高中物理实验
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545 10 15 20
20 15 10 0
55 10 15 20
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40
下面测量的读数分别应该是多少？
20 15
10
0
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10
15
20
1.615mm
1.511mm
复习回顾：
1、闭合电路欧姆定律
E I Rr
U/V
2、电源电动势与内、外电压关系
E U 外 U内 U Ir
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
. .
IV2
E测
U2
U
..
I1
I2
.
U1
. . .U .
I2
I1
A2
U A1
I
I
0
E测 <E真
r 测 < r真
Rv E测 E真 Rv r真
E测 = E真
r 测 > r真
r真 Rv r测 Rv r真
r测 r真 RA E测 E真
实验时采用甲图所示电路误差较小
仪器选择：
电流表：
小 结 1）若要将电流表G改装成一个量程 为Ug的n倍的电压表V，需要串联电 阻的阻值为
R n 1 Rg
2）若要将电流表G改装成一个量程 为Ig的n倍的电流表A，需要并联的 电阻的阻值为
R并
Rg
n 1
A. 电压表量程的扩大 ——串联一个大电阻
Ug
G
U-Ug
Rg U R
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？ 解：Ug=IgRg=0.1V ∴R=29 kΩ
20
15 10
1.601mm
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0
30 25
5
5
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30
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9.694mm
10.190mm
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0
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5 0
30
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3.603mm
25 20
0
5
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8.695mm
如果有系统误差怎么办？
10 5 0 0
RX
C
D
A
B
并联分压电路——分压器
RX
C (D)
R
A
R
B
两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同．
实验：测量小灯泡的伏安特性曲线
（二）、测定金属的电阻率 伏安法测电阻率的原理说明
1．由电阻定律公式 R=ρ L /S 知，电阻率ρ =RS/L 。因 此，要测定金属的电阻率，只须选择这种金属材料制成的 导线，用“伏安法”测出金属导线的电阻R，用刻度尺测 出金属导线连入电路部分的长度 L，用螺旋测微器测出金 属导线的直径d，然后由S=π d2/4 算出金属导线的横截面 积S，即可求得金属的电阻率ρ 。 2. 在用“伏安法” 测量金属导线的电阻R 时， 由于通 常选择待测金属导线的电阻约为数欧姆，实验室常用的安 培表（量程取0.6A）的内阻RA为 0.125Ω ，伏特表（量程 取3V）的内阻RV为3KV，比较后，有RV>>R。因此必须采用 安培表外接法，才能使由于电表的接入引起的系统误差较 小。
E真
①
R1
R2
A Er
1 2
E=I1（R1+ RA+ r）
I1 I 2
(R 2 R1)
E=I2（R2+ RA+ r）
②
r真
I 2 R 2 I1R1 RA I1 I 2
练习 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和 导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的 （ C D ） A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表 C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱
同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
E1 E2 E3 用公式， E 3
r1 r2 r3 r 3
即为所测电源的电动势和内阻。
②图象法
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
U/V
E
图象在横轴上的截距 还是短路电流吗？
U0 0
I短 I/A
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况? （1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0）
E
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0） （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I短 r
思考
1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻 器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线 若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。 原理：E=U+Ir
b.电流表量程的扩大 ——并联一个小电阻
I-Ig R
I
G Ig Rg
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为10mA的电流表？
解：R= Ig Rg／(I-Ig) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω
一、伏安法测电阻的原理：RX=UX ／ IX . V 1. 电流表内接法 (1)使用条件: RX ＞＞RA 时 A Rx (2)结论: 电流表内接法：电流为真实值，电压偏大 V 据R＝U/I，测量值大于真实值 A 2. 电流表外接法： Rx (1)使用条件: RX ＜＜ RV 时 (2)结论: 电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据R＝U/I，测量值小于真实值
1,游标卡尺，螺旋测微器读法 2、测定电源电动势和内阻 3、电流表的改装及内接外接法 4、用万用表测电阻 5、用打点计时器测速度
游标卡尺和千分尺的读数 方法
50分度游标卡尺
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
1
2
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下面游标卡尺的读数是多少？
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0
9.94 mm
F
B
千 分 尺
E
D
原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D 每旋转一周， F前进或后退0.5mm。可 动刻度 E上的刻度为50等份，每一小格 表示0.01mm。
千分尺的读数方法： 测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度 上读出，小数部分由可动刻度E读出（注意 要估读一位数）。读数时，特别要注意固定 刻度上表示0.5mm 的刻度线是否露出。
1.现在想用伏安法测电阻，若伏特表、 电流表、电阻的阻值（估计值）为以 下值，选择哪种接法？
（1）RV= 20000Ω RA=1Ω R=30Ω
电流表 外接法 （2）RV= 5000Ω RA=0.1 Ω R= 200Ω
电流表 内接法
利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法 选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出 伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如 b 处，如果伏特表示 果安培表示数变化，则P 应接在———— a —处。 数显著变化，则P 应接在
U/V
V A
图甲
图乙
1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8
I/A
0 0.1 0.2 0.3 0.4
图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω
r=1.85-RA=0.85 Ω
电流表的改装及内接外接法
一、电流计
1、作用： 测量微小电流和电压 2. 三个主要参数 ①内阻:电流计内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig ③满偏电压Ug 3.电路图符号：
1 0
2
3
mA
U g I g Rg
G
二、电压表
R n 1 Rg
在表头串联一个阻值较大的电阻
例1:有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流 Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要 串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？
U Ug Ig Rg R UR V U
R串=990 Ω
4
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6
7
8
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0
0.10mm
0
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3
4
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10.24mm
0
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8
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0
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17.00mm
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0.64mm
6 7 8 9 10
0
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0
1
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3
4
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6
7
8
9
0
6.18 mm
6 7 8 9 10
0
1
伏安法测电阻率的原理说明
3．由电阻率的计算式还可看出，金属导线d 的测量值 的准确程度对实验误差的影响较大。因此，本实验选用 螺旋测微器来测量金属导线的d。
实验电路图：
说明：1.被测电阻丝的电阻较小，
所以选用电流表外接法； 2、本实验不要求电压调节范围， 可选用限流电路.（除一些特殊情 况外或具体情况具体分析）
（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I短 r
课堂小结
A
U-I法: V 甲 A 乙 E测 = E真
V
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
E测 <E真 U-R法：
r 测 < r真
V
r 测 > r真
E测 <E真
r 原理：E=U+ U R
V
R K
U2 E U2 r R2
U1 E U1 r R1
R1
A A R2
R1 R2 V V
一、伏安法测电源电动势和内阻实验
1、基本原理
闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋Ｉr Ｕ：路端电压 Ｉ：通过电源的电流
只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r
2、实验基本电路
（4）画U--I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多 的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧， 偏离直线太远的点可舍去。
（5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始， 横坐标必须从0开始 (这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
例2. 如图示的电路中，R1 、R2为标 准电阻，测定电源的电动势和内阻时， 如果偶然误差可以忽略不计，则电动 等于 势的测量值 真实值，内阻的测 量值 是 偏大 真实值，产生误差的原因 电流表有内阻 。 II
3、开始时滑动变阻器的滑动触头 应该在接入电路电阻最大的一端. 4、本实验通过的电流不宜太大， 通电时间不能太长，以免电阻丝发 热后电阻率发生明显变化.
R
A
V S
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
2、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、 一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这 节电池的电动势和内阻。 原理：E=I（R+r)
R A
K
E=I1(R1+r)
E=I2 (R2+r)
3、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、 一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节 电池的电动势和内阻。
Rv=1000 Ω
三、电流表
R Rg n 1
在表头上并联一个阻值较小的电阻
例有一个电流表G，内阻Rg=25 Ω ，满偏电流Ig=3mA。 要把把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的 电阻？改装后的电流表内阻多大？
U I
Ig Rg IR R
I
A
U
R并=0.126 Ω
Rwenku.baidu.com=0.125 Ω
R V 解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表 内阻相比。 因此采用内接法可以减小误差，P 应接在b 处。 而当伏特表示数变化显著，说明被测电阻较小可跟安培表 内阻相比。 因此采用外接法可以减小误差，P应接在a 处。
返回
a
P
A
b
三、滑动变阻器的使用
滑动变阻器的 两种主要连接方式： 串联限流电路
R s I-R法： R s
U2 E U2 r R2
U1 E U1 r R1
r 测 < r真
E测 = E真
E=I1(R1+r)
A
E=I2 (R2+r)
r 测 > r真
四、重要注意事项 （1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置 （2）使用旧电池 （3）实验中将电流不要太大，每次读完数后立即断电
电压表:
0～0.6A
0～3V
滑动变阻器:
由测量电流确定，一般电流在0.2A-0.4A, 选用阻值较小的，便于调节
实验电路及其实物连线图
A
v
甲
返回
4、实验数据处理
① 平均值法 把所测量的数据代入U = E−Ir，
计算出
r1
U2 U1 I1 I 2
I 1U 2 U 1I 2 ，E1 I1 I 2
A V
用电流表、电压表与滑动变阻器
V A
甲
乙
误差分析：
E = U + Ir
E真 E测
真实值
0
测量值
E测 <E真
r 测 < r真
E测
真实值
0
E = U + Ir r 测 > r真 E测 = E真
测量值
3、系统误差原因分析
A V A
V
甲
乙
E真 E测
0
U
IV1
U1 U 2 ----------------
练习 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和 内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电 压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器 有R1(10Ω 2A)和 R2(100Ω 0.1A)各一只; (1)实验中滑动变阻器应选用 R1 (选填R1或R2). (2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路. (3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E= 1.50 V; 内阻r= 0.85 Ω.
20 15 10 0
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下面测量的读数分别应该是多少？
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1.615mm
1.511mm
复习回顾：
1、闭合电路欧姆定律
E I Rr
U/V
2、电源电动势与内、外电压关系
E U 外 U内 U Ir
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
. .
IV2
E测
U2
U
..
I1
I2
.
U1
. . .U .
I2
I1
A2
U A1
I
I
0
E测 <E真
r 测 < r真
Rv E测 E真 Rv r真
E测 = E真
r 测 > r真
r真 Rv r测 Rv r真
r测 r真 RA E测 E真
实验时采用甲图所示电路误差较小
仪器选择：
电流表：
小 结 1）若要将电流表G改装成一个量程 为Ug的n倍的电压表V，需要串联电 阻的阻值为
R n 1 Rg
2）若要将电流表G改装成一个量程 为Ig的n倍的电流表A，需要并联的 电阻的阻值为
R并
Rg
n 1
A. 电压表量程的扩大 ——串联一个大电阻
Ug
G
U-Ug
Rg U R
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？ 解：Ug=IgRg=0.1V ∴R=29 kΩ
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10.190mm
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8.695mm
如果有系统误差怎么办？
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RX
C
D
A
B
并联分压电路——分压器
RX
C (D)
R
A
R
B
两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同．
实验：测量小灯泡的伏安特性曲线
（二）、测定金属的电阻率 伏安法测电阻率的原理说明
1．由电阻定律公式 R=ρ L /S 知，电阻率ρ =RS/L 。因 此，要测定金属的电阻率，只须选择这种金属材料制成的 导线，用“伏安法”测出金属导线的电阻R，用刻度尺测 出金属导线连入电路部分的长度 L，用螺旋测微器测出金 属导线的直径d，然后由S=π d2/4 算出金属导线的横截面 积S，即可求得金属的电阻率ρ 。 2. 在用“伏安法” 测量金属导线的电阻R 时， 由于通 常选择待测金属导线的电阻约为数欧姆，实验室常用的安 培表（量程取0.6A）的内阻RA为 0.125Ω ，伏特表（量程 取3V）的内阻RV为3KV，比较后，有RV>>R。因此必须采用 安培表外接法，才能使由于电表的接入引起的系统误差较 小。
E真
①
R1
R2
A Er
1 2
E=I1（R1+ RA+ r）
I1 I 2
(R 2 R1)
E=I2（R2+ RA+ r）
②
r真
I 2 R 2 I1R1 RA I1 I 2
练习 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和 导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的 （ C D ） A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表 C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱
同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
E1 E2 E3 用公式， E 3
r1 r2 r3 r 3
即为所测电源的电动势和内阻。
②图象法
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
U/V
E
图象在横轴上的截距 还是短路电流吗？
U0 0
I短 I/A
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况? （1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0）
E
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0） （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I短 r
思考
1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻 器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线 若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。 原理：E=U+Ir
b.电流表量程的扩大 ——并联一个小电阻
I-Ig R
I
G Ig Rg
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为10mA的电流表？
解：R= Ig Rg／(I-Ig) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω
一、伏安法测电阻的原理：RX=UX ／ IX . V 1. 电流表内接法 (1)使用条件: RX ＞＞RA 时 A Rx (2)结论: 电流表内接法：电流为真实值，电压偏大 V 据R＝U/I，测量值大于真实值 A 2. 电流表外接法： Rx (1)使用条件: RX ＜＜ RV 时 (2)结论: 电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据R＝U/I，测量值小于真实值
1,游标卡尺，螺旋测微器读法 2、测定电源电动势和内阻 3、电流表的改装及内接外接法 4、用万用表测电阻 5、用打点计时器测速度
游标卡尺和千分尺的读数 方法
50分度游标卡尺
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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下面游标卡尺的读数是多少？
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F
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千 分 尺
E
D
原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D 每旋转一周， F前进或后退0.5mm。可 动刻度 E上的刻度为50等份，每一小格 表示0.01mm。
千分尺的读数方法： 测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度 上读出，小数部分由可动刻度E读出（注意 要估读一位数）。读数时，特别要注意固定 刻度上表示0.5mm 的刻度线是否露出。
1.现在想用伏安法测电阻，若伏特表、 电流表、电阻的阻值（估计值）为以 下值，选择哪种接法？
（1）RV= 20000Ω RA=1Ω R=30Ω
电流表 外接法 （2）RV= 5000Ω RA=0.1 Ω R= 200Ω
电流表 内接法
利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法 选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出 伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如 b 处，如果伏特表示 果安培表示数变化，则P 应接在———— a —处。 数显著变化，则P 应接在
U/V
V A
图甲
图乙
1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8
I/A
0 0.1 0.2 0.3 0.4
图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω
r=1.85-RA=0.85 Ω
电流表的改装及内接外接法
一、电流计
1、作用： 测量微小电流和电压 2. 三个主要参数 ①内阻:电流计内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig ③满偏电压Ug 3.电路图符号：
1 0
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mA
U g I g Rg
G
二、电压表
R n 1 Rg
在表头串联一个阻值较大的电阻
例1:有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流 Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要 串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？
U Ug Ig Rg R UR V U
R串=990 Ω
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5
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
17.00mm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0.64mm
6 7 8 9 10
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
6.18 mm
6 7 8 9 10
0
1
伏安法测电阻率的原理说明
3．由电阻率的计算式还可看出，金属导线d 的测量值 的准确程度对实验误差的影响较大。因此，本实验选用 螺旋测微器来测量金属导线的d。
实验电路图：
说明：1.被测电阻丝的电阻较小，
所以选用电流表外接法； 2、本实验不要求电压调节范围， 可选用限流电路.（除一些特殊情 况外或具体情况具体分析）
（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I短 r
课堂小结
A
U-I法: V 甲 A 乙 E测 = E真
V
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
E测 <E真 U-R法：
r 测 < r真
V
r 测 > r真
E测 <E真
r 原理：E=U+ U R
V
R K
U2 E U2 r R2
U1 E U1 r R1
R1
A A R2
R1 R2 V V
一、伏安法测电源电动势和内阻实验
1、基本原理
闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋Ｉr Ｕ：路端电压 Ｉ：通过电源的电流
只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r
2、实验基本电路
（4）画U--I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多 的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧， 偏离直线太远的点可舍去。
（5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始， 横坐标必须从0开始 (这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
例2. 如图示的电路中，R1 、R2为标 准电阻，测定电源的电动势和内阻时， 如果偶然误差可以忽略不计，则电动 等于 势的测量值 真实值，内阻的测 量值 是 偏大 真实值，产生误差的原因 电流表有内阻 。 II
3、开始时滑动变阻器的滑动触头 应该在接入电路电阻最大的一端. 4、本实验通过的电流不宜太大， 通电时间不能太长，以免电阻丝发 热后电阻率发生明显变化.
R
A
V S
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
2、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、 一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这 节电池的电动势和内阻。 原理：E=I（R+r)
R A
K
E=I1(R1+r)
E=I2 (R2+r)
3、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、 一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节 电池的电动势和内阻。
Rv=1000 Ω
三、电流表
R Rg n 1
在表头上并联一个阻值较小的电阻
例有一个电流表G，内阻Rg=25 Ω ，满偏电流Ig=3mA。 要把把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的 电阻？改装后的电流表内阻多大？
U I
Ig Rg IR R
I
A
U
R并=0.126 Ω
Rwenku.baidu.com=0.125 Ω
R V 解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表 内阻相比。 因此采用内接法可以减小误差，P 应接在b 处。 而当伏特表示数变化显著，说明被测电阻较小可跟安培表 内阻相比。 因此采用外接法可以减小误差，P应接在a 处。
返回
a
P
A
b
三、滑动变阻器的使用
滑动变阻器的 两种主要连接方式： 串联限流电路
R s I-R法： R s
U2 E U2 r R2
U1 E U1 r R1
r 测 < r真
E测 = E真
E=I1(R1+r)
A
E=I2 (R2+r)
r 测 > r真
四、重要注意事项 （1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置 （2）使用旧电池 （3）实验中将电流不要太大，每次读完数后立即断电
电压表:
0～0.6A
0～3V
滑动变阻器:
由测量电流确定，一般电流在0.2A-0.4A, 选用阻值较小的，便于调节
实验电路及其实物连线图
A
v
甲
返回
4、实验数据处理
① 平均值法 把所测量的数据代入U = E−Ir，
计算出
r1
U2 U1 I1 I 2
I 1U 2 U 1I 2 ，E1 I1 I 2
A V
用电流表、电压表与滑动变阻器
V A
甲
乙
误差分析：
E = U + Ir
E真 E测
真实值
0
测量值
E测 <E真
r 测 < r真
E测
真实值
0
E = U + Ir r 测 > r真 E测 = E真
测量值
3、系统误差原因分析
A V A
V
甲
乙
E真 E测
0
U
IV1
U1 U 2 ----------------
练习 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和 内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电 压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器 有R1(10Ω 2A)和 R2(100Ω 0.1A)各一只; (1)实验中滑动变阻器应选用 R1 (选填R1或R2). (2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路. (3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E= 1.50 V; 内阻r= 0.85 Ω.