高中物理电学实验复习22道经典例题及详细分析

恒定电流实验复习题（44道电学实验题）

一、电阻的测量

㈠“安安”法

“安安”法是利用两块电流表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

2.1利用“安安”法测电流表的内阻

1、从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。

（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。

（2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1= ，式中各符号的意义是：。器材（代号）与规格如下：

电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40Ω）；

电流表A2，量程500μA，内阻r2=750Ω；

电压表V，量程10V，内阻r2=10kΩ

电阻R1，阻值约为100Ω；

滑动变阻器R2，总阻值约50Ω；

电池E，电动势1.5V，内阻很小；

电键K，导线若干。

分析与解：大多数考生看到此题，第一感觉考虑的就是

伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数

考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件，认为电压U的测定，不能选量程是10V 的电压表。因为电流表两端允许施加的最大电压约为0.4V，因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，想不出其他方法，也做不正确。只有极少数有“安安”法新思路的考生才能做正确。

答案：将电流表A2并联在电流表A1的两端，利用电流表测量电压；要满足“多测几组数据”，滑动变阻器R2采用分压接法；实验电路如图3所示，其表达式，式中

I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。

2.2利用“安安”法测定值电阻的阻值

2、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。

（1）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。

（2）实验中，需要直接测量的物理量是，用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1= 。

分析与解：绝大多数考生解答此题，首选的就是伏安法，由于本题没有电压表，思维受阻，当然做不正确。只有极少数有“安安”法新观念的考生才能做正确。因为本题需要运用“电流表算电压”这一创新思维。

答案：（1）实验电路如图4所示。（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2，待测电阻R1的

阻值计算公式是。

3、用以下器材测量待测电阻R x的阻值

待测电阻R x，阻值约为100Ω

电源E（电动势约为6V，内阻不计）

电流表A1（量程0-50mA，内阻r1=20Ω）

电流表A2（量程0-300mA，内阻r2约为4Ω）

定值电阻R0（20Ω）

滑动变阻器R（总阻值10Ω）

单刀单掷开关S，导线若干

（1）测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的的1/3，请画出实验电路图，（2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测得的量计算R x表达式为R x= 。

【答案】（1）如图所示，R作限流电阻亦可；（2）

㈡“伏伏”法

“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

1.1利用“伏伏”法测电压表的内阻

4、为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有：

电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1Ω；

电压表V2，量程为5V，内阻约3500Ω；

变阻箱R1阻值范围为0-9999Ω；

变阻箱R2阻值范围为0-99.9Ω；

滑动变阻器R3，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A；

电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；

单刀单掷开关K，导线若干。

（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。

（2）写出计算电压表V的内阻R V的计算公式为R V= 。

分析与解：多数考生解答此题，毫不犹豫地套用伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数考生想到待测电压表的量程为3V，内阻约2000Ω，电压表中的最大电流

为，认为电流表不能准确测量，但

由于创新能力差，也做不正确。只有极少数有“伏伏”法新理念的考

生才能做正确。

答案：（1）测量电压表V的内阻的实验电路如图1所示。（2）

电压表V的示数U，电压表V2的示数U2，电阻箱R1的读数r1。根据

欧姆定律，利用通过电压表的电流与通过电阻R1的电流相等，算出

电压表的电阻为。

1.2利用“伏伏”法测定值电阻的阻值

5、用以下器材测量电阻R x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）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R x的一种实验电

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R x的公式为R x= 。

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“伏伏”法新观念的考生才能做正确。因为本题要运用“电压表算电流”这一创新思维。

答案：（1）测量电阻R x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、并联电路的规律，算出R x的电阻为R x=。

㈢“加R”法

“加R”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻

时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

3.1利用“加R”法测电流表的内阻

6、某电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：

A. 待测的电流表A1（量程0.6A）；

B. 电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）；

C. 滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）；

D. 定值电阻R2（阻值5Ω）；

E. 电源E（电动势4V）

F. 电键S及导线若干。

（1）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：R A= 。

分析与解：许多考生读完此题，就知道实验原理是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电流表的量程，当然做不正确。少数考生想到电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，量程为0.6A，电流表上的最大电压为0.12V，因而电压表不能并联在电流表的两端，由于缺乏创新意识，也做不正确。只有极少数有“加R”法新理念的考生才能做正确，因为本题必须将一个阻值为5Ω的定值电阻R2与电流表串联，再与电压表并联，才满足要求；再者量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势（4V），但可

在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在本实验中分

压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能

些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式。故本题设计电路图

如图5所示；电流表A1内阻的表达式为：。

3.2利用“加R”法测电源的内阻

7、测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为