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2015物理《名师一号》第27讲


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必考部分 选修3-1

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第七章 恒定电流

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第四讲 ??实验三 实验四

测定电源的电动势和内阻 练习使用多用电表

回扣教材 自主学习

题型归类 深度剖析

误区反思 感悟提高

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第七章

第四讲

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回扣教材
考点梳理

自主学习
习题化 厚积薄发 抓基础

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第七章

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知 识 梳 理 实验(三) 测定电源的电动势和内阻 一、实验目的 测定电源的电动势和内阻. 二、实验原理

图7-4-1
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第七章

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如图7-4-1①所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读 出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后 分别算出它们的平均值.此外,还可以用作图法来处理数据.即 在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画 出U-I图象(如图7-4-1②),所得直线跟纵轴的交点即为
电动势 值,图线斜率的绝对值即为 内阻 的值.

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三、实验器材 待测电池,电压表(0~3 V),电流表(0~0.6 A),滑动变阻 器(10 Ω),开关,导线. 四、实验步骤 1.电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按电路图连接好 电路. 2.把变阻器的滑片移到一端使阻值 最大 .

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3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一 组数据(I1,U1),用同样方法测量几组I、U的值. 4.断开开关,整理好器材. 5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内 阻的值.

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五、注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些, 可选用已使用过一段时间的1号干电池. 2.干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会 明显增大,故长时间放电不宜超过0.3 A,短时间放电不宜超过

0.5 A,因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完 立即断电.

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3.要测出不少于6组的I、U数据,且变化范围要大些,用方 程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和 第5为一组,第3和第6为一组,分别解出E、r值再平均. 4.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各 点均匀分布在直线的两侧.个别偏离直线太远的点可舍去不予考 虑.这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度.

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5.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比 电动势小很多,这时,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零 开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零 开始).但这时图线和横轴的交点不再是短路电流.不过直线斜 率的绝对值照样还是电源的内阻.

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六、误差来源及分析 1.系统误差分析:根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,本实 验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的 实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起 的.根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir,由两次测量列方程求解 可以得到电动势的测量值和内阻的测量值小于真实值.为了减小 这个系统误差,滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压 表的内阻应该大一些.

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2.为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据, 然后利用U-I图象处理实验数据.将点描好后,用直尺画一条直 线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大 致相等.这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据 的偶然误差都小.这条直线在U轴上的截距就是被测电池电动势 E(对应的I=0),斜率的绝对值就是被测电池的内阻r.(特别要注 意:有时纵轴的起始点不是0,求内阻的一般式应该是r= |ΔU/ΔI|)

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3.每次读完电表示数没有立即断开电源,造成E和r的变 化. 4.用图象法求E和r时,由于作图不准确造成的偶然误 差.本实验结果:E测<E真.

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实验(四) 练习使用多用电表 一、实验目的 1.练习用多用电表测电阻. 2.用多用电表探索黑箱内的电学元件. 二、实验器材 多用电表,干电池,电阻箱,定值电阻,晶体二极管,导 线.

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三、实验原理 多用电表由 表头 、选择开关和测量线路三部分组成,如图 7-4-2所示,表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满偏电流 约几十到几百μA,选择开关和测量线路相配合,可测量交流和 直流电流、交流和直流电压及电阻等.测量电阻部分即欧姆表是 依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图7-4-3所示,当红、 黑表笔短接并调节R使指针满偏时有:

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图7-4-2

图7-4-3

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E E Ig = = ① r+rg+R R中 E 当表笔间接入待测电阻Rx时,有Ix= ② R中+Rx R中 Ix 联立①②式解得 = ③ Ig Rx+R中 1 由③式知当Rx=R中时,Ix= Ig,指针指在表盘刻度中心,故 2 称R中为欧姆表的中值电阻,由②式或③式可知每一个Rx都有一个 对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那 么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接 读出它的阻值.
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由于电流和电阻的非线性关系,表盘上的电流刻度是 均匀 的,其对应的电阻刻度是 不均匀 的,电阻的零刻度在电流满刻 度处.

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四、多用电表的使用方法 1.使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处.如不 在,应进行机械调零.方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处 的调零螺丝,使指针指左端零刻线.

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2.根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位 置.读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度.如测量20 mA左右的直流电流,应将选择开关对准左边100 mA量程处;在 刻度盘上,如果看最下一行刻度,即满偏刻度为10的刻线,从刻 度盘读出数据后还应再乘10,得测量结果.如图7-4-4.

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图7-4-4

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五、实验步骤 1.练习使用多用电表. (1)准备. ①观察多用电表的外形,认清选择开关的测量项目及量程. ②检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若 不指零,则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零. ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔.

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(2)测电压. ①将选择开关置于直流电压2.5 压; ②将选择开关置于交流电压250 V挡,测220 V的交流电压; ③将选择开关置于直流电流10 mA挡,测量1.5 V干电池与 200 Ω电阻串联回路的电流. V挡,测1.5 V干电池的电

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(3)测电阻. ①将选择开关置于欧姆表的“×1”挡,短接红、黑表笔, 转动调零旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置; ②将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端,读出欧 姆表指示的电阻数值,并与标准值比较,然后断开表笔; ③将选择开关置于欧姆表的“×100”挡,重新调整欧姆零 点,然后测定几百欧、几千欧的电阻,并将测定值与标准值进行 比较;

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④选择适当的量程,测定灯泡、电炉丝和人体的电阻. 实验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF” 挡或交流电压最高挡.

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2.用多用电表探测黑箱内的电学元件. (1)黑箱上的三个接点呈三角形排列,两个接点间最多只能有 一个元件,箱内的总元件数不超过两个,可能的元件有电池、电 阻和二极管,但一般不设置电池.

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(2)二极管全称晶体二极管,它是用半导体材料制成的电子元 件.二极管有两根引线,一根叫正极,一根叫负极.将二极管和 小灯泡按如图7-4-5所示的电路连接起来,即给二极管加上正 向电压,可以看到,小灯泡正常发光;将二极管的两极对调一 下,即给二极管加上反向电压,可以看到,小灯泡不发光,如图 7-4-6所示.这说明二极管具有单向导电性.当二极管加上一 定的正向电压时,它的电阻值很小,就像一个接通的开关一样; 当给二极管加上反向电压时,它的电阻值变得很大,就像断开的 开关一样.

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第七章

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图7-4-5

图7-4-6

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六、注意事项 1.由于使用多用电表时不管测量项目是什么,电流都要从 电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流 出.使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负 极接的是红表笔.测量直流电压和电流时,红表笔应该接高电 势,黑表笔接低电势.

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2.要区分开“机械零点”与“欧姆零点”.“机械零点” 使指针在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位 螺丝;“欧姆零点”使指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位 置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.

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3.合理选择欧姆挡的量程,使指针尽量在表盘中间位置附 近. 4.每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零. 5.由于欧姆表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数 字,读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.

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6.测量待测电阻的阻值时,待测电阻要跟其他元件和电源 断开,否则不但影响测量结果,甚至可能会损坏电表. 7.多用电表使用完毕后,应将选择开关旋至“OFF”挡或交 流电压最高挡.若长期不用电表时还应把电池取出. 8.用多用电表测黑箱时,一定要先用电压挡判断其内部有 无电源,确认无电源后才能使用欧姆挡测量.

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七、误差分析 1.欧姆表刻度不均匀造成误差. 2.多用电表内电池用旧了电动势下降带来误差.

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考 点 自 测 考点一 测定电池的电动势和内阻

1.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中: (1)备有如下器材: A.干电池1节; B.滑动变阻器(0~20 Ω); C.滑动变阻器(0~1 kΩ); D.电压表(0~3 V);

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E.电流表(0~0.6 A); F.电流表(0~3 A); G.开关、导线若干. 其中滑动变阻器应选__________,电流表应选 __________.(只填器材前的序号) (2)为了最大限度地减小实验误差,请在下面的虚线框中画出 该实验最合理的电路图.

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(3)某同学记录的实验数据如下表所示,试根据这些数据在 图7-4-7中画出U-I图线,根据图线得到被测电池的电动势E =__________V,内阻r=________Ω. 1 I/A U/V 0.10 1.32 2 0.15 1.26 3 0.20 1.18 4 0.25 1.13 5 0.30 1.04 6 0.40 0.93

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图7-4-7

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解析

(1)由于干电池的电动势只有1.5

V,滑动变阻器应选

B,从测量的数据可以看出电流最大只有0.4 A,电流表应选E. (2)电路图如答图7-4-1所示.

答图7-4-1

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(3)作出的U-I图象如答图7-4-2所示,从图象可以看出在 U轴上的截距为1.45 V,即电源的电动势为1.45 V.图象斜率的绝 对值为:k=ΔU/ΔI=0.65/0.5 Ω=1.3 Ω.

答图7-4-2

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答案

(1)B

E

(2)如答图7-4-1所示 (3)U-I图象如答图7-4-2所示 1.45 1.3

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考点二 2.

欧姆表的原理

图7-4-8

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图7-4-8为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电 流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10

kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相 连的表笔颜色应是______________色,按正确使用方法测量电阻 Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx为 ______________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变 小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx, 其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”“变小”或 “不变”).
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解析

本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算,还涉

及测量误差的分析.欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方 向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔 进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即Rx=0) 时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R内,此时 E E 有关系Ig= 得R内= =5 kΩ;当指针指在刻度盘的正中央时I Ig R内 Ig E =Ig/2,有 = ,代入数据可得Rx=R内=5 kΩ;当电源电 2 R内+Rx

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动势变小、内阻变大时,由于电流表满偏电流Ig不变,由公式Ig = E 得,欧姆表内阻R内应调小,待测电阻的测量值是通过电流 R内 Ig Rx ,可知当R 1+ R内

IgR内 E 表的示数体现出来的,由I= = = R内+Rx R内+Rx



变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数

变大.
答案 红 5 变大

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考点三

多用电表的使用

3.实验课上,老师在实验桌上摆放了晶体二极管、电阻、电 容器各一只,性能均正常,要求某实验小组用多用电表对以上三 元件加以区分.该小组的做法是:将多用电表的选择开关拨到 “R×100”挡,分别测它们的正负电阻加以区别:测甲元件时, R正=R反=0.5 kΩ;测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ;测 丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增大,最后停 在100 kΩ,测甲、乙、丙三个元件分别是( )

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A.电容器、电阻、二极管 B.电阻、电容器、二极管 C.电阻、二极管、电容器 D.二极管、电阻、电容器

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甲元件的正、反向电阻相同,说明甲为定值电阻;乙

元件的正向电阻很小,反向电阻很大,说明乙为二极管;测丙元 件时,电阻增大过程,是给电容器的充电的过程,充电完成后, 电容器阻值很大,故丙为电容器.C项正确.

答案

C

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4.用如图7-4-9所示的多用电表测量电阻,要用到选择开 关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:

图7-4-9

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(1)旋转部件________,使指针对准电流的“0”刻线. (2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置. (3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋转部件 ________,使指针对准电阻的________(填“0”刻线或“∞”刻 线). (4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过 小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的 步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.

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A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接,旋转合适部件,对电表进行校准

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本题考查多用电表的使用及操作要点,考查学生对多

用电表使用的熟练程度.

答案 (3)T

(1)S 0刻线

(4)ADC

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题型归类
典型问题

深度剖析
模型化 重点突破 学方法

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疑 难 辨 析 疑难点 名师在线 (1)用电阻箱、电流表测定. 测定电源电动势和内阻的其他方法

图7-4-10
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①电路图如图7-4-10所示. ②原理:改变电阻箱阻值,由E=I1(R1+r)和E=I2(R2+r)求 出E、r.为了准确可多测几组数据,求平均值. ③误差分析:未考虑电流表分压,而产生误差.

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(2)用电阻箱、电压表测定.

图7-4-11

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①电路图如图7-4-11所示. U1 U2 ②原理:改变电阻箱阻值,由E=U1+ r和E=U2+ r求 R1 R2 出E、r.为了准确可多测几组数据,求平均值. ③误差分析:未考虑电压表分流而产生误差.

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(3)用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在 ERV 电源两端,所测值近似认为是电源电动势,此时U= R V+ r ≈E,需满足RV?r.

图7-4-12

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(4)用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图7-4-12所 示.测量方法为:断开S,测得V1、V2的示数分别为U1、U2,此 U1 时,E=U1+U2+ r,RV为V1的内阻;再闭合S,V1的示数为 RV U1′ U1′,此时E=U1′+ r,解方程组可求得E. RV

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典 例 剖 析 题型一 【例1】 测定电池的电动势和内阻

用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r所

用的电路如图7-4-13所示,一位同学测得的六组数据如下表所 示:

图7-4-13
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组别 I/A U/V

1 0.12 1.37

2 0.20 1.32

3 0.31 1.24

4 0.32 1.18

5 0.50 1.10

6 0.57 1.05

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(1)试根据这些数据在图7-4-14中作出U-I图线.

图7-4-14

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(2)根据图线得出电池的电动势E=__________V,电池的内 阻r=__________Ω. (3)若不作出图线,只选其中两组U和I数据,可利用公式E= U1+I1r和E=U2+I2r算出E和r,这样做可能得出误差很大的结 果,选用第__________组和第__________组的数据,求得E和r误 差最大.

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[思路分析] 用图象法处理实验数据是该实验的一个重点, 在高考中经常出现,需要注意两点:如果U-I图象的坐标原点是 U轴、I轴的零点,图象与U轴交点坐标表示电动势E,与I轴交点 E 坐标表示电源短路电流,内阻r= ;当然,电源内阻也可以用r I短 =
?ΔU? ? ? Δ I ? ?

求得.如果U-I图象的坐标原点是I轴零点,而非U轴零

点,那么图线与U轴交点坐标仍表示电动势E,而图线与I轴交点
?ΔU? 坐标不表示短路电流,求内阻只能用r=? ΔI ?求解. ? ?

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[解析] 作图线时应把个别不合理的数据排除,所得U-I图 线如图7-4-15所示.由直线与纵轴的交点可读出电动势E= 1.46 V,再读出直线与横轴的交点的坐标(U,I),连同得出的E值 代入E=U+Ir中,得

图7-4-15
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E-U 1.46-1.00 r= I = Ω=0.72 Ω. 0.64 选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大.不需要利用所 给的6组数据分别进行计算,利用作图就可看出这一点.选用这 两组数据求E和r,相当于过图中对应的两点作一直线,利用此直 线求出E和r,而此直线与所画的直线偏离最大,实际上,第4组 数据不合理,已经排除.

[答案]

(1)如图7-4-15所示

(2)1.46

0.72

(3)3

4

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【变式训练1】

图7-4-16

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听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电 池,他们猜想水果电池内阻可能较大,从而设计了一个如图7-4 -16所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻.实验中他们 多次改变电阻箱的电阻值,记录下电阻箱的阻值及相应的电流计 示数,并算出电流的倒数,将数据填在如下表格中.

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1 外电阻R/Ω 电流I/mA 电流倒数 /mA-1 I 9 000 8 000 6 000 5 000 4 000 0.050 2 0.052 8 0.059 4 0.063 3 0.068 0 19.92 18.94 16.84 15.80 14.71

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(1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案 1 时,甲同学认为应作R-I图,而乙同学认为应该作R- I 图,你 认为哪个同学的想法更科学?________(填“甲”或“乙”),其 简单理由是________.

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(2)按照(1)中你选择的方案,在图7-4-17给出的坐标纸上 作出图象.

图7-4-17

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(3)利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为 ________V,内阻为________Ω.

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解析

(1)乙.原因:在闭合电路中变阻器的电阻R与电路电 E ,可见I与R不呈线性关系,而R= R+ r

流I之间的函数关系为I=

1 1 1 E· I -r,即R与 I 呈线性关系,R- I 图象易于研究.

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1 (2)根据表中数据作出R- I 图象如答图7-4-3所示.

答图7-4-3

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1 (3)根据R- I 图线斜率表示E,由图线得E=1.05 V,图线R轴 截距表示内阻,得r=10 500 Ω.
答案 (1)乙 1 画出的R- I 图线是一条直线,容易求出电池

的电动势和内阻 (2)见解析 (3)0.75~1.2 9 000~11 000

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题型二 【例2】

多用电表的原理及使用

(2012· 江苏)如图7-4-18①所示的黑箱中有三只

完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.

图7-4-18
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(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应 先调整图7-4-18②中多用电表的________(选填“A”、“B”或 “C”). (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在 电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持 续”)接b,同时观察指针偏转情况.

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(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调 节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间 正反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多 用电表的示数如图7-4-18②所示. 请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路. 两表笔接的接点 多用电表的示数 a、b a、c b、c
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________Ω 10.0 Ω 15.0 Ω
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[思路分析] 电学元件.

熟练地使用多用电表并能利用其探测黑箱内的

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[解析]

(1)在使用多用电表进行测量时,首先进行机械调

零.机械调零时,需要用螺丝刀旋转机械调零旋钮A. (2)在试探两点间是否存在电源时,为了防止电流逆向流向电 表进而烧毁电表,应进行短暂的试触.

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(3)多用电表读数为5.0×1 Ω=5.0 Ω. 每对接点间正反向阻值均相等,说明元件均为电阻;两表笔 接点为ab和ac时,均有示数,说明a点将ab和ac间元件连接在一 起,且ab与ac之间电阻之比为1:2;bc间电阻是ab和ac间的电阻 之和,说明ba、ac间接通,bc间不接通,电路结构如图7-4-19 所示.

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图7-4-19

[答案]

(1)A

(2)短暂

(3)5.0

见解析

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【变式训练2】

在测定金属电阻率的实验中,某同学连接

电路如图7-4-20所示.闭合电键后,发现电路有故障(已知电 源、电表和导线均完好,电源电动势为E):

图7-4-20
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(1)若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是 ________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”). (2)若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查 故障.先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×100”“直流电 压10 V”或“直流电流2.5 mA”),再将________(填“红”或

“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线 柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是 ________、________、________.

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解析

(1)电流表示数为零,说明电路断路,由于电压表示数

为E,说明电压表两端与电源相连,因而待测金属丝断路. (2)判断电路故障问题,应利用多用电表的直流电压挡.电流 应从多用电表的红笔流入,因而红表笔应与a接线柱相连.当只 有滑动变阻器断路时,黑表笔接b时,多用电表不能与电源形成 闭合回路,示数为零;黑表笔接c、d时,多用电表与电源两极相 连,示数为电源电动势.
答案 (1)待测金属丝 红 0 E E
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(2)直流电压10 V
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误区反思
盲点误区

感悟提高
寻根化 补充短板 提技能

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易错点一 【例1】

不能从图象中获取信息导致无法解答

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电

池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内阻r,但是从实验 室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准 电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6 A,内阻rg=0.1 Ω)和若干导 线.

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图7-4-21

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(1)请根据测定电动势E和内阻r的要求,设计图7-4-21中 器件的连接方式,画线把它们连接起来. (2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电 流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6 Ω时,其对应

的电流表的示数如图7-4-22所示.处理实验数据时,首先计算 1 1 出每个电流值I的倒数 I ;再制作R- I 坐标图,如图7-4-23所 1 示,图中已标注出了(R, I )的几个与测量对应的坐标点,请你将 与图7-4-22所示的实验数据对应的坐标点也标注在图7-4-23 上.
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图7-4-22

图7-4-23

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(3)在图7-4-23上把描绘出的坐标点连成图线. (4)根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= ________V,内阻r=________Ω.

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[解析]

(1)先设计实验电路图,然后再根据电路图连线.电

路图如答图7-4-4所示,由欧姆定律E=I(R+r+Rg)知,只要 知道两组外电阻和电流值,就可以解出电源电动势和内阻.因 此,直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行.

答图7-4-4
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(2)由电流表示数可读出此时电流为0.50

A,则坐标为

(2,2.6).再在坐标纸上描出该点,如答图7-4-5所示. (3)剔除明显有误差的点,过其他点作一条直线,如答图7-4 -5所示.

答图7-4-5
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(4)由欧姆定律I=

E E 得R= I -(r+rg),由此式可知, R+r+rg

外电阻和电流的倒数呈线性关系.将答图7-4-5中的直线延 长,与纵坐标轴的交点值为-(r+rg)=-0.4,则电阻r为0.3 Ω, 5.6-2.6 直线的斜率为k= =1.5,即电源的电动势为1.5 V. 4-2

[答案]

(1)实物连线如答图7-4-4所示

(2)(3)如答图7-4-5所示 (4)1.5(1.46~1.54) 0.3(0.25~0.35)

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[误区警示]

实验原理是实验的灵魂,弄清原理,把原理关

系式与图象对应起来,从中获取信息.

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易错点二 【例2】

不理解欧姆表的原理导致出错

某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精

确地测量一只电阻的阻值(约几千欧). A.电流计,满偏电流为1 mA,内阻为20 Ω B.电流计,满偏电流为0.6 A,内阻为5 Ω C.电动势15 V、内阻5 Ω的直流电源 D.电动势3 V、内阻3 Ω的直流电源

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E.最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器 F.最大阻值为100 Ω的滑动变阻器 (1)以上器材应选__________(填字母),并在下面的方框内画 出所组装的欧姆表的内部电路结构图.

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(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为 __________Ω. (3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之 一处,则此电阻的阻值约为__________Ω. (4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且 仍然能正常调零,这将导致测量的结果__________.(填“偏 大”、“偏小”或“准确”)

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[解析]

答图7-4-6

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(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即:I= E ,调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大 R+Rg+r 时,电流应小于电流表的满偏电流Ig,综合考虑应选A、D、E.欧 姆表的内部电路结构图如答图7-4-6所示 . (2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得:E=Ig(r+Rg+ R),代入数据解得:R=2 977 Ω.

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(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得:E=I(R+Rg+r+ Rx),由题意得I=Ig/3,代入数据解得:Rx=6 000 Ω. (4)由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结 果准确.

[答案]

(1)ADE

(2)2 977

(3)6 000

(4)准确

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[误区警示]

欧姆表实质是电流表改装得来的,其依据是闭

合电路欧姆定律.

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