動勢和內(nèi)阻

⑴閉合電路方程為E=u(l+￡),利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解；

(2)將方程線性化處理為［三?或U=—4+E,作卜擱像或嗚圖像，

Ur.KLKUKK

利用圖線的截距和斜率求E和入

4.等效電源法測電源內(nèi)阻

當(dāng)電源內(nèi)阻r過小時，如果直接測量，測出電源的內(nèi)阻誤差較大，可以用等效電

源法來測量。如圖所示，用一個適當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮鑂)與電源串聯(lián)，并把它們看成

一個等效電源，這個等效電源的內(nèi)阻ro=Ro+r,其中r是被測電源的內(nèi)阻。測

出這個等效電源的內(nèi)阻力，則被測電源的內(nèi)阻r=ro-R)。

”等效電源⑦”

:E,rRo；S

提醒：對實驗的兩點說明

⑴任何一種實驗方法，一定要緊扣閉合電路歐姆定律E=U+/r,其中最關(guān)鍵的

是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流1。

⑵利用圖像得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法，對于不同的電路設(shè)計，在作圖像

時都要畫出傾斜直線，即得到有關(guān)電動勢和內(nèi)阻的一次函數(shù)關(guān)系，再利用圖像中

的斜率與截距求解。

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［典例6］(伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻)(2024?吉林卷)某探究小組要測量電池

的電動勢和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠校弘妷罕?、電阻絲、定值電阻(阻值為島)、金

屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路原理圖。

A電阻絲B§電嗎絲F

：cj金屬夾'

,~I一$

S(a)(b)

⑴實驗步驟如下：

①將電阻絲拉直固定，按照圖(a)連接電路，金屬夾置于電阻絲的(選填

“A”或“5”)端；

②閉合開關(guān)S,快速滑動金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S,

記錄金屬夾與5端的距離L;

③多次重復(fù)步驟②，根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖(c)中圖線I；

④按照圖(b)將定值電阻接入電路，多次重復(fù)步驟②，再根據(jù)記錄的若干組U、L

的值，作出圖(c)中圖線II。

(2)由圖線得出縱軸截距為心則待測電池的電動勢E=

(3)由圖線可求得I、II的斜率分別為右、k2,若非=〃，則待測電池的內(nèi)阻「=

(用n和島表示)。

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［典例7］（安阻法測電源的電動勢和內(nèi)阻）（2024?河南洛陽測試卷）一個同學(xué)想

要測定某電源的電動勢和內(nèi)阻，所使用的器材有：待測電源、電流表A（量程0?

0.6A,內(nèi)阻取小于1。）、電流表Ai（內(nèi)阻未知）、電阻箱內(nèi)（0?999.99Q）、滑動

變阻器r2（0?10Q）、電阻表、單刀雙擲開關(guān)S、單刀單擲開關(guān)K各一個、導(dǎo)線

若干。（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（1）該同學(xué)先用電阻表粗略測量電流表A的內(nèi)阻，如圖甲所示，電阻表內(nèi)部電源

電動勢為4.50V,表盤中間刻線示數(shù)為“15”，將該電阻表紅、黑表筆接在電流

表兩接線柱上，則黑表筆應(yīng)接在電流表（選填“正”或“負”）接線柱，電

阻表選取“XI”擋位時，電阻表指針偏轉(zhuǎn)角度為滿偏的胃,可知電流表A的內(nèi)

阻約為。。

（2）該同學(xué)又設(shè)計了如圖乙所示電路進行實驗操作。

①實物電路圖有一處未連接好，請在圖丙中補全電路。

②利用該電路測電流表A的內(nèi)阻：閉合開關(guān)K,將開關(guān)S與。接通，通過調(diào)節(jié)

電阻箱R和滑動變阻器&,讀取電流表A的示數(shù)為0.24A、電流表A］的示數(shù)

為0.60A,電阻箱R的示數(shù)為0.64。，則電流表A的內(nèi)阻網(wǎng)=。。

③利用步驟②測得電流表A的內(nèi)阻阻值后，繼續(xù)測量電源的電動勢和內(nèi)阻：斷

開開關(guān)K,將開關(guān)S接C,調(diào)節(jié)電阻箱處，記錄電阻箱拈的阻值和電流表A的

示數(shù)；多次調(diào)節(jié)電阻箱Ri重新實驗，并記錄多組電阻箱M的阻值R和電流表A

的示數(shù)如圖丁所示是由實驗數(shù)據(jù)繪出的圖像，由此求出電源電動勢E=

V、內(nèi)阻Qo

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,▼▼?臨考預(yù)測，名師押題*

L(創(chuàng)新考法：電橋法測電阻)在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某小組的同學(xué)

用刻度尺測出待測金屬絲接入電路的長度Z=0.5m,用游標卡尺測量金屬絲的直

徑d,并設(shè)計了如圖(a)所示的實驗電路圖測量金屬絲的電阻。

(1)用游標卡尺測量金屬絲橫截面的直徑時，示數(shù)如圖(b)所示，則金屬絲橫截面

的直徑d=mm。

⑵圖(a)所示電路中，&為阻值已知的定值電阻，AC為一段粗細均勻的電阻絲，

閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動觸頭使電流計示數(shù)為0,則要測出金屬絲的電阻R、，還需要

測量的物理量有,金屬絲電阻的阻值Rx=