1.電流表的內(nèi)接法和外接法的比較
2.兩種接法的選擇(1)阻值比較法先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)小外”。
(3)實驗試探法按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則應(yīng)采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則應(yīng)采用電流表內(nèi)接法。
3．電流表和電壓表的選擇(1)根據(jù)電路中的最大電流(或最大電壓)進行選擇。(2)根據(jù)用電器的額定電流(或額定電壓)進行選擇。(3)根據(jù)電源的參數(shù)進行選擇。
式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。(a)　　　　　　　(b)
[答案]　Rx1　大于　小于
2．(2023·江蘇模擬)電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，25 ℃時合格純凈水的電導(dǎo)率小于5.0×10－4 Ω－1·m－1。某小組為測量一水廠純凈水的電導(dǎo)率，用絕緣性能良好的塑料圓柱形容器裝滿采集的水樣，然后用金屬圓片電極將容器兩端密封，實驗室還提供了下列器材：A．游標(biāo)卡尺B．電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約5 kΩ)C．靈敏電流計G(量程20 μA，內(nèi)阻約250 Ω)D．滑動變阻器R(阻值0～20 Ω，額定電流1 A)E．電源(E＝6 V，內(nèi)阻很小)F．開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)圖甲為游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，實驗前需測量圓柱形容器的內(nèi)徑，應(yīng)使用游標(biāo)卡尺的 __________(選填“A”“B”或“C”)進行測量，游標(biāo)卡尺示數(shù)為 ________ cm。甲
(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙測量純凈水樣品電阻的實物電路連接完整。乙
(3)測量數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖丙中作出U-I圖像。根據(jù)圖像求出該樣本電阻的阻值Rx＝______ kΩ(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，進而可以求出電導(dǎo)率。
(4)若裝入的純凈水樣品未完全充滿塑料圓柱形容器，這將會使測得的電導(dǎo)率 ________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)，理由是_________________________________。
[解析]　(1)由題圖可知，要測量圓柱形容器的內(nèi)徑，應(yīng)使用游標(biāo)卡尺的A進行測量，游標(biāo)卡尺的精確度為0.02 mm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為31 mm＋0.02×5 mm＝31.10 mm＝3.110 cm。
(2)為了使得電壓變化范圍較大，滑動變阻器采用分壓式接法；由題可知，靈敏電流計電流變化范圍很小，電流表的分壓較小，為了減小誤差，靈敏電流計采用內(nèi)接法，實物圖連接如圖所示：
(3)將表中數(shù)據(jù)描于坐標(biāo)紙上，用一條直線盡可能地穿過更多的點，不在直線上的點盡量均勻地分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點舍去，畫出的U-I圖像如圖所示：
[答案]　(1)A　3.110　(2)見解析　(3)見解析　2.7×102　(4)偏小　電流方向上，樣品的橫截面積減小，所測電阻增大
1.滑動變阻器的選取在分壓電路中，一般選用總阻值小于用電器電阻的滑動變阻器。在限流電路中，一般選用總阻值和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動變阻器。
2．滑動變阻器的兩種連接方式
3.兩種接法的適用條件(1)限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小)。(2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大)。
4．滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況(1)要求電壓表能從零開始讀數(shù)。(2)當(dāng)待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時。(3)若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流。
[題組訓(xùn)練]3．要描繪一個標(biāo)有“3 V 0.8 W”小燈泡的伏安特性曲線，要求小燈泡兩端的電壓由零逐漸增加，且盡量減小實驗誤差。已選用的器材除導(dǎo)線、開關(guān)外，還有：電池組(電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約1 Ω)電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ)滑動變阻器(最大阻值20 Ω，額定電流1 A)實驗電路應(yīng)選用________(填字母代號)。
　　　　A　　　 　B　　　 　C　　　　　D
B　[由題意得，本實驗要求從電壓表讀數(shù)從零開始測量，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法；由于小燈泡電阻較小，因此應(yīng)采用電流表外接法，故選擇B電路。]
4．(2020·江蘇卷)某同學(xué)描繪一種電子元件的I-U關(guān)系圖像，采用的實驗電路圖如題圖1所示，V為電壓表，mA為電流表，E為電源(電動勢約6 V)，R為滑動變阻器(最大阻值20 Ω)，R0為定值電阻，S為開關(guān)。圖1　　　　　　圖2　　
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將題圖2所示的實物電路連接完整。(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表：
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件的I-U圖線。
(3)根據(jù)作出的I-U圖線可知，該元件是________(選填“線性”或“非線性”)元件。(4)在上述測量中，如果用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0，會導(dǎo)致的兩個后果是________。A．電壓和電流的測量誤差增大B．可能因電流過大燒壞待測元件C．滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小D．待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小
[解析]　(1)根據(jù)題意連接電路如圖
(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接各點如圖
(3)根據(jù)圖像可知該元件是非線性元件。
[答案]　(1)見解析　(2)見解析　(3)非線性　(4)BC
2．通過有關(guān)圖像來求電阻率。圖像法處理實驗數(shù)據(jù)是最常用的方法之一，要從物理規(guī)律出發(fā)，寫出圖像的函數(shù)關(guān)系式，弄清斜率、截距等的物理意義，從而求出相關(guān)物理量。3．測定金屬電阻率實驗，由于被測金屬絲的阻值較小，一般采用電流表外接法。4．實驗時特別注意：為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量。
[題組訓(xùn)練]1．(2022·江蘇七市三模)測定金屬絲的電阻率，提供實驗器材如下：A．待測金屬絲R(電阻約8 Ω)B．電流表A(0. 6A，內(nèi)阻約0.6 Ω)C．電壓表V(3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)D．滑動變阻器R1(0～5 Ω，2 A)E．電源E(6 V)F．開關(guān)，導(dǎo)線若干
(1)用螺旋測微器測出金屬絲的直徑如圖所示，則金屬絲的直徑為________ mm。
(2)某同學(xué)采用如圖所示電路進行實驗，請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖中將實物電路圖連接完整。
(3)測得金屬絲的直徑為d，改變金屬夾P的位置，測得多組金屬絲接入電路的長度L及相應(yīng)電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I，作出 -L圖線如圖所示。測得圖線斜率為k，則該金屬絲的電阻率ρ為________。
(4)關(guān)于電阻率的測量，下列說法中正確的有________。A．開關(guān)S閉合前，滑動變阻器R1的滑片應(yīng)置于最左端B．實驗中，滑動變阻器R1的滑片位置確定后不可移動C．待測金屬絲R長時間通電，會導(dǎo)致電阻率測量結(jié)果偏小D．該實驗方案中電流表A的內(nèi)阻對電阻率測量結(jié)果沒有影響
2．(2019·江蘇卷)某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如下：(1)螺旋測微器如圖所示。在測量電阻絲直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動________(選填“A”“B”或“C”)，直到聽見“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時防止螺旋測微器的損壞。
(2)選擇電阻絲的________(選填“同一”或“不同”)位置進行多次測量，取其平均值作為電阻絲的直徑。(3)圖甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入圖乙實物電路中的正確位置。甲　　　　　　　　乙　　　　
(4)為測量R，利用圖甲所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖所示。接著，將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2-I2圖像。
(5)由此，可求得電阻絲的阻值Rx＝________ Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。
[解析]　 (1)在測量時，為了不損壞被測物體，最后改用微調(diào)旋鈕即C，直到聽見“喀喀”的響聲。(2)為了減小測量誤差，應(yīng)選用電阻絲不同位置進行多次測量。(3)按照原理圖，將實物圖連線如圖：
(4)將表格中各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出，再連成一條直線，如圖：
[答案]　 (1)C　 (2)不同　(3)見解析圖　(4)見解析圖　(5)25.0(24.0～26.0都算對)
類型2　實驗拓展與創(chuàng)新
[典例1]　某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進行了如下實驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，其讀數(shù)為 ________ mm。再用游標(biāo)卡尺測得其長度L。　　　　　　　甲　　　　　　　　乙
[典例2]　電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下：待測電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。
(2)根據(jù)設(shè)計的電路進行的實驗步驟是：移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在的支路分壓________(填寫“最大”或“最小”)；閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針________(填寫“滿偏”或“半偏”)；保持滑動變阻器滑片位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針________(填寫“滿偏”或“半偏”)；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻。(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，RV′________RV(填“＞”“＝”或“＜”)
[解析]　(1)待測電壓表電阻(3 000 Ω)遠大于滑動變阻器R1的電阻值(100 Ω)，故滑動變阻器R1采用分壓式接法，電路圖如圖所示：
(2)實驗步驟：移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保證滑動變阻器滑片的位置不變，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻。(3)電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于電壓表滿偏電壓的一半，則電阻箱電阻大于電壓表內(nèi)阻，引起測量值的偏大，故RV′>RV。[答案]　(1)見解析　(2)最小　滿偏　半偏　(3)>
[典例3]　某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗，實驗器材：干電池E(電動勢1.5 V，內(nèi)阻未知)；電流表A1(量程10 mA，內(nèi)阻為90 Ω)；電流表A2(量程30 mA，內(nèi)阻為30 Ω)；定值電阻R0(阻值為150 Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為100 Ω)；待測電阻Rx；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。
[解析]　(1)器材選擇需要結(jié)合測量電路，用假設(shè)法初步分析，電流表半偏時，若電流表為A1，由閉合電路歐姆定律可計算出電路中總電阻為300 Ω，定值電阻與電流表A1的內(nèi)阻之和為240 Ω，不考慮電池內(nèi)阻，此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為60 Ω，實驗器材可滿足需求；若電流表為A2，電流表半偏時，電路中總電阻為100 Ω，不符合題意。
[答案]　(1)A1　60　(2)100　(3)無
[典例4]　某同學(xué)要測量量程為6 V的電壓表Vx的內(nèi)阻，實驗過程如下：
(1)先用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻，將多用電表功能選擇開關(guān)置于“×1 k”擋，調(diào)零后，將紅表筆與電壓表________(選填“正”或“負”)接線柱連接，黑表筆與另一接線柱連接，指針位置如圖所示，電壓表內(nèi)阻為________ Ω。
(2) 為了精確測量其內(nèi)阻，現(xiàn)提供以下器材：電源E(電動勢為12 V，內(nèi)阻約為1 Ω)開關(guān)S和導(dǎo)線若干電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約為3 Ω)電壓表V(量程10 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)定值電阻R0(阻值為5 kΩ)滑動變阻器R1(最大阻值為5 Ω，額定電流為1 A)滑動變阻器R2(最大阻值為50 Ω，額定電流為1 A)
①請選用合適的器材，在方框中畫出實驗電路圖(需標(biāo)注所用實驗器材的符號)。
②待測電壓表Vx內(nèi)阻測量值的表達式為Rx＝______。(可能用到的數(shù)據(jù)：電壓表Vx的示數(shù)為Ux，電壓表V的示數(shù)為U，電流表A的示數(shù)為I)
[解析]　(1)紅表筆是歐姆表的負極，所以應(yīng)該接電壓表的負接線柱。電壓表的內(nèi)阻為10.0×1 000 Ω＝1.00×104 Ω。(2)滑動變阻器的電阻遠小于電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該選擇分壓接法，若使用R1會使流過滑動變阻器的電流超過1 A，故要選擇R2，電路圖如圖：
電橋法是測量電阻的一種特殊方法，其測量原理電路如圖所示，實驗中調(diào)節(jié)電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點的電勢相等時，R1和R3兩端的電壓相等，設(shè)為U1。同時R2和Rx兩端的電壓也相等，設(shè)為U2，根據(jù)歐姆定律有＝，＝，由以上兩式解得R1Rx＝R2R3，這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值。
[典例5]　(2022·江蘇七市三模)在研究金屬電阻阻值與溫度的關(guān)系時，為了能夠較準(zhǔn)確地測出金屬電阻的阻值，設(shè)計了如圖甲所示的電路。除了金屬電阻Rx外，還提供的實驗器材有：學(xué)生電源E，靈敏電流計G，滑動變阻器R、R3，定值電阻R1、R2，電阻箱R0，開關(guān)S，控溫裝置，導(dǎo)線若干。
①按照電路圖連接好電路后，將R0調(diào)至適當(dāng)數(shù)值，R的滑片調(diào)至最右端，R3的滑片調(diào)至最下端，閉合開關(guān)S；②把R的滑片調(diào)至適當(dāng)位置，調(diào)節(jié)R0，并逐步減小R3的阻值，直到R3為零時，電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，記錄R0的阻值和Rx的溫度；③多次改變溫度，重復(fù)實驗；④實驗完畢，整理器材。
根據(jù)上述實驗回答以下問題：(1)上述②中，電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，a點電勢________(選填“大于”“等于”或“小于”)b點電勢。(2)某次測量時，R0的旋鈕如圖乙所示，則R0的讀數(shù)為______ Ω。(3)用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝________。
(4)求出的阻值Rx和對應(yīng)溫度如下表所示：
請在圖丙所示的坐標(biāo)紙上描繪出Rx-t圖線。(5)本實驗中R3的作用為________。

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