時(shí)間：2023-07-30 10:18:14
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇?dú)W姆定律內(nèi)接法范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
圖1
如圖1所示，在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為小盤(pán)和砝碼的重力等于小車和砝碼所受的合力，存在系統(tǒng)誤差，只有在滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才比較理想.
分析：（1）研究m，受重力mg和拉力F，選豎直向下為正方向.
根據(jù)牛頓第二定律得
mg-F=ma ①
（2）研究M，受拉力F，選水
平向左為正方向，根據(jù)牛頓第二定律得：
F=Ma ②
解方程①、②得：
F=mMm+Mg=
mgmM+1
=Ma
，所以，a=g
mM+1
而在理論上我們認(rèn)為a=mgM，因此必
須滿足Mm的條件，但也總是有誤差，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)畫(huà)出的a-F圖象是彎曲的.這是由于實(shí)驗(yàn)方法引起的實(shí)驗(yàn)誤差，是不可避免的.
二、伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差
用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U，用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流I，根據(jù)歐姆定律可以求出待測(cè)電阻R=U/I，這種測(cè)量電阻的方法叫伏安法，常用的接法有以下兩種.
1.電流表外接法
圖2
外接法測(cè)電阻的原理如圖2
所示，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，電流表的示數(shù)IA應(yīng)等于電阻Rx上通過(guò)的電流I和電壓表上通過(guò)的電流IV之和，即IA=I+IV.因此，由R=U/IA計(jì)算出的待測(cè)電阻值將出現(xiàn)偏差，這種偏差是由于電壓表V的內(nèi)阻RV不夠大而引起的分流
所造成的系統(tǒng)誤差.設(shè)電壓表內(nèi)阻為RV，待測(cè)電阻測(cè)量值為R測(cè)， 待測(cè)電阻真實(shí)值為Rx，由歐姆定律得R測(cè)=
UIA=
11/Rx+1/RV，即
1Rx=
IAU-1RV.
當(dāng)RVRx時(shí)，Rx=U/I≈U/IA，可見(jiàn)待測(cè)電阻的實(shí)際測(cè)量值比真實(shí)值偏小.
由此可得，采用外接法時(shí)，待測(cè)電阻值比電壓表內(nèi)阻值小的越多，誤差就越小，故當(dāng)RxRV時(shí)，采用電流表“外接法”電路.此時(shí)誤差較小.由以上分析可知，在電流表外接法中，既使?jié)M足RxRV，測(cè)量結(jié)果仍然存在系統(tǒng)誤差， 原因是所用電壓表的內(nèi)阻
RV不是無(wú)窮大.
2.電流表內(nèi)接法
圖3
物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，不管是以前的單科考試還是近年來(lái)的“理綜”測(cè)試，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾槎际抢砜聘呖贾幸粋€(gè)必不可少的組成部分，它所占的比重是所有考生都不能忽視的。而電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的考查，又是實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)內(nèi)容，是所有考生都覺(jué)得較難掌握的一個(gè)部分。由于電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的多變性，使得學(xué)生在練習(xí)和考查中經(jīng)常出錯(cuò)。為了比較快而正確地做好電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)為應(yīng)注意以下三個(gè)方面。
一、實(shí)驗(yàn)原理的確定
電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理無(wú)非三種：多用電表的使用（比較基礎(chǔ)），利用部分電路歐姆定律I=U/R，采用伏安法測(cè)電阻、利用全電路歐姆定律E=U+Ir或E=I（R+r）測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。其中尤以伏安法測(cè)電阻最為靈活多變。
二、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路最主要的問(wèn)題有兩個(gè)，一個(gè)是測(cè)量電路的選擇，另一個(gè)就是調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)。
1.測(cè)量電路的選擇
在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)安培表的位置，測(cè)量電路有內(nèi)接法和外接法兩種，它們的適用范圍不一樣。
（1）內(nèi)接法：電路如圖1，由于實(shí)驗(yàn)原理是R=U/I，而R=U/I=U/I，可知由于安培表的分壓作用，U=U+U，使得電壓值的測(cè)量值偏大，從而導(dǎo)致電阻測(cè)量值偏大，因此當(dāng)U?塏U，即有R?塏R時(shí)，結(jié)果較準(zhǔn)確。
（2）外接法：電路如圖2，由于電壓表的分流作用，使得I=I+I，測(cè)量電流值偏大，從而導(dǎo)致電阻測(cè)量值偏小，這樣只適用于測(cè)量小電阻（即R?塏R）。
明確這些誤差來(lái)源，便可根據(jù)被測(cè)阻值與待測(cè)電阻阻值之比，合理選擇測(cè)量電路，減小誤差。
2.控制電路的選擇
控制電路主要是針對(duì)滑動(dòng)變阻器（或變阻器）的連接方式而言的，其連接方式有兩種：一種是限流式接法，一種是分壓式接法。
（1）限流式接法：如圖3，滑動(dòng)變阻器只有部分電阻與用電器串聯(lián)。
（2）分壓式接法：如圖4，滑動(dòng)變阻器有部分電阻與用電器并聯(lián)，另一部分連在干路上。
以上兩種連接方式均可起到調(diào)壓、限流作用，但調(diào)節(jié)范圍不同，電路由于變阻器的存在而引入的額外損耗也不同。兩電路相比，區(qū)別如下：
1）控壓范圍：
分壓：0―U（與R無(wú)關(guān)）
限流：RU/（R+R）―U（與R有關(guān)）
2）限流范圍：
分壓0―U/R
限流U/（R+R）―U/R
由上可知：分壓接法中，電壓、電流變化范圍較大，限流接法電路調(diào)節(jié)比較方便，額外損耗的功率也較小；當(dāng)兩種接法都能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，可優(yōu)先選擇限流接法。當(dāng)變阻器的阻值略大于待測(cè)電阻時(shí)，限流接法已基本可以滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)控制范圍的要求。但當(dāng)R大于R時(shí)，限流接法調(diào)節(jié)范圍相對(duì)較小，調(diào)控作用不明顯，一般只能選分壓。
二、實(shí)驗(yàn)器材的選擇
實(shí)驗(yàn)器材的選擇，一般應(yīng)遵循以下原則。
1.可行性原則
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的實(shí)驗(yàn)器材，選擇合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)方便可行，達(dá)到設(shè)定的效果。
2.安全性原則
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能出現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)方案不合理或器材選擇不當(dāng)而出現(xiàn)儀器損壞的不良后果。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要需要考慮：電壓表兩端的電壓值，通過(guò)電流表的實(shí)際電流值是否超過(guò)它的量程；電表使用中“+”、“-”接線柱是否接反，通過(guò)個(gè)電器元件如滑動(dòng)變阻器、電阻等的實(shí)際電流是否超過(guò)其額定電流，電源的最大輸出電流是否超過(guò)其額定電流等。
3.準(zhǔn)確性原則
要求實(shí)驗(yàn)誤差盡量小，精度盡量高。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，使用電壓表、電流表時(shí)，盡可能使指針接近滿量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏的1/3以上，使用歐姆表時(shí)，宜選用指針盡可能在中間刻度（1/3―2/3之間）上。
4.方便性原則
選用滑動(dòng)變阻器時(shí)，要使電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍既滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)使其大部分電阻線都用到。而在其他都適合的情況下，限流電路比分壓電路便于調(diào)節(jié)。
5.經(jīng)濟(jì)性原則
使實(shí)驗(yàn)中額外損耗最小。
例1：為測(cè)定一個(gè)阻值約為25kΩ左右的電阻R，備有器材：
①直流電流表A1（0―100uA，R≈1KΩ）
②直流電流表A2（0―500uA，R≈200Ω）
③直流電壓表V1（0―10V，R≈10kΩ）
④直流電壓表V2（0―50V，R≈500kΩ）
⑤直流電源E（12V，r=4Ω）
⑥變阻器R（0―1kΩ，功率1W）和導(dǎo)線、電鍵等。
應(yīng)選用電流表?搖?搖?搖?搖電壓表?搖?搖?搖?搖畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
分析：1）器材選擇：電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，待測(cè)電阻約為25kΩ，則Im=E/R=12/（25×1000）=480uA，電流表應(yīng)選A2，電壓表V1的量程雖然小于電源的電動(dòng)勢(shì)E，但可利用控制電路將待測(cè)電阻R上的電壓控制在10V之內(nèi)，而V2的量程較大，無(wú)法取得較高的精確度，所以電壓表應(yīng)選V1。
2）電路設(shè)計(jì)：
測(cè)量電路：R/R=25×1000/200=125，R/R=100×1000/（25×1000）=4，即R?垌R，而R與R相近，所以應(yīng)用電流表內(nèi)接法測(cè)量。
控制電路：變阻器R的最大阻值遠(yuǎn)小于R，若用R做限流電阻，調(diào)節(jié)范圍不夠大，無(wú)法滿足調(diào)節(jié)范圍的要求，應(yīng)接成分壓器，使R上的電壓可任意調(diào)節(jié)，并能多次測(cè)量，使誤差較小。綜上所述，電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1，電路如圖5。
例2：從下表中選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r，要求方法簡(jiǎn)潔，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)。
在表格右方的框中畫(huà)出電路圖，標(biāo)明所用的器材代號(hào)。
中圖分類號(hào)：G427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）23-085-1
“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的理論方案一般有三種，我將其概括為“伏安法”，“安培法”和“伏特法”。從理想化電表來(lái)考慮的話，原理上都可以用兩個(gè)方程聯(lián)立求解計(jì)算得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。但是這就違背了我們做實(shí)驗(yàn)的最基本要求。我們都希望能讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)盡量用最簡(jiǎn)單最合理的方法，測(cè)出相對(duì)來(lái)說(shuō)誤差最小的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，同時(shí)也要讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析誤差且弄明白誤差產(chǎn)生的原因。因此在該實(shí)驗(yàn)中我們都會(huì)按照教材要求給同學(xué)們安排了“伏安法”測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在使用伏安法時(shí)，勢(shì)必會(huì)涉及到安培表的內(nèi)外接法，不同的同學(xué)采用的連接方法可能也是不一樣的，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果后同學(xué)們會(huì)比較分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果上的差別，為什么會(huì)有差別？哪種方案更好，更接近真實(shí)結(jié)果？這就勢(shì)必引起實(shí)驗(yàn)誤差的討論，本文總結(jié)了三種方法以供參考。
方法1：“等效電源”法
電流表的內(nèi)接法：若將圖1看成圖2，將虛線框內(nèi)元件整體看成新的等效電源，則電壓表測(cè)量值為等效電源的路端電壓，電流表的測(cè)量值為流過(guò)等效電源的電流值，所以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相當(dāng)于圖3。
容易看出測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系：E=E0，r=r0+RA。
電流表的外接法：若將圖4看成圖5，將虛框內(nèi)元件整體看成新的等效電源，則電壓表測(cè)量值為等效電源的路端電壓，電流表的測(cè)量值為流過(guò)等效電源的電流值，所以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相當(dāng)于圖6。
容易看出測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系：E=RVr+RVE0，r=r0RVr0+RV。
方法2：圖線比較法
電流表的內(nèi)接法：產(chǎn)生誤差的原因是電流表的分壓作用。
實(shí)際測(cè)量圖線的修正（見(jiàn)圖7）：
圖7中實(shí)線表示電流表相對(duì)電源內(nèi)接法的測(cè)量圖線。所以對(duì)于某次測(cè)量數(shù)據(jù)，由于電流表的測(cè)量值等于真實(shí)值，電壓的測(cè)量值小于真實(shí)值，所以電源端電壓的真實(shí)值等于電壓表的讀數(shù)加上電流表的電壓，即U真=U測(cè)+UA。由于電流表的電阻一定，I越小，電流表分得電壓UA越小，當(dāng)I=0時(shí)，UA=0。所以真實(shí)圖線與縱軸的交點(diǎn)與測(cè)量圖線的交點(diǎn)相同，如圖7虛線所示，
電流表的外接法：產(chǎn)生誤差的原因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔谩?/p>
實(shí)際測(cè)量圖線的修正（見(jiàn)圖8）：
圖8中實(shí)線表示電流表相對(duì)電源外接法的測(cè)量圖線。所以對(duì)于某次測(cè)量數(shù)據(jù)，由于電壓表的測(cè)量值等于真實(shí)值，電流表的測(cè)量值小于真實(shí)值，所以干路電流的真實(shí)值等于電流表的讀數(shù)加上電壓表中的電流，即I真=I測(cè)+IV。由于電壓表的內(nèi)阻一定，U越小，電壓表分得的電流IV越小，當(dāng)U=0時(shí)，IV=0。所以真實(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)與測(cè)量圖線的交點(diǎn)相同，如圖8中的虛線所示。
方法3：閉合電路計(jì)算法
1、理解伏安法測(cè)電阻的原理。
2、知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法。
3、理解兩種方法的誤差原因，并能在實(shí)際中作出選擇。
4、理解多用電表直流電流檔、直流電壓檔、歐姆檔的基本原理.
(二)能力目標(biāo)
1、通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析，實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。
2、了解歐姆表的原理，學(xué)會(huì)使用歐姆表。
3、練習(xí)使用多用電表。
(三)情感目標(biāo)
1、通過(guò)本課學(xué)生測(cè)量分析，器材選擇判斷，樹(shù)立學(xué)生知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)踐的觀點(diǎn)。
教學(xué)建議
1、伏安法測(cè)電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了，但是初中時(shí)只要求學(xué)生掌握測(cè)量基本原理，不需要學(xué)生考慮測(cè)量的誤差以及引起誤差的原因，也不需要學(xué)生掌握兩種連接方法，而在高中階段，本節(jié)重點(diǎn)是伏安法測(cè)電阻的兩種接法，使學(xué)生知道在什么情況下應(yīng)該用哪種接法，知道兩種接法對(duì)測(cè)量值帶來(lái)的不同測(cè)量結(jié)果，要求學(xué)生對(duì)兩種連接方法所產(chǎn)生的誤差來(lái)源有所了解。
在新課講解中可以首先復(fù)習(xí)電阻定義，引出測(cè)量電阻的思路，結(jié)合具體實(shí)際，提出兩種測(cè)量方式，分析誤差原因，總結(jié)適用條件，通過(guò)測(cè)量分析，進(jìn)一步鞏固。通過(guò)器材分析選擇，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力。
學(xué)生活動(dòng)展開(kāi)時(shí)應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下，分析兩種測(cè)量電阻方法的誤差原因及適用條件，利用自行測(cè)量進(jìn)一步體會(huì)適用條件，通過(guò)練習(xí)題，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力，器材選擇判斷能力，解決實(shí)際問(wèn)題能力。本節(jié)是閉合電路歐姆定律的運(yùn)用，具有聯(lián)系實(shí)際的意義，為學(xué)生提供運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)
2、教材要求了解歐姆表的原理，不要求進(jìn)一步講解歐姆表的刻度等問(wèn)題.
通過(guò)對(duì)歐姆表原理的講解，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生使用歐姆表的能力，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)歐姆表在使用前調(diào)零的重要性和必要性，使學(xué)生分清歐姆表的各檔位之間的轉(zhuǎn)換，知道歐姆表內(nèi)置電源的正負(fù)極與兩個(gè)表筆之間的連接，會(huì)對(duì)歐姆表進(jìn)行讀數(shù)和測(cè)量。
3、對(duì)于程度不同的學(xué)生可以采取不同的教學(xué)方法，如果學(xué)生的程度較好，可以對(duì)電阻的測(cè)量進(jìn)行展開(kāi)教學(xué)。除了講解以上兩種電阻測(cè)量方法以外，還可以向?qū)W生介紹其他方法。比如替代法，補(bǔ)償法，惠斯通電橋法，另有利用一個(gè)已知電阻和伏特表，一個(gè)已知電阻和安培表進(jìn)行測(cè)量的方法。
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
電阻的測(cè)量
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求：
(1)了解用伏安法測(cè)電阻，知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法，無(wú)論用“內(nèi)接法”還是“外接法”，測(cè)出的阻值都有誤差。
(2)懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的，并能在實(shí)際中根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器。
(3)知道歐姆表測(cè)電阻的原理。
2、能力方面的要求：
(1)引導(dǎo)學(xué)生理解觀察內(nèi)容的真實(shí)性，鼓勵(lì)學(xué)生尋查意外現(xiàn)象及異常現(xiàn)象所發(fā)生的原因。
(2)通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析，實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心操作、認(rèn)真觀察的習(xí)慣和分析實(shí)際問(wèn)題的能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)：使學(xué)生掌握引起測(cè)量誤差的原因及減小誤差的方法。
2、難點(diǎn)
(1)誤差的相對(duì)性。
(2)根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器來(lái)減小誤差。
三、教具
電壓表，電流表，歐姆表，測(cè)電阻的示教板。
四、主要教學(xué)過(guò)程
(-)引入新課
我們?cè)诔踔袝r(shí)已經(jīng)做過(guò)了“用電壓表、電流表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在，再做“伏安法測(cè)電阻”，是不是簡(jiǎn)單的重復(fù)呢?大家可以回想一下，當(dāng)初做實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況，把兩個(gè)示數(shù)相除，再多次求平均即可，那你們有沒(méi)有想過(guò)，這樣得到的就是電阻的真實(shí)值嗎?不是，原因在于電壓表和電流表都不是理想的。
(二)教學(xué)過(guò)程
1、伏安法測(cè)電阻
我們已經(jīng)了解了電流表并非無(wú)電阻，而電壓表也并不是電阻無(wú)窮大，用這樣的表去測(cè)量電阻，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么樣的影響?
(1)、原理：利用部分電路歐姆定律
我們利用電壓表，電流表測(cè)量電阻值時(shí)，需把二者同時(shí)接入電路，否則無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，沒(méi)有了測(cè)量的意義，那么接入時(shí)無(wú)非兩種接入方法，那么電路應(yīng)如何?請(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出。
(2)、電路：
如果是理想情況，即時(shí)，兩電路測(cè)量的數(shù)值應(yīng)該是相同的。
提出問(wèn)題，實(shí)際上兩塊表測(cè)量的是哪個(gè)研究對(duì)象的哪個(gè)值?測(cè)出來(lái)的數(shù)值與實(shí)際值有什么偏差，是偏大還是偏小?
外接法
是兩端電壓，是準(zhǔn)確的，是過(guò)和的總電流，所以偏大。
偏小，是由于電壓表的分流作用造成的。
實(shí)際測(cè)的是與的并聯(lián)值，隨，誤差將越小。
內(nèi)接法
是過(guò)的電流，是準(zhǔn)確的，是加在與A上總電壓，所以偏大。偏大，是由于電流表的分壓作用造成的。
實(shí)際測(cè)的是與A的串聯(lián)值，隨，誤差將越小。
進(jìn)一步提問(wèn)：為了提高測(cè)量精度，選擇內(nèi)、外接的原則是什么?
適用范圍：;
[思考題]給你電源、電流計(jì)、已知電阻、開(kāi)關(guān)和未知電阻各一只，如何設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路。
方法：將A前后兩次串入和各支路，測(cè)得電流強(qiáng)度為和，應(yīng)有，則)
2、歐姆表測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻比較麻煩，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用能直接讀出電阻值的歐姆表來(lái)測(cè)電阻，關(guān)于歐姆表的構(gòu)造，先請(qǐng)同學(xué)們看書(shū)。
以上歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖。借助電流表顯示示數(shù)，測(cè)電阻不同于測(cè)電流、電壓，表內(nèi)本身含有電源，表盤(pán)上本身刻定的是電流值。試想，在兩表筆間接入不同的電阻時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度會(huì)隨之發(fā)生改變，且一個(gè)阻值對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，即指針偏在某一位置，所以可知：
(1)、原理：閉合電路歐姆定律
(2)、刻度的標(biāo)定：
①兩表筆短接，調(diào)，使，刻出“0”
②兩表筆斷開(kāi)，指針不偏，刻出“∞”
③任意加上，，在指針偏轉(zhuǎn)到的位置，刻出“”;
④若是正好是呢?應(yīng)有，不難看出此時(shí)、，是此時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，也稱中值電阻。
拿出一塊歐姆表演示一下剛才的過(guò)程，同時(shí)說(shuō)明：
①紅、黑表筆的規(guī)定是為了與以往的電壓表、電流表“+、-”極統(tǒng)一，即電流流入的為正極，電流流出的為負(fù)極。
②由于與并不是簡(jiǎn)單的反比關(guān)系，所以歐姆表的刻度是不均勻的，從有向左，刻度越來(lái)越密。
(3)、使用歐姆表的注意事項(xiàng)：(請(qǐng)同學(xué)回答并總結(jié)出)
①測(cè)電阻時(shí)，要使被測(cè)電阻同其它電路脫離開(kāi)。
②歐姆表一般均有幾檔，而且使用時(shí)間長(zhǎng)了，電池的E，r均要發(fā)生改變，所以在每次使用前及換擋后都要進(jìn)行調(diào)零。
③每次使用后要把開(kāi)關(guān)撥到OFF檔或交流電壓檔的最大量程。
由此也可看出，利用歐姆表測(cè)電阻僅是粗測(cè)而已，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)再利用伏安法測(cè)量才會(huì)比較準(zhǔn)確。
【正文】
本實(shí)驗(yàn)是高中物理中的一個(gè)極其重要的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粌H僅是教會(huì)學(xué)生一種測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的方法，更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好地理解電動(dòng)勢(shì)這一概念。
我們知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不能直接進(jìn)行測(cè)量，但電源接入電路中，路端電壓和干路電流確是可以測(cè)量的，如果我們可以建立路端電壓和電流與電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之間的聯(lián)系，那么問(wèn)題就迎刃而解了。這讓我們想到了閉合電路歐姆定律，即 ，可推出 在實(shí)驗(yàn)操作中可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到多組U、I值，進(jìn)而可采用平均值法或U―I圖像法以減少實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差。然而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的系統(tǒng)誤差卻是不可避免的，下面我們就來(lái)根據(jù)測(cè)量電路進(jìn)行誤差分析及電路選擇。
在用電流表和電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，有電流表外接和內(nèi)接兩種情況，下面我們將逐一分析。
1、 采用甲電路
分析如下：首先設(shè)電流表內(nèi)阻為RA，電壓表內(nèi)阻為RV，由閉合電路歐姆定律得
由以上分析還可以知道，要減小誤差，所選擇的電流表內(nèi)阻應(yīng)適當(dāng)小些，而電源內(nèi)阻大些，使得r>>RA。因此甲電路適宜測(cè)量水果電池、太陽(yáng)能電池板等大內(nèi)阻電源。
我們對(duì)甲電路的接法還可以這樣理解：因?yàn)橐獪y(cè)電源的內(nèi)阻，所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)用的是電流表內(nèi)接法。
2、 采用乙電路
分析如下：同樣考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律得
由以上分析還可以知道，要減小誤差，所選擇的電壓表內(nèi)阻應(yīng)適當(dāng)大些，而電源內(nèi)阻小些，使得r
同樣，對(duì)乙電路的接法也可以這樣理解：因?yàn)橐獪y(cè)電源的內(nèi)阻，所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)用的是電流表外接法。
綜上，相對(duì)于待測(cè)電阻而言，大電阻用電流表內(nèi)接法來(lái)測(cè)量，小電阻用電流表外接法來(lái)測(cè)量，即“大內(nèi)小外”。（但要知道r、RV、RA的大致阻值）
例1、已知太陽(yáng)能電池組的電動(dòng)勢(shì)約為8v，短路電流約為4mA。為精確測(cè)量出它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還備有下列器材：
A.電流表：量程5mA，內(nèi)阻約為10Ω
B.電流表：量程20mA，內(nèi)阻約為40Ω
C.電壓表：量程5.0V，內(nèi)阻約為5kΩ
D.電壓表：量程15 V，內(nèi)阻約為15kΩ
E.滑動(dòng)變阻器：0～4kΩ
F.滑動(dòng)變阻器：0～40kΩ
（1）為使實(shí)驗(yàn)盡可能方便、準(zhǔn)確，請(qǐng)選擇器材：____________________
（2）畫(huà)電路圖
（3）E真_______E測(cè)， r真________r測(cè)
點(diǎn)撥：由 可得，r=2000Ω，即大內(nèi)阻電源，因此電流表相對(duì)待測(cè)電阻內(nèi)接。如圖甲所示，結(jié)論與甲電路分析一致。
例2、某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：
A.被測(cè)干電池一節(jié) E.電壓表：量程0～15 V，內(nèi)阻未知
B.電流表：量程0～0.6 A，內(nèi)阻為0.1 Ω F.滑動(dòng)變阻器：0～10 Ω，2 A
C.電流表：量程0～3 A，內(nèi)阻為0.024 Ω G.滑動(dòng)變阻器：0～100 Ω，1 A
D.電壓表：量程0～3 V，內(nèi)阻未知 H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差.在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
（1）在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篲_______（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）；
（2）在圖（a）方框中畫(huà)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖（b）所示的U-I圖象，則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后，干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________ V，內(nèi)電阻r=________ Ω.
答案：（1）ABDFH
（2）如圖甲所示：
（3）1.5； 0.9
注意：電流表或電壓表會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)系統(tǒng)誤差，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)要盡量避免或減少電流表或電壓表帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。
如果電表為理想電表，即RV=∞，RA=0用圖1（甲）和（乙）兩種接法測(cè)出的電阻相等。但實(shí)際測(cè)量中所用電表并非理想電表，電壓表的內(nèi)阻并非趨近于無(wú)窮大、電流表也有內(nèi)阻，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的電阻值與真實(shí)值不同，存在誤差。如何分析其誤差并選用合適的電路進(jìn)行測(cè)量呢？
一般將圖1（甲）所示電路稱電流表外接法，（乙）所示電路為電流表內(nèi)接法，則“伏安法”測(cè)電阻的誤差分析和電路選擇方法可總結(jié)為六個(gè)字：“大內(nèi)大、小外小”。
一、 誤差分析
根據(jù)歐姆定律，電阻的（真實(shí)）阻值等于該電阻兩端的電壓值除以此時(shí)流過(guò)電阻的電流值，即 R=URIR，但在實(shí)際的測(cè)量中，由于測(cè)量系統(tǒng)的原因，我們并不能同時(shí)測(cè)得UR、IR，所以在實(shí)際測(cè)量中，總會(huì)有測(cè)量誤差。
1 電流表外接法
由于電表為非理想電表，考慮電表的內(nèi)阻，等效電路如圖3所示，電壓表的測(cè)量值UV為ab間電壓，電流表的測(cè)量值IA為干路電流，是流過(guò)待測(cè)電阻的電流與流過(guò)電壓表的電流之和，故：R測(cè)=UvIA
圖3
2 電流表內(nèi)接法
其等效電路如圖4所示，電流表的測(cè)量值為流過(guò)待測(cè)電阻和電流表的電流（IA=IR），電壓表的測(cè)量值為待測(cè)電阻兩端的電壓與電流表兩端的電壓之和，故：R測(cè)=UvIA
綜上所述，當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值，為減小誤差，應(yīng)測(cè)大電阻。即“大內(nèi)大”（大電阻內(nèi)接、測(cè)量值偏大）；當(dāng)采用電流表外接法時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值，為減小誤差，應(yīng)測(cè)小電阻。即“小外小”（小電阻外接、測(cè)量值偏小）。
二、 電路的選擇
1 “大內(nèi)大”：當(dāng)R>RA時(shí)，δ內(nèi)0，選擇電流表內(nèi)接法測(cè)量，誤差更小。
“小外小”：當(dāng)R
例1 已知電流表的內(nèi)阻約為0.1，電壓表的內(nèi)阻約為10KΩ，若待測(cè)電阻約為5Ω用伏安法測(cè)其電阻應(yīng)采用電流表接法；若待測(cè)電阻約為500Ω，用伏安法測(cè)其電阻應(yīng)采用電流表接法。
分析：當(dāng)待測(cè)電阻的阻值約為5Ω，通過(guò)與電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻的比較，可以看出待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，由“外小小”可知，應(yīng)選用電流表外接法，這樣相對(duì)誤差趨近于零，測(cè)量值更準(zhǔn)確。
當(dāng)待測(cè)電阻的阻值約為500Ω時(shí)，待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，由“內(nèi)大大”可知，應(yīng)選用電流表內(nèi)接法。
2 “大內(nèi)大”：當(dāng)R>RARV時(shí)，應(yīng)選擇電流表內(nèi)接法進(jìn)行測(cè)量。
“小外小”：當(dāng)R
證明：電流表內(nèi)、外接法的相對(duì)誤差分別為δ內(nèi)=RA/R和δ外=R/(RV+R)，則：
（1） 若δ內(nèi)RARV此時(shí)，電流表內(nèi)接法的相對(duì)誤差小于電流表外接法的相對(duì)誤差，故實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選擇電流表內(nèi)接法，即“大內(nèi)大”。
（2） 同上分析可知，當(dāng)Rδ外，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選擇電流表外接法，即“小外小”。
例2 （2005年全國(guó)高考題）在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20KΩ，電流表的內(nèi)阻約為10Ω，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，
讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖2-1所示：
（1） 根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線，由此求得該電阻的阻值Rx=Ω（保留兩位有效數(shù)字）。
（2） 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。
分析：由圖四所描的點(diǎn)可作出I-U圖線，其斜率的倒數(shù)即為被測(cè)電阻的阻值，Rx約為2.3×103-2.5×103。
因?yàn)镽ARV=10×20×103Ω≈447.2Ω，則Rx>RARV,
由“大內(nèi)大”有，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用2-2電流表內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2-2所示。（電路為什么采用滑動(dòng)變阻器分壓接法在這里不討論）
3 當(dāng)待測(cè)電阻的阻值完全未知時(shí)，常采用試觸法，觀察電流表和電壓表的示數(shù)變化情況，原理如圖3-1。
將伏特表的某一接線柱分別接a、b兩點(diǎn)，觀察兩表的示數(shù)變化顯著與否。判斷待測(cè)電阻的大小。
當(dāng)待測(cè)電阻Ra、b兩點(diǎn)，其示數(shù)變化顯著。因待測(cè)電阻R較小，應(yīng)采用外接法。
當(dāng)待測(cè)電阻R>RA,與Rv可比擬時(shí)，伏特表的分流作用顯著，伏特表分別接a、b兩點(diǎn)，安培表示數(shù)變化顯著。因待測(cè)電阻R較大，應(yīng)采用內(nèi)接法。
小結(jié)：伏特表示數(shù)變化顯著，說(shuō)明待測(cè)電阻R與RA差不多，較小，應(yīng)采用外接法；安培表示數(shù)變化顯著，說(shuō)明待測(cè)電阻R與Rv差不多，較大，應(yīng)采用內(nèi)接法。
考考查的重要內(nèi)容，由于電學(xué)實(shí)驗(yàn)具備開(kāi)放性、設(shè)計(jì)性、探究
性、靈活性和思想性等多個(gè)維度的考查功能，所以電學(xué)實(shí)驗(yàn)
是高考實(shí)驗(yàn)考查的“寵兒”，然而不少學(xué)生最害怕的、失分最
多的就是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，怎樣更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生不再
懼怕甚至拿高分是一個(gè)值得思考與研究的問(wèn)題。
2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的策略的幾點(diǎn)思考
2.1 依綱扣本，研究真題，提高復(fù)習(xí)的針對(duì)性
筆者認(rèn)為要更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，首先必須研讀高考考
試說(shuō)明，并緊扣教材內(nèi)容，以準(zhǔn)確把握復(fù)習(xí)范圍，研究近幾年
江蘇省和其他新課標(biāo)地區(qū)的高考真題，挖掘其中考查的內(nèi)涵
以及信息，并進(jìn)行橫向、縱向的對(duì)比、分析、總結(jié)，這樣在復(fù)習(xí)
中才能做到重點(diǎn)、難點(diǎn)了然于胸，才能避免無(wú)原則地拓展、延
伸，尤其是對(duì)教輔資料的內(nèi)容進(jìn)行合理取舍，從而達(dá)到有的
放矢地進(jìn)行復(fù)習(xí)的目標(biāo)。
比如，研讀江蘇省2012年高考考綱，其中“電阻的串聯(lián)
與并聯(lián)”考點(diǎn)是工級(jí)要求，那么在具體實(shí)驗(yàn)題中，所使用的
電壓表、電流表改裝問(wèn)題不宜深挖；涉及電表最小分度是“2”
或“5”的讀數(shù)問(wèn)題較為復(fù)雜，通過(guò)研讀高考試題，不難發(fā)現(xiàn)高
考對(duì)此讀數(shù)要求不高，所以教學(xué)時(shí)宜粗不宜細(xì)。
2.2 掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，保證雙基落實(shí)
實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能主要是指能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>
的，能理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，能控制實(shí)驗(yàn)條件，會(huì)使用儀
器，會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)記錄處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出實(shí)
驗(yàn)結(jié)論，近幾年的高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，有很多考查學(xué)生的基礎(chǔ)
知識(shí)、基本技能，不少試題源于教材，是教材實(shí)驗(yàn)的組合與改
裝，如2010年江蘇高考題中測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，所
以在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)確保雙基落實(shí)。
2.2.1 基本儀器的原理及使用
正確選用實(shí)驗(yàn)儀器是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前提，要想正確選用儀
器，就要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理及使用非常了解，電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本
儀器主要包括：電壓表、電流表、歐姆表等測(cè)量?jī)x器以及滑動(dòng)
變阻器、電阻箱等控制儀器，使用時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器的分
壓式與限流式接法的合理選用，要正確選擇電流表內(nèi)接法、
外接法，這是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行并得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提。
2.2.2
電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理與方法
2012年江蘇高考大綱要求考查的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有：決定導(dǎo)體
電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)定電源的電動(dòng)
勢(shì)和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用表等四個(gè)，其實(shí)驗(yàn)原理主要是：部分
電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律等，這些規(guī)律的
理解和掌握是圓滿完成實(shí)驗(yàn)的保證，同時(shí)也為今后實(shí)驗(yàn)的變
式、延伸提供了可能。
2.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理
實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是為了得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處
理得出結(jié)論才是實(shí)驗(yàn)最終的目的，這要求學(xué)生熟練運(yùn)用列表
法、公式法、圖象法等方法，在處理中能發(fā)現(xiàn)并剔除問(wèn)題數(shù)
據(jù)，從而最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2.3
抓住電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
要立足基礎(chǔ)，重視教材，引導(dǎo)學(xué)生注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)
系，抓住各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的共性與核心，從實(shí)驗(yàn)原理的角度上說(shuō)，
電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心是：歐姆定律，這在考綱上的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)
中都能有所體現(xiàn)，因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)要抓住歐姆定律這個(gè)
“綱”對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，使看似零散的知識(shí)點(diǎn)形成知
識(shí)網(wǎng)絡(luò)，例如，如圖1所示電路圖，可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有哪些?
①測(cè)定定值電阻的阻值
②測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
③測(cè)定電阻材料的電阻率
通過(guò)歐姆定律這個(gè)核心，建立起
較為牢固的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，再根據(jù)學(xué)
生的實(shí)情組織教學(xué)復(fù)習(xí)，總之雖然電
學(xué)實(shí)驗(yàn)形式多樣、豐富多彩，但只要提綱挈領(lǐng)，抓住了那個(gè)
綱，就可以綱舉目張。
2.4 重視典型例題的講解、引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移、能力
提升
2.4.1 電學(xué)實(shí)驗(yàn)例題講解，思路要“看”得見(jiàn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，一些電學(xué)實(shí)驗(yàn)題難度稍大，
學(xué)生便感覺(jué)無(wú)從下手，教師的解題過(guò)程只是一個(gè)認(rèn)識(shí)的過(guò)
程，解題的結(jié)果是認(rèn)知的成果，而元認(rèn)知是對(duì)認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)
知，因此在教學(xué)中，教師應(yīng)該通過(guò)出聲思維，讓學(xué)生“看見(jiàn)”教
師思維的過(guò)程，“看見(jiàn)”教師在讀到題目時(shí)頭腦中激活哪些相
關(guān)的信息，會(huì)出現(xiàn)哪些可能的方案，怎樣做出評(píng)價(jià)和選擇，
“看見(jiàn)”教師有時(shí)也會(huì)進(jìn)入死胡同但有能力自己走出來(lái)，“看
見(jiàn)”教師有時(shí)也會(huì)犯錯(cuò)誤，但在元認(rèn)知監(jiān)控下能夠意識(shí)到錯(cuò)
誤并改正之，當(dāng)然還可以在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的分
析(有正確或有錯(cuò)誤)暴露學(xué)生自己的思維過(guò)程，給教師反饋
信息。
2.4.2 引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，方向要清晰
第一找出實(shí)驗(yàn)有用的資料，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模坏诙治鰞x
器在實(shí)驗(yàn)中的特點(diǎn)(如電表的阻值)、作用(如定值電阻的用
途)及優(yōu)缺點(diǎn)；第三實(shí)驗(yàn)中存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理；第四
對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)、存在的問(wèn)題、改進(jìn)的措
施等等，如此一來(lái)才能在解答試題時(shí)穩(wěn)操勝券。
2.4.3 知識(shí)遷移、能力提升，技巧要掌握
一、兩種儀表齊全，只需選擇電流表內(nèi)接還是外接，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)器材和量程即可
例1 （2011天津）某同學(xué)測(cè)量阻值約為25 kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：
A.電流表（量程100 μA，內(nèi)阻約為2 kΩ）；
B.電流表（量程500 μA，內(nèi)阻約為 300 Ω）；
C.電壓表（量程15 V，內(nèi)阻約為100 kΩ）；
D.電壓表（量程50 V，內(nèi)阻約為500 kΩ）；
E.直流電源（20 V，允許最大電流1 A）；
F.滑動(dòng)變阻器（最大阻值1 kΩ，額定功率1 W）；
G.電鍵和導(dǎo)線若干。
電流表應(yīng)選 _______，電壓表應(yīng)選 _______。（填字母代號(hào)）
該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問(wèn)題。
1）______________________________________；
2）______________________________________。
解析：電源電壓20 V，為了測(cè)量準(zhǔn)確，所以電壓表的量程選15 V。待測(cè)阻值約為25 kΩ，所以電流表的量程選500 μA，滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)阻值小很多，所以分壓式接法操作更方便，Rx>■，所以選擇內(nèi)接法。
本實(shí)驗(yàn)是伏安法測(cè)電阻最基本的應(yīng)用，雖然學(xué)生解決起來(lái)比較順利，但本實(shí)驗(yàn)是所有變換之根源。
二、盡管有兩類電表，但由于量程不符，需要對(duì)其量程進(jìn)行改裝，選擇恰當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮钄U(kuò)大至恰當(dāng)?shù)牧砍?/p>
如圖1所示的電路可以改變電流表的量程，如圖2所示的電路可以改變電壓表的量程。
三、兩類電表和定值電阻的角色相互轉(zhuǎn)化
近年高考題中測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)題中經(jīng)常給出兩類電表，有時(shí)還給出定值電阻，它們有何用途呢？學(xué)生往往感到無(wú)從下手，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)也感到十分頭疼，想辦法轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)儀器的角色，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
例2 （2011上海）實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖所示。供選擇的儀器如下：
①待測(cè)電流表 G1（0～5 mA，內(nèi)阻約300 Ω），
②電流表G2 （0～5 mA，內(nèi)阻約100 Ω），
③定值電阻R1 （300 Ω），
④定值電阻R2 （10 Ω），
⑤滑動(dòng)變阻器R3（0～1000 Ω），
⑥滑動(dòng)變阻器R4（0～20 Ω），
⑦干電池（1.5 V），
⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。
（1）定值電阻應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。（在空格內(nèi)填寫(xiě)序號(hào)）
（2）用連線連接實(shí)物圖。
（3）補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接電路，____________________；
②閉合電鍵S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G1 G2的讀數(shù)I1，I2；
③ _____________________；
④以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖所示。
（4）根據(jù)I2- I1圖線的斜率及定值電阻，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式________________。
本實(shí)驗(yàn)求電流表的內(nèi)阻。只有流過(guò)電阻的電流數(shù)據(jù)，但沒(méi)有電壓表如何獲得電壓數(shù)據(jù)呢？本實(shí)驗(yàn)中定值電阻和待測(cè)電阻并聯(lián)，所以電壓相等，利用部分電路歐姆定律，已知電流的定值電阻可以轉(zhuǎn)化為電壓表。類似的情形，如圖3，已知電壓的定值電阻R0可以起到電流表的作用，如圖4，已知內(nèi)阻的電壓表V1也可以起到電流表的作用，如圖5，已知電阻的電流表G1可以轉(zhuǎn)化為電壓表等。當(dāng)缺少某種電表時(shí)可以利用部分電路歐姆定律進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換獲得電流或電壓數(shù)據(jù)，其實(shí)都是伏安法測(cè)電阻衍生出來(lái)的等價(jià)方法，萬(wàn)變不離其宗。
四、電表只作為顯示示數(shù)的一種表面象征，而采用間接方法測(cè)量未知電阻
例3 （2011全國(guó)理綜） 為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和R分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān)，E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
（1）將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_____的讀數(shù)I；
（2）然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；
在研究省級(jí)課題《初中、高中物理教學(xué)銜接的研究》時(shí)發(fā)現(xiàn)，初中物理（滬科班九年級(jí)教材）對(duì)《恒定電流》內(nèi)容的介紹和描述用了三章內(nèi)容，分別是第十四章《了解電路》、第十五章《探究電路》和第十六章《電流做功和電功率》，跟現(xiàn)行人教社物理3-1第二章《恒定電流》相比對(duì)，發(fā)現(xiàn)有很多知識(shí)點(diǎn)是重復(fù)的。如表一：
在完成初高中銜接后，在高中增加了“電動(dòng)勢(shì)”這一重要概念，增加了“電阻定律”、“閉合電路歐姆定律”兩個(gè)定律，還增加了多個(gè)重要的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) ：如“描繪小燈泡的伏安特性曲線”、“測(cè)定金屬的電阻率”、“把電流表改裝為電壓表”、“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”、“用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件”。這些實(shí)驗(yàn)在高考中反復(fù)考，命題者尤其喜歡考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。究其原因，是由于這部分內(nèi)容涉及的實(shí)驗(yàn)原理比較成熟，學(xué)生在初中和高中對(duì)這部分內(nèi)容都不陌生。
在教學(xué)課時(shí)緊張的情況下，為了把這部分內(nèi)容給學(xué)生講清、講活和講透，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，課題組成員在部分班級(jí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)重新設(shè)計(jì)。如表二：
在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，把初中已學(xué)知識(shí)進(jìn)行較系統(tǒng)地復(fù)習(xí)，把教學(xué)重心后移，重點(diǎn)給學(xué)生介紹用所學(xué)電學(xué)知識(shí)處理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。
如：在組織“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于小燈泡的連接為何是外接而不是內(nèi)接，滑動(dòng)變阻器的連接為何是分壓而不是限流，小燈泡的伏安特性曲線為何開(kāi)始是一小段直線，后面不是一條直線。這都給學(xué)生帶來(lái)一定的困惑。教師在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生把問(wèn)題一個(gè)一個(gè)解決。重要體現(xiàn)為：（1）因本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線，要求測(cè)出包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此變阻器要采用分壓接法。（2）本實(shí)驗(yàn)中，因被測(cè)小燈泡電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表的外接法。（3）電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值（如0.5V）時(shí)，讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過(guò)小燈泡的額定電壓。（4）電鍵閉合前變阻器滑片移到阻值最大端。（5）在坐標(biāo)軸上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙，要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)。（6）由歐姆定律可知，對(duì)一純電阻用電器，有I=U/R.因此，當(dāng)R為定值時(shí)，I-U圖線應(yīng)為一過(guò)原點(diǎn)的直線。但由于小燈泡的燈絲在其兩端電壓由0增至額定電壓的過(guò)程中，燈絲溫度由室溫升高到的2000 ℃，因此燈絲電阻率有明顯增大，故小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)為曲線。
又如：測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻是高中物理教材電學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，教材介紹了以閉合電路歐姆定律三種表達(dá)形式相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理，而實(shí)驗(yàn)中所涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)誤差分析，圖像問(wèn)題則往往成為高牢考察的重點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中由于電流表所處位置不同分為內(nèi)接法與外接法，又由于電流表及電壓表并非理想電表所以導(dǎo)致內(nèi)接法與外接法都會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)巧解圖像問(wèn)題測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中圖像法是一類很重要的處理問(wèn)題的方法，新授課中大多是以U作為縱軸，I作為橫軸來(lái)描點(diǎn)作圖的，學(xué)生對(duì)于此種類型的圖像往往也較熟悉，但如果實(shí)驗(yàn)中橫軸和縱軸變?yōu)槠渌妼W(xué)量，則往往給學(xué)生以陌生感導(dǎo)致解題困難。其實(shí)此類問(wèn)題不妨將縱軸表示的電學(xué)量視為應(yīng)變量（數(shù)學(xué)中的y），縱軸電學(xué)量視為自變量（數(shù)學(xué)中的x），爾后將應(yīng)變量與自變量的函數(shù)關(guān)系寫(xiě)出來(lái)，對(duì)照一次函數(shù)的表達(dá)式y(tǒng)=kx+b，即可得出斜率截距的物理意義。而且，這種方法對(duì)于多種測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)都很有效。
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2012）06-0253-02
在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定電阻的實(shí)驗(yàn)占很大比例，掌握其基本方法有助于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的突破。其實(shí)，電阻的測(cè)量方法大致可分為三類：伏安法、比較法、其他方法。設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要根據(jù)給定的器材，正確判定測(cè)量方法是三種中的哪一種。其次，對(duì)給出的多個(gè)同類器材，能夠正確選用。再次，依據(jù)不同的方法和電路連接的實(shí)質(zhì)，運(yùn)用歐姆定律，正確得出測(cè)量結(jié)果或者結(jié)果的表達(dá)式。
一、伏安法測(cè)電阻
測(cè)量原理：測(cè)出被測(cè)電阻的電壓、電流，計(jì)算求得RX。實(shí)驗(yàn)線路：分為供電線路和測(cè)量線路兩部分；供電線路分為限流方式和分壓方式；測(cè)量線路分為內(nèi)接法和外接法。技巧1：給定多只表時(shí)，要根據(jù)電源、RX、量程、表內(nèi)阻、定值電阻綜合考慮，選擇用哪些表合適，何種電路合適。技巧2：若只給出表的阻值“約值”，考查點(diǎn)為區(qū)分內(nèi)外接法以減小誤差。測(cè)量結(jié)果有誤差，結(jié)果表達(dá)式中不含“表內(nèi)阻”；若給出表的阻值“準(zhǔn)確值”，考查點(diǎn)為改表（此時(shí)必定還有定值電阻）。測(cè)量結(jié)果無(wú)誤差，結(jié)果表達(dá)式中一定含“表內(nèi)阻”；
1.供電線路。技巧3：大多數(shù)情況用分壓方式。限流、分壓的選擇依據(jù)：零起必分壓（要求電壓電流從0測(cè)起，如測(cè)小燈泡的伏安特性）；滑小必分壓（滑動(dòng)變阻器的全阻值比RX小時(shí)用分壓）；燒表必分壓（表接在干路中會(huì)超過(guò)量程，此時(shí)采用分壓線路，用部分電壓供電。干路電流大但無(wú)表，表接入分支時(shí)不會(huì)超過(guò)量程，不會(huì)出現(xiàn)燒表現(xiàn)象。切忌估算時(shí)一看到超過(guò)小表量程就去掉小表而選大表，結(jié)果出現(xiàn)大表偏轉(zhuǎn)太小的錯(cuò)誤。原理圖的畫(huà)法。技巧4：注意變阻器是否用全電阻或者供電線路是否留缺口。分壓式：閉合回路，無(wú)缺口，全電阻，先畫(huà)電源閉合回路（將電源、開(kāi)關(guān)、變阻器全電阻串成閉合回路）；分出部分電壓（將滑動(dòng)頭和變阻器的一端引出兩個(gè)分支頭）。限流式：非閉合回路，留有缺口，將電源、開(kāi)關(guān)、變阻器部分電阻串成一串（非閉合回路，留有缺口以便串入測(cè)量線路）。
2.測(cè)量線路。①先將RX與安培表串聯(lián)，再將伏特表左端與其并聯(lián)，再考慮將內(nèi)外接的問(wèn)題（伏特表右端并在安培表左方還是右方，也就是是否把安培表包在內(nèi)還是在其外）。②內(nèi)外接的判定（如果知道各電表的準(zhǔn)確阻值，則不受此限制，按全電路歐姆定律求解）。判定前提：知道RX、RA、RV的大約阻值，判定依據(jù)：比較RX2與RA、RV的大小。判定結(jié)論：內(nèi)大外小（平方RX2大，內(nèi)大）。技巧5：先畫(huà)RX與安培表的串聯(lián)，再畫(huà)伏特表“一端”與RX的并聯(lián)，最后確定伏特表“另一端”是否將安培表圈起來(lái)。
3.改表的思考技巧。技巧6：選用兩個(gè)同類表時(shí)，哪個(gè)表的阻值為準(zhǔn)確值，就改哪個(gè)表；選用兩個(gè)同類表時(shí)，量程大的通常在外面；小電阻，是并聯(lián)改安培表用的，大電阻，是串聯(lián)改伏特表用的。
4.實(shí)物圖的連接。同原理圖的連接順序一樣，但要注意極性問(wèn)題，導(dǎo)線不能出線交叉。技巧7：最后并伏特表，可避免導(dǎo)線交叉；實(shí)物連線時(shí)，若表的正極在右方，則右方連線接電源正極，這樣可避免導(dǎo)線交叉或繞線雜亂。
二、比較法測(cè)表的內(nèi)阻，有半偏法和替換法兩種
測(cè)量原理：給RX并上或串上相同的電阻R0，流過(guò)的RX電流減半——半偏法；用與RX相等的電阻R0替換RX后，回路電流電壓不變——替換法。應(yīng)用條件：有單刀雙擲開(kāi)關(guān)時(shí)，為替換法（兩條支路只能用一條，要么接RX，要么接R0）。有一個(gè)或兩個(gè)單開(kāi)關(guān)時(shí)，為半偏法（干路一個(gè)開(kāi)關(guān)，并相同的R0時(shí)用一個(gè)開(kāi)關(guān)）。技巧8：不是單開(kāi)關(guān)，就不是伏安法。
1.替換法。①實(shí)質(zhì)：用與被測(cè)量表相同的電阻替換掉被測(cè)量表，兩次電路是相同的。②電路：先將RX與電源、開(kāi)關(guān)、變阻器組成串聯(lián)回路；再給并上一個(gè)電阻箱，最后將開(kāi)關(guān)改為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。根據(jù)指示表的種類，注意電路的畫(huà)法。先未知后已知——先接未知支路，再接已知支路——兩次指示表示數(shù)相同。③結(jié)論：RX=R0（兩電阻阻值相同，完全替換）。④誤差：完全相等，無(wú)系統(tǒng)誤差（指示表的內(nèi)阻與測(cè)量無(wú)關(guān)，僅表明兩次電路相同）。
2.半偏法。①實(shí)質(zhì)：給被測(cè)量表并（或串）一個(gè)相同的電阻，電路的電阻加倍（或減半），導(dǎo)致流過(guò)被測(cè)量表的電流減半。②電路：分兩種電路。串聯(lián)電路法：應(yīng)用前提，電源沒(méi)有內(nèi)阻——恒壓半偏法。并聯(lián)支路法：應(yīng)用前提，串大并小——恒流半偏法（串聯(lián)的大變阻器約為100RX，并聯(lián)的小電阻箱至少比Rg大）。測(cè)量方法：先滿偏后半偏（同理，也可偏轉(zhuǎn)1/3，1/4，結(jié)果式子根據(jù)電路求得）。③結(jié)論：看電路，由歐姆定律得到結(jié)論。④誤差：必然有系統(tǒng)誤差（記憶方法，看電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，串聯(lián)偏大，并聯(lián)偏小）。
三、其他方法測(cè)電阻
1.應(yīng)用前提：既不是伏安法（通常給定兩個(gè)同類表），也不是比較法（沒(méi)有單刀雙擲開(kāi)關(guān)或者兩個(gè)單開(kāi)關(guān)），則只好采用其他方法測(cè)電阻了。技巧9：通常2個(gè)安培表接為并聯(lián)電路，2個(gè)伏特表接為串聯(lián)電路。
2.結(jié)果推導(dǎo)：根據(jù)全電路的歐姆定律，寫(xiě)出兩次包含RX和測(cè)量值（I1、I2或者U1、U2）以及電阻箱、定值電阻（R1、R2）的方程組，求解得出結(jié)果表達(dá)式。情形舉例：題目給定的兩只表并非 、 各一只，而是兩只 或是兩只 ，以及未知電阻和一個(gè)定值電阻。思考方法：當(dāng)給定兩只電流表時(shí)，將Rx與R0并聯(lián)，量程大的一只表測(cè)總電流，量程小的一只表測(cè)分電流。至于小電流表到底該串聯(lián)在Rx支路還是R0支路，取決于要使兩支路流過(guò)最大電流時(shí)，電壓相當(dāng)，與供給電壓匹配。當(dāng)給定兩只電壓表時(shí)，將Rx與R0串聯(lián)，量程大的一只表測(cè)總電壓，量程小的一只表測(cè)部分電壓。至于小電壓表該測(cè)Rx的分電壓（小電壓表并聯(lián)在Rx兩端），還是該測(cè)R0的分電壓（小電壓表并聯(lián)在R0兩端），取決于流過(guò)相同的最大電流時(shí)，兩電壓表的讀數(shù)均接近滿偏。畫(huà)好電路后，求結(jié)果時(shí)最好按電路連接方式，運(yùn)用歐姆定律求解，易于寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的方程，得到需要的結(jié)果。技巧10：非伏安法求結(jié)果，要據(jù)電路求結(jié)果。
參考文獻(xiàn)：
[1]李維坦.高中物理解題題典[M].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2011.