高中电学实验专题总结半偏法 伏安法 替代法

第一篇：高中电学实验专题总结半偏法 伏安法 替代法

电学实验专题

一、电阻测量的方法归类

在高中电学实验中，涉及最多的问题就是电阻的测量，电阻的测量方法也比较多，最常用的有：

（1）欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。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，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（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。

如图1所示。先把双刀双掷开关S2扳到1，闭合S1，调整

图1 滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数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，则未知电阻Rx的阻值等于r。

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。

②替代法是一种简捷而准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，测量误差就可以忽略。

（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，根据欧姆定律I=U/RV，电压表同时可以当电流表使用，同样根据U=IRA，电流表也可以当电压表用。

（4）比例法：如果有可以作为标准的已知电阻的电表，可以采用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），两个电压表一般是串联（据串联分压原理）。

所谓“比例法”是：要测量某一物体的某一物理量，可以把它与已知准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，砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆，因此当天平平衡时，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计算。

有很多情况下，被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等，而是在满足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，如果有可以作为标准的已知电阻的电表，都可以使用比例法。采用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

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说明：①在此实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

图2 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2（甲）、（乙）所示。

测电流表内阻时，应调节滑动变阻器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，根据并联电路分流原理，若已知电流表A1的内阻为r1，则电流表A2的内阻r2=I1r1。I2测电压表内阻时，应调节滑动变阻器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，根据串联电路分压原理，若已知电压表V1的内阻r1，则电流表V2的内阻r2=U2r。U11以上例子中，甲图采用限流电路而乙图采用分压电路，这是由于电流表内阻都较小，若采用分压电路，则滑动变阻器的阻值必须更小，这时电路近似于短路，是不允许的；而电压表内阻都很大，若采用限流电路，则滑动变阻器的电阻必须更大，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3所示。

甲图实验时先断开开关S’，闭合S，调整滑动变阻器R01（限流法连接），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，则电流表A的电阻rA=R。（测量结果偏小）

乙图实验时先闭合开关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

图3 R，则电压表V的电阻rV=R。（测量结果偏大）

二、常见实验电路：

（一）测定电池的电动势和内阻：

1．利用一只电压表和一只定值电阻测E、r。此法因电压表的分流作用而产生较大的误差，因此只有在仪器不足的情况下采此法。误差结果：测量值E偏小，r偏小。

2．利用一只电压表和二只定值电阻测E、r。此法误差产生原因同上，误差结果同上。

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3.利用一只电流表和二只定值电阻测E、r。此法误差产生原因是电流表的分压作用，若电池内阻较小，测定的内阻误差会很大，因此只有电流表内阻已知的条件下方采用此法。

4．利用一只电表和一只电阻箱测E、r。此法与方法2、3相比，仅用电阻箱替代二只定值电阻。

5.利用一只电压表、一只电流表和一只滑动变阻器测E、r。此法可结合作U—I图象以减小误差。

（1）因电压表的分流作用将导致误差。实验结果：E测量值偏小，r测量值偏小。电池内阻通常较小，因此常用图a法。

（2）因电流表的分压作用将导致误差。实验结果：E测量值较准确，r测量值偏大。只有当电流表内阻远小于电池内阻时（如水果电池），方用此法。

图 a

图b

（二）测导体电阻：

1．伏安法：需用两只电表和一只滑动变阻器来完成。

两只电表中：一只测量电压，一只测量电流。选择电表时要注意每只电表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，题目中若有定值电阻，通常要从扩大电表量程的角度来思考问题。串联考虑满偏电流，并联考虑满偏电压。

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2．替代法：需一只电表和一只电阻箱

（三）测电表内阻：

1．伏安法：需一只测量电表和一只滑动变阻器来完成。待测电压（电流）表能测定自身的电压（电流），只需用另一只电表来测量它的电流（电压），根据欧姆定律就能求出待测电表电阻。若量程不匹配，可与题定的定值电阻搭配来完成。滑动变阻器起调节作用，接法与前

2．半偏法：不需测量电表，利用一只电阻箱和电源、电键、电线、调节用的变阻器来完成实验。

待测电表电阻较小采此法。要求滑动变阻器阻值远大于电表内阻，电源E要大些（图a）待测电表电阻较大采此法。要求滑动变阻器阻值远小于电表内阻，电源E要大些（图b）

图a 图b

（四）描绘伏安特性曲线：工作电路部分与伏安法测电阻一样，而调节电路部分必须由分压器（有较大的调节范围）来完成。

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第二篇：《伏安法实验》教学设计

伏安法测电阻延续了欧姆定律的内容，教学主体内容就是利用电压表与电流表将小灯泡与定值电阻的电阻值测算出来，通过实验总结钨丝电阻的变化规律，确定钨丝电阻变化会受何种因素的影响，并探究它们之间的关系.教学过程更加重视学生探究性学习能力的培养.

一、伏安法测电阻实验教学的教学目标

本课程的知识目标在于：第一，对伏安法测电阻的原理加以理解；第二，了解伏安法测电阻的内接方法与外接方法；第三，理解两种方法存在误差的原因，在实际操作中可以做出正确的选择.能力目标定位：通过课程学习提高学生分析问题的能力，培养他们细心操作与认真观察的学习习惯.教学重点是伏安法测量电阻的误差分析.教学方法采用引导法、讲解法、分析法以及问题探索式教学方法.二、教学设计

1．复习引入

电路中的电阻器是必不可少的主要元件，要了解阻值的大小就要利用各种测量方法.本节课学习一种新的测量电阻的方法，即伏安法测量电阻.首先展示定值电阻与小灯泡等实验用品，提出问题：测量电阻需要知道的物理量为灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流，测量工具为电压表与电流表，并引出实验原理，即欧姆定律，引导学生求出实验的依据原理，即R=U/I，使得实验更有针对性.2．实验过程

（1）设计电路

通过复习旧知识可以得出，通常测量电阻的基本原理即为欧姆定律，引导学生尝试将测量定值电阻与小灯泡电阻的实验电路图画出来.教师对学生所设计的电路图要进行巡视辅导与检查，并引导他们对自己所设计的电路图进行讨论，讨论其合理性，是否可以将灯泡的电阻值测量出来.提出问题：假如小灯泡的工作状态不同，如何测量其电阻值，并且说出电路图的改进方法，即需要把一个滑动变阻器串联在电路中，从而灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流值就会发生改变，最终可以测量出不同工作状态下小灯泡的电阻值.要求学生将改进后的实验电路图画出来.因为电压表也称为伏特表，而电流表也称为安培表，因此本课程介绍的这种利用电压表与电流表实现电阻值测量的方法也就伏安法.（2）实验步骤

第一步，先按照电路图摆放好实验器材.第二步，根据电路图将电路正确连接起来.在连接实验电路过程中需要注意几点：首先，连接电路的过程中要断开开关；其次，选择量程适用的电压表与电流表，并注意不要弄反“+”、“－”接线柱；再次，滑动变阻器的连接方法为“一上一下”，滑片在闭合开关前要处于阻值最大的位置，并思考线路中滑动变阻器的实际作用.第三步，对定值电阻的阻值进行测量，经过检查后将开关闭合，缓慢移动变阻器的滑片，将三组数据分别记录下来：U（V）、I（A）以及R（Ω），最后算出R的平均值，经过多次测量算出平均值将误差降至最低.需要注意的是，因为在不同的工作状态下电阻的阻值存在差异，所以在某种状态下的电阻可以利用多次测量取平均数的方法来减少测量误差.采用多次测量取平均数的方法需要一个前提条件，即测量电阻在同一状态下的电阻值.第四步，测量小灯泡的电阻.在测量前使得灯光泡处于三种不同的状态，即暗红——灯泡两端的电压为1V，微弱发光——灯泡两端的电压为1.5V，正常发光——灯泡两端的电压为2.5V，然后分别测量各种状态下小灯泡的电压值与电流值，并且在实验时可以将手放在灯泡下，感受小灯泡处于不同状态时的温度：灯丝的温度越高，电阻的值也就越大.第五步，计算出在不同亮度状态下小灯泡灯丝的电阻值，找出其中的规律，并讨论是否有必要求取电阻的平均值.在实验过程中教师要注意巡视辅导，注意学生的实验细节，如学生连接电路的方法是否正确，为了便于分析实验结论，还要注意在允许的范围内将三组实验数据的差距尽量拉大，还要注意不要由于电流过大损坏实验器材.（3）分析与论证

引导学生分析实验数据，并对实验过程中所记录的表格进行交流与分析，讨论以下几个问题：测量定值电阻的阻值时，三次测量结果存在一定的差别，这是由于误差造成的；测量小灯泡的电阻时三次的测量结果也各不相同，这是由于电阻会受到温度的影响等.最后教师对本节课程做总结：通过本次课程学习，学生掌握了伏安法测电阻值的方法，了解了其原理为欧姆定律的变形，可以准确分析出伏安法测电阻过程中所产生的误差：如果采用电压表后接法，按照R=UI，则真实值要高于测量值；如果采用电压表前接法，则真实值就低于测量值.总之，伏安法测电阻实验教学的侧重点是关注实验探究的过程，所以教师要深入分析教材，引导学生探究性学生，将新课程改革的理念践行在教学活动中

第三篇：中学物理实验中用电压补偿法提高伏安法测电阻的精确度研究

中学物理实验中用电压补偿法提高伏安法测电阻的精确度研究

摘要：伏安法测电阻实验是中学物理实验中一个重要的基础实验。由于物理思路清晰，方法简单，所以在课堂教学演示中广泛运用。但是，其演示实验也存在着系统误差的产生。本文对于实验误差的产生进行分析，利用电压补偿法对伏安法测电阻的内接法和外接法进行修正，结果得以减小误差。对于课堂演示来讲，本文实验能够做到一定的科学性，并且能够得到精确的结果，分析最理想的实验方法。

关键词：伏安法测电阻；电压补偿法；系统误差；相对误差

引言：伏安法测电阻是重要的实验之一。在初中、高中和大学都有伏安法测电阻的实验，并且在初中到高中再到大学对伏安法测电阻的精确度要求不断提高，理论分析不断加深。伏安法测电阻的接线有外接法和内接法，不同的接法对测量电阻的误差也不同。为了探索中学课堂教学中，以伏安法测量电阻为基础的实验方法，讨论其间的测量精确度，本论文用电压补偿法等不同方法对伏安法测电阻进行改装，比较中学演示实验，课堂教学提高实验的精确度的可选方案。

本文利用比较相对误差的方法，比较确定哪一种实验方法结果的精确度更高。实验测得的数值与真实数值之间的差数称为“绝对误差”，而“绝对误差”与“真实数据”的比值称为“相对误差”。由于真实的数值往往不知道，因而只能用多次测定结果的平均值代替“真值”，这样计算的结果称为“偏差”。偏差也分“绝对偏差”和“相对偏差”。绝对偏差是一次测量值与平均值的差异，相对偏差是指一次测量的绝对偏差占平均值的百分率。1 伏安法测电阻 1.1 原理

如图1所示，测出通过电阻R的电流I及电阻R两端的电压U，则根据欧U姆定律，可知R

I

图1 伏安法测电阻电路图

[1]

Fig.1 The voltammetry resistance circuit diagram 以下讨论伏安法测电阻的系统误差问题[1]。1.2 测量仪表的选择

在电学实验中，仪表的误差是重要的误差来源，所以要减小实验误差，选择合适的仪表是关键环节。而仪表的量程和等级是反映仪表准确度的两个参数，所以选择合适的仪表就是选择合适量程和等级的仪表。下面介绍选择仪表量程和等级的方法[2]。

1.2.1 参照电阻器R的额定功率确定仪表的量限

设电阻R的额定功率P，则最大电流为 IPR

22处（指针指在刻度盘的处测量值最准33为使电流表的指针指向刻度盘的确），于是电流计的量限

I233P3。I,即

22R3电阻两端的电压为UIR，而电压表的量程应限为U[1][2]。

21.2.2 参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级

假设要求测量R的相对误差不大于某一ER错误！未指定书签。，则在一定近

U2I2似下按合成不确定度公式，可有ER。如果

UIUIUIER2，对于准确度等级为a，特征值为X错误！未指定书签。n的电

a，可知电100表，其最大绝对误差为max错误！未找到引用源。，则maxXn流表等级aI应满足aIERU[1][2]

。100U2nERI100；电压表的等级aU应满足2InaU1.3 滑动变阻器分压电路与限流电路的选择 1.3.1 限流电路

如图2所示电路中变阻器起限流作用，变阻器电阻调到最大时，电路中仍有电流，电路中电流变化范围为

EE～，负载Rx的电压调节范围为

RRXRX 1 ERX～ E(电源内阻不计)。如果RX >>R，电流变化范围很小，变阻器起不到RXR变阻作用，此时采用该接法就不能满足多次测量的要求。一般来说，以下三种情况不能采用限流接法而采用分压接法：①电路中最小电流仍超过电流表量程或超过被测元件的额定电流；②要求被测电阻的电压、电流从零开始连续变化；③ 被测电阻值远大于变阻器的全部电阻值[3]。

图2 限流电路[3] Fig.2 Limiting circuit 1.3.2 分压电路

变阻器采用分压接法如图3所示，负载RX上电压变化范围是0一E(不计电源内电阻)，电压调节范围比限流接法大。但是当通过负载RX的电流一定时，图3中干路电流大于图2中干路电流，图3中电路消耗的功率较大。而且图3的接法没有图2简单。通常变阻器以采用限流接法为主。

图3 分压电路[3]

Fig.3 Voltage dividing circuit 关于变阻器的选择，应针对不同的连接方式和电路中其他电阻的大小选择不同的变阻器。在分压接法中，变阻器应选择电阻较小而额定电流较大的；在限流接法中，变阻器的阻值应与电路中其他电阻比较接近[3]。1.4 伏安法测电阻的两种连线方法以及引入的误差

伏安法有两种连线方法。如图4所示为外接法---电流表在电压表的外侧；如图5所示为内接法---电流表在电压表的内侧。

图4 外接法

图5 内接法 Fig.4 External method

Fig.5 Internal law

1.4.1内接法引入的误差

设电流表的内阻为RA,回路电流为I，则电压表测出的电压值UIRIRAI(RRA)

即电阻的测量值Rx是 RxRRA

可见测量值大于实际值，测量的绝对误差为RA，相对误差为

RA，当RA<

1.4.2 外接法引入的误差

设电阻R中的电流为IR，又设电压表中流过电流为IV，电压表内阻为RV，则电流表中电流IIRIVU(11)RRVRVU RIRRV因此电阻R的测量值Rx是 Rx由于RV(RRV),所以测量值Rx小于实际值R，测量的相对误差为RXRR。式中负号是由于绝对误差是负值，只有当RV>>R时才可以RRRV用外接法[2]。伏安法测电阻的电压补偿法 2.1 电压补偿法原理 2.1.1 补偿法的定义

采用一个可以变化的附加能量装置，用以补偿实验中某部分能量损失或能量交换，使得实验条件满足或接近理想条件，称为补偿法。简而言之，补偿法就是将因种种原因使测量状态受到的影响尽量加以弥补[4]。2.1.2 电压补偿法

用电压表测电池的电动势Ex，如图6所示，因电池电阻r的存在，当有电流通过时，电池内部不可避免地产生电位降Ir。因此，电压表指示的只是电池的端电压U，即UExIr。显然，只有当I=0时，电池的端电压才等于电动势Ex。

图6 用电压表测量电池电动势

Fig.6 Electromotive force measured with a voltmeter 如果有一个电动势大小可以调节的电源E0，使E0与待测电源Ex通过检流计反串起来。如图3-2所示，调节电动势E0的大小，使检流计指示为0，即E0产生一个与I方向相反而大小相等的电流I’，以弥补Ir的损失，于是两个电源的电动势大小相等，互相补偿，可得Ex= E0，这时电路达到补偿，知道了补偿状态下E0的大小，就可得出待测电动势Ex[4][5]。

图7 电压补偿法原理图

Fig.7 Voltage principle of compensation law Figure 2.2内接法的电压补偿法

由图5可知，内接法测电阻电压表示数UURXURA，而IIRX，引入的电流表内阻分压导致电压表的示数比实际值大。为了解决这个问题，采用了如图8所示的电压补偿法。此补偿法是对电流表进行补偿，目的是消除电流表内阻引入的测量误差。如图8所示，引入辅助电源E2，这样AB段电路之间就存在两个方向相反、分别由E1，E2提供的电流。只要两电源的电动势满足一定的要求，调节滑线变阻器R2，即可使经过AB段电路的合电流为零，此时，A、B两点电势相等，电压表○V当于直接并联在待测电阻的两端，其测量值就是待测电阻两端的真实电压值。为了测量方便，在AC电路接入灵敏电流计。

虚线框内构成补偿后的“电流表”。当原电流表○A上的电位差为辅助电源E2和滑线变阻器尺R2上的电势差所补偿，这时电路处于平衡状态，灵敏电流计指示为零，即A、B两点间的电势差为零，相当于电流表无内阻。这样就解决了电流表内阻分压的问题，提高了测量的精确度。

图8 内接法的电压补偿法电路图

Fig.8 The voltage compensation law circuit diagram of the internal law 在实际测量电阻的过程中，为了保护灵敏电流计，应与灵敏电流计串联一个滑线变阻器R3。测量时，R3开始阻值要大一些，当AC段电流逐渐减小到零时，R3再逐渐减小直到零，这样可以提高测量电路的灵敏度。电路达到平衡的标志是灵敏电流计接通或断开时，指针不显示任何微小的颤动。测量方法是：如图8连接电路，S断开，R1，R2，R3都放在安全端，调E1，E2为适当值。将开关S闭合，调滑线变阻器R2，使检流计读数为零，记下此时的U和I。为了减小测量的不确定度，要测多组数据[6]。2.3 外接法的电压补偿法

由图4可知，外接法测电阻电压表示数UURX，而IIRXIRA，引入的电压表内阻分流导致电流表的示数比实际值大。为了解决这个问题，采用了如图9所示的电压补偿法。

图9 外接法的电压补偿法

Fig.9 External voltage compensation method circuit diagram of the method 此补偿法是对电压表进行补偿，目的是消除电压表内阻引入的测量误差。如图9所示，右侧由辅助电源E2与滑线变阻器R2组成一个分压电路，所分得的电压由电压表○V测出。左侧由E1、待测电阻Rx电流表○A组成一个闭合回路。当Rx两端电压与分压器分得的电压相等时，A，B两点的电势相等，电压表示数等于 5 Rx两端的电压，却不从左侧闭合回路中分得电流。在AB段电路接人灵敏电流计，用来检验电路平衡。虚线框内是补偿后的“电压表”。当检流计指零时，电压表达到补偿，虚线框内的电路相当于一个内阻无限大的电压表。

此电路的测量要点与内接法的电压补偿法测量要点相同，具体测量方法为：如图4连接电路，S1，S2都断开，R1，R2，R3都放在安全端，调E1，E2为适当值。闭合开关S1，S2，调节滑线变阻器R2，R3使检流计示数为零。记录此时的U和I，要测多组数据。

补偿法是测量实验中的一种重要方法，针对内接法和外接法存在的缺陷，设计不同的电压补偿法电路来测量电阻，实验测得的电流和电压都是真实值，减小了系统误差[6]。3实验结果与数据处理

由于测量的电阻阻值不同。且不同的实验方法对电阻的影响也不同，所以测得的数据通过技术相对误差来比较哪一种方法更为准确。

相对误差：.实验测得的数值与真实数值之间的差数称为“绝对误差”，而“绝对误 差”与“真实数据”的比值称为“相对误差”。由于真实的数值往往不 知道，因而只能用多次测定结果的平均值代替“真值”，这样计算的结果称为“偏差”。偏差也分“绝对偏差”和“相对偏差”。绝对偏差是一次测量值与平均值的差异，相对偏差是指一次测量的绝对偏差占平均值的百分率[7][8][9]。3.1 内接法与内接法的电压补偿法的实验结果比较

表1 内接法与内接法电压补偿法测量未知电阻Rx1的结果比较

Table 1 The results of comparison of internal law and internal law voltage compensation method unknown resistance is measured Rx1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 U/V 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800

内接法 I/mA 0.32 0.39 0.45 0.52 0.60 0.67 0.72 0.80 0.88 0.94 1.02 1.08 1.15 1.20

Rx1内接法/Ω 1562.5 1538.5 1555.6 1538.5 1500.0 1492.5 1527.8 1500.0 1477.3 1489.4 1470.6 1481.5 1478.3 1500.0

内接法的电压补偿法 U/V I/mA Rx1补偿法/Ω 0.500 0.35 1428.6 0.600 0.42 1428.6 0.700 0.49 1428.6 0.800 0.56 1428.6 0.900 0.62 1451.6 1.000 0.70 1428.6 1.100 0.76 1447.4 1.200 0.83 1445.8 1.300 0.90 1444.4 1.400 0.98 1428.6 1.500 1.04 1442.3 1.600 1.10 1454.5 1.700 1.18 1440.6 1.800 1.24 1451.6 6 15 2.000 1.34 1492.5 2.000 16 2.200 1.46 1506.8 2.200 17 2.400 1.60 1500.0 2.400 18 2.600 1.74 1494.2 2.600 19 2.800 1.88 1489.4 2.800 20 2.900 1.94 1494.8 2.900 3.1.1 内接法与内接法的电压补偿法的相对误差的计算

由表1，得 RX1内接法=1504.5Ω；RX1补偿法=1443.1Ω。所以相对误差的计算公式：

1.39 1.52 1.64 1.79 1.94 2.02 1438.8 1447.4 1463.4 1452.5 1443.7 1435.6 内接法Rx1n内接法Rx1内接法RX1内接法100%；补偿法Rx1n补偿法Rx1补偿法RX1补偿法100%。

表2 内接法与内接法的电压补偿法的相对误差的计算

Table 2 The calculation of the relative error of the internal law and internal law voltage

compensation law

内接法

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Rx1内接法/Ω 1562.5 1538.5 1555.6 1538.5 1500.0 1492.5 1527.8 1500.0 1477.3 1489.4 1470.6 1481.5 1478.3 1500.0 1492.5 1506.8 1500.0 1494.2 1489.4 1494.8

内接法的电压补偿法

内接法

3.86% 2.26% 3.39% 2.26% 0.29% 0.79% 1.55% 0.30% 1.81% 1.01% 2.25% 1.53% 1.74% 0.30% 0.80% 0.16% 0.30% 0.68% 1.01% 0.64%

Rx1补偿法/Ω 1428.6 1428.6 1428.6 1428.6 1451.6 1428.6 1447.4 1445.8 1444.4 1428.6 1442.3 1454.5 1440.6 1451.6 1438.8 1447.4 1463.4 1452.5 1443.7 1435.6

补偿法

1.01% 1.01% 1.01% 1.01% 0.59% 1.01% 0.30% 0.19% 0.09% 1.01% 0.06% 0.79% 0.17% 0.59% 0.30% 0.30% 1.41% 0.65% 0.01% 0.52% 由表2，得 内接法1.35%，得 补偿法0.60%；经对内接法与内接法的电压补偿法的相对误差计算得内接法1.35%>补偿法0.60%。所以伏安法的内接法 的电压补偿法比内接法更为精确。

3.2 外接法与外接法的电压补偿法的实验结果比较

表3 外接法与外接法的电压补偿法测量未知电阻Rx2的结果比较

Table 3 External method, external voltage compensation law Measurement of unknown

resistance Rx2 Comparison 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 U/V 0.104 0.134 0.164 0.172 0.182 0.192 0.202 0.214 0.224 0.232 0.247 0.260 0.272 0.282 0.294 0.306 0.320 0.332 0.342 0.352 0.362 0.372 0.384 0.400 0.410 0.420 0.432 0.444 0.472 0.500

外接法 I/mA 2.00 2.50 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 7.00 7.20 7.40 7.60 7.80 8.00 8.50 9.00

Rx2/Ω 52.0 53.6 54.7 53.8 53.5 53.3 53.2 53.5 53.3 52.7 53.7 54.2 54.4 54.2 54.4 54.6 55.2 55.3 55.2 55.0 54.8 54.7 54.9 55.6 55.4 55.3 55.4 55.5 55.5 55.6

外接法的电压补偿法 U/V I/mA Rx2/Ω 0.135 2.00 67.5 0.170 2.50 68.0 0.202 3.00 67.3 0.220 3.20 68.8 0.234 3.40 68.8 0.248 3.60 68.9 0.258 3.80 67.8 0.272 4.00 68.0 0.286 4.20 68.1 0.301 4.40 68.4 0.316 4.60 68.7 0.330 4.80 68.8 0.342 5.00 68.4 0.355 5.20 68.3 0.370 5.40 68.5 0.384 5.60 68.6 0.400 5.80 68.9 0.413 6.00 68.8 0.427 6.20 68.9 0.440 6.40 68.8 0.453 6.60 68.6 0.468 6.80 68.8 0.482 7.00 68.9 0.500 7.20 69.4 0.512 7.40 69.2 0.528 7.60 69.4 0.542 7.80 69.5 0.556 8.00 69.5 0.592 8.50 69.6 0.624 9.00 69.3 3.2.1 外接法与外接法的电压补偿法相对误差的计算

由表3，得RX2外接法=54.4Ω；RX2补偿法=68.69Ω。所以相对误差的计算公式：

外接法Rx2外接法Rx2外接法RX2外接法100%；补偿法Rx2n补偿法Rx2补偿法RX2补偿法100%

表4 外接法与外接法的电压补偿法相对误差的计算

Table 4 External method, external voltage compensation law relative error of calculation

外接法

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rx2外接法/Ω 52.0 53.6 54.7 53.8 53.5 53.3 53.2 53.5 53.3 52.7 53.7 54.2 54.4 54.2 54.4 54.6 55.2 55.3 55.2 55.0 54.8 54.7 54.9 55.6 55.4 55.3 55.4 55.5 55.5 55.6

外接法的电压补偿法

外接法

4.41% 1.47% 0.49% 1.20% 1.60% 1.96% 2.28% 1.65% 1.96% 3.08% 1.30% 0.43% 0 0.31% 0.08% 0.45% 1.42% 1.72% 1.40% 1.10% 0.82% 0.56% 0.84% 2.12% 1.85% 1.59% 1.81% 2.02% 2.08% 2.12%

Rx2补偿法/Ω 67.5 68.0 67.3 68.8 68.8 68.9 67.8 68.0 68.1 68.4 68.7 68.8 68.4 68.3 68.5 68.6 68.9 68.8 68.9 68.8 68.6 68.8 68.9 69.4 69.2 69.4 69.5 69.5 69.6 69.3

补偿法

1.72% 0.99% 1.96% 0.10% 0.21% 0.30% 1.14% 0.99% 0.85% 0.39% 0.02% 0.10% 0.41% 0.60% 0.24% 0.16% 0.42% 0.22% 0.28% 0.10% 0.06% 0.21% 0.26% 1.11% 0.74% 1.16% 1.18% 1.19% 1.41% 0.95% 由表4，得外接法1.47%；补偿法0.65%。经对外接法与外接法的电压补偿法的相对误差计算得外接法1.47%>补偿法0.65%。所以伏安法的外接法的电压补偿法比外接法更为精确。4 结论

在中学物理中，伏安法测电阻是基础实验之一，实验原理简单，操作简便。但精确度不是很高，利用电压补偿法来提高测量电阻的精确度，不过电压补偿法实验原理相对复杂。伏安法测量电阻时，误差主要是电流表和电压表的内阻带来的系统误差。另外其被测电阻所流过的电流是由电源电压所决定的，在测量中，电压表的最小量程为3V,一般情况电表读数在量程的2 /3至满量程的范围内，读数误差最小，但考虑在2V-3V时，流过电阻的电流过大，流过电阻的电流过大使电阻发热，阻值会增加，所以实验中电压最大只取1V.而应用补偿法测量电阻，被测电阻所流过的电流是可以控制的，被测电阻虽仍有微量电流流过，但0.5mA或更微小的电流流过被测电阻所造成的影响是完全可以忽略的.由此可见，利用补偿法测电阻，既能够避免伏安法测电阻时由于电表内阻引入的误差，又可以避免电桥法测电阻时由于比率臂电阻不精确引入的误差，不失为一种精确测量电阻的方法。但是对于中学生来说，电压补偿法难度很高。所以中学适用伏安法测电阻的内接法和外接法对电阻进行测量。参考文献：

[1] 杨述武，赵立竹等.普通物理实验2电磁学部分[M](第四版).北京：高等教育出版社，2007，40～42.[2] 陶淑芬，李锐等.普通物理实验[M].北京：北京师范大学出版社，2010，99～101.[3] 简华.伏安法测电阻的电路设计及实物图[J].物理教学探讨，2006，24（10）:54-55.[4] 沙振舜，周进等.当代物理实验手册[M].南京：南京大学出版社，2012,44～47.[5] 崔玉广，隋成玉.大学物理实验教程[M].大连：大连理工大学出版社，2012,55～56.[6] 蔡燃，陈清梅.伏安法测电阻的电压补偿法研究[D].北京：首都师范大学，2009.[7] 陈曙.物理学实验与指导[M](第二版).北京：中国医药科技出版社，2009,107～109.[8] 吴建忠，舒象喜等.大学物理实验[M].成都：西南交通大学出版社，2010,10～13.[9] 李耀清.实验的数据处理[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2003，37～42.[10] C.H.Bernard, Laboratory experiments in college physics.John Wiley & Sons, Inc.New York,(1972)P.224.10 Testing resistance school physics experiments using voltage compensation

method to improve accuracy Abstract: The Measured Resistance with Voltammetery in middle school physics is an important basis experiments.With the physical thoughts clear, the physics method simple, it is widely used in the classroom demonstration.However, the demonstration experiment in there is also the generation of systematic errors.For the generation of experimental error analysis, voltage compensation testing resistance inner connection and an external law be amended, the result can be reduced error.For classroom presentations in terms of this experiment be able to do certain scientific, and be able to get accurate results and analysis of the best experimental methods.Key words: testing resistance;the Voltage Compensation Act;systematic errors;relative error 11

第四篇：实验小学学习安全生产法总结

实验小学学习《安全生产法》活动总结

为贯彻上级部门关于安全生产管理的文件精神，根据区教育局的统一部署，我校结合学校实际，狠抓学习宣传贯彻新《安全生产法》工作，取得了聊好的学习效果。现将有关情况作如下小结：

一、高度重视，建立健全机构，召开专题会议动员部署。

(一)召开班子会议认真研究，成立了实验小学学习宣传贯彻新《安全生产法》领导小组，洪校长任组长，两名副校长任副组长，各中层领导、年级组长任组员。负责这项工作的落实。

(二)召开专题会议动员部署。

12月10日，我校召开全体教师会议，认真学习宣传贯彻新《安全生产法》，组织大家认真学习了有关文件。会上，洪校长就如何抓好我校的安全工作进行全面动员和部署。

二、及时学习相关文件和《中华人民共和国安全生产法》并展开讨论。会上广大教职工发表了自己的看法、想法和今后对新法的应用。

三、建立完善了各项安全生产制度，并上墙、落实。我校按上级要求，制定了学校安全管理的各项制度。同时要求各教师认真落实各项规章制度，对学生加强安全生产教育，提高安全防范意识，实行责任追究制度，从而有效地防止了各类安全事故发生。

四、、狠抓安全防范工作。我校建立了安全档案，建立信息联系电话网，一旦有事，一呼百应。并建立学生在校与在外安全各类体系，对学生实行全方位管理，形成了全体师生共同安全防范的良好局面。

五、认真开展安全自查，查找安全隐患，及时排查安全隐患。

六、加强对学生的安全教育。

各班班主任利用班会、集会对学生进行了安全教育。学校对全校实行每周一次排查，切实将安全工作落实责任，进一步完善“安全第一，预防为主，综合治理”。

总之，通过此次宣传学习，全校师生对新《安全生产法》有了一定的认识和了解，安全意识得到了进一步的提高。在今后的工作中，我校师生都要严格遵守新《安全生产法》，为创建平安校园奉献一份力量。

雨城区实验小学 2015年1月13日

第五篇：最新高中高考物理电学实验专题总复习知识点考点总结归纳

电学实验(经典)

实验设计的基本思路

明确目的→

选择方案

→

选定器材

→

拟定步骤

数据处理

→

→

误差分析

（一）电学实验中所用到的基本知识

在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为：。由此可见，对于电路中电压U及电流I的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法，做到以不变应万变。

1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。

⑴正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。

⑵安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。

⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。

⑷精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。

2．电学实验仪器的选择：

⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先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，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。

⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注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，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。

⑶应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；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，以提高测试的准确度。

3．测量电路的选择

1.伏安法测电阻

（1）原理：部分电路的欧姆定律。（2）电流表外接法，如图4所示。

误差分析：

V

A

R待

图4

产生误差的原因：电压表V分流。适用于测小阻值电阻，即Rx远小于Rv时。

R待

A

V

图5

］（3）电流表内接法，如图5所示。

误差分析：

产生误差的原因：电流表A分压。

a

V

A

R待

b

图6

适用于测大阻值电阻，即Rx远大于RA时。

（4）内、外接法的选用原则

①计算临界电阻：

若Rx>R0，待测电阻为大电阻，用内接法

若Rx

即大电阻，内接法；小电阻，外接法。大内小外。

方法二：在、均不知的情况下，可采用试触法。如图所示，分别将a端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，应采用外接法。

a

b

c

甲

乙

⑵滑动变阻器的分压、限流接法：

为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：(是待测电阻，R是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻)。如图（乙）是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：（不计电源内阻时）。

选取接法的原则：

①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。

②负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。

③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。

④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。

⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。

例1、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

Ω）;直流电流表（量程0~10

mA、内阻50

Ω）;直流电压表（量程0~3

V、内阻5

kΩ）;直流电源（输出电压4

V、内阻不计）；滑动变阻器（0~15

Ω、允许最大电流1

A）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。

图10-5

【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Rx＜，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin==24

mA＞10

mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全，这是电学实验的首要原则，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制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、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。

4．实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和注意事项。

⑴注意事项：

①连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。

②各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。

③对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。

⑵基本方法：

①画出实验电路图。

②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。

③画线连接各元件。(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。

一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。

（二）定值电阻的测量方法

1．欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。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，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。

例2、在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。

⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。

⑵写出主要的实验操作步骤。

【解析】⑴实验电路如右图所示。

⑵①将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则Rx＝R1。

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（或给定的电表不能满足要求时），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。

4．伏安法拓展：某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表），或因实验条件限制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案。

⑴利用已知内阻的电压表:利用“伏伏”法测定值电阻的阻值

例3、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：

电源E，具有一定内阻，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；

滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；

单刀单掷开关K，导线若干。

测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。

【解析】如图所示

⑵利用已知内阻的电流表：利用“安安”法测定值电阻的阻值

例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：

电流表A1（量程250mA,内阻r1为5Ω)；标准电流表A2（量程300mA,内阻r2约为5Ω）；

待测电阻R1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；

电源E（电动势约为10V，内阻r

约为1Ω）；单刀单掷开关S，导线若干。

⑴要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号.⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1＝________。

【解析】⑴实验电路图如图所示。

⑵两电流表A1、A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1，待测电阻R1的阻值的计算公式是：

⑶电压表、电流表混合用

例5有一电阻Rx，其阻值在100～200Ω之间，额定功率为0.25W。要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：

安培表A1，量程为50mA，RA1=100Ω

安培表A2，量程为1A，RA2=20Ω

电压表V1，量程为5V，RV1=10kΩ

电压表V2，量程为15V，RV2=30kΩ

变阻器R1，变阻范围0～20Ω，2A

变阻器R2，变阻范围0～1000Ω，1A

9V电源，电键，导线。

⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是：。

⑵画出所用实验电路图。

【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由：得。因为电阻可能为200Ω，所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA，应用电流表的示数来控制通过电阻的电流，因此，电流表应选A1。又因为,所以

。因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V，应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压，因此电压表应选V1。因为R1＜

R2,且2A＞35mA,所以应选变阻器R1。因为R1＜Rx

所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为<,所以应选用外接电路。

⑵实验所用电路如图所示

（三）电表内阻的测量方法

1．互测法：

⑴电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻：

V

A

V

A

V1

V2

A2

A1

⑵两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻：

⑶两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻：

V2

V1

R

R

A1

A2

2．替代法：

R

S

V1

V

R

S

A1

A3、半值法（半偏法）。

图10-15

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。

甲图实验时先断开开关S’，闭合S，调整滑动变阻器R01（限流法连接），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，则电流表A的电阻rA=R。（测量结果偏小）

乙图实验时先闭合开关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，则电压表V的电阻rV=R。（测量结果偏大）

例6（2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1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。

⑴在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

器材（代号）

规

格

电流表（A1）

量程10mA，内阻r1待测（约40Ω）

电流表（A2）

量程500μA，内阻r2=750Ω

电压表（V）

量程10V，内阻r3=10Ω

电阻（R1）

阻值约100Ω，作保护电阻用

滑动变阻器（R）

总阻值约50Ω

电池（E）

电动势1.5V，内阻很小

导线若干，电键K

⑵若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=____________，式中各符号的意义是____________。

【解析】⑴如图所示。

⑵，I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的内阻。

【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。

V

mA

V

例7

（2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表

（量程2V，内阻约4kΩ）；电流表

（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

⑴试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）

R1

S

E

V

mA

⑵电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV

=_________。

【解析】⑴实验电路如图所示，若选用电阻R1，则并联电阻＝2000Ω，电压表读数

U＝·R＝×2000＝1.92＞1V，电流表读数I＝＝＝0.00096A＝0.96mA＞0.6mA，R1符合要求，同理可得R2、R3不符合要求，故选R1。

⑵电路接通后，通过R1的电流I1＝，则通过电压表的电流为I2＝I－I1＝I－，所以电压表的内阻RV＝＝

【备考提示】本题涉及实验器材选取和电路设计等，对考生的分析综合能力提出了较高要求，解答此类试题必须根据测量要求和所提供的器材，由仪表的选择原则和基本规律为分析的入手点。

【变式题】

例8（2006年全国Ⅱ）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V～4V。

A2

A1

V

现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表

（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），电流表

（量程250mA，内阻约为2Ω），电流表

（量程500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电键S，导线若干。

如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是，下面两个电路应该选用的是。

A2

【解析】在测量小灯泡的伏安曲线时，由于题目要求电压范围为0.1V～4V，因此滑动变阻器采用分压式接法。根据估算通过小灯泡的额定电流为I=0.4A，因此电流表应该选用

。在伏安法测量过程中，由于

临界电阻大于小灯泡电阻，因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。

测电动势和内阻

（1）测量电路如图

（2）测量方法

第一、计算方法

测两组端电压U和电流I值，然后通过以下式子求解。

E＝U1＋I1r

E＝U2＋I2r

第二、作U——I图象方法

通过调节滑动变阻器，取得多组（U，I）值，然后在坐标中描点，连成直线

用图象处理问题，须注意以下几点：

①连直线的方法：让尽可能多的点在直线上，直线两则分布的点的个数大致均匀偏离直线较远的点舍去。

②纵轴截距的含义：电动势E

③横轴截距的含义：短路电流I0

④斜率的含义：电阻。求解方法：r=或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。

（3）实验误差分析

（1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U—I图象时描点不很准确。

（2）系统误差：系统误差来源于未计电压表分流，近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。如果由实验得到的数据作出图中实线（a）所示的图象，那么考虑到电压表的分流后，得到的U—I图象应是图中的虚线（b），由此可见，按图所示的实验电路测出的电源电动势，电源内电阻。

说明：①外电路短路时，电流表的示数（即干路电流的测量值）等于干路电流的真实值，所以图中（a）、（b）两图线交于短路电流处。②当路端电压（即电压表示数）为时，由于电流表示数小于干路电流，所以（a）、（b）两图线出现了图中所示的差异。

(4)特殊方法

（一）即计算法：画出各种电路图

(一个电流表和两个定值电阻)

(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)

(一个电压表和两个定值电阻)

例9、用右图所示的电路，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0.6A、3A）；

（b）

电压表（量程3V、15V）

（c）

定值电阻（阻值1、额定功率5W）

（d）

定值电阻（阻值10，额定功率10W）

（e）

滑动变阻器（阴值范围0--10、额定电流2A）

（f）

滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）

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；

R0应选择的定值电阻，R应选择阻值范围是的滑动变阻器。

（2）引起该实验系统误差的主要原因是。

II．答案：

（1）3，0.6，1，0～10。（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。

解析：由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A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0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。

关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，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

例10、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：

A．待测干电池

B．电流表G（0~3mA，内电阻r1=20Ω）

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到1.5V，则总电阻为，故定值电阻应选用的序号为G的电阻，而滑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，解之，得，