連接線必須是平滑曲線，不能繪制為折線。 4.誤差分析（1）。 測量電路存在系統誤差。 沒有考慮電壓表的分流，導致測量的I值比真實值大； (2)繪制IU線時由于繪制不準確而導致的意外錯誤。 錯誤。 5.知識延伸AＵＵＲＵAIＩＲARＲＵＵＲVV（1）內接法：如圖所示，待測電阻的測量值：顯然，所以我測量ＲxＵＵＩＲxＵＲ（2）外接法：如圖所示，被測電阻的測量值待測： 顯然有： 那么此時，，，系統的相對誤差被忽略，所以外部法適合測量低阻值電阻。 （3）測試接觸方式選擇內部或外部連接方式：具體方法是將電路中電表的連接方式改變如圖所示，將電壓表的一個端子接觸到M、N兩點分別觀察電壓表和電流表。 如果電流表變化較大，說明電壓表內阻對電路影響較大，應采用內接法； 如果電壓表變化較大，說明電流表內阻對電路影響較大，應采用外接法。 滑動變阻器的限流連接方法和分壓連接方法： 電路負載上的電壓調節范圍 負載上的電流調節范圍 觸電前閉合開關之前位置相同條件下消耗的總功率 分壓器的比較電路，調節范圍大。 分壓電路的調整范圍主要是為了保護負載電路。 限流電路能耗小。 滑動變阻器的兩種電路連接都可以控制和調節負載的電流和電壓，但在相同條件下調節效果不同。 實際應用應根據具體情況適當選擇限流連接方式和分壓連接方式。
(1)一般情況下(滿足安全條件)，由于限流電路消耗能量較少，電路結構簡單，應優先考慮。 (2)下列情況必須采用分壓連接方式。 ①要從零開始連續調節電路某一部分的電壓或電流，只有分壓法才能滿足。 ②如果實驗中提供的儀表量程或其他元件允許的最大電流很小，如果采用限流連接方法，無論如何調整，電路中的實際電流（或電壓）都會超過儀表范圍或元件允許的最大電流（或電壓），為了保護儀表或其他元件，必須采用分壓方法。 ③在伏安電阻測量實驗中，當滑動變阻器的阻值遠小于被測電阻時，如果采用限流連接方法，則被測電阻上的電流（或電壓）變化很小，這不利于對多次測量進行平均。 數值或圖像處理數據不會保護電器，因此應采用分壓方法。 [示例 1] 為了制造傳感器，研究小組需要選擇電氣元件。 圖為某電器元件的伏安特性曲線。 有學生對此提出質疑。 首先需要進一步驗證伏安特性曲線。 實驗室擁有以下設備： 設備（代號）規格 電流表（A1） 電流表（A2） 電壓表（V1） 電壓表（V2） 滑動變阻器（R1） 滑動變阻器（R2） 直流電源（E） 開關（S） 電線若干量程 0~50mA，內阻約 50 量程 0~200mA，內阻約 10 量程 0~3V，內阻約 10k，量程 0~15V，內阻約 25k，阻值范圍為0~15，最大允許電流1A，電阻范圍0~1k，最大允許電流100mA，輸出電壓6V，不含內阻 ①為提高實驗結果的準確性，應配備電流表使用; 應使用電壓表； 應使用滑動變阻器。
（填寫上面的設備代號） ②為達到上述目的，請在虛線框中畫出正確的實驗電路原理圖，并注明所用設備的代號名稱。 ③如果發現實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本一致，請解釋一下這條伏安特性曲線與小電珠伏安特性曲線的異同？ 相似之處：，差異：。 分析：①圖中電流為0~0.14A，電流表選擇A2； 電源電壓為6V，但圖像中只需要在0~3V之間調整電壓即可。 為了測量準確，電壓表選用V1； 由于需要繪制圖像，要求電壓從0~3V，所以滑動變阻器只能采用分壓器連接方式。 為了很好地調節電壓，滑動變阻器應使用阻值較小的R1。 ②該元件約為幾十Ω，電壓表的分流效應可以忽略，故采用電流表外接法； 實驗數據的收集需要從頭開始，因此滑動變阻器采用分壓方式。 ③從圖像的形狀和斜率變化趨勢中尋找異同。 亮點都是“非線性”的。 連接圖像上某一點和原點的直線的斜率是電阻的倒數。 二、電壓表和電流表 1、電流表原理及主要參數 電流表G是根據通電線圈受磁場中磁矩偏轉的原理制成的，偏轉角度θ與電流強度I成正比，即 θ = kI，因此表格的比例尺是統一的。 電流表的主要參數有：表頭內阻Rg：即電流表線圈的電阻； 全偏置電流Ig：即指針達到全偏置時允許通過電流表的最大電流值； 全偏壓U：即指針全偏時，加在表頭兩端的電壓，故Ug=IgRg2，半偏法測量電流表內阻Rg：閉合S1，調節調節R的阻值，使電流達到電流表指針滿刻度，然后閉合開關S2，調節R′阻值（R不能再改變），使電流表指針恰好偏轉到滿刻度的一半，即可可以認為Rg=R′。
條件：當R遠大于R′時。 3.電壓表的改造（1）原理：它很小，不能直接改變刻度來測量電壓。 需要串聯一個如圖所示的分壓電阻。 (2)分壓電阻的計算： 由串聯電路的特點可知：由于電壓擴大了表頭量程的倍數：所以注：同一表頭修改為非量程電壓表串聯，指針偏轉角度相同。 4、電流表的改造 (1)原理：體積很小，不能直接改變刻度來測量電流。 需要并聯一個如圖所示的分流電阻。 (2)分流電阻的計算：從并聯電路的特點來看：因為電流增大了電表量程的倍數：所以注意：同一電表改裝成不同量程的電流表并聯，指針偏轉角度是相同的。 3、測量電源的電動勢和電阻？ 1、實驗原理基于閉路歐姆定律。 方法是： (1)如圖A所示，改變變阻器的阻值，從電流表和電壓表上讀取幾組U和電壓。 I 的值可以通過以下方式獲得： (2)為了減少誤差，至少應測量六組U、I值，且變化范圍要大一些。 然后在UI圖上畫點，由圖的垂直截距和斜率求出E，如圖B所示。 2.實驗步驟（1）適當選擇實驗設備，并按圖連接實驗設備，使開關處于斷開狀態，滑動變阻器的滑動觸頭滑動到阻值最大的一端。 (2)閉合開關S，接通電路，記錄此時電壓表和電流表的讀數。 (3)將滑動變阻器的滑動觸頭從一端移至另一端至某一位置，記錄此時電壓表、電流表的指示。
(4)繼續將滑動變阻器的滑動觸頭移動到其他幾個不同的位置，記錄每個位置對應的電壓表和電流表的讀數。 (5) 關閉開關S，拆下電路。 (6) 在方格紙上，以 U 為縱軸，I 為橫軸，繪制 UI 圖像，并利用該圖像求出 E 和 r。 3、實驗誤差分析（1）意外誤差：主要來源于電壓表、電流表的讀數以及制作UI圖像時畫點不準確。 (2)系統誤差：系統誤差來源于電壓表未測量的分流，將電流表的指示近似視為主電路電流。 事實上，電流表指示略小于主電路電流。 如果實驗得到的數據產生圖中實線(a)所示的圖像，那么考慮到電壓表的分流后，得到的UI圖像應該是圖中虛線(b)所示的圖像。 可以看出，根據如圖所示的實驗電路測量了電源的電動勢和電源的內阻。 注：①當外電路短路時，電流表的指示（即主電路電流的測量值）等于主電路電流的真實值，因此圖中（a）和（b）兩行該圖在短路電流處相交。 ②當電路端電壓（即電壓表示數）為 時，由于電流表示數小于主電路電流，因此（a）和（b）兩圖之間出現如圖所示的差異。 4、注意事項（1）電流表應靠近變阻器，即電壓表直接測量電源的電路端電壓。 (2)選擇內阻較大的電壓表。 (3)應選擇合適的兩表測量量程，使測量時偏轉角度較大，以減少讀數的相對誤差。 （4）測試盡可能多的U、I數據（一般不少于6組），數據變化的幅度要大一些。
（5）制作UI圖像時，讓盡可能多的點落在直線上，不落在直線上的點均勻分布在直線兩側。 5.數據處理方法（1）本實驗中，為了減少實驗誤差，一般采用圖像法對實驗數據進行處理，即根據每次測量的U、I值，繪制一個UI制作圖像，得到的圖形為 延長線與U軸的交點就是電動勢E，圖形的斜率就是電源的內阻r，即。 (2) 需要注意的是，當電池內阻較小時，U的變化較小，圖像中描出的點如圖(A)所示。 下面的大面積不能用，描出的點不是圖形誤差大。 為此，縱軸不能從零開始，如圖（B）所示，可以放大縱軸的刻度，使結果誤差更小。 此時，圖形與縱軸的交點仍然代表電源的電動勢，但圖形與橫軸的交點不再代表短路狀態。 要計算內阻，需要在直線上選擇兩個相距較遠的點，用它們的坐標計算斜率的絕對值，即內阻r。 6、實驗儀器的選擇本實驗的系統誤差來源于電壓表未測量的分流器。 為了減少這個誤差，需要減少電壓表的分流器。 有兩種方法可以減少電壓表的分流。 一是選擇阻值量程較小的滑動變阻器，二是在滿足量程要求的情況下選擇內阻較大的電壓表。 由于選用阻值范圍較小的滑動變阻器，因此電路中的電流較大。 因此，滑動變阻器的額定電流需要較大。 綜上所述，本實驗滑動變阻器的選擇原則是：阻值范圍小、額定電流大； 電壓表的選用原則是：在滿足量程要求的情況下，選擇內阻較大的電壓表； 電流表的選擇需要根據電源電動勢和所選用的滑動變阻器來確定。
【例2】某同學通過查找資料，自己制作了一個電池。 學生想測量電池的電動勢E和內阻，但他只借了一個開關、一個電阻箱（最大阻值為9.999，用作標準電阻）和一個電流表（量程=0.6A，內部電阻）來自實驗室。 電阻）和一些電線。 ① 請根據測量電動勢E內阻的要求，設計圖4中器件的連接方法，并畫線連接。 ②打開開關，逐一改變電阻盒的電阻值，讀取對應的電流表指示I，記錄電阻盒的電阻值，對應的電流表指示如圖5所示。進行實驗時數據。 首先計算各個電流值I的倒數； 然后制作R坐標圖，如圖6所示。圖中已標注了與測量相對應的幾個坐標點。 將實驗數據與圖5進行對比。圖6中也標出了相應的坐標點。 ③將畫出的坐標點練習成圖6上的曲線。 ④根據圖6所示的圖形，該電池的電動勢E=V可以獲得。 內阻分析：根據閉合電路的歐姆定律，測量電源的電動勢和內阻需要獲得電源的端電壓和通過電源的電流。 ，本實驗中沒有電壓表，但可以使用電阻箱和電流表串聯，充當電壓表來測量電源的電路端電壓。 通過電流表的電流也是通過電源的電流，因此只需將電流表和電阻箱串聯到電源即可。 只是兩端。 物理圖的連接如圖4所示。根據閉路歐姆定律：E=I(R+r+rg)，解為：，根據R-1/I圖，可得可見電源的電動勢等于曲線圖的斜率，內阻為縱軸負方向的截距。 距離減去電流表的內阻。
答：①見圖4 ②見圖6 ③見圖6 ④1.5（1.46~1.54）； 0.3（0.25~0.35） 四、萬用表的使用： 歐姆表的改裝： （1）主要部件：表頭、可調電阻、電源、紅黑表筆等。電路如圖所示。 (2)原理：根據閉路歐姆定律：當 , 時， , , 不與 , 成正比。 (3)表盤特點：①零刻度線在最右端，從右向左讀取； ②鱗片不均勻，前稀疏后密。 中值電阻附近的誤差很小。 注：因為歐姆表示當數字為零時：，當中值為：時，則。 （4）使用方法：①一是機械調零； ②然后進行歐姆調零，即將兩表筆直接短接，調整使指針指向歐姆刻度盤最右端的零刻度； ③ 連接被測電阻，讀取刻度指示。 , ，其中是齒輪倍數。 如果指針向右，則需要減小倍率，選擇較小的檔位； 如果指針向左，則需要放大倍數，選擇較大的檔位。 ④每次換檔時，需將其歸零。 【例3】學生用萬用表測量二極管的反向電阻。 完成以下測量步驟： (1) 檢查萬用表機械零點。 (2)將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關拉至合適量程進行電阻測量。 (3) 將紅、黑表筆調至歐姆零位。 (4)測量反向電阻時，將表筆連接到二極管的正極，將表筆連接到二極管的負極，讀取電表值。 （5）為了獲得準確的測量結果，儀表指針應盡量指向刻度盤（填寫“左”、“右”或“中”）； 否則，如果可能，應重新選擇范圍并重復步驟。 （3）、（4）。
(6) 測量完成后，將選擇開關拉至 位置。 【典型實例分析】 【例1】某同學想要更準確地測量阻值約為20Ω的電阻Rx的阻值。 ①下列替代設備中，應選擇電流表，應選擇電壓表，應選擇變阻器。 （僅填寫設備對應的字母代碼） 電源 E（電動勢 3V，內阻可忽略） 電流表 A1（量程 50mA，內阻約 12Ω） 電流表 A2（量程 3A，內阻約 0.12Ω）電壓表 V1（量程 3 V，內阻約 3 kΩ） 電壓表 V2（量程 15 V，內阻約 15 kΩ） 滑動變阻器 R1（0 至 10 Ω，最大允許電流 2.0 A） 滑動變阻器 R2（0 至 1000 Ω，最大允許電流 電流 0.5A) 定值電阻 R (30Ω，最大允許電流 1.0A) 開關及若干導線 ② 請在方框內畫出實驗電路圖（要求直接測量量的變化范圍盡可能大）盡可能，所選設備使用相應的符號標記）。 ③若某一次測量中，電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則被測電阻阻值的計算表達式為Rx=。 【分析】測量電阻器的阻值一般采用伏安法。 電壓表顯然應該選擇量程為3V的V1，根據歐姆定律很容易找到電路中的最大電流，這顯然超出了電流表A1的50mA量程，但是電流表A2的量程也太小了。較大，因此可將定值電阻R（30Ω）與待測電阻Rx串聯。 此時，可用電流表A1測量電路中的最大電流。
由于要求直接測量量的變化范圍盡可能大，因此只能采用分壓電路，滑動變阻器采用阻值較小的R1。 最后確定電流表的解決方案：由于此時電路的電阻已達到臨界，應采用電流表的外接方法。 得到實驗電路圖如圖所示。 當電壓表讀數為U，電流表讀數為I時高中物理電學教案，則計算出被測電阻的阻值表達式。 【例2】從下表中選擇合適的實驗設備，設計一個電路，用于測量電流表A1的內阻r1，如下圖所示。 該方法要求簡單，具有盡可能高的精度，并且能夠測量多組數據。 設備（代號） 規格 電流表（A1）量程為 10mA，待測內阻 r1（約 40Ω） 電流表（A2）量程為 500μA，內阻 r2 = 750Ω 電壓表（V）量程為10V，內阻r3=10kΩ電阻（R1）阻值約為100Ω，采用滑動變阻器（R2）作為保護電阻。 總電阻約為50Ω。 電池（E）電動勢為1.5V，內阻很小。 電鑰匙（S） 幾根導線 【分析】測量電流表A1的內阻，按常規思路是應用伏安法，將電壓表并聯在待測電流表兩端。 不過，根據本題提供的儀器，我們首先可以確認，本實驗中不可能使用電壓表，因為電源的電動勢只有1.5V，而電壓表的量程為10V，即最多小于全部偏差的 1/6。 其讀數誤差太大，因此本實驗只能使用兩個電流表。 兩個電流表可以串聯也可以并聯，但是問題中電流表A2的內阻r2已知，所以兩個電流表并聯。 根據并聯規則I1r1=I2r2，可求出電流表A1的內阻r1=。
電流表兩端施加的電壓最大值為Um=Imr2=0.375V，而滑動變阻器的最大電阻僅為50Ω。 如果滑動變阻器連接限流器，就會超出電流表的量程而將其燒壞。 如果滑動變阻器只連接分壓器，則滑動變阻器的可調范圍很小，只有總長度的1/4，因此測量次數相對較少。 因此，主電路應接定值電阻R1進行限流。 電路圖如圖所示。 【例3】現有設備：量程10.0mA、內阻約30-40的電流表，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開關K，和幾根電線。 這些設備需要測量干電池的電動勢（電動勢約為1.5V）。 (1) 按要求連接實物圖上的線路。 (2) 用已知量和直接測量量表示的待測電動勢的表達式為E=。 式中各直接測量量的含義為：。 【分析】根據所提供的設備，選擇一個固定值，將電阻、電流表、干電池、開關串聯成電路，利用歐姆定律建立測量方程組。 但本題中，電流表量程為10.0mA，干電池的電動勢約為1.5V。 若將定值電阻R1接在電流表、干電池上，并切換成串聯電路，則環路總電阻約為180Ω，環路電流約為1.5V/180=8.3mA，若將定值電阻R2接電流表、干電池，切換成串聯電路，則環路總電阻約為130Ω，環路電流約為1.5V/130=11.5mA，顯然，電流超出了電流表的量程。
考慮到實驗的可行性，此時可以串聯定值電阻R2和R1，因此有以下答案： （1）連接圖：左圖中僅使用R1與電路連接; 右圖中，R1和R2串聯在電路中。 （連接如圖） (2) 假設I1為外接電阻為R1時的電流，I2為外接電阻為R1和R2串聯時的電流，則RAR滑動 GRAR滑動G [例4】某同學在實驗室測量干電池的電動勢和內阻，實驗室有如下設備： A. 待測干電池 B. 電流表 G（0~3mA，內阻 r1= 20Ω） C. 電流表 A（0~0.6A，內阻 r2=0.20） D. 滑動變阻器 A（最大阻值 10Ω） E. 滑動變阻器 B（最大阻值 100Ω） F. 定值電阻 R1=100ΩG． 定值電阻R2=500ΩH． 定值電阻R3=1.5kΩ開關及接線。 由于沒有電壓表，他設計了如圖所示的電路來完成實驗所需的測量。 ① 為了測量方便、更準確，應選用滑動變阻器，并選用定值電阻。 （定值電阻前填序號） ②若某一次測量中，電流表G的指示為I1，電流表A的指示為I2； 改變滑動變阻器的位置后，電流表G的指示為I1'，電流表A的指示為I1'。 示值為I2′。 可以看出，測得該電源的內阻值為r=，測得的電動勢值為E=。 【分析】測量干電池的電動勢和內阻，一般需要電流表和電壓表。 由于題中沒有電壓表，需要將電流表G修改為電壓表，修改后的電壓表量程要達到1.5V，那么總電阻為，所以定值電阻應使用編號為G的電阻，應選擇阻值較小的滑動變阻器D； ② 兩次測量過程中，通過電源的電流為兩表頭電流之和。 根據整個電路的歐姆定律，求解可得，。 [例5] 小燈泡 燈絲的電阻會隨著溫度的升高而增大。 為了研究這種現象高中物理電學教案，學生使用實驗來獲取以下數據（i和u分別代表小燈泡上的電流和電壓）：（1）在左下方盒子中繪制實驗電路圖。 可用的設備是：電壓表，電流表，滑動電線變電器（變化范圍0-10Ω），電源，小燈泡，電鑰匙和幾根電線。 （2）在右側圖片中繪制小燈泡的UI曲線。 （3）特定電池的電動力為1.5V，內部電阻為2.0Ω。 如果此問題中的燈泡連接到電池的兩端，那么小燈泡的實際功率是什么？ [分析]（1）為了使小燈泡的UI曲線，必須使用電壓劃分方法； 而且，由于小燈泡的電阻相對較小，因此使用了外部儀表方法。 實驗電路圖如下圖所示。 （2）首先使用小燈泡的UI，使用點繪圖方法繪制曲線的每個點，然后使用平滑曲線將其連接到下面的圖片。
（3）繪制圖并發現小燈泡的工作電流為0.35 A，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡的實際功率為0.28瓦。 [示例6]在“確定金屬的電阻率”的實驗中，在測量金屬線直徑時使用千分尺的尺度位置如圖所示。 使用儀表標尺測量金屬線L = 0的長度。 810 m。 金屬線的電阻約為4Ω。 首先，使用伏安法測量金屬線的電阻，然后根據電阻定律計算金屬材料的電阻率。 （1）讀取以mm為單位的金屬線的直徑。 （2）當使用伏安法測量金屬線的電阻時，除了測量電阻線外，還有以下可選的實驗設備：A。DC電源：電動力：電動力約為4.5 V，內部電阻很小。 ; B. A1：范圍0?0.6 A，內部電阻0.125Ω; C. A2：范圍0?3。 0 a，內部電阻0。025Ω; D.電壓表V：范圍0?3 V，內部電阻3kΩ; E.滑動 R1：最大電阻10Ω; F.滑動 R2：最大電阻50Ω; G.開關，電線等。在可以選擇的設備中，應選擇電流表，并應選擇滑動的擋板。 （3）根據所選設備，如圖所示，在框中繪制實驗電路圖。 （4）如果根據伏安法測量的電阻電線的電阻為Rx =4.1Ω，則該金屬材料的電阻率為ω·m。 （保留兩個重要的數字）[分析]（1）從螺旋測量中，微型計算機的主尺度讀取0.5 mm，然后量表讀出，因此金屬線的直徑為0.522mm。 （2）電路中的最大電流顯然超過了0.6 A范圍的 A1，但是 A2的范圍太大，因此應將A1用作電流表。 由于滑動阻尼斯特R1的最大電阻為10Ω，它比正在測試的電阻線的電阻大，因此可以易于調節，因此可以使用電流限制電路。
由于此時電路的關鍵電阻，因此電流表采用了外部解決方案方法。 （3）實驗電路如圖所示。 （4）使用電阻定律，然后使用1.1×10-6Ω·m。 [示例7]當測量具有內部電阻的實驗中干電池的電動力時，可用以下設備：A。要測試的干電池（電動力約為1.5V，內部電阻小于1.0Ω）b 。 ?200Ω，l a）F。固定值電阻R0（990Ω）g．區域開關和電線（1）同學發現，盡管上述設備中沒有電壓表，但提供了兩個，但他設計了兩個（A A ）（A ）和（b）如圖所示。
