电流表、干电池、开关接成一个串联电路，用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中，电流表量程为10.0mA，干电池的电动势约为1.5V，如果把定值电阻R1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，则回路中总电阻约为180?，回路中电流约为1.5V /180?=8.3mA，而如果把定值电阻R2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路，，则回路中总电阻约为130?，回路中电流约为 1.5V /130?=11.5mA，
显然，该电流已超过电流表的量程。考虑到实验的可行性，此时用定值电阻R2与R1串联即可，故有如下解答：
（1）连图：左图只用R1接入电路；右图用R1和R2串联接入电路。(连线如图)
EE，I2?R1?RA?rR1?R2?RA?rI1I2R2. I1?I2
（2）设I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流，则有
I1?解之，可解得干电池电动势为：
E?【例17】某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实A R验室中有如下器材：
A．待测干电池 B．电流表G（0~3mA，内电阻r1=20Ω）
G C．电流表A（0~0.6A，内电阻r2=0.20） D．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω）
E．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F．定值电阻R1=100Ω G．定值电阻R2=500Ω H．定值电阻R3=1.5kΩ 开关、导线。
由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。
①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号）
②若某次测量中电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G的示数为I1′，电流表A的示数为I2′。则可知此电源的内电阻测量值为r= ，电动势测量值为E= 。
【解析】 干电池的电动势和内阻的测量，一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表，故需要将电流表G改装为电压表，且改装后电压表的量程应该达
1.5V?500?，故定值电阻应选用的序号为G的电阻，而滑到1.5V，则总电阻为
3mA动变阻器应选用阻值较小的D；
②在两次测量过程中，通过电源的电流是两只电表的电流之和，则根据全电路欧姆定律有 E?I1(R2?r1)?(I1?I2)r，E?I1?(R2?r1)?(I??I?)2r
滑 9
?I1??I1I2I1??I1I2解之，得r?， R?rE?R2?r1?. ?21?????I1?I2?I1??I2I1?I2?I1?I2【例18】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
（1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干. （2）在右图中画出小灯泡的U-I曲线.
（3）某电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？ 【解析】（1）为了作出小灯泡的U-I曲线，必须采用分压的方法；而因为小灯泡的电阻比较小，故采用电流表的外接法，实验电路图见下图. （2）小灯泡的U-I曲线首先用描点法作出各个点，利用圆滑的曲线连接即可得到下图。
（3）作出U?E?Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为P?UI?0.28瓦.
【例19】在\测定金属的电阻率\的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1)从图中读出金属丝的直径为 mm.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小； B.电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0.125Ω; C．电流表A2：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω; D．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ; E.滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F.滑动变阻器R2：最大阻值50Ω;G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的滑动变阻器是 。
(3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4. 1Ω，则这种金属材料的电阻率为 Ω·m.（保留二位有效数字） 【解析】(1)金属丝的直径为0.522mm.
10
( 2)电路中的最大电流I?E?0.75A，显然超过了电流表A1 0.6 A的量程，但Rx电流表 A2的量程又太大，故电流表应该选用A1，由于滑动变阻器R1最大阻值为10Ω，比被测电阻丝的电阻大，且容易调整，所以采用限流电路即可。 由于此时电路的临界电阻R0?RARV?20??4?，故电流表采用外解法. (3）实验电路如图所示
lRS?1.1×10-6Ω·m. (4)利用电阻定律R??，则??Sl【例20】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω) B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω) C．电流表A(0～0.6A，内阻0.1Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20Ω,10 A) E.滑动变阻器R2(0～200Ω,l A) F．定值电阻R0 (990Ω) G．开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）．
(2)图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1—I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω。
【解析】本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表，由于题中只给了两个电流表，故可以通过改装来实现.因为定值电阻R0=990Ω，则电流表G与之串联较好，所以合理的是b图所示的电路，滑动变阻应选D；
根据全电路欧姆定律容易得到 E?I1(R?0Rg)?Ir2，即
I1??rEI2?
R0?RgR0?RgE?1.48mA，
R0?Rg由I1—I2图线可以看出，图线与纵轴的交点为1.48mA，即
故电动势E=1.48V；又因为k?1000r?I11.48?1.25?0.77，故??0.77，即
?I20.3R0?Rg11
r?0.77?.
【例21】某电压表的内阻在20～50KΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程3V)，电流表A1(量程200μA)，电流表A2(量程5mA)，电流表A3(量程0.6A)，滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)，电源E(电源电压为4V)，开关S.
(1)所提供的电流表中应选用 (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实验电路(其中电源和开关及连线已画出).
【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
Im?U3?A?150?A RV20?103图10-9
所以应选电流表A1，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.如果用滑动变阻器连成限流电路，一则它对电路的调控作用很不明显，二则是待测电压表分得的最小电压约为
RV20?103U'?U?3?4V?3.8V
R?RV10?20?103E 图10-10
大于电压表的量程，变阻器明显不能组成限流电路，这样变阻器应作为分压器接
在电路中，就不会出现上述问题，电路如图10-10所示. 【总结】对于电表的选择，必须先根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22】用以下器材测量电阻Rx的阻值(900-1000Ω)： 电源E，有一定内阻，电动势约为9.0V； 电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω； 电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω； 滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K，导线若干。
1（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实
3验电路原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。
（2）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= 。
2.分析与解：很多考生解析此题，第一思维考虑的就是伏安法，由于本题没有电流表，思维受阻，当然做不正确。只有极少数有“用已知内阻的电压表代替电流表”新观念的考生才能做正确。 答案：（1）测量电阻Rx的实验电路如图2所示。（2）电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2，电压表V1的内阻r1，根据串联、
U?U1r1。 并联电路的规律，算出Rx的电阻为Rx=2U1
12
相关推荐：
loading