1、高三物理一轮复习 恒定电流实验专题复习一、游标卡尺和螺旋测微器的读数1、用游标卡尺测某物体的厚度,如图甲、乙所示,示数甲为 _cm. 示数乙_ mm.2、用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如下图所示，左图的读数是 _mm，右图的读数是 mm。二、实验仪器的选择 1、根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：安全可行：通过电源，电流表，电压表，电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流精确合理：一般电流表，电压表指针超过满偏的 1/3，最大值在半偏以上。欧姆表尽量靠近中间刻度操作方便：实验时需考虑调节方便，便于操作。电表的选择通过估算确定电路中
2、通过电流表的最大电流和电压表两端的最大电压，所选择的电表的量程应大于最大电流和最大电压，以确保电表的安全；通过估算确定电路中通过电流表的最小电流和电压表两端的最小电压，选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度；在满足上述两个条件以后，在不计电表内阻时应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以减小系统误差。变阻器的选择所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，应选用电阻与待测电阻比较接
3、近的变阻器。三、测量电路的选择1、分压式和限流式电路的选择滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种甲0 5 105 6乙分压式和限流式电路的选择:（1） 、若要求使某部分电路的电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，此时必须用分压电路. （2） 、如果实验提供的电压表、电流表的量程或电阻允许通过的最大电流较小，当采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的电流还是会超过最大电流，这时也要用分压接法.（3） 、若负载电阻的阻值 Rx 远大于变阻器总电阻 R，调节变阻器几乎不起作用，须用分压电路。（4） 、两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流接法总功耗较小。在分压接法中，变阻器应选
4、择电阻较小而额定电流较大的。在限流电路中，变阻器的阻值应与电路中的其他电阻比较接近。2、电流表内接法与电流表外接法的比较电流表 原理图测量值与真实值的关系测量结果误差分析 适用情况内接法真真测 U+=A真测 I测 测测 I=R真真测 R+AAx外接法AVRx 真真测真测 I+I=V测 测测 I=真真真测 时，电压表的分流作用较电流表的分压作用明显，应采用内接电路巩固练习：1、有一电阻 RX，其阻值大约在 4050 之间，需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材：电池组 E，电动势 9V，内阻约 0.5；伏特表 V1, 量程 3V，内阻 15k；伏特表 V2, 量程 10V，内阻 20k；毫安表
5、A1，量程 50mA，内阻 20；毫安表 A2，量程 300mA，内阻 4；滑动变阻器 R1，阻值范围 0100，额定电流 1A；滑动变阻器 R2，阻值范围 01700，额定电流 0.3A；开关 S，导线若干。(1)为了实验能正常进行减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，需要多测几组数据，在实验中应选用代号 的毫安表和代号 的伏特表代号 滑动变阻器。AVRx(2)画出所设计的电路图2、某同学为了测电流表 A1 的内阻精确值，有如下器材：电流表 A1（量程 300 mA，内阻约为 5);电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1) ; 电压表 V（量程 15 V，内阻约为 3 k) ;定
6、值电阻 R0 (5) ;滑动变阻器 R1(010，额定电流为 1 A);滑动变阻器 R2(0250，额定电流为 0. 3 A) ;电源 E（电动势 3 V，内阻较小） 导线、开关若干(1)要求电流表 A1 的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差在如图所示线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号(2)若选测量数据中的一组来计算电流表 A1 的内阻 r1，则所用电流表 A1 的内阻 r1 表达式为 r1 = ；式中各符号的意义是 。四、多用电表的使用多用电表的使用注意事项：1、表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”孔，黑表笔插入“”孔，即接外电源时，电流“
7、红入黑出” 。若用测电流表或电压表的内阻时，则黑表笔接电流表或电压表的“”接线柱，而红表笔接电流表或电压表的“”接线柱。2、区分“机械调零”与“欧姆调零” ，机械调零：调节指针定位螺丝使指针指在电流或电压刻度的“0”刻线位置；“欧姆调零”：将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在测电阻刻度盘的“0”刻线处，两个“0”刻线，一个在表盘的最左边，一个在最右边。3、测电阻时，每变换一次档位都要重新进行欧姆调零4、测电阻时，应选择合适的档位使指针指在表盘的中间或靠近中间，若测量中发现指针偏转过大，则应调小倍率即减小档位，若测量中发现指针偏转过小，则应调大倍率即增大档位。巩固练习：3、(2013新课
8、标全国) 某学生实验小组利用图实所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程 5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5 k；导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡，再将红表笔和黑表笔 _，调零点。(2)将图实中多用电表的红表笔和_( 填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图甲所示，这时电压表的示数如图乙所示。多用电表和电压表的读数分别为_k 和_V 。(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 1
9、2.0 k和 4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为 _k。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图实所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为_k。四、测电阻常用的方法巩固练习： 4、 、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻 r1要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据(1)画出电路图，标明所用器材的代号(2)若选测量数据中的一组来计算 r1，则所用的表达式 r1 _，式中各符号的意义是：_5、图实甲中所示器材为某同学测绘额定电压为 2.
10、5 V 的小灯泡的 IU 特性曲线的实验器材。(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整。(2)开关 S 闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于 _。( 选填“A 端” “B 端”或“AB 中间”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80I/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.26 0.27根据表中的实验数据，在图乙中画出小灯泡的 IU 特性曲线。(4)如果将该小灯泡接到电动势为 1.5V，内阻为 5的电源两端，小灯泡消耗功率为_。(保留三位有效数字)6、为测量一电源的电动势及内
11、阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为 9 V 的电压表A量程为 1 V、内阻大约为 1 k的电压表 V1B量程为 2 V、内阻大约为 2 k的电压表 V2C量程为 3 V、内阻为 3 k的电压表 V3选择电压表_串联_k 的电阻可以改装成量程为 9 V 的电压表。(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表( 此表用符号 V1、V 2 或 V3 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表) ，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为 1.50 V 时、电阻箱的阻值为 15.0 ；电压表示数为 2.00 V 时，
12、电阻箱的阻值为 40.0 ，则电源的电动势 E_V、内阻 r_。7、在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表) 的量程较小，某同学设计了如图实所示的实物电路。(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_。( 选填“最大值” “最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值 R010 的定值电阻两端的电压 U。下列两组 R 的取值方案中，比较合理的方案是_。( 选填“1”或“2”)方案编号 电阻箱的阻值 R/1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.02 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0(3)根据实验数据描点，绘出的 R 图象是
13、一条直线。若直线的斜率为 k，在 坐标轴上的截距为 b，则该1U 1U电源的电动势 E_，内阻 r_。(用 k、 b 和 R0 表示)8、采用伏安法测电阻，无论是电流表外接还是电流表内接都会出现系统误差，为此某同学采用如图所示电路测定待测电阻 Rx的阻值。实验器材如下：电池组 E，电动势为 4.5 V，内阻很小；电压表 V，量程 3 V，内阻约 3 k；电流表 A，量程 2 mA，内阻约 50 ；滑动变阻器 R，阻值范围 020 ；Rx是待测电阻，阻值约 3 k；开关 S1、S 2，导线若干。(1)请根据电路图，将实验器材连接成实验电路( 图中部分电路已连接)。(2)闭合开关前，先将滑动变阻器
14、的滑片置于 a 端，然后闭合开关 S1、S 2，适当调节滑动变阻器 R，记下电流表和电压表的示数 I1、U 1；再断开开关 S2，记下电流表和电压表的示数 I2、U 2。则被测电阻Rx_( 用电表的示数表示)。(3)你认为上述实验能否消除系统误差：_( 填“能”或“不能”)。9、(2013浙江名校联考)某同学要测定一电源的电动势 E 和内电阻 r，实验器材有：一只 DIS 电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示) ，一只电阻箱(阻值用 R 表示)，一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。(1)该同学设计实验的原理表达式是 E_( 用 r、I、R 表示)
15、。(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到_(填“最大值” 、 “最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 R 图像，则由图像可求得，该电源的电动势1IE_ V，内阻 r_ 。(结果均保留两位有效数字)10、用图实所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻 R0 起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：A电流表(量程 0.6 A、3 A)；B电压表(量程 3 V、15 V)；C定值电阻(阻值 1 、额
16、定功率 5 W)；D定值电阻(阻值 10 、额定功率 10 W)；E滑动变阻器(阻值范围 0 10 、额定电流 2 A)；F滑动变阻器(阻值范围 0100 、额定电流 1 A)。那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V ，电流表的量程应选择_A；R 0 应选择_的定值电阻，R 应选择阻值范围是 _的滑动变阻器。(2)该实验 E 测 _E 真 ，r 测 _r 真 。填(大于,等于,小于)参考答案：一、游标卡尺和螺旋测微器的读数1、1.340cm 54.5mm2、8.464mm 6.768mm巩固练习：1、略2、(1）电路如图所示(2 ) I1、I 2 分别为电流表示数，R 0 是定值电
17、阻大小012Ir四、多用电表的使用4、解析 (1)欧姆表调 0 前，需要将两表笔短接。(2)应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接 电压表正极，即黑表笔接 2，红表笔接 1。(3)欧姆表选用的倍率是1 k，欧姆表的读数 15.01 k15.0 k；电压表量程 5 V，最小分度 0.1 V，读数时需要估读一位，为 3.60 V。(4)当滑动变阻器的阻值为 0 时，欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻，所以为 12.0 k。(5)设多用电表内电池的电动势为 E、多用电表内阻为 R，由第(3)、(4)问可知 ，ER 15.0 k 3.60 V12.0 k ，两式联立解得：E9.00 V
18、，R15.0 k。ER 12.0 k 4.00 V12.0 k答案 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0(5)9.00 15.05、 【解析】根据所列仪器的特点， 电流表 的内阻已知，由此可采用两电流表并联因为两电流表两端的电压相等，即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由 I2r2 I1r1，得 r1 I2r2I1答案 (1)电路图如图所示(2) I1、I2 分别为 、 的示数I2r2I16、解析 (1)对于小灯泡的伏安特性曲线的实验，电流和 电压要从零开始调节，故本 实验必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小灯泡的电阻较小， 实验室中的电压 表内阻远大于小灯泡的电阻
19、，故采用 电流表外接法进行伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的量程与正负极。(2)在实验开始前要检查电路的安全性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于 A 位置。(3)选取合适标度，把各个点描绘在图中，用平滑曲线连接各点。(4)略答案 (1)如图甲所示 (2) A 端 (3)如图乙所示 (4)1.6410 3(1.581031.6510 3 均对)7、解析：(1)V 1、V2 的内阻不确定，故 应选择 V3进行改装，串联电阻 R 串 RV3 3 (UUV3 1) (93 1)k 6 k。(2)本实验的原理为 EU r，电路结构如图所示。UR(3)改装后电压表
20、所测电压 U 为其示数的 3 倍， 则U131.50 V4.50 V，R 115.0 U232.00 V6.00 V，R 240.0 由闭合电路欧姆定律 EU rUR代入数据得 E7.5 V，r10 。答案：(1)V 3 或 C 6(2)见解析图 (3)7.5 108、解析：(1)(2)第一次测量时 ，第二次测量时有 RV ，联立可解得 Rx 。U1I1 RVRxRV Rx U2I2 U1U2I1U2 I2U1(3)由(2)分析可知理论上能消除系统误差。答案：(1)图见解析 (2)U1U2I1U2 I2U19、解析 (1)根据闭合电路欧姆定律， 该同学设计实验的原理表达式是 EI(Rr) 。(
21、2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值。根据电阻箱读数规则， 电阻箱接入电路的阻值为 210 1 10 21 。(3)由 E I(Rr)可得 R r。 R 图像斜率等于 ，E6.3 V ，图像在纵轴截距等于 r，r2.5 。1I 1E 1E 1I 1E 1E答案 (1)I( Rr ) (2) 最大值 21 (3)6.3(6.16.4) 2.5(2.42.6)10、解析 由于一节干电池的电动势为 1.5 V，故 选量程 为 3 V 的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电 阻，最大 电流在 0.5 A 左右，所以选量程为 0.6 A 的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得 电流表、 电压表取值范围 小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取 0 10 能很好地控制电路中的 电流和电压，若取 0100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性， 总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成 E 测 E 真 ，r 测 r 真 。答案 (1)3 0.6 1 010 (2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
