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实验12 电流表内外接选择
目 录
01 新高考命题热点
02 核心考点综述
1)电流表内接法
① 电路结构
②测量原理
③适用条件
④误差分析
2)电流表外接法
①电路结构
②测量原理
③适用条件
④误差分析
3)判断方法
①直接比较法
②临界值法
③试触法
03 典型真题精练
04 创新实验新考法
1)电路的选择
2)误差分析
3)双电流表
1
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05 分层强化训练
2
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1.综合实验情境下的应用:新高考倾向于在复杂的电学实验情境中考查电流表内外接的选择。例如在
测量电源电动势和内阻的实验里,结合不同的电路设计以及实验目的,要求学生准确判断电流表应采用内
接还是外接,并且分析不同接法对实验结果的影响,以此考查学生在综合实验场景中运用知识解决问题的
能力。
2.与数据处理和误差分析紧密结合:不仅要求学生能正确选择电流表的接法,还需要根据所选接法进
行数据处理,并深入分析由此产生的系统误差和偶然误差。比如,通过对实验数据的分析,判断由于电流
表内外接导致的测量值与真实值之间的偏差情况,以及如何在后续实验中减小这种误差,体现对学生实验
综合素养的考查。
一、电流表内接法
1. 电路结构
在电流表内接法的电路中,电流表与待测电阻\(R_x\)紧密串联,随后这一串联组合再与电压表进行并
联。这种连接方式使得电流表处于电压表所测量电压的范围之内,其具体电路结构如图所示。
从图中能够清晰地看到电流的走向,电流从电源正极流出,先经过电流表,再通过待测电阻Rx,最后
回到电源负极,而电压表则跨接在电流表与待测电阻的串联组合两端,用于测量它们两端的总电压。
2.测量原理
依据电压表和电流表的测量情况来分析测量原理。电压表测量的是待测电阻Rx 与电流表A 两端电压
之和,用公式表示为U = Ux + UA,其中,Ux为待测电阻Rx两端的电压,UA为电流表A 两端的电压。而电
3
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流表测量的是通过待测电阻Rx的电流I = Ix。
根据欧姆定律
,在该电路中测量的电阻值
。由于
(RA为电流
表内阻),将其代入上式可得
。这就表明,通过这种测量方式得
到的测量值R 测比待测电阻的真实值Rx偏大了,偏大的部分恰好是电流表的内阻RA。
3. 适用条件
当待测电阻Rx远大于电流表内阻RA时,也就是满足
的条件下,采用电流表内接法误差较
小。
从相对误差的角度来看,相对误差
。当
时,
这个
比值会趋近于0,这意味着测量值与真实值之间的相对误差非常小,此时采用内接法能够较为准确地测量
出待测电阻的阻值。
例如,若Rx = 1000Ω,RA = 0.1Ω,那么相对误差
,这样小的误差在许多
实验中是可以接受的。
4. 误差分析
由前面的测量原理可知,内接法测量值R 测=Rx + RA,误差来源主要就是电流表的分压作用。因为电
流表本身具有一定内阻RA,当电流通过电流表时,必然会在电流表两端产生电压降UA=IxRA,而电压表
测量的是Ux+UA,并非单纯的Ux。
这种误差属于系统误差,只要采用内接法测量电阻,就必然存在由于电流表分压导致测量值偏大的情
况。在实际实验过程中,若要减小这种误差,一方面要尽量选择内阻RA较小的电流表;另一方面,在待测
电阻Rx的阻值满足
的条件下,才能保证误差在可接受的范围内。
二、电流表外接法
1. 电路结构
在电流表外接法的电路中,电压表直接与待测电阻Rx并联,之后电流表与电压表和待测电阻的并联部
分相串联。这意味着电流表处于电压表所测电压范围之外。电流从电源正极流出,先通过电流表,然后电
4
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流分为两路,一路经过电压表,另一路经过待测电阻Rx,两路电流汇合后回到电源负极。通过这样的连接
方式,电压表能够准确测量待测电阻Rx两端的电压。其具体电路结构如图所示。
2. 测量原理
在此电路结构下,电压表测量的是待测电阻Rx两端的电压,即U=Ux。而电流表测量的是通过待测电
阻Rx与电压表V 的总电流,用公式表示为I=Ix + IV,其中Ix是通过待测电阻Rx的电流,IV是通过电压表
的电流。
依据欧姆定律
,在该电路中测量的电阻值
。由于
(RV为电压表内
阻),将其代入上式可得
。由此可知,通过这种测量方式得到的测量值R 测比待
测电阻的真实值Rx偏小。
3. 适用条件
当待测电阻Rx远小于电压表内阻RV时,即满足
的条件,采用电流表外接法误差较小。从相
对误差角度分析,相对误差
。当
时,
这个比值趋近于0,这表明测量值与真实值之间的相对误差极小,此时采用外接
法能够较为精准地测量出待测电阻的阻值。
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例如,若Rx=10Ω,RV=10000Ω,那么相对误差
,这样小的误
差在很多实验场景中是符合要求的。
4. 误差分析
由测量原理可知,外接法测量值
,误差主要源于电压表的分流作用。因为电压表并非
理想电表,其内阻RV并非无穷大,当电压表与待测电阻Rx并联时,会有一部分电流IV通过电压表,使得
电流表测量的电流I=Ix+IV大于通过待测电阻Rx的实际电流Ix。
这种误差属于系统误差,只要采用外接法测量电阻,就必然存在由于电压表分流导致测量值偏小的情
况。在实际实验中,若要减小这种误差,一方面要尽量选择内阻RV较大的电压表;另一方面,在待测电阻
Rx的阻值满足
的条件下,才能确保误差处于可接受范围。
三、判断方法
1. 直接比较法
(1)原理阐述:直接比较法是基于待测电阻Rx与电流表内阻RA、电压表内阻RV的大小关系来判断电
流表的接法。当Rx远大于RA时,电流表分压对测量结果影响较小,此时采用电流表内接法能减小误差;
当Rx远小于RV时,电压表分流对测量结果影响较小,应采用电流表外接法。
(2)示例分析:若已知待测电阻Rx=1000Ω,电流表内阻RA=0.5Ω,电压表内阻RV=5000Ω。因为
Rx=1000Ω 远大于RA=0.5Ω,同时Rx=1000Ω 远小于RV=5000Ω。但在这种情况下,比较
,
,
远大于
,所以更倾向于采用内接法,此时电流表分压
产生的误差相对电压表分流产生的误差更小。
2. 临界值法
(1)原理推导:我们通过分析测量值与真实值的误差情况来确定临界值。对于电流表内接法,测量
值
,相对误差
;对于电流表外接法,测量值
,相对误差
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。令
,即
,经过数学推导可得
,这个
就是
临界值。
(2)判断规则:当
时,
,采用内接法误差更小;当
时,
,
采用外接法误差更小。例如,已知RA=1Ω,RV=1000Ω,则
。若待测电
阻Rx=50Ω,因为50Ω>31.6Ω,所以应采用内接法;若Rx = 20Ω,由于20Ω<31.6Ω,则采用外接法。
3. 试触法
(1)操作步骤:在无法准确知晓Rx、RA、RV的大小关系时采用试触法。首先,搭建一个简单的测量
电路,将电流表先采用内接方式连接好,记录此时电流表A1和电压表V1的示数。然后,不改变其他电路
连接,仅将电流表改为外接方式,再次记录电流表A2和电压表V2的示数。
(2)判断依据:比较两次测量中电流表和电压表示数的变化情况。若
,即电流表
的示数变化明显(电压表示数变化相对较小),这表明电压表分流对电路的影响较小,此时应采用内接
法。因为在这种情况下,电流表内接时,其分压导致的测量误差相对电压表分流导致的误差更小。反之,
若
,即电压表的示数变化明显(电流表示数变化相对较小),说明电流表分压对电路
的影响较小,应采用外接法。例如,第一次内接时A1=0.5A,V1=2V,外接时A2=0.52A,V2=1.8V。计
算可得
,
,0.04<0.1,所以应采用内接法。
【例1】(2024·甘肃·高考真题)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电
压表(量程1.5V,内阻约为
)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某
小组开展了以下实验。
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(1)考虑电流表内阻影响
①用图1 所示电路测量电流表的内阻。从图2 电压表和电流表读数可得电流表内阻
(保留2
位有效数字)。
②用图3 所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用
U、I、r 和
表示。则干电池电动势
(用I、r 和
表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4 所示的
图像。则待测干电池电动势
V(保
留3 位有效数字)、内阻
(保留1 位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5 所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案
标号)。
A.电路设计会损坏仪器
B.滑动变阻器接法错误
C.电压太大无法读数
D.电流太小无法读数
【例2】(2023·浙江·高考真题)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
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(1)部分连线如图1 所示,导线a 端应连接到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正
确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2 所示,其示数为 V。
(2)测得的7 组数据已标在如图3 所示
坐标系上,用作图法求干电池的电动势
V 和内
阻
Ω。(计算结果均保留两位小数)
【例3】(2023·北京·高考真题)采用图1 所示的电路图来测量金属丝
的电阻率。
(1)实验时,闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片P 应处在 (填“M”或“N”)端。
(2)按照图1 连接实物图,如图2 所示。闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为
(填“a”“b”或“c”)。若闭合开关,该错误连接会带来的问题有 。
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【变式1】电路的选择
1.(2025·山西吕梁·一模)某同学测量一种金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后,应该先调节 将
金属丝轻轻夹住,再调节 ,当听到“卡、卡、卡”的声音以后,说明被测物体被加紧了,这
时为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧的部件为 。(均选填“
”“
”或“
”)
(2)一小组同学利用伏安法测阻值约为几欧的金属丝的电阻
。实验所用器材为:电池组(电动势
,内
阻约
)、电流表(内阻约为
)、电压表(内阻约为
)、滑动变阻器
,额定电流
)、开关、导线若干。正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
①由以上实验数据可知,他们测量
时,采用了图甲中的 图(选填图下的字母)。
②图乙是测量
的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片
置于变阻器的一端。请
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根据①所选的电路图,补充完成图乙中的实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于烧
坏 。
【变式2】 误差分析
2.(2025·广东惠州·模拟预测)某学习小组为探究某种导电胶材料电阻率,将导电胶装满圆柱体玻璃管,
导电胶两端通过小金属片与导线相连,如图(a)所示。
(1)在装入导电胶前,用游标卡尺测得玻璃管的内径为
,长度为
。
(2)用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为
,为精确测量,现有如下实验器材:
A.电源
(电动势为
,内阻较小)
B.电压表V(量程3V,内阻约1000Ω)
C.电流表
(量程
,内阻约
)
D.电流表
(量程
,内阻约
)
E.滑动变阻器
(最大阻值为
)
F.滑动变阻器
(最大阻值为
)
该同学选择上述器材设计了如图(b)所示的电路,请根据电路图将图(c)的实物图连接完整 ;
其中,电流表应选 (选填“
”或“
”),滑动变阻器应选 (选填“
”或
“
”)
(3)正确连线后,闭合开关,将滑动变阻器调到合适位置,此时电压表读数为
,电流表读数为
,则
该导电胶电阻率的表达式为 。(用
表示)
(4)若测得导电胶电阻率比真实值略小,原因可能是 。(写出一条即可)
【变式3】双电流表
3.(2024·全国·模拟预测)某物理实验小组测量干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测干电池一节,电动势约为
,内阻约为
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B.电流表
,量程为
,内阻未知
C.电流表
,量程为
,内阻未知
D.定值电阻
,阻值为
E.滑动变阻器
,最大阻值为
F.滑动变阻器
,最大阻值为
G.开关和导线若干
(1)实验小组先用半偏法测出了电流表
、
的内阻分别为
、
,又设计了如图甲所示的
实验电路测量干电池的电动势和内阻,要在实验过程中调节方便,滑动变阻器应选择 (填器材前面
的字母序号)。
(2)实验中移动滑动变阻器的滑片,测出多组电流表
、
的数据
、
,描绘出的
图像如图乙所
示,则电源的电动势
,内阻
。(结果均保留3 位有效数字)
(3)如果用半偏法测出的电流表
的内阻偏小,则电流表
内阻的测量误差会使测得的干电池内阻
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
1.(2023·天津·高考真题)某同学测量金属丝的电阻R 大小。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测,用“×1”档挡正确测量,指针偏转如图所示对应的读数为
Ω;
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(2)该同学设计了如图所示的电路,再次开展测量,除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、
导线外,还提供如下器材:
A.电压表(量程0—15V,内阻约15kΩ) B.电压表(量程0—3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(量程0—3A,内阻约0.025Ω) D.电流表(量程0—0.6A,内阻约0.125Ω)
①为了测量准确,实验时应选用 测量电压U,应选用 测量电流I;(填器材前对应字
母)
②关于该实验下列哪些说法是正确的?
A.电压表内阻分流引起的误差是系统误差
B.闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b 端
C.滑动变阻器采用图示接法电压U 可以调为零
D.通过测量多组数据绘制
图像可减小系统误差
2.(2025·陕西榆林·二模)榆林市一学习小组测量某金属丝的电阻率,所用电路实验器材如下:
A.待测金属丝
(电阻约
)
B.电流表
(
,内阻约
)
C.电压表
(
,内阻约
)
D.滑动变阻器
(
,
)
E.电源
(电动势
)
F.开关,导线若干
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,测量结果如图所示,可知金属丝直径的测量值
。
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(2)为使金属丝两端电压调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,图所示的四个电路中,应该选用的是
______(选填电路图下面的序号)。
A.
B.
C.
D.
(3)实验时,调节滑动变阻器滑片,得到若干组电压与电流的测压值。根据实验数据在坐标纸上选择合适标
度,利用电流和电压值描点作出
图像如图所示,通过分析可得待测金属丝电阻的测量值
(保留
位有效数字)。
(4)实验中用刻度尺测得金属丝接入电路中的长度为
,结合以上测量结果可知,该金属丝电阻率的表达式
(结果用
、
、
、
表示)。
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(5)该小组经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(6)实验结束后,小明对实验原理进行了深入的思考,提出了减小金属丝电阻值测量的系统误差的方法。他
通过查阅资料得知了实验中使用的电压表的内阻为
和电流表的内阻为
,然后利用第(2)问中所选电
路重新进行实验并记录了电压表的示数
和电流表的示数
,则此实验所得出的金属丝电阻率更精确的测
量值的表达式
(结果用
、
、
、
、
、
、
表示)。
3.(2025·江西上饶·一模)某兴趣小组在实验室发现一段电阻未知的合金丝导线,小组成员通过实验测出
了这段合金丝导线的电阻。
(1)兴趣小组设计的实验电路如图所示,闭合开关
,将开关
先与
相连,调节滑动变阻器阻值为适当值
时,电压表的示数为
,电流表的示数为
;再将
与相连,电压表的示数为
,电流表的示数为
。根据以上测量数据判断,当
处于位置 (填“
”或“
”)时,测量结果相对准确,对应的电阻测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)考虑到电流表不管外接还是内接都有实验误差,兴趣小组通过讨论研究,设计了一个新的实验方案:按
图连接实验电路,先闭合开关
,调节
,使电流计的示数为零,再闭合
,调节
,使电流计的示数
再次为零,此时读出电压表的示数
和电流表的示数
。按照这个改进后的实验方案,待测电阻的阻值计
算式为
(用实验步骤中所测物理量表示),该方案能使测量结果更准确的原因是: 。
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4.(2025·云南昭通·模拟预测)某实验小组利用学校实验室提供的器材,对教室内的桶装饮用水进行了抽
检,目的是测定其电导率
是否达标(电导率即电阻率的倒数,是衡量饮用水质量是否达标的一项关键指
标)。以下是该实验小组进行的实验:
(1)将采集的水样注入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆片电极密封,使用多用电
表对该样品进行粗略的电阻测量,所得结果约为
。
(2)采用伏安法对该样品的电阻进行精确测量,在如图所示的实物图中,部分电路已正确连接,请用笔
画线代替导线,完成实验电路的连接,要求电压表读数可从零开始变化 。
(3)电路连接正确后,将滑动变阻器的滑片置于最 端(填“左”或“右”)。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表和电流表的示数,某次记录的示数分别为
和
,则此次计算所得的样品电阻阻值
(用
和
表示)。
(5)实验最终得到该样品的阻值为
,同时测得塑料圆柱形容器内部长为
、直径为
。则该样品的电
导率可表示为
(用
、
、
和
表示)。将所测数据代入该表达式,即可计算出电导率的
数值,对照相关检测标准,即可判断水质的此项指标是否达标。
5.(24-25 高三上·安徽·阶段练习)某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,要求测量结果尽
量准确,使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,实验室提供下列器材:电池组(3 V,内阻不计)、
电流表(0 ~ 0.3 A,内阻约为0.3 Ω)、电压表(0 ~ 3 V,内阻约为2 kΩ)、滑动变阻器(0 ~ 10 Ω)、开
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关、导线。
(1)先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d = mm;再用多用电表的电
阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该金属丝的阻值约为
Ω;
(2)为了能尽可能减小电阻测量的误差,实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路,并根据设计的电
路连接了部分实验器材。请在丙图方框中画出实验电路图 ,并将图丁中的电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,将图丁中滑动变阻器移到最左端,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,测出多组电压表的
示数U 和电流表的示数I,作I − U 图像,得到图像的斜率为k,若金属丝的长为L,则金属丝的电阻率ρ
= (用k、d、L 表示),不考虑偶然误差,由于电表内阻引起的系统误差,使测得的电阻率比实际
值 (填“大”或“小”)。
6.(2024·浙江·模拟预测)某同学为研究一只“3V,1.5W”小灯泡灯丝的电流随电压的变化规律
(1)先用如图所示的多用电表粗测其电阻,下列操作或判断正确的是______。
A.测量前应在两表笔断开时,调节Q 使指针指在最左边电阻∞处
B.选择开关K 应打b 在位置
C.测量小灯泡电阻时电流从多用电表的“-”表笔插孔流出
(2)然后用电压表和电流表测定电流随电压变化的实验数据,要求灯泡两端的电压可从零开始调节。实验的
部分线路如图乙所示,其中有一根接线错误的是 号导线,纠正错误后,请在图乙中完成完整的接线
。
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(3)根据实验测得数据在
坐标中描出数据点,反映其分布情况的下列各图中可能正确的是______。
A.
B.
C.
D.
7.(2025·全国·模拟预测)某学习小组设计了如图所示的电路来测量电流表A 的内阻,测量完成后将其改
装成电压表。可提供的实验器材有:
电压表V(量程0 800mV
∼
,内阻为800Ω);
电流表A(量程0 200μA
∼
,内阻未知);
滑动变阻器R(最大阻值为10Ω,额定电流2A);
定值电阻
(阻值为125Ω);
电源E(电动势为1.5V,内阻可忽略);
开关1 个,导线若干。
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请回答下列问题:
(1)在图示电路图中,电表a、b 应分别选用 , (选填“电流表”或“电压表”)。
(2)调节滑动变阻器的滑片位置,获得多组电流表A、电压表V 的读数I、U,以U 为纵轴、I 为横轴,作出
图像,求得其图线的斜率为4kΩ,则电流表A 的内阻
。
(3)将该电流表串联一定值电阻后,改装成量程为0 3V
∼
的电压表,并利用标准电压表对其进行校准,发现
当改装后的电压表达到满偏时,标准电压表的示数为2.98V,为了使改装后的电压表更精确,以下操作可
行的是( )
A.给定值电阻串联——与其相比较小的电阻
B.给定值电阻串联——与其相比较大的电阻
C.给定值电阻并联——与其相比较小的电阻
D.给定值电阻并联——与其相比较大的电阻
8.(2024·山东威海·一模)某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率,实验操作如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,如图甲所示,示数为 mm;
(2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值,如图乙所示,示数为 Ω;
(3)用电流表(内阻约为5 Ω)、电压表(内阻约为3 kΩ)测量该电阻丝的阻值Rx,为了减小实验误差,并
要求在实验中获得较大的电压调节范围,下列电路中符合要求的是;
A.
B.
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C.
D.
(4)用第(3)问中C 选项的方法接入不同长度的电阻丝l,测得相应的阻值R,并作出了R-l 图像,如图丙
所示,符合实验结果的图线是 (选填“a”“b”或“c”)。
9.(2025·广东·模拟预测)某校学生实验小组查阅资料了解到某电车的电池采用的是比亚迪刀片电池技术,
整块电池是由10 块刀片电池串联而成,其中每块刀片电池又由10 个电芯串联而成。现有1 个该型号的电
芯,实验小组利用所学物理知识测量其电动势E 和内阻r。已知电芯的电动势约为4 V、内阻约为
,还
有下列实验器材供选用:
A.电阻箱
阻值可调范围为
B.滑动变阻器
,阻值变化范围为
C.滑动变阻器
,阻值变化范围为
D.表头G,量程为
、内阻为
E.电压表
,量程为
、内阻约为
F.电压表
,量程为
、内阻约为
(1)由于表头G 的量程较小,现将表头G 改装成量程为800mA 的电流表,则电阻箱
的阻值应该为
。
(2)该小组设计了两个实验电路图,你认为最合理的是 (填正确答案标号),请说明理由:
。
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A.
B.
(3)为方便调节,滑动变阻器应该选用 (填“
”或“
”),为读数更准确,电压表应该选用
(填“
”或“
”)。
(4)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,测得多组电压表和灵敏电流计的数据,并绘制了
图线,由
图线可知,该节电芯的电动势
V,内阻
(结果保留两位有效数字)。
10.(2025·江西·一模)要测量一节新型电池的电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,定值电
阻的阻值为R0。
(1)请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。
(2)第一次将开关S 合向1,将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关S0,多次调节滑动变阻器,
测得多组电压表和电流表的示数U、I,其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示,此时电流表所测电流
为I= A;将测得的多组U、I 作
图像;第二次将开关S 合向2,同样测得多组U、I,作
图像;两次的图像在图丁中,则第一次作出的图像为 (填“a”或“b”)。
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(3)根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E= ,内阻r= 。(均用题中字母表
示)
11.(24-25 高三上·海南海口·期末)某物理活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的
电动势和内阻(内阻约为一千多欧姆)。
(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”档粗测了西红柿电池组的电动势,指针稳定时如图甲所示,
其示数为 V;
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3V,RV约为3000Ω)
B.电流表(0~300μA,RA为300Ω)
C.电阻箱R(0~9999Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.开关,导线若干
①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图 完成电路连接;
A.
B.
C.
D.
②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的
图像如图乙中图线1 所示,可知该电池组的内阻为
Ω,电动势为 V;将该电池组静置数小时后再次测量获得的
图像如图乙中图线2 所示,可
知该西红柿电池组的电动势 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
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12.(2024·云南文山·一模)某兴趣学习小组为测量玩具电瓶车上蓄电池的电动势和内阻,现有如下实验
器材:
A.电压表V(
,内阻约为
)
B.电流表A(
,内阻约为
)
C.电阻箱R(
)
D.待测蓄电池
E.开关S、导线若干
(1)该小组同学设计了甲、乙两个电路图,为使测量结果尽量准确,应该选择 (选填“甲”或
“乙”)电路图。
(2)由(1)中选择的电路图测得的电动势比真实值 (“偏大”或“偏小”),原因是 。
(3)该小组同学选择(1)中误差小的电路图测量,调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的
电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I 和电压表示数U。根据记录数据作出的
图像如图(a)所示,
则蓄电池的电动势为 V,内阻为 Ω(此空结果保留2 位有效数字)。
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(4)该实验还可以测量电流表的内阻,根据记录数据进一步探究,作出
图像如图(b)所示。利用图
(b)中图像的纵轴截距,结合(3)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为 Ω(保留2 位
有效数字)。
13.(2024·河北·模拟预测)甲、乙两个学习小组进行测量干电池的电动势和内阻的实验,实验老师提供
了下列器材:
A.一节干电池
B.电流表A:量程0.6A,内阻较小
C.电压表V:量程
,内阻约为
D.滑动变阻器
:最大阻值为
E.开关、导线若干
(1)甲小组采用图甲所示电路图进行实验,根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的
图像,由此可知,干电池电动势
,内阻
。(结果保留3 位有效数字)
(2)乙小组采用图乙所示电路图进行实验,根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丁所示的
图像,乙小组同学也得到了一组电动势和内阻的测量值。
(3)实验老师带领两个小组的同学对比和分析这两种电路,此干电池的电动势和内阻的真实值分别为
,内阻
。(结果保留3 位有效数字)
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14.(24-25 高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组
通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测得长
为
,宽为
,然后测量其电动势E 和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表
(量程
,内阻约3kΩ)
B.电流表
(量程
,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器
(阻值范围0~
,额定电流
)
D.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的
图像。
(1)根据图乙所示,则该电池的电动势
V,内阻
;(结果保留到小数点后一位)。
(2)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与
真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E 和内阻r,该同学设计了一个可以排除电流表A 和电压表V 内阻
影响的实验方案,如图丙所示,记录了单刀双掷开关
分别接1、2 对应的多组电压表的示数U 和电流表
的示数I,根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B 两条
图线,综合A、B 两条图线,此电芯的
电动势
,内阻
(用图中
、
、
、
表示)。
15.(2024·四川雅安·一模)某实验小组设计如图甲所示的电路来测量一节干电池的电动势
、内阻以
及定值电阻
,分别用
、
、
分别表示电表
、
、A 的示数,闭合开关
,通过调节滑动变阻器
滑片
的位置,读取多组电表示数,在同一
坐标系中,画出了
、
两条图线,如图乙所示。
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(1)在图乙中,图线
是根据电压 (填“
”或“
”)与电流
的数据作出的;
(2)若不计电表内阻对实验的影响,根据甲、乙两图,可计算得出定值电阻
(结果用
、
、表
达);
(3)若要考虑电表内阻对实验的影响,利用以上数据得到的电源电动势测量值 (选填“大于”“小
于”或“等于”)电动势的真实值。
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