高二物理恒定电流实验报告
高二物理恒定电流实验报告
实验六 描绘小灯泡的伏安特性曲线
[实验目的]
掌握用伏安法研究非线性电阻伏安特性的方法
[实验原理]
1．据部分电路的欧姆定律知，在纯电阻电路中，电阻R两端的电压U与电流I成正比，即U=IR，其U—I图线是一条过原点的直线．由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线．
2．实验中选用“3.8 V，0.3 A”的小灯泡，故电流表的量程选用0．6 A，电压表的量程选用15V．由于这种规格的小灯泡的电阻很小，当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，为了减小实验误差，应采用电流表“外接法”．本实验中，为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化，滑动变阻器应采用“分压接法”。
[实验器材]
小灯泡(3.8 V，0.3 A)、电压表(0～3,0～15V)、电流表(0～0.6 0～3 A)、滑动变阻器(20Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。
[实验步骤]
1.根据实验要求，设计实验的电路图如图所示．
2.根据电路图连接实验电路．用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路．滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，电流表的量程用0.6 A，电压表的量程先用0～3 V，电压超过3V时，采用15 V的量程．
3.测出小灯泡在不同电压下的电流值
闭合电键S
前，滑动变阻器的滑片P应位于最左端，这样闭合电键后，小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化，同时这样做也起到了保护用电器的作用，防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表．
闭合电键S后，使滑动变阻器的滑片户由左向右移动，在0～3.8 V范围内读取并记录12组不同的电压值U和电流值I，并将测量结果填人实验记录表中．
U／V
0
0.05
0.15
0.20
0.30
0.40
0.50
0.70
1.0
1.5
2.0
2.5
I／A
由于U一I图线在0.3V左右发生弯曲，故0.3V左右测绘点要密，否则将会出现较大的误差．
4．在坐标纸上画出伏安特性曲线
在坐标纸上，以U为横轴，以I为纵轴，建立平面直角坐标系．根据实验测得的数据，描出各组数据所对应的点，将描出的各点用平滑的曲线连接起来，就得到了小灯泡的伏安特性曲线．
坐标系中，横、纵轴的标度要适中，以使所描绘的图线占据整个坐标纸为宜。
5．实验完毕，将实验仪器摆放整齐．
[注意事项]
1．实验前应检查电流表、电压表的指针是否对准零刻度．若不指零，转动机械调零旋钮，直到指针对准零刻度为止．
2、实验中，要注意电流表、电压表的正确接法，电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡的两端，并使电流从“+”接线柱流人电表，从“一”接线柱流出电表．且电流表采用外接法．
3、要注意电表量程的选取．电流表取0．6A的量程，电压表选用0～15 V的量程．
4
、滑动变阻器采用分压接法，闭合电键之前，应使滑片位于最左端。闭合电键后，移动滑片P时，眼睛要盯着电压表，当指针指在所设电压值时，停止滑动．读出电流表所示的电流值，这样做也可以防止电压表电压过大而烧坏电表．
5、实验中，若采用“3.8V，0.3A”的小灯泡，在图线拐弯处要尽量多测几组数据，以减小实验误差，加在小灯泡上的电压不得超过其额定值．
6、在电压接近额定电压值时，一定要缓慢移动滑片，以免电压过大，将小灯泡烧坏．
7、画伏安特性曲线时，不要画成折线，而应画成平滑的曲线，误差较大的点应舍弃
[实验思考题]
1、灯泡的伏安特性曲线为什么不是直线? 在测电压时能否由大到小进行测量？
2、在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V，3 W”，其他选用的仪器有____________
电流表Al(量程3A，内阻0.2Ω)
电流表A2(量程0.6 A，内阻1Ω)
电压表V1(量程3V，内阻20kΩ)
电压表V2(量程15V，内阻60KΩ)
变阻器R1(0—1000Ω，0.5 A)
变阻器R2(0～20Ω，2A)
学生电源(6～8V)．
开关S及导线若干．
实验中要求在0～6V范围内读取并记录下12组不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出小灯泡的伏安特性曲线．在上述器材中，电流表应选用_______，电压表应选用________变阻器应选用________·在下面的方框中画出实验的电路图．
3、某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中得到如下一组数据：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U(V)
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I(A)
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光
（1）试在坐标纸上画出U-I图。当U<1.40V时，灯丝电压与电流成___比，灯丝电阻_______；当U>1.40V时，灯丝温度逐渐升高，其电阻随温度升高而___________
（2）从图线上看，当小灯泡功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是：__________
（3）这表明导体的电阻随温度升高而____ _
实验七 测定金属的电阻率
[实验目的]
学习使用螺旋测微器，伏安法测电阻，间接测定金属丝的电阻率
[实验原理]
1、根据电阻定律有，金属的电阻率
因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可求出金属丝的电阻率ρ
①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I
②金属丝的长度l可以用米尺测量．
③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．
若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为
2、螺旋测微器的构造、原理、读数方法
(1)螺旋测微器的构造:
测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F．
(2)螺旋测微器的原理：
螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0．5 mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退0．01 mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01 mm．
(3)螺旋测微器的操作与读数：
使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．
读数时，被测物体长度大于0.5 mm的部分在固定刻度上读出，不足0.5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：
螺旋测微器的读数＝固定刻度的读数+可动刻度上的格数×精确度0.01 mm
[实验器材]
被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、电键、导线若干
[实验过程]
1、将实验仪器排列到适当(如图)的位置，断开电键，并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)．按图连接电路.
2、用螺旋测微器测量金属导线的直径，在导线的不同位置各测量一次，求出它们的平均值，就是导线的直径d的测量结果．
3、把连入电路的导线长度用米尺测量一次，这就是导线长度l的测量结果．
4、把滑动变阻器的滑动片移动到最大的位置；闭合开关，再移动 滑片，到电表上有合适的读数，记录两个电表的读数．
5、继续移动滑片 ，再记录两组电表的读数．
6、拆除电路，并将仪器整理清楚
7、运用欧姆定律计算电阻，并求出电阻的阻值，再算电阻平均值R
8、将测得R的平均值、d的平均值、l的测量值代人公式，计算导线的电阻率．
[注意事项]
⑴观察电表的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝，直到指针指在零刻度为止；当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合
⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D，改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.
⑶由于被测金属丝电阻较小，实验电路必须采用电流表外接法
⑷
连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．
⑸L、d测多次，求平均值
⑹通电电流不宜过大，时间不宜过长
[实验思考]
1、读出下列图示的读数
2、在本实验中，为了减少实验过程中的偶然误差，在物理量测量时都进行了多次测量，但在求平均值时却采用了不同的方法：在不同位置测量导线直径后先求平均值，再用它来求横截面积；伏安法测电阻时，要用每一组的电压值与电流值求电阻，然后求电阻的平均值，如果用相反的办法：用每一个直径的值求面积，然后求平均值，可以吗?将电压值和电流值分别求平均值，然后再用它们的平均值来计算电阻，可以吗?为什么?
3、图7是滑动变阻器的示意图，若要将其连人电路，且当其滑动片向左滑动时，连人电路的电阻值变大，请在图(A)上画连线；若要使其滑动片向右滑动时，连人电路的电阻值变大，请在图(B)上画连线．
图7 图8
4、图8是一位同学做本实验时的电路连线，请将他的错误连线加以更正．
5、（绵阳06二诊）(1)某学校学生在开展“测金属电阻率’：研究性学习括动中，对有关金属(灯泡中的钨丝)、半导体(二极管)、合金(标准电阻)，及超导材料的电阻率查阅了大量资料，提出了下列一些说法，你认为正确的有 ·
A．金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而不发生显著变化制成的
B．标准电阻是利用合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化制成的
C．半导体材料的电阻率随温度升高而增大·
D．当温度为绝对零度时，某种材料电阻率突然为零，这种现象叫超导现象
(2)①在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图，则直径d=______mm。
②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω．
在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V，内阻很小)、导线、开关外，电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 。(填代号)并将设计好的测量电路原理图画在虚框内。
A1电流表(量程40mA，内阻约0.5Ω)
A2电流表(量程10mA，内阻约0．6Ω)
V1电压表(量程6V，内阻约30kΩ)
V2电压表(量程1.2V，内阻约的20kΩ)
R1滑动变阻器(范围0-10Ω)
R2滑动变阻器(范围0-2kΩ)
③若电压表、电流表读数用U、I表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ= 。
6、（湖南06百校联考）有一根细长而均匀的金属材料样品M截面为外方内圆，如图所示．此样品重约1~2N，长约为30cm。电阻约为10Ω，其电阻率为ρ，密度为D，因管线内径d太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量d．
供选用的器材有：
M
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA，1.0Ω）
D．电流表（3A，0.1Ω）
E．电压表（3V，6KΩ）
F．滑动变阻器（2KΩ，0.5A）
G．滑动变阻器（10Ω，2A）
H．蓄电池（6V，0.05Ω）
（1）除待测金属材料、开关、带夹子的导线若干外，还应选用实验器材有_ _________（只填代号字母）
（2）在（左图）虚结框中，画出设计方案的电路图；
（3）在（右图）中，把所选器材连接实际测量电路；
（4）用已知的物理常数和测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式．
M
7、如图，P是一根表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（长L约为50cm左右，直径D约为10cm左右），镀膜材料电阻率为ρ已知，管的两端有导电箍AB。给你米尺、电压表V、电流表A、电源E、滑动变阻器R、电键S和若干导线，请设计一个测定膜层厚度d的实验方案：
（1）实验中应测量的物理量
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
（2）用上述物理量计算膜层厚度的公式是
_____________________________________________________________________________
（3）画出测量电路图
实验十 测定电源的电动势和内阻
[实验目的]
1、测定电池的电动势和内电阻；
2、学会用作图法处理实验数据．
[实验原理]
如图2-30所示，根据闭合电路欧姆定律：电动势ε，内电阻r、电源的路端电压U和通过电源的电流I之间关系是：ε＝U+Ir.改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出两组对应的数值(Ul、I1)、(U2、I2)代入方程组：ε＝U1+Ilr；ε＝U2+I2r．可求出电动势ε和内电阻r．这样做虽然简单，但偶然误差较大，为了减小偶然误差，至少测6组U和I值，且变化范围要大些，对这几组U和I数据处理的方法是：
(1)求出几组ε和r值，计算出ε和r的平均值为实验结果．
(2)把各组U和I数据在U—I图中描点作图，由图线的纵截距和斜率找出ε和r值．本次实验采用作图法处理数据．它可获得和方法(1)同样的“平均”效果．
由ε=U+Ir可改写为U＝ε-Ir．从中看出U—I图线是一条负斜率的直线如图2—31所示．有以下特点：
(1)I＝0时，U＝ε，即外电路断路时，路端电压等于电动势，反映在U—I图线中，纵轴U上的截距等于电动势
(2)R外＝0时，U＝0，可得I短＝ε/r，即电源短路时，路端电压为零，反映在U—I图线中，图线在横轴I上的截距等于短路电流I短，由式I短=ε/r得r=ε/I短，而ε/I短
在图像中反映为直线斜率的绝对值。
由于实际实验中数据采集范围的限制以及作图的规范，使得该实验的U-I图线的纵轴起点一般不是零，这样图线与横轴I的截距不是短路电流．那么计算内阻的方法是：从图线上任取a、b两点，利用a、b两点的数据算内阻值如图2—32所示．
r=|ΔU|/|ΔI|=|Ua-Ub|/|Ia-Ib|.注意Uo是纵轴的起点值，I0是对应的电流值，而不是短路电流。
[实验器材]
电压表、电流表、被测电池(干电池)、滑动变阻器、电键、导线
[实验步骤]
(1)按图2-30所示电路连接实验线路．
(2)移动滑动变阻器的滑动触头，使它的电阻处于最大值．
(3)闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数。以同样方法测量并记录几组U、I的值．
(4)断开电键，整理器材．
(5)数据处理：在坐标纸上作出U-I图线，由此图线确定电源的电动势和内电阻．
[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(选用已使用过一段时间的干电池)．
(2)干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势ε会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A.因此,在实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完U和I的数据后，应立即断开电源．
(3)要测出不少于6组的U、I数据，且变化范围要大．
(4)在画U—I图线时，要让较多的点落在这条直线上，或使各点对称分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点，以减小偶然误差．
(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.此时，坐标图中数据点将呈现如图2—33所示的状况，即坐标纸中下部大面积空间得不到利用．这时，可让纵轴刻度不从零开始(横坐标I必须从零开始)，如图2—34所示，把坐标比例放大，可减小作图误差。此时图像与横轴交点不表示短路电流，但直线的斜率的绝对值仍然是电源的内阻。
[思考与练习]
1、在测定电源电动势和内电阻的实验中，除需用导线和开关外，下述各组器材可完成实验的是( )．
A、电压表和电流表 B、电流表和电阻箱
C、电流表和滑动变阻器 D、电压表和电阻箱
E、电压表和滑动变阻器 F、电流表、电压表和滑动变阻器
2、如图2—35所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值ε和r与真实值ε0和r0相比较，正确的关系是( )．
A、ε＝εo, r＝r0 B、ε＝εo， r> r0
C、ε>εo，r
εo，r> r0
3、若只需要粗测一节干电池的电动势ε，则可以用______表进行直接测量．操作时，应将表的正接线柱与干电池的______相连接,将表的负接线柱与干电池的 相连接．进行上述测定的理论根据是U端
＝____________．用这种方法测得的电动势的值是比电动势的真实值要______
4、（上海长宁区期终考试）某同学用伏安法测电池的电动势和内电阻，实验记录的六组数据在下表列出：
I(A)
0.12
0.22
0.31
0.32
0.45
0.57
U(V)
1.37
1.32
1.22
1.14
1.12
1.05
1.60
1.50
1.40
1.30
1.20
1.10
1.00
U(v)
I(A)
试在坐标纸中画出U—I图线；并根据图线求出电池的电动势ε=_____v，电池内阻r =____Ω．
5、用电流表和电压表测定电池的电动势ε和内电阻r．所用电路如图2—36(甲)所示.一位同学测得的6组数据如表格中所示．
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
A
V
R
S
(1)试根据表格中数据在图2—36(乙)坐标纸中作出U-I图线
(2)据图线得出电池的电动势ε=_______电池的内电阻r＝______
(3)若不作图线，只选其中两组U和I值的数据，可利用公式ε＝U+Ir，算出ε和r，这样做可能得出的结果误差很大．选用第____组和第____组数据，求得的ε和r值的误差最大．
6、在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材供选用：
(a)干电池一节(电动势约1.5V)
(b)直流电压表(量程0～3V～15V，3V挡内阻为5kΩ，15V挡内阻为25kΩ)
(c)直流电流表(量程为0～0.6A～3A，0.6A挡内阻为0.1Ω，0.025Ω)
(d)滑动变阻器(阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为lA)
(e)滑动变阻器(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.5A)
(f)电键
(g)导线若干
(1)将选定的器材按本实验要求的电路(系统误差较小)，在图2-37（甲）所示的实物图上连线
（2）根据实验纪录，画出的U-I图像如图2-37（乙），可得电池的电动势为ε=_____,内电阻r=_________
7、某同学在实验室先后完成下面二个实验：（i）测定一节干电池的电动势和内电阻；（ii）描绘小灯泡的伏安特性曲线．
①用（i）实验测量得到数据作出U一I图线如图中a线，实验所测干电池的电动势为
V，内电阻为 Ω。
②在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材，并将它们的编号填在横线上。应选取的电路是 ，滑动变阻器应选取 ·
E．总阻值15，最大允许电流2A的滑动变阻器
F．总阻值200，最大允许电流2A的滑动变阻器
G．总阻值1000，最大允许电流1A的滑动变阻器
③将实验（ii）中得到的数据在实验（i）中同一U一I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验（i）中的电池与实验（ii）中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 ，若将两节与实验（i）中相同的干电池串联后与该小灯泡组成闭合回路，试根据一节干电池的伏安特性曲线作出由两节干电池组成电源的伏安特性曲线，则此时小灯泡的电压为 。
实验十二 用多用电表探索黑箱内的电学元件
[实验目的]
1、培养综合分析电学问题的能力；
2、学习黑箱问题的研究方法；
3、 掌握多用电表的使用．
[实验原理]
以上欧姆表的结构示意图。借助电流表显示示数，测电阻不同于测电流、电压，表内本身含有电源，表盘上本身刻定的是电流值。试想，在两表笔间接入不同的电阻时，电路中的电流强度会随之发生改变，且一个阻值对应一个电流值，即指针偏在某一位置，所以可知：
（1）原理：闭合电路欧姆定律
（2）刻度的标定：
①两表笔短接，调 ，使 ，刻出“0”
②两表笔断开，指针不偏，刻出“∞”
③任意加上 ， ，在指针偏转到的位置，刻出“ ”；
④若是正好是 呢？应有 ，不难看出此时、 ，是此时的欧姆表内阻，也称中值电阻。
——由于 与 并不是简单的反比关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的，从右向左，刻度越来越密。
——在零值附近和无限大值附近读取被测电阻的数值误差较大．一般来说，欧姆表刻度标尺长度的10％～90％之间为有效工作刻度。另当RX=R内时，即在中值附近时，指针偏角φ和RX的关系比较接近线性．刻度接近均匀．因此，在测量时，最好让指针位于中值电阻附近或偏右些，这是选挡的依据．
[实验器材]
常用的多用电表一台、晶体二极管一只、大小不同的定值电阻两只
[实验步骤]
①机械调零：检查多用表指针是否停在表盘刻度线左端的零位置，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝(使用电流挡和电压挡也是如此)．
②选挡：先将红、黑表笔分别插入正(+)、负(-)测试笔插孔，根据定值电阻大小，旋动选择开关使其尖端对准欧姆挡的合适量程挡．
③欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整电阻调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．
④测量、读数：将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接，表针示数乘以量程倍率，即为待测电阻的阻值．
⑤重复步骤②、③、④，对其他定值电阻进行测量时，要注意每次换挡后都要重新调零，并将测定值与标定值进行比较．对灯泡或人体电阻测量时，应先估计其电阻，选择好适当量程．
⑥认识二极管的单向导电性。
⑦实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF'’挡或交流电压最高挡．如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池．
[注意事项]
①红、黑表笔的规定是为了与以往的电压表、电流表“＋、－”极统一，即电流流入的为正极，电流流出的为负极。
②测电阻时，要使被测电阻同其它电路脱离开。且不要用手接触表笔的金属。
③欧姆表一般均有几档，而且使用时间长了，电池的E，r均要发生改变，所以在每次使用前及换挡后都要进行调零。
④在测量时，最好让指针位于中值电阻附近或偏右些（1/3-2/3），这是选挡的依据．
⑤每次使用后要把开关拨到OFF档或交流电压档的最大量程。
[思考与练习]
1、用电表欧姆挡的刻度为什么不是均匀的？有何特点？
2、用欧姆表判断二极管的正负极，当二极管处于导通状态时，是用黑表笔接二极管的正极，还是用红表笔接二极管正极？
3、图2-53是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池的电动势ε＝1.5V，改装后，原来电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置，则2mA刻度处应标为______Ω，lmA刻度处应标为______Ω
4、图2-54
为万用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表满偏电流为300uA，内阻rg=100Ω，谓零电阻R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势ε＝1.5V，用它测量电阻R，能准确测量的阻值范围是( )．
A．30kΩ-80kΩ B．3kΩ-8KΩ
C．300Kω-800kΩ D. 30Ω- 80Ω
5、（上海长宁区期终考试）某人用多用表按正确步骤测量某电阻的阻值，选择开关指在“×100”欧姆档，指针指示位置如图所示，则该电阻的阻值是_______Ω．如果要用此多用表测量一个约200Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是_________（填“×10”、“×100”或“×1K”）换档结束后，操作上首先要进行的实验步骤是________________________．
6、（鲁东南三市四县06一次调研）图4为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20Ω~30Ω的定值电阻，测量的某些步骤如下：
①调节可调部件 （用示意图中字母表示），使电表指针停在 位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向 位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 （用示意图中字母表示），使电表指针指向 位置。
④在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图5所示，该电阻的阻值为
Ω。
图4 图5
7、（06天津卷）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_____档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_____ ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是______Ω。
8、（06重庆卷）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据题22图1所示的表盘，被测电阻阻值为 Ω。若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘仍如题22图1所示，则被测电流为 mA。
9、（05北京卷）“黑盒子”表面有a．b．c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正．反向测量，指针不发生偏转
第二步：用电阻×1000挡，对任意两个接线柱正．反向测量，指针偏转情况如图1所示。
（1）第一步测量结果表明盒内______________________。
（2）图2示出了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω
，图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是__________Ω。
（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e．f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e．f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到__________接线柱，f端应连接到_______接线柱。
a
b
c
图4
e
f
图5
实验十一：练习使用示波器
[实验目的]
会正确使用示波器
[实验原理]
1．示波器的主要构造及原理
示波器是一种常用的电子仪器，它的核心部件是示波管．示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．电子枪发射电子束，在偏转电极的作用下，电子束发生偏转，打在荧光屏上不同的位置．若偏转电极的电压随外加电压的变化而变化，电子束的偏转距离也随之变化，打在荧光屏上的位置也随之变化．由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，亮斑看起来就成为一条亮线，间接显示了所加电压的变化．
2．认识示波器面板上各个旋钮和开关的名称和作用
1：辉度调节旋钮——用来调节图像亮度．
2：聚焦调节旋钮．
3：辅助聚焦调节旋钮——二者配合使用可使电子束会聚成一细束，在屏上出现小亮斑使图像线条清晰．
4：电源开关．
5：指示灯——电源接通时指示灯明亮．
6：竖直位移旋钮；
7：水平位移旋钮与——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的位置
8：Y增益旋钮；9：X增益旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的幅度．
10：衰减调节旋钮——有1、10、100、1000四个档，“1档不衰减，其余各档分别可使加在竖直偏转电极上的信号电压按上述倍数衰减，使图像在竖直方向的幅度依次减为前一档的十分之一．最右边的正弦符号“”档不是衰减，而是由机内自行提供竖直方向的按正弦规律变化的交流电压．
11：扫描范围旋扭——用来改变扫描电压的频率范围，有四个档，左边第一档是10 Hz～100 Hz，向右旋转每升高一档，扫描频率增大10倍．最右边是“外x档”．使用这一档时机内没有加扫描电压．水平方向的电压可以从外部输入．
12：扫描微调旋钮一一使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化．
13：“Y输入”“X输入““地”——分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱．
14：交直流选择开关——置于·DC”位置时．所加信号电压是直接输入的；置于“AC”
位置时．所加信号电压是通过一个电容器输入的．可以让交流信号通过而隔断直流．
15：同步极性选择开关．其作用下面会讲到．
[实验器材]
学生用示波器、滑动变阻器、干电池、电健、导线若干．
[实验步骤]
1．观察荧光屏上的亮斑并进行调节
先把辉度调节旋钮反时针转到底．竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋转到中间位置．衰减调节楗钮置于最高档．扫描范围旋钮置于·外X·档．打开电源开关，指示灯亮，预热一两分钟后．顺时针旋转辉度调节旋钮，屏上即出现一个亮斑，亮斑的亮度要适中．注意不应使亮斑过亮，特别是当亮斑长时间停留在屏上不动时．应把亮度减弱，以免损伤荧光屏，减少示波管的使用寿命．旋转聚焦调节旋钮和辅助聚热调节旋钮，观察亮斑的变化，使亮斑最圆最小．旋转竖直位移旋忸，观察亮斑的上下移动，旋转水平位移旋钮，观察亮斑的左右移动．
2．观察扫描并进行调节
把x增益旋忸顺时针转到三分之一处，扫描微调旋钮反时针转到底．扫描范围旋钮置于最低档，可以看到扫描的情形：亮斑从左向右移动，到右端后又很快回到左端．顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率，可以看到亮斑迅速移动成为一条亮线．调节x增益旋钮，可以看到亮线长度的改变．
3．观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节
现在给竖直方向加一个直流电压，把扫描范围旋钮置于·外x·档，使亮斑位于屏的中心．把“DC，AC”开关置于“DC”位置．直流电压用一两节干电池即可逐步减小衰减档，观察亮斑的向上偏移，再调节Y增益使亮斑偏移一段适当的距离．调节变阻器改变输入电压，可以看到亮斑的偏移随着改变．电压越高，偏移越大．调换电池的正负极，改变输入电压的方向．可以看到亮斑改为向下偏移．
4．观察按正弦规律变化的电压图线
把扫描范围旋钮置于第一档(10 Hz~100 Hz)．把衰减调节键钮置于“”
档，即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压．调节扫描微调旋钮．使屏上出理完整的正弦曲线．调节Y增益和X增益．使曲线形状沿竖直或水平方向发生变化．
把同步极性选择开关置于“十”位置。正弦曲线从正半周开始，置于“-”位置，正弦曲线从负半周开始．
[注意事项]
1．不要使亮斑过亮，当亮斑长时间留在荧光屏上不动时，应使亮度减弱，以免损坏荧光屏
2．调节各旋钮应慢慢移动，不要过快，以免损坏旋钮．
3．不要频繁开启电源开关，防止冲击电流烧坏灯丝．
[实验思考题]
图3
1、（南京06一模）图甲所示为示波器面板，图乙所示为屏上显示出的线条较粗且模糊不清的波形，若要使屏上波形的线条变细且边缘清晰，应调节面板上的 旋钮；若要将波形向上移动，应调节面板上的 旋钮；若要将波形向左移动，应调节面板上的 旋钮；若要使此波形横向展宽，应调节面板上的 旋钮；当外加信号为直流电压时，交直流选择开关应置于 档（填“DC”或“AC”）
2、（鲁东南三市四县06一次调研）图3中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
①若要增大显示波形的亮度，应调节 旋钮。
②若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节 旋钮。
③若要将波形曲线调至屏中央，应调节 和 _____________旋钮。
1
2
3
4
5
6
8
9
7
10
11
12
13
14
15
开
Y增益
X增益
扫描微调
扫描范围
10
100
10k
100 k
1k
外x
衰减
10
100
1000
DC
AC
Y输入
X输入
地
同步
+
-
↓↑
←
→
1
A
B
3、
(06黄冈三模)示波器工作时，屏上显示出如右上图所示的波形，且亮度较弱。要将波形由A图位置调节到B图的位置和波形，示波器面板上的旋钮被调节的是
A．辉度旋钮 B．聚焦旋钮面
C．辅助聚焦旋钮 D．竖直位移旋钮
E．Y增益旋钮 F．X增益旋钮
G．水平位移旋钮 H．扫描微调旋钮
I．衰减旋钮 J．扫描范围旋钮
K．同步开关
4、在观察按正弦规律变化的电压图线时，只看到一个完整的正弦波形，现想在荧光屏上看到3个正弦波形，应调节_____
A.扫描范围旋钮 B.扫描微调旋钮
C．衰减旋钮 D.X增益旋钮
5、（天津和平区06调研）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的
A．极板X应带正电
B．极板X' 应带正电
C．极板Y应带正电
D．极板Y' 应带正电
*T
3T
O
t
uy
2T
ux
O
2T
T
3T
t
甲 乙
X
Y
X
Y
X
Y
X
Y
A B C D
（选作）6、（湖南06百校2次联考）图示为示波管构造的示意图，现在X—X/上加上uX—t信号，Y—Y/上加上uy—t信号，（如图甲、乙所示）．则在屏幕上看到的图形是
实验八 把电流表改装成电压表
[实验目的]
掌握电流表改装为电压表的方法
掌握改装电压表的校对和误差计算的方法
[实验原理]
1、电流表G的三个数据，满偏电流Ig，内阻Rg，满偏电压Ug，其中满偏电压Ug＝IgRg一般比较小，测量较大电压时要串联一个电阻把电流表改装成电压表，如图2-23虚线框内所示，若改装的电压表的量程为U时，它表示当电压表两端的电压为U时，表头G分担的电压为满偏电压Ug，通过表头G的电流为满偏电流Ig。则需串联的电阻R，满足下列关系： Ig=Ug/Rg=(U-Ug)/R , 电压表的内阻 Rv＝Rg+R＝U·Rg/Ug
上式中Ug可以由Ug＝IgRg算出,其中Ig从刻度拄上直接读出；Rg由实验测出．
2、半偏法测电流表内阻的原理：使电路处于两种状态，第一个状态是待测电流表指针指在某个示值(或满刻度值)，第二个状态是待测电流表的指针指示为前次状态值的一半，然后把两次状态各自列出全电路欧姆定律，再联立求出Rg，如图2-24所示，当S2断开，Sl闭合时，电路电流为I1，据全电路欧姆定律有：ε＝I1(R+Rg+r); 当闭合S2，Sl时，调节R`，使电流表的指示值为I1/2，那么流过R，的电流为I2，则有ε＝(I1/2+I2)[R+RgR`/(Rg+R,)+r];又由于Rg 、R,并联，有I1/2Rg=I2R,.联立上述三式，解得Rg=(r+R)R,/(R+R,+r),若忽略电源内阻r，则有Rg=RR,/(R-R,),当测量时取R>>R,,则有Rg≈R,
[实验器材]
电流表、标准电压表、电阻箱、电位器、滑动变阻器、直流电源、开关、导线．
[实验步骤]
1、按图2-24连接电路，闭合开关S1前，先调R最大
2、电路经查无误后，闭合开关S1，调整R值使电流表指针偏转到满刻度，再合上开关S2，调整R，的阻值，使电流表的指针正好是满偏的一半。
3、据测出的Rg值，计算满偏电压Ug，再算出把它改装成量程是2V的电压表时应串联的电阻值R1
4、在电阻箱上取好阻值R，把电流表跟电阻箱串联, 而改装成一个量程为2V的电压表。
5、按图2-25连接电路，用标准电压表对改装表进行校对，闭合开关之前先移动滑片至R2的左端
6、电路经核查无误后，闭合开关S，改变变阻器R2的滑片位置，使标准电压表的示数分别为0.5V、1.OV、1.5V、2.OV
，并核对改装的电压表的示数是否正确
7、计算改装的伏特表满刻度时的百分误差。若改装的电压表满刻度时电压为U，标准电压表相应的读数为U标，则百分误差为(U-U标)/U×100％．
[注意事项]
(1)实验前要搞清电位器的阻值变化与其旋转方向的关系，一般来说顺时针旋转时电阻变小．实验前应将电位器逆时针转到底，使其阻值最大．
(2)调半偏时，应只调R’，不能再调节R，以保证电路中的总电流(近似)不变.
(3)选择实验器材R和R’时，要使R>>R，，一般取100倍以上为好，这样才能认为电路中的总电流近似不变．注意所选择的可变电阻R,必须为电阻箱．
(4)电流表的内阻应多测几次取平均值，以减小误差．
(5)改装后的电压表，必须跟标准电压表进行核对，并计算出满度误差．为了保证核对时能从零刻度开始一格一格地进行，所以滑动变阻器必须采用分压式接法
[思考与练习]
1、用半偏法测内阻时，为什么可变电阻R既可用电位器，也可用电阻箱，而可变电阻R，则只能用电阻箱？
2、用半偏法测电流表内阻，在调电流表指针半偏时，为什么要保持R的阻值不变？
3、如果某电流表内阻为RgΩ，满偏电流为IguA，要把它改装为一个UV的电压表，需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻；如果要把它改装为一个IA的电流表，则应____联一个阻值为_ ______________Ω的电阻．
4、用半偏法测得的电流表内阻与其真实值相比是( )．
A、偏大 B、偏小 C、相等 D、有时偏大，有时偏小
5、按如图2—26所示电路进行实验时，如果R调为9900Ω时，电表指在满刻度300uA处.当R’调为90Ω时电流表指针半偏，则：
(1)电流表内阻Rg＝______Ω
(2)若将此电表改为3V的电压表，则应将电流表与电阻__联，电阻箱的取值应为______Ω
(3)用此改装表去测电压时，如果指针指在150uA的位置，则所测电压读数为_____
6、如图2—27所示是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内阻约在100Ω左右，满偏电流为500uA，用电池作电源．
实验室备有的可变电阻为：
A．电阻箱，阻值范围为0～10Ω
B．电阻箱，阻值范围为0～9999Ω
C.电位器，阻值范围为0～200Ω,
D.电位器，阻值范围为0～20kΩ
在上述备有的可变电阻中，电路图中的R应选用______ R，应选用_______(填写字母代号)．
某同学进行的实验步骤如下：
(1)先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度．
(2)合上S2，调节R和R’的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半．
(3)记下R，的阻值
指出上述实验步骤中有什么错误：__________________
7
、（湖北重点中学1月联考）在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材：
R1
G
R2
S1
S2
A．电流表（量程2mA，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围0-1KΩ）
C．滑动变阻器（阻值范围0-5KΩ）
D．电阻箱（阻值范围0-999.9Ω）
E．电阻箱（阻值范围0-9999Ω）
F．电源（电动势2V，有内阻）
G．电源（电动势6V，有内阻） 另外有开关和导线若干。
①．如果采用右上图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上备用器材上，R1应选用 ，R2应选用 ，电源应选用 （用所给器材的代号填写）。
②．实验时要进行的步骤有：
A．合上S1
B．合上S2
C．将R1的阻值调至最大
D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半
F. 断开S1 ，S2 ,拆开电路，清理桌面
G．记下R2的阻值
H．按右上图所示的电路连接好电路，断开S1 ，S2
以上步骤的合理顺序是 .
③．若步骤F中记录的R2阻值为62.6Ω，则被测电流表的内阻rg的测量值为 Ω.
④．电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是：R测 R真（填“>”、“<”或“=”）
8、（黄冈重点中学三月联考）为了测量一个量程为3.0 V电压表的内阻Rv(约几千欧)，某同学采用了如图所示的电路，利用“半偏法”进行测量，电路中电阻箱R0
的最大阻值为9999Ω，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω．
①按图示电路将所给的实物连成测量电路．
②该同学测量电压表的内阻时，实验步骤为：
A．将电阻箱R0的阻值调到零
B．闭合开关S
C. 连接好电路，注意断开开关S
D．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端
E．调节电阻箱R0的阻值，使电压表的示数为1.5 V
F．调节滑动变阻器R，使电压表的示数为3.0 V
G．记下此时电阻箱R0的阻值
以上实验步骤合理的顺序为
③若所记电阻箱R0的阻值为3500Ω，则用此法测得的电压表内阻是 kΩ，比其真实值 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).
9、（06扬州模拟）在把电流表改装为电压表的实验中，提供的器材有①电流表（量程0--100μA，内阻几百欧）②标准伏特表（量程0—3V）③电阻箱（0--9999Ω）④电阻箱（0--99999Ω）⑤滑动变阻器（0--50Ω，额定电流1.5A）⑥电源（电动势6V，有内阻）⑦电源（电动势2V，无内阻）⑧电键两只，导线若干。
(1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用右图所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用 ，可变电阻R2应选用 ，电源应选用 （填器材前的序号）。
(2)如果测得电流表A的内阻为800Ω要把它改装为量程为0—3V的伏特表，则改装的方法是给电流表串联一个阻值为 Ω的电阻。
(3)下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0—3V的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后将器材实物按以上要求连接成实验电路。
实验七 测定金属的电阻率参考答案：
1、8.471 6.574 8.600 0.900 0.350
2、分析：不行。
3、略
4、（1）滑动变阻器的应接在接线柱上 （2）电流表应外接
5、(1)B(2分) (2)①0．900(2分)
②Al，V2，Rl(各2分)，测量电路原理图如图(5分)
③ (2分)
6、(1) ABCEGH (4) 用A测M的长L，用B测M的宽a，
用C测M的电流I，用E测M的电压U．
V
A
Rx
M
A
V
R膜
7、（1）L、D、R膜
（2）
实验十 电源电动势和内阻[参考答案]
1、BDF
2、B
3、电压表 正极 负极 RVε/(RV+r) 当RV>>r时，u=ε 偏小
5、（1）略 （2）1.46v 0.72Ω (3)3 4
6、(1)略 （2）1.5v 1Ω
7、（1）10.015cm；0.3100cm（0.3098——0.3102cm之间均可）
（2）．(12分)(1)1.5V 0.75Ω(2分，每空1分)
(2)C E(4分，每空2分)
(3)0.72±0.02W 0.85～0.88V 1.2～1.3W(6分，每空2分)
实验十二 多用电表
1、分析：因为待测电阻与电流并非正比关系，欧姆挡刻度的特点是左密右疏，但中央刻度比较均匀
2、分析：如图所示，分析后可知，黑表笔接二极管的正极
3、分析: 3mA=1.5/(R内+0)
2mA=1.5/(R内+RX1) RX1=250Ω RX2=1000Ω
1mA=1.5/(R内+RX2)
4、分析：相当于是求出100uA和200uA对应的外接电阻.所以选B
5、答案：2、 描点画图线（此略） 1.46±0.02 0.71
3、 1200 ×10 调零
6、①S，左端的“0”；②Ω挡的×1；③T，右端的“0”
a
b
c
7、×100；调零（或重新调零）；2.2×10 3 (或 2.2k)
8、220Ω 0.40mA
9、（1）不存在电源
（2）1200，500
（3）如下图所示
（4）c．a
实验十一 示波器 参考答案：
1、聚焦和辅助聚焦 垂直位移 水平位移 X增益 DC
2．(1)辉度 (2)聚焦 (3)垂直位移，水平位移
3. ADEFGK
4.B 5、AC 6、A
实验八 电表改装
1、分析：由于半偏法中可变电阻R，的读数就是电流表的内阻，所以R，必须能读数
2、分析：为了使电路中的总电流不变，这是半偏法的条件
3、串 （106U-IgRg）/Ig 并 IgRg /（_106I-Ig）
4、B
5、90 串 9910 1.50
6、D B 步骤2 中应只调节R，__
7、①． C ， D ， G ②． HCADBEGF ③． 62.6 ④． <
8、①如图所示 ②C D A B F E G ③3.5偏大
9、（1）④，③，⑥ （2）29200Ω
（3）如图
