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第 68 讲 电流表内外接的选择方法及解决电表分压或分流引起的
系统误差问题
1.(2022•辽宁)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为 250 A,内阻为1.2k )改装成有两个
量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R =4μ0 ,R =360 。Ω
1 2
Ω Ω
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~ 1 mA;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时 大 (填“大”或“小”);
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻R 的阻值,设计
x
了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用 乙 (填“甲”或“乙”)电
路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【解答】解:(1)由图可知当S接A时,R 和R 串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流
1 2
表两端的电压为
U =I r=250×10-6×1.2×103V =0.3V
m m
此时R 和R 的电流为
1 2
U 0.3
I= m = A=0.75×10-3A=0.75mA
R +R 40+360
1 2
所以总电流为
I总 =I
m
+I=0.75mA+0.25mA=1mA
即量程为0~1mA。
(2)当开关S接B端时,由图可知R 和电流表串联再和R 并联,由于和电流表并联的电阻变
1 2
小,当电流表满偏时,流过R 的电流变大,干路电流变大,即量程变大,所以比接在A端时大。
2
(3)图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表
内阻引起的实验误差。
故答案为:(1)1;(2)大;(3)乙
2.(2022•甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5V,内阻很
小),电流表Ⓐ(量程 10mA,内阻约 10 ),微安表Ⓖ(量程 100 A,内阻 R 待测,约
g
1k ),滑动变阻器R(最大阻值10 ),定Ω值电阻R (阻值10 ),开关μ S,导线若干。
0
(Ω1)在答题卡上将图中所示的器材符Ω号连线,画出实验电路原理Ω图;
(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 A,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻
R = 99 0 。 μ
g
Ω
【解答】解:(1)为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R 并联,再与电
0
流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,可求出流过定值电阻R 的电流,从而求出
0
微安表两端的电压,进而求出微安表的内阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑
动变阻器采用分压式接法,实验电路原理图如图所示
(2)某次测量中,微安表的示数为I =90.0 A=9×10﹣5A,电流表的示数为I =9.00mA=9×10
G A
﹣3A,根据串并联电路规律和欧姆定律得 μ
(I ﹣I )R =I R
A G 0 G g解得:R =990 。
g
故答案为:(1Ω)图见解析(2)990
3.(2022•乙卷)一同学探究阻值约为550 的待测电阻R 在0~5mA范围内的伏安特性。可用器
x
材有:电压表Ⓥ(量程为3V,内阻很大Ω),电流表Ⓐ(量程为1mA,内阻为300 ),电源E
(电动势约为4V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10 或1.5k ),Ω定值电阻R
0
(阻值可选75 或150 ),开关S,导线若干。 Ω Ω
(1)要求通过ΩR
x
的电Ω流可在0~5mA范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号
连线,画出实验电路的原理图;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为 1 0 (填“10 ”或“1.5k ”)的滑动变阻
器,R 应选阻值为 7 5 (填“75 ”或“150 ”Ω)的定值电阻Ω; Ω
0
(3)测量多组数据可得ΩR 的伏安特性Ω曲线。若在Ω某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图
x
(b)和图(c)所示,则此时R 两端的电压为 2.30 V,流过R 的电流为 4.20 mA,此
x x
组数据得到的R 的阻值为 54 8 (保留3位有效数字)。
x
Ω
【解答】解:(1)电流表内阻已知,电流表与R 并联扩大电流表量程。当电流最大为5mA时,
0
待测电阻R 的电压大约为2.75V,电流表满偏电压为0.3V,若电流表采用内接,被测最大电压
x
有可能超过电压表的量程,故采用外接法。滑动变阻器采用分压式接法,电表从0开始测量,满
足题中通过R 的电流从0~5mA连续可调,电路图如图1所示:
x(2)电路中R应选最大阻值为10 的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
通过R
x
的电流最大为5mA,需要将Ω电流表量程扩大为原来的5倍,根据并联分流的规律示意图
如图2所示:
4mA 300Ω
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知: =
1mA R
0
解得:R =75 ;
0
(3)电压表每Ω小格表示0.1V,向后估读一位,即U=2.30V;
电流表每小格表示0.02mA,本位估读,即0.84mA,电流表量程扩大5倍,所以通过R 的电流
x
为I=4.20mA;
U 2.30
根据欧姆定律可知:R = = Ω≈548 。
x I 4.20×10-3
Ω
故答案为:(1)电路图见解析;(2)10 ,75 ;(3)2.30;4.20;548。
Ω Ω
一.知识回顾
1.电流表内、外接法的比较
内接法 外接法电路图
电流表分压 电压表分流
误差原因
U =U+U I =I+I
测 x A 测 x V
R = R =
测 测
电阻测量值 =R+R >R =(或R< ),说明R 较小,则用电流表外接法。
x x
b.若<(或R>), 说明R 较大,则用电流表内接法。
x x
(2)试触法:
如不知待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻时,则用“试触法”
如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电流表示数变化较大,说明电压表分
流较大,应选用电流表内接法;若电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,则选用电流表外接
法。
怎样知道变化大小呢?两次测量的电压分别为U、U,电流分别为I、I,
1 2 1 2
(│U - U │/ U )>│I - I │/I ,则用电流表外接法,反之,则用内接法。
1 2 1 1 2 1
二.例题精析
题型一:阻值比较法
例1.某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R ,所用电压表的内阻为1k ,电流表内阻为
x
0.5 。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的ΩO、P两点之间,
另一Ω种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U﹣I图线,其中U与I分别为
电压表和电流表的示数。回答下列问题:(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 O 、 P (填“O、P”或“O、Q”)两
点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线 Ⅰ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更
接近待测电阻的真实值,结果为 50. 0 (保留1位小数)。
【解答】解:(1)当用电流表内接法时,Ω测量值为 ,当用电流表外接法时,
R =R +R >R
x x A x
1
测量值为 R R ,图(b)中图线Ⅱ的斜率较小,所以应为使用电流表外接法测量
R = x V <R
x 2 R +R x
x V
的结果,即电压表跨接在O、P间测量得到的。
ΔU
(2)由图线Ⅰ、Ⅱ根据R = 可知待测电阻都接近50.0 ,可知R >√R R ,所以用电流
x ΔI x A V
Ω
表内接法测量的结果误差较小,即由图线I得到的结果更接近待测电阻的真实值。
(3)因为 ,所以R =R ﹣R =50.5 ﹣0.5 =50.0
R =R +R x x1 A
x x A
1
Ω Ω Ω
故答案为:(1)O、P;(2)Ⅰ;(3)50.0
题型二:试触法
例2.(2021•浙江)小李在实验室测量一电阻R 的阻值。
x
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上
开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U =
1
1.65V,电流表的示数如图2所示,其读数I = 0.3 4 A;将K掷到2,电压表和电流表的读数
1
分别为U =1.75V,I =0.33A。由此可知应采用电流表 外 (填“内”或“外”)接法。
2 2
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:①器材与连线如图3所示,请画出对应的电路图;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的
阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻R = 5
x
。此方法, 有 (填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是 电阻箱的最小分度与
Ω待测电阻比较接近 。
【解答】解:(1)如图2所示,电流表使用的是0﹣0.6A的量程,分度值为0.02A,估读到与
分度值相同位,故读数为I =0.34A
1
两次测量电压测量值绝对误差△U=U ﹣U =1.75V﹣1.65V=0.10V,
2 1
电流测量值绝对误差△I=I ﹣I =0.34A﹣0.33A=0.01A,
1 2
△U 0.10
电压测量值相对误差 = = 0.061,
U 1.65
1
△I 0.01
电流测量值相对误差 = = 0.03,
I 0.34
1
可见电流测量值相对误差小于电压测量值相对误差,为了减小系统误差应使电压的测量无系统
误差,故采用外接法。(2)①电路图见右图
E
②由闭合电路欧姆定律I= 可知,使两次电流表读示数尽量相同,则两次电路的总电阻接
R+r
近相等,可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值,由题图3可知电阻箱的读数为5 ,则R
x
=5 , Ω
此方Ω法是有明显的实验误差的,电阻箱的最小分度为1 ,与待测电阻(约5 )比较接近,在调
节电阻箱的阻值时,使电流表的读数与前一次无法完全Ω相同,即电阻的阻值Ω无法调节到和待测
电阻相同。
故答案为:(1)①0.34;外;(2)①电路图见解答;②5;有;电阻箱的最小分度与待测电
阻比较接近。
题型三:解决电表分压或分流引起的系统误差问题
例3.某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10k ,额定电功率为0.1W的电阻R ,现有以下实验
x
器材可以选择: Ω
A.电流表A (量程为1mA,内阻约为100 )
1
B.电流表A (量程为3mA,内阻约为20 Ω)
2
C.电压表V (量程为10V,内阻约为50kΩ)
1
D.电压表V (量程为30V,内阻约为100Ωk )
2
E.直流电源E(电动势为9V,内阻约为1 Ω)
F.滑动变阻器R 1 (20 ,1A) Ω
G.开关、导线若干 Ω(1)为了方便并能多次测量使结果尽可能精确,电流表应选 A ,电压表应选 C ,(填器
材前面的序号)。
(2)根据所选器材在方框内设计并画出电路图。
(3)若操作、读数、计算均无误,考虑到电表内阻影响,R测 大于 R真 (填大于、等于或小
于)。
(4)为避免电表内阻的影响,小组成员提出用新的器材提出另外的方案如图所示,连接好电路
后,闭合开关S ,调节各可变电阻,使得开关S 由断开到闭合,灵敏电流计G指针无偏转,并
1 2
U
记录此时电压表示数U和电流表示数I,则待测电阻R = ,该方案中若从系统误差分析,
x
I
R测 等于 R真 (填大于、等于或小于)。
E 9
【解答】解:(1)经过被测电阻R 最大电流I = ≈ A=0.9mA,为了方便并能多
x m R +r 10×103
x
次测量使结果尽可能精确,电流表应选A,电压表应选C。
(2)滑动变阻器R 的阻值为20 ,而R ≈10k ,为了方便并能多次测量,滑动变阻器应该选
1 x
择分压式;由于被测电阻远大于电Ω 流表的内阻,Ω故选择安培表内接法误差比较小,电路图如图
所示:
(3)由于选择安培表内接法,有R测 =R真+R
A
>R真 ,即若操作、读数、计算均无误,考虑到电表内阻影响,R测 大于R真 。
(4)由电路图分析可知,开关S 由断开到闭合,灵敏电流计G指针无偏转,此时电压表无分流
2
U
作用,则待测电阻R
x
= 是准确值,R测 等于R真 。
I
U
故答案为:(1)A,C;(2)电路如图所示;(3)大于;(4) ,等于。
I
三.举一反三,巩固练习
1. 测量R的电阻时,如图是伏安法测电阻的部分电路,测量时开关先后接通a和b,观
察到电流的表示数有显著变化,电压表的示数几乎不变。为了使测量结果准确( )
A.S应接a,测量值偏大 B.S应接a,测量值偏小
C.S应接b,测量值偏小 D.S应接b,测量值偏大
【解答】解:电流表示数有显著变化,电压表的示数几乎不变,说明电压表分流的误差较大,
电流表分压的误差较小,应采用电流表内接法,即S接b,可减小误差,此时电压偏大,测量值
偏大,故ACB错误,D正确;
故选:D。
2. 某同学通过实验测定阻值约为 5 的电阻R ,用内阻约为3k 的电压表,内阻约为
x
0.125 的电流表进行测量。他设计了图甲和Ω图乙两种电路,下列说法正Ω确的是( )
Ω
A.实验中应采用图甲电路,此电路测得的R 偏大
x
B.实验中应采用图乙电路,此电路测得的R 偏大
x
C.实验中应采用图甲电路,误差主要是由电压表分流引起的
D.实验中应采用图乙电路,误差主要是由电流表分压引起的【解答】解:根据
√R R =5√15Ω>5Ω
V A
故应采用电流表外接法,即实验中采用图甲电路图,由于电压表的分流作用,使得测量的电流
U
值偏大,则根据R=
I
可知,测得电阻比真实值小,故ABD错误,C正确。
故选:C。
3. USB数据线所用的导线是否合格至关重要.某实验小组从数据线内剥离出长1.5m的
金属丝(估测其电阻R 约0.4 ),测量此金属丝的电阻。实验室提供的器材有:
x
A.电流表A (量程为0~0.6AΩ,内阻为R =1 )
1 Al
B.电流表A (量程为0~1A,内阻R 约为0.5Ω )
2 A2
C.电压表V(量程为0~15V,内阻为R =10k Ω)
v
D.定值电阻R =1 Ω
1
E.滑动变阻器R(Ω最大阻值为5 )
F.电源E(电动势为1.5V,内阻Ω约为2 )
G.开关S一只,导线若干 Ω
(1)该实验小组设计的部分实验电路如图甲所示,请选择合适的器材,电表 1为 B ,电表
2为 A 。(均填写器材前的字母序号)
(2)若要求测量流过金属丝的电流从零开始调节,请你设计、完善实验电路,并画在虚线框中
如图所示 。
(3)经过多次测量,得到如图乙所示的图像(其中I 为电表1的读数,I 为电表2的读数),
1 2
由此可知I 与I ﹣I 关系式为 I = I I r (用题中物理量的符号表示),金属丝的电阻
2 1 2 2 1+ 1 A1
R +R
1 x
值为 0.3 3 (结果保留2位有效数字)。
(4)本实验所Ω采用测量电阻的实验方法, 不会 (“会”或“不会”)产生系统误差;采用图像法求金属丝电阻,可以减小 偶然 误差(“系统”或“偶然”)。
【解答】解:(1)一节干电池的电动势约为 1.5V,由图甲电路可求待测电阻的最大电流 I
E 1.5
= = A=1.07A,略大于电流表A 的量程,但由于电流表A 的内阻是已知的,
R +R 1.0+0.4 1 1
1 x
所以它也可以作为电压表使用,故电表2应为电流表A (即元件B);
1
电表1是串联在干路中,测总电流的,所以选择量程稍大的电流表A (即元件A)。
2
(2)在确定测量电路的情况下,按题设要求,由于电流需要从 0开始调节,则滑动变阻器采用
分压接法,画出原理图如图所示;
(3)由串并联电路I =I I r ,即I R +R ,变形后得到R I R (从
2 1+ 1 A1 2= 1 x ⋅(I -I ) x= 1 A1-R
R +R R 1 2 I -I 1
1 x A1 2 1
图象中任取一组数据可以求出金属丝的电阻)。
结合I ﹣(I ﹣I )图象的斜率可以知道:k R +R 0.20-0,解得:R =0.33 ;
2 2 1 = 1 x = x
R 0.15
A1
Ω
(4)由于电流表的内阻已考虑在内,电表的示数均为真实值,所以不会产生系统误差。
从图象中任取一组数据可以求出金属丝的电阻,但由于偶然因素可以产生较大的误差,但图象
法求电阻,源却不会受到影响,故图象法减小了偶然误差。
故答案为:(1)B、A;(2)图见解析;(3) R +R 、0.33;(4)不会、偶然
I = 1 x ⋅(I -I )
2 R 1 2
Al
4. 在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中.
(1)实验室有如下器材:
A.干电池1节;
B.滑动变阻器(0~10 );
C.滑动变阻器(0~20Ω0 );
D.电压表(0~3V~15VΩ);E.电流表(0~0.6A~3A);
F.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选 B .
(2)为了减小实验误差,请在虚线框内画出该实验合理的电路图.图乙电路中部分导线已连接,
请用笔画线代替导线将电路补充完整.要求变阻器的滑片滑至最右端时,其使用电阻值最大.
(3)闭合开关后,发现电压表指针有偏转,而电流表指针不偏转,在不断开电路的情况下,应
选择多用电表的 C 检查电路故障.
A.电阻“×1”挡
B.电流250mA挡
C.直流电压2.5V挡
D.直流电压10V挡
1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.10 0.19 0.25 0.31 0.41 0.49
电压U/V 1.42 1.40 1.35 1.32 1.26 1.24
(4)某同学记录的实验数据如表,试根据这些数据在图丙中画出U﹣I图象,根据图象得到被
测电池的电动势E= 1.4 8 V,内电阻r= 0.50 0 (保留三位有效数字).
Ω(5)造成本实验系统误差的主要原因是 电压表的分流 .
【解答】解:(1)为方便实验操作,滑动变阻器应选择总阻值较小的,所以滑动变阻器选B。
(2)由于一节干电池的内阻较小,为了减少实验误差,实验电路如图 1 所示:
根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图2所示;
(3)闭合开关后,发现电压表指针有偏转,而电流表指针不偏转,在不断开电路的情况下,应
该选用应选择多用电表的电压表进行测量,由于电源电动势约为 1.5V,所以电压表应该选用直
流电压2.5V挡检查电路故障,故C正确,ABD错误;
故选:C;
( 4 ) 根 据 坐 标 系 内 描 出 的 点 作 出 电 源 的 U﹣ I 图 象 , 图 象 如 图 3 所 示 :由图示电源U﹣I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为1.48V,电源电动势E=1.48V,
ΔU 1.48-1.18
电源内阻:r= = =0.500 ;
ΔI 0.6-0
Ω Ω
(5)相对于电源来说,电流表采用外接法,电流表的测量值小于通过电源的电流,所以本实验
误差产生的原因是电压表的分流造成的。
故答案为:(1)B;(2)电路图、实物连接图见解析;(3)C;(4)1.48(1.45~1.50);
0.500(0.480~0.520);(5)电压表的分流。
5. 某校举行了一次物理实验操作技能比赛,甲、乙两组同学选用合适的电学元件,设计
合理的电路,并能较准确地测出同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下:
A.电流表G(满偏电流为10mA,内阻为10 )
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知) Ω
C.电压表V(0~5V~10V,内阻未知)
D.滑动变阻器R(0~100 ,1A)
E.电阻箱R
0
(0~9999.99Ω)
F.开关与导线若干 Ω
(1)甲组同学设计了图甲所示的实验电路图,想把电流表 G改装成量程为10V的电压表,需要
将电阻箱R 的阻值调到 99 0 。
0
Ω(2)甲组同学根据该实验电路测出的数据绘制的I ﹣I 图线如图乙所示(I 为电流表G的示数,
1 2 1
I 为电流表A的示数),由图线可以得到被测电池组的电动势 E= 7.6 V,内阻r= 5.7
2
。(结果均保留2位有效数字)
Ω(3)乙组同学设计了图丙所示的实验电路图,对电池组进行测量,记录了多组单刀双掷开关 S
2
分别接1、2时对应电压表的示数U和电流表的示数I;根据实验记录的数据绘制出的U﹣I图线
如图丁中所示的A、B两条直线(其中直线A是开关S 接1时的直线);分析A、B两条直线可
2
知,此电池组的电动势E= E ,内阻r= E 。(均用图中E 、E 、I 、I 表示)
A A A B A B
I
B
【解答】解:(1)根据图甲所示的实验电路图,想把电流表G改装成量程为10V的电压表,需
U 10
要将电阻箱R 的阻值调到:R = - R = ﹣10 =990
0 0 I g 10×10-3
g
Ω Ω Ω
(2)由图示根据闭合电路欧姆定律有:E=I (R +R )+(I +I )r,代入已知并整理变形得:
1 0 g 1 2
r E r 5-7
I =− I + ,结合I ﹣I 图象的斜率k=− = ×10﹣3,截
1 R +R +r 2 R +R +r 1 2 R +R +r 0.45-0.1
0 g 0 g 0 g
E
距b= =7.5×10﹣3A
R +R +r
0 g
联立代入数据解得电动势为:E≈7.6V,内阻为:r≈5.7 ,
Ω(3)由图丙分析可知,单刀双掷开关接1和2时,只是电流表的内接与外接差别:
当S 接1时,是电流表的内接法(相对于电源),从图丁可以看出,当电流表的示数为零时,
2
即电源的外电路断开,而对电源来说断路电压就是电动势,根据实验原理知:图象的纵截距 b
1
=E;由于电流表内阻的影响,则短电流I短1 <I短 ,即横截距(即短路电流)小于真实值。
当S 接2时,电流表相对于电源外接,同理可以看出,当电流的示数为零时,但由于电压表与
2
电源仍构成通路,则此时路电压小于电动势,根据实验原理知:图象的纵截距b <E。由于电流
2
表的测量值就是通过电源的电流,则I短2 =I短 ,即图象的横截距是真实值。
总结以上两点可知,U﹣I图象中纵截距小的E 是S 接2的数据所作,图线A是S 接1时中的
B 2 2
实验数据描出,则电源电动势为:E=E ,电源的内阻r E 。
A = A
I
B
故答案为:(1)990;(2)7.6,5.7;(3)E ,E 。
A A
I
B
6. 要测量一个未知电阻R 的阻值,要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过
x
量程的三分之一。实验室提供了以下器材:
可供该同学选用的器材除了开关,导线外,还有:
多用电表A﹣V﹣
电流表A
1
(量程5ΩmA,内阻等于10 )
电流表A (量程10mA,内阻等于5Ω)
2
滑动变阻器R(0~5 ) Ω
定值电阻R
1
(R
1
=18Ω0 )
定值电阻R (R =20 Ω)
2 2
电源E(电动势1.5V,Ω内阻不计)
(1)由于考虑电表的选择,该同学使用多用电表欧姆表“×10”挡对电阻进行了粗测,其阻值
如图甲中指针所示,则R 的阻值大约是 22 0 。
x
(2)请在图乙中把电路图补充完整,并将各元件Ω字母代码标在该元件的符号旁 如图所示 。
(图中需标明所选器材的字母代号)
(3)若某次测得电流表 A 、A 示数分别为I 、I ,则被测电阻的大小为 R = I (R +r )
1 2 1 2 x 1 1 1
I -I
2 1(用可能用到的符号I 、I 、r 、r 、R 、R 表示);
1 2 1 2 1 2
(4)若通过调节滑动变阻器,测得多组数据I 、I ,作出I ﹣I 的图像如图丙所示,求得图线的
1 2 2 1
斜率为k=1.9,则被测电阻的大小为R = 21 1 (保留三位有效数字)。
x
Ω
【解答】解:(1)多用电表电阻刻线是22,选用“×10”挡,则R 的阻值为22×10 =220
x
(2)由电路图可看出,本题为伏安法测电阻,则需将电流表A 改装为电压表,由于Ω电源电Ω动势
1
为1.5V,则A
1
改装的电压表应能测1.5V的电压,则有I
g
(R串+r
1
)≈1.5V,代入数据有:R串
≈290 ,则选R 较为合适。
1
如图所Ω示。
(3)根据欧姆定律有
R I (R +r )
x= 1 1 1
I -I
2 1
(4)由(3)可得
I r +R +R I
2= 1 1 x 1
R
x由上式可知k r +R +R
= 1 1 x
R
x
则代入数据计算可得R =211
x
Ω
故答案为:(1)220;(2)如图所示; (3)I (R +r );(4)211。
1 1 1
I -I
2 1
7. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验
(1)应该选择的实验电路是如图中的 甲 (选填“甲”或“乙”)。
(2)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图丙中的坐标纸上,
请标出余下一组数据的对应点,并画出U﹣I图线。
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
电流I/A 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E= 1. 5 V,内电阻r= 0.8 3 。(结果
均保留两位有效数字) Ω
(4)某同学进一步用如图丁所示的电路测量电源的电动势和内阻,其中 R是电阻箱,定值电阻
1 1
R =3000 ,G是理想电流计。改变R的阻值分别读出电流计的读数,作出 - 图像如图戊所
0
R I
Ω
示,由图可求得电源的电动势 E= 3.0 V,内电阻r= 1.0 。(结果均保留两位有效数
字) Ω
【解答】解:(1)一节干电池的内阻很小,为减小实验误差,应选择图甲所示电路图。
(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据坐标系内描出的点作出图象,让尽可
能多的点通过直线,不能通过直线的点对称分别在直线两侧,图象如图所示;
(3)根据闭合电路的欧姆定律可得:E=U+Ir,则有:U=E﹣Ir;
ΔU 1.5-1.0
由图示图象可知,电源电动势E=1.5V,电源内阻:r= = ≈0.83 。
ΔI 0.6
Ω Ω
I R
( 4 ) 由 图 丙 所 示 电 路 图 可 知 , 电 源 电 动 势 : E = IR + ( I+ 0) r ,
0
R
整理得:1 E •1 R +r,
= - 0
R rR I rR
0 0由图丁所示图象可知,k E 1 ﹣2•V,R +r 1 ﹣1
= = 0 =
rR 1000 rR
0 0
Ω Ω
代入数据解得:E≈3.0V,r≈1.0 ;
故答案为:(1)甲;(2)图象如Ω图所示;(3)1.5;0.83;(4)3.0;1.0。