2022年高中物理难点强行突破之电学实验.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 电学试验1、电流表、电压表的读数规章：电流表量程一般有两种0.1 0.6A ,03A；电压表量程一般有两种03V,015V；如图 10-1 所示：图 10-1 由于同一个电流表、电压表有不同的量程,因此,对应不同的量程,每个小格所代表的电流、电压值不相同,所以电流表、电压表的读数比较复杂,测量值的有效数字位数比较容易出错；下面是不同表,不同量程下的读数规章：电压表、电流表如用03V 、03A 量程,其最小刻度（精确度）分别为0.1V 、0.1A ,为 10 分度外表读数,读数规章较为简洁,只需在精确度后加一估读数即可；如下列图,电压表读数为1.88V,电流表读数为0.83A ；如指针恰好指在2 上,就读数为 2.00V （或 A ）；电压表如用015V 量程,就其最小刻度为0.5V,为 2 分度外表读数,所读数值小数点后只能有一位小数,也必需有一位小数；如下列图,如指针指在整刻度线上,如指在 10 上应读做 10.0V,指在紧靠 10 刻度线右 侧的刻度线上（即表盘上的第 21 条小刻度线）读数为 10.5V ,如指在这两条刻度线间的中间某个位置,就可依据指针靠近两刻度线的程度,分别读做10.1V,或 10.2V ,或 10.3V ,或 10.4V ,即使是指在正中心,也不能读做 10.25V ,如这样,就会显现两位不精确的数,即小数点后的 2 和 5,不符合读数规章,如上图中所示,读数应为 9.3V ；电流表如用 0-0.6A 量程,就其最小刻度为 0.02A ,为 5 分度外表读数,其读数规章与 015V 电压表相像,所读数值小数点后只能有两位小数,也必需有两位小数；如上图所示,电流表读数为0.17A,如指针指在第11 条刻度线上,就读数为0.22A,指在第 10 条刻度线上,读数为0.20A ,指在第 12 条刻度线上,读数为0.24A；2、滑动变阻器应用分析滑动变阻器是电学试验中常用的仪器,近几年高考电学设计性试验命题对其应用多次直接或渗透考查 . 如何挑选滑动变阻器的接法设计掌握电路仍是历届考生应考的难点 . 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2 所示的两种电路中,滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载 RL 的电压、电流强度都起掌握调剂作用,通常把图（a）电路称为限流接法,图（b）电路称为分压接法. 图 10-2 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 负载 RL上电压调剂范畴 （忽视负载 RL上电流调剂范相同条件下电路消耗限流接法电源内阻）围（忽视电源内阻）的总功率R LR LR 0EULE R LER 0ILEEILR L分压接法0 ILEE（I L+I ap）0UL ERL比较分压电路调剂范畴较大分压电路调剂范畴较限流电路能耗较小大限流法 . 如图（ a）所示,待测电阻上电压调剂范畴为 R E E . 明显,当 R0<<RLR L R 0时,在移动滑动触头的过程中,电流的变化范畴很小,总电流几乎不变,U L 也几乎不变,无法读取数据；当 R0>>RL 时,滑动触头在从 b 向 a 滑动的过程中,先是电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范畴内,电流表、电压表的读数变化很快,也不便利读数,只有当 RL 与 R0 差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用 . 在同样能达到目的的前提下,限流法较为省电,电路连接也较为简洁 . 分压法 . 如图（ b）所示,待测电阻上电压调剂范畴为0E,且 R0 相对于 RL 越小, R上的电压变化的线性就越好. 当 R0>>RL 时,尽管 UL 变化范畴仍是0E,但数据几乎没有可记录性,由于在这种情形下,滑片从左端滑起,要始终快到右端时,电压表上示数始终几乎为零,然后突然上升到E,对测量几乎没有用处. 因此,分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器；滑动变阻器的限流接法与分压接法：两种电路均可调剂负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调剂成效大不一样,滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确 性、节能性、便利性原就综合考虑,敏捷选取 . 1. 以下三种情形必需选用分压式接法（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开头可连续调剂时（如：测定导体的 伏安特性、校对改装后的电表等电路）,即大范畴内测量时,必需采纳分压接法 . （2）当用电器的电阻 RL远大于滑动变阻器的最大值 R0时,必需采纳分压接法 . 由于按 图（ b）连接时,因 RL>>R0 Rap, 所以 RL与 Rap的并联值 R并Rap,而整个电路的总阻值约为R0,那么 RL 两端电压 UL=IR 并= U·Rap,明显 ULRap, 且 Rap越小,这种线性关系越好,电表 R 0的变化越平稳匀称,越便于观看和操作 . （3）如采纳限流接法,电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过 RL 的额定值时,只 能采纳分压接法 . 2. 以下情形可选用限流式接法（1）测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开头连续调剂,只是小范畴内测量,且 RL 与 R0相差不大或RL略小于 R0,采纳限流式接法. （2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满意分压式接法的要求时,采纳限流式接法 . （3）没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采纳时,可考虑安装简名师归纳总结 便和节能因素优先采纳限流式接法. 第 2 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 1：如图 10-3 所示, 滑动变阻器电阻最大值为 R,负载电阻 R1=R,电源电动势为 E, 内阻不计 . （1）当 K 断开,滑动头（2）当 K 闭合,滑动头c 移动时, R1两端的电压范畴是多少？c 移动时, R1两端的电压范畴是多少？（3）设 R的长度 ab=L, R上单位长度的电阻各处相同,a、c 间图 10-3 长度为 x,当 K接通后,加在R1 上的电压 U1与 x 的关系如何？【审题】 电键断开或闭合导致电路显现两种截然不同的掌握电路：限流和分压,把握限流和分压电路的原理是关键【解析】（1）如 K 断开,就该掌握电路为滑动变阻器的限流接法,故（2）如 K 闭合,就该掌握电路为滑动变阻器的分压接法,故E U1E 20U1EELx（3）U1=I R 并,R 并=xRR, I =R 并Ex R得： U1=2 LL RxRLx2LxLL【总结】 该题考察两种掌握电路的原理即两者猎取的掌握电压范畴不同例 2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有试验器材如下：待测电阻Rx（阻值约 5 , 额定功率为 1 W）；电流表 A1（量程 00.6 A, 内阻 0.2 ）; 电流表 A2（量程 03 A,内阻 0.05 ）; 电压表 V1（量程 03 V ,内阻 3 k ） ; 电压表 V2（量程 015 V ,内阻 15 k ） ; 滑动变阻 器 R0（050 ）, 蓄电池（电动势为 6 V ）、开关、导线 . 为了较精确测量 Rx 阻值,电压表、电流表应选 _,并画出试验电路图 . 【审题】 该题要求挑选试验仪器、测量电路及掌握电路,由于滑动变阻器的全阻值大于被测 电阻 Rx,故第一考虑滑动变阻器的限流接法【解析】 由待测电阻Rx 额定功率和阻值的大约值,可以运算待测电阻Rx 的额定电压、额定电流的值约为U=PR15V2.2 V, I =P/ R1/5A=0.45 A. 如用限就电流表应选A1,电压表应选V1. 又因R AR V.023000=24.5 Rx,就电流表必需外接. 由于滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故第一考虑滑动变阻器的限流接法,流接法,就被测电阻Rx 上的最小电流为Imin=ExER56=0.11 50AI额,因该试验没有对电流、电压的调剂范畴未作特别要求,故用限流电路 . 电路如图 10-4 所示 . 【总结】 滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大,用分压接法不便于名师归纳总结 调剂,故限流接法是首选,只要能保证安全且有肯定的调剂范畴即 可；图 10-4 第 3 页,共 15 页例 3：用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻 Rx（约100 ）;直流电流表（量程010 mA 、内阻 50 ） ;直流电压表（量程03 V 、内阻 5 k ）;直流电源（输出电压4 V 、内阻不计） ；滑动变阻器（015 、答应最大电流1 A ）；开关 1个,导线如干 .依据器材的规格和试验要求画出试验电路图. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 【审题】 此题只需要判定测量电路、掌握电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只 需运算两种接法哪种合适；【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于 RxR AR v,故电流表应采纳外接法 . 在掌握电路中,如采纳变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,Imin= E =24 mA10 mA,此时电流仍超过 R R A R x电流表的量程, 故滑动变阻器必需采纳分压接法 . 如图 10-5 所示 . 【总结】 任一种掌握电路必需能保证电路的安全,这是电学试验的首要原就,限流接法虽然简洁便利,但必需要能够掌握电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可猎取肯定的电压、电流范 围,该题中,即便掌握电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、 电压变化范畴太小,图 10-5 仍不能用限流接法；3、试验电路和电学仪器的挑选（1）电路的挑选安培表内、外接电路的挑选由于电压表的分流作用和电流表的分压作用,造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差,为减小此系统误差,应谨慎挑选电流表的内外接法,挑选方法如下：1、直接比较法：当待测电阻阻值 Rx<<RV时,伏特表分流很小,挑选安培表外接电路；当待测电阻阻值 Rx>>RA时,安培表分压很小,挑选安培表内接电路；2、临界值运算比较法：当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,如何确定被测电阻R 是较大仍R 我们称为临界是较小呢？我们要运算两种接法的相对误差,可用RV 与 RR 相比较 . R A当R VR即RR VRA时,宜采纳电流表外接法；RR A当R VR即RR VRA时,宜采纳电流表内接法；RR A而RR VRA时,电流表内外接法成效是一样的. 此时的被测电阻值电阻；3、测试判定法（试触法）如 Rx、RA 、RV 的大小关系事先没有给定,可借助试触法确定内、外接法 . 详细做法是 : 如图 10-6 所示组成电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱去分别试 触 M 、N 两点,观看先后两次试触时两电表的示数变化情形；名师归纳总结 假如电流表的示数变化比电压表示数变化明显 即IIU,说明接M 点时电压表第 4 页,共 15 页U- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差,这时应采纳内接法 即电压表接 N 点 ；假如电压表的示数变化比电流表示数变化明显 即 II压作用引起的误差大于接 M 点时电压表分流作用引起的误差,接 M 点.（口决：“ 内大外小”,即内接法适合测大电阻且系统误差偏大,即测量值大于真实值,外接法适合测小电阻且系统误差偏小,即测量值小于真实值,）U ,说明接 N 点时电流表分U这时应采纳外接法 即电压表掌握电路（即滑动变阻器的接法）的挑选,见难点 2图 10-6 （2）电路试验器材和量程的挑选,应考虑以下几点：电路工作的安全性,即不会显现电表和其它试验器材因过载毁坏现象；能否满意试验要求（常常要考虑便于多次测量求平均值）；挑选器材的一般思路是：第一确定试验条件,然后按电源电压表电流表变阻器顺序依次挑选；依据不使电表受损和尽量削减误差的原就挑选电表. 第一保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理挑选量程, 务必使指针有较大偏转 （一般取满偏度的 2 左右）,以削减测读误差 . 依据电路中可能显现的电流或电压范畴需挑选滑3动变阻器, 留意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,假如是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采纳对于这种情形,只有熟识试验原理,才能作出恰当的挑选a、 方法误差尽可能小 . b、实现较大范畴的灵敏调剂 . . 应依据试验的基本要求来挑选仪器,. 总之,最优挑选的原就是：c、在大功率装置（电路）中尽可能节约能量；在小功率电路里,在不超过用电器额定值 的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的精确度 . 依据以上原就,电学仪器的挑选有如下建议：1、电源的挑选：挑选直流电源,应依据用电器的需要来确定,一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和答应电流等. 在不超过待测器材所答应的最大电压值的情形下,挑选电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）；在相同电动势情形下,通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳固的路端电压）, 测电源内阻除外；2、电表的挑选：在不超过电表量程的条件下,挑选量程较小的电表（以便测量时示数能在满刻度的 2/3 左右）；3、滑动变阻器的挑选 : 要由电路中所要求或可能显现的电流、电压的范畴来选定变阻器,实际流过变阻器的电流不得超过其额定值；如要通过变阻器的电阻转变来读取不同的电流、电压值时, 要留意防止变阻器滑片稍有移动电流或电压就会有很大变化的显现,也要防止出现滑片从一头滑到另一头,电流或电压几乎没有变化的情形 . 如掌握电路确定为限流接法, 就滑动变阻器应选用与试验电路中其它电阻的总阻值相差不大的 ; 如掌握电路确定为分压接法,就应选用在额定电流答应的条件下阻值较小的滑动变 阻器；例 4： 图 10-7 为用伏安法测量一个定值电阻阻值的试验所需器材实物图,器材规格如下：（1）待测电阻 Rx（约 100 ）（2）直流电源（输出电压 4V,内阻可不计）图 10-7 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - （3）直流毫安表（量程 010mA,内阻 50 ）（4）直流电压表（量程 03V,内阻 5K ）（5）滑动变阻器（阻值范畴 015 ,答应最大电流 1A）（6）电键一个,导线如干条依据器材的规格和试验要求,在实物图上连线；并用“ ” 标出在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处的正确位置；【审题】 此题不要求挑选仪器,只是对已有的仪器进行电路的挑选合成,从肯定程度上降低了难度,由已知条件,待测电阻与电压表阻值相差较多,滑动变阻器阻值相对较小；【解析】 因滑动变阻器阻值小于待测电阻 Rx的阻值,所以滑动变阻器应选用分压接法；待测电阻与电表相比,Rx的阻值和电压表的阻值相差较多,所以应选用安培表外接电路, 实物连接如图 10-8 所示；滑动变阻器分压接法时,在闭合电键前,变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处,如图箭头所示；【总结】（1）设计测量电阻的电路必需考虑两个方面,图 10-8 第一要确定滑动变阻器是分压电路仍是限流电路,电路；再考虑是安培表外接电路仍是安培表内接（ 2）连接实物图时,应当先干路,再支路；滑动变阻器分压接法是要留意电键能掌握全电路电流, 即断开电键后, 电路中无电学仪器仍处于通电状态,变阻器分压接法时常常显现的错误；电键对支路不起作用是滑动例 5：某电压表的内阻在 2050K 之间,现要测量其内阻, 试验室供应以下可选用的器材 : 待测电压表 V 量程 3V ,电流表 A 1 量程 200 A ,电流表 A 2 量程 5mA ,电流表 A 3 量程 0. 6A ,滑动变阻器 R 最大阻值 1k ,电源 E 电源电压为 4V ,开关 S. 1 所供应的电流表中应选用 填字母代号 . 2 为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图 10-9 方框中画出符合要求的试验电路 其中电源和开关及连线已画出 .【审题】 测量电压表的内阻,从已知条件看,需测量通过电压表的电流,因此,需估算通过电压表的最大电流来判定所用电流表的量程；同时,滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻,掌握电路应采用分压接法；【解析】 电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积,估算电路中的最大电流为图 10-9 ImU2033A150AR V10所以应选电流表A 1,与电压表串联在电路中. 滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻. 假如用滑动变阻器连成限流电路,一就它对电路的调控作用很不明显,二就是待测电压表分得的最小电压约为U'RR VU203 1034 V3 . 8 VR V3 102010大于电压表的量程,变阻器明显不能组成限流电路,这样变阻名师归纳总结 E 图 10-10 第 6 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 器应作为分压器接在电路中,就不会显现上述问题,电路如图 10-10 所示 . 【总结】 对于电表的挑选,必需先依据已知条件估算电路中的最大电压或电流值,以此确定选用略大于且量程最小的电表；例 6：有一改装的电流表 A1需要与一标准电流表 A2进行校对,采纳如下列图 10-11 的电路,其中 E 为电源, R0为一限流电阻,R为一可变电阻,S 为电键,限流电阻能够限制电路中的最大电流,使之不超出电流表的量程过多,从而对电流表起爱护作用；试验中已有的器材及其规格如下：蓄电池 E（电动势 6v,内阻约为 0.3 ）,改装电流表A1（量程 00.6A, 内阻约为 0.1 ）图 10-11 标准电流表A2 量程 00.6A 3A, 内阻不超过0.04 ）试验中备有的电阻器规格如下： A 固定电阻（阻值 8 ,额定电流 2A） B 固定电阻（阻值 15 ,额定电流 2A） C滑动变阻器（阻值范畴 020 ,额定电流 2A） D,滑动变阻器（阻值范畴 0200 ,额定电流 2A）已知两个表的刻度盘上都将量程匀称分为6 大格,要求从 0.1A 起对每条刻线一一进行核对,为此,从备用的电阻器中,R0应选用,R应选用；（用字母代号填写）【审题】 此题中给出了固定限流电阻的挑选,第一要明确其作用,试验要求电流范畴在0.1 0.6A 之间,即电路中仅有限流电阻时的电流要略大于 保证电路中的最小电流不超过 0.1A ；0.6A,同时要协作滑动变阻器,【解析】 已知改装表量程为00.6A ,要求从 0.1A 起对每条刻线进行核对,所以,电路中最I,大电流不能小于0.6A,最小电流不能大于0.1A ；电源电动势为6v,依据欧姆定律R总电路中最小总电阻不能大于10 ,电路中除固定电阻和滑动变阻器外,其它电阻总阻值等于 0.44 ,所以固定电阻R0 应选用 A（8 ）；又因最大总电阻不能小于60 ,滑动变阻器应选用 D（200 ）；【总结】（1）要正确懂得限流电阻的限流作用- 使电路中的电流不超过电流表的量程过多,应懂得为： 在保证电流表能达到满量程的条件下,通过电流表的电流不过大；所以限流电阻的阻值不能大于使电流表达到满偏时的阻值；（2）留意区分限流电阻与滑动变阻器的作用,限流电阻的作用是使电路中的电流不要过小（不小于0.6A ）,而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小（不大于0.1A ）；例 7：用伏安法测量某一电阻Rx 的阻值,现有试验器材如下：A、待测电阻Rx（阻值大约为5 ,额定功率为1W）B、电流表 A1（00.6A ,内阻 0.2 ）C、电流表 A2（03A,内阻 0.05 ）D、电压表 V1（03V,内阻 3K ）E、电压表 V2（015V,内阻 15K ）名师归纳总结 F、滑动变阻器R0（050 ）第 7 页,共 15 页G、蓄电池（电动势为6V）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - H、电键、导线 为了较精确测量 Rx 的阻值,保证器材的安全,以便操作便利,电压表、电流表应挑选 _ ,并画出试验电路图；【审题】 此题中待侧电阻的额定功率、电阻估量值已知,可估算通过电阻的电流及其两端电压,是挑选电流表、电压表量程的关键,另外,电流表的内外接法及滑动变阻器的接法也需 要运算确定；【解析】 1、确定电流表、电压表的量程；被测电阻就电流表选用A1,电压表选用V1Rx的额定电压、额定电流分别为2、确定电流表的内、外接法,图 10-12 运算临界电阻RX<R,就安培表必需外接； 3、确定掌握电路R0 大于被测电阻RX,故第一考虑变阻器的限流接法；因滑动变阻器的全阻值限流接法： RX上限流取值范畴为：最小：最大： I额=0.45A 不得小于；RX的电那么,滑动变阻器的阻值（滑动头移动时）压变化范畴为0.55V 2.25V ,安全可行；如采纳变阻器的分压接法,因 电路如图 10-12 所示；R0>RX,会操作不便利,因此应挑选变阻器的限流接法；【总结】 此题需要挑选电流表、电压表量程以及测量电路和掌握电路,解题时为防止纷乱,可分步挑选,将题目分解,既明确,又不易遗漏；4、电阻测量的方法归类在高中电学试验中,涉及最多的问题就是电阻的测量,用的有：电阻的测量方法也比较多,最常（1）欧姆表测量： 最直接测电阻的外表；但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一 步的测量供应一个参考依据；用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻；（2）替代法： 替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电 压等效；替代法测量电阻精度高,不需要运算,方法简洁,但必需有可调的标准电阻（一般 给定的仪器中要有电阻箱）；替代法是用与被测量的某一物理性质等效,从而加以替代的方法；S2 扳到 1,闭合 S1,如图 10-13 所示；先把双刀双掷开关 调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置,登记此时的名师归纳总结 图 10-13 第 8 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 示数 I（最好为一整数） ；再把开关 S2 扳到 2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I ；读出此时电阻箱的阻值 r ,就未知电阻 Rx 的阻值等于 r ；说明 ：在此试验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同,即当电阻箱的阻值为 r 时,对电路的阻碍作用与未知电阻等效,所以未知电阻 Rx的阻值等于 r ；替代法是一种简捷而精确度很高的测量电阻的方法,此方法没有系统误差,只要电阻箱和电流表的精度足够高,测量误差就可以忽视；（3）伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律）,需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表时,可以用标准电阻 （电阻箱或给一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时,依据欧姆定律 表使用,同样依据 U=IRA,电流表也可以当电压表用；I=U/R V,电压表同时可以当电流（4）比例法： 假如有可以作为标准的已知电阻的电表,可以采纳比例法测电表的电阻；用比例法测电表内阻时,两个电流表一般是并联（据并联分流原理）联（据串联分压原理） ；,两个电压表一般是串所谓“ 比例法”是：要测量某一物体的某一物理量,可以把它与已知精确数值的标准物体进行比较；例如,使用天平称量物体的质量,就是把被测物体与砝码进行比较,砝码就是质量数精确的标准物体；天平的结构是等臂杠杆,因此当天平平稳时,被测物体的质量与标准物体的质量是相等的,这就省去了进一步的运算；有许多情形下, 被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等,而是在满意一定条件下成某种比例的关系,这种方法又称为“ 比例法”；例如, 测电流表和电压表的内阻,假如有可以作为标准的已知电阻的电表,都可以使用比例法； 采纳比例法测电阻的依据是：串联电路电压与电阻成正比,并联电路电流与电阻成反比； 电压表可显示电阻两端的电压值,电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻应把两电压表串联, 电路图分别如图 10-14（甲）、（乙） 所示；测电流表内阻时,应调剂滑动变阻器 R01,使两电流表的指针都有较大偏转,记录下两电表的示数 I1 和 I2,依据并联电路分流原理,如已知电流表 A1 的内阻为 r 1,就电流表A2 的内阻 r 2=I1 r1；图 10-14 I2测电压表内阻时,应调剂滑动变阻器R02,使两电压表的指针都有较大偏转,记录下两电表的示数U1和 U2,依据串联电路分压原理,如已知电压表V1 的内阻 r1,就电流表V2的内阻 r 2=U2 r 11；U以上例子中,甲图采纳限流电路而乙图采纳分压电路,这是由于电流表内阻都较小,如采纳分压电路,就滑动变阻器的阻值必需更小,这时电路近似于短路,是不答应的；而电压表内阻都很大,如采纳限流电路,就滑动变阻器的电阻必需更大,这在实际上行不通；（5）半值法（半偏法） ；半值法是上面比例法的一个特例,测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法,电路图如图 10-15 所示；名师归纳总结 甲图试验时先断开开关S ,闭合图 10-15 第 9 页,共 15 页S,调整滑动变阻器R01（限流法连接）,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 使电流表 A 满度（即指针指满刻度处）；再闭合 S ,调整电阻箱R1,使电流表 A 的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值 R,就电流表 A 的电阻 r A=R；（测量结果偏小）乙图试验时先闭合开关 S及 S,调整滑动变阻器 R02（分压法连接） ,使电压表 V 满度；再断开 S ,调整电阻箱 R2,使电压表 V的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值 R,就电压表 V 的电阻 rV=R；（测量结果偏大）例 8： 测量某电阻Rx 的阻值 . 已知 Rx约为 5 左右 . 下表给出可供挑选器材. 请画出你所设计的试验原理图（至少3 种）,并标明所选器材的规格或代号. 备注：另有导线如干,各器材数目均只一个【审题】 该题要求至少应用3 种设计方案, 需要娴熟把握测电阻的原理和方法,列出全部的测电阻的基本方法,看题目中给出的仪器是否适合,敏捷利用、变通,充分发挥题目中所给仪器的作用；【解析】 方案一：应用伏- 安法测电阻,见图10-16. 图 10-16 选 R2,仍是选 R1,就是出于对试验安全方面的考虑.R2与 G表,可改装成3V 左右的电压表；R1与 G 表,只能改装成0.3V左右电压表,这样小的电压表既不能安全试验,也不能进行精 确测量 . 电流表外接而不内接,是出于对试验结果精确程度的考虑. 由于改装后的电压表内阻远大于 Rx,这样测量系统误差较小 . 选 A1表,而不选 A2表是出于精确读数的考虑 .A 1、A2诚然都能满意安全的要求,但小量程表读数相对误差要小得多,明显这是精确原就的应用 . R3 作为掌握线路的主元件,其掌握电压便利与否,与 R3、Rx 值相对大小有关 . 当两电阻相近时,为了线路简洁、经济,掌握电路相宜用限流接法,这主要是出于试验操作是否便利的考虑 . 方案二：应用全电路欧姆定律测电阻 . 见图 10-17. 原理：令 Rx短路,调 R1,测得 I 1后,由全电路欧姆定律得名师归纳总结 E=I 1（r+R 1+0+RA）接着去掉短路线,可得I 2,同理得图 10-17 第 10 页,共 15 页E=I 2（r+R 1+Rx+RA）可求 Rx. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 争论：用R1 为何不用R2？明显是考虑了测量便利问题,是便利原就的应用. 由于 R1 调节时能用到 0.1 变化,对电流调整是有利的 . 图 2 设计较图 1,主要是考虑了节约器材原就,这也可以说是经济原就的应用 . 方案三：欧姆表原理测电阻,见图 10-18. 原理：先让 ab 短路,调 R1 使 A1满偏,此时内阻为 5 . 去掉短路线,接通 S,测得 I ,就依据欧姆表原理,RX值为（ E/I -5）图 10-18 争论：用 A1不用 A2 或 G,主要是考虑了测量结果的精确问题 . 如用 A2 改装为欧姆表,其中值电阻为 1 ；如用 G改装为欧姆表,其中值电阻为 10k ,与待测电阻比较,测量误差太大 . 欧姆表特点是当测量值在其中值电阻邻近时,其读数 （或测量结果） 比较精确 . 这是精确原就的应用 . 且整个方案三操作上是很便利的 . 【总结】 此题处理过程相对复杂,但只要遵循前面所提出的各种挑选方法,题目也就迎刃而解了,因此说,基础学问是关键,复杂题目只是基础学问的合成；5、高考试验设计型命题的求解策略所谓设计性试验,是指依据现行物理大纲要求,在同学把握的基本试验原理基础上,应用基本测量仪器自行设计试验方案的试验,设计性试验命题的考查内容,涉及到对试验原理的再熟识和加工,试验方案的确定（包括试验器材的挑选和迁移运用,试验步骤的支配,试验数据的处理方法,误差的分析及对试验的总结和评判等）. 考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个方面：一方面：平常缺乏对试验思想方法（如模拟法,转换法,放大法,比较法,替代法等）进行归纳,在全新的试验情形下,找不到试验设计的原理,无法设计合理可行的方案 . 另一方面： 受思维定势影响, 缺乏对已把握的试验原理,移利用,缺乏创新意识 . 试验设计的基本方法 1. 明确目的,广泛联系仪器的使用进行新情境下的迁题目要求测定什么物理量,或要求验证、探究什么规律,这是试验的目的,是试验设计 的动身点 . 试验目的明确后,应用所学学问,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中显现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系. 对于测量型试验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型试验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的；对于探究型试验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量 这些都是应第一分析的,以此来确定试验的原理 . 2. 挑选方案,简便精确对于同一个试验目的, 都可能存在多种试验原理,进而形成多种可供挑选的 设计方案 .一般说来,依据不同的试验原理挑选不同的试验方案主要遵循四条原就： 1 科学性：设计的方案有科学的依据和正确的方式,符合物理学的基本原理 . 2 可行性：按设计方案实施时,应安全牢靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器材要易于置备,且胜利率高 . 3 精确性：在挑选方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的方案 . 4 简便、直观性：设计方案应便于试验操作,读数,便于进行数据处理,便于试验者直观、明显地观看 . 3. 依据