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    2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义:实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
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    2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义:实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

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    实验探究课
    实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

    [实验目的]
    1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.
    2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.
    3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率.
    [实验原理]
     由电阻定律R=ρ得ρ=R.金属导线的电阻R用伏安法测量,金属导线的长度l用毫米刻度尺测量,金属导线的横截面积S可由其直径d算出,即S=π()2,直径d可由螺旋测微器测出.
    [实验器材]
    被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干.
    [实验步骤]
    1.直径测定:用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=.
    2. 电路连接:按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路.

    3.长度测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.
    4.U、I测量:把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S.
    5.拆去实验线路,整理好实验器材.
    [数据处理]
    1.在求R的平均值时可用两种方法
    (1)用R=分别算出各次的数值,再取平均值.
    (2)用U-I图线的斜率求出.
    2.计算电阻率
    将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式ρ=R=.
    [误差分析]
    1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.
    2.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.
    3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.
    4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.
    [注意事项]
    1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法.
    2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.
    3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值.
    4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值.
    5.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.
    6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.
    7.求R的平均值时可用两种方法:第一种是用R=算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图象(U-I图线)来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.
    [实验改进]
    替代法测电阻
    1.实验原理:用电阻箱替代待测电阻,按如图所示连接好电路,调节电阻箱,使两次电流表示数相等,则电阻箱的示数就等于待测电阻的阻值.

    2.本方案的优缺点
    (1)优点:电路结构简单,调节方便,便于读数,同时可以避免因电表的内阻产生的系统误差.
    (2)缺点:由于电阻箱不能连续调节,从而导致测量值与真实值之间存在误差.

    热点一 器材的选取和电路的设计
    [典例1] 某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材:
    电源E(电动势为4 V,内阻约为1 Ω);
    电流表A1(量程5 mA,内阻约为10 Ω);
    电流表A2(量程0.6 A,内阻约为1 Ω);
    电压表V1(量程3 V,内阻约为1 kΩ);
    电压表V2(量程15 V,内阻约为3 kΩ);
    滑动变阻器R1(阻值0~2 Ω);
    滑动变阻器R2(阻值0~20 Ω);开关及导线若干.
    他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示:
    编号
    金属线直径
    D/mm
    金属丝直径的
    二次方D2/mm2
    金属丝长度
    L/cm
    电阻R/Ω
    1
    0.280
    0.0784
    100.00
    16.30
    2
    0.280
    0.0784
    50.00
    8.16
    3
    0.560
    0.3136
    100.00
    4.07
    (1)他在某次测量中,用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,此示数为m m.
    (2)图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路 (填“A”或“B”)进行测量.电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 .

    (3)已知电阻丝的电阻率为ρ,请你认真分析表中数据,写出电阻R与L、D间的关系式R= .
    解析:(1)螺旋测微器读数为D=0.5 mm+1.0×0.01 mm=0.510 mm.
    (2)因电阻丝电阻远小于电压表内阻,故电流表应用外接法,故选A.电路中的最大电流Im== A≈0.5 A,电流表选A2,电源电压为4 V,则电压表选V1,滑动变阻器选择比被测电阻大2~5倍的,故选R2.
    (3)由电阻定律R=ρ及S=π()2得R=.
    答案:(1)0.510 (2)A A2 V1 R2 (3)

    1.(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲所示,则金属丝的直径的读数是    mm.
    (2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20 kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5 V,内阻很小.则图乙电路图中 (填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 (填“大”或“小”).
    (3)若实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的,那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图乙中的 电路(填电路图下的字母代号).此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx= (用题中字母代号表示).


    解析:(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5 mm,可动部分可估读为38.0×0.01 mm=0.380 mm,故总示数为:(0.5+0.380) mm=0.880 mm;电流表量程为0.6 A,则最小刻度为0.02,指针所示为0.42 A;电压表量程为3 V,最小刻度为0.1 V,则读数为2.25 V.
    (2)因电源不能在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法;同时电压表内阻较大,由以上读数可知,待测电阻的内阻约为5 Ω,故采用电流表外接法误差较小,故选A;在实验中电压表示数准确,但电流测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小.
    (3)因已知电流表准确值,则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻;故应选B电路;待测电阻及电流表总电阻R=,则待测电阻Rx=R-RA=-RA.
    答案:(1)0.880 (2)A 小 (3)B -RA
    热点二 数据处理及实物连线
    [典例2] 某同学通过实验测量一种合金的电阻率.
    (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,读数如图所示,可读出合金丝的直径为 mm.

    (2)现有电源(E=4 V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50 Ω),电流表(0~0.6 A,内阻约为1 Ω),电压表(0~3 V,内阻约为3 kΩ),开关和导线若干.该同学分别用电流表的两种不同接法测量合金丝的电阻,记录两组不同的数据如下:
    实验一
    序号
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    电压U/V
    0.80
    1.20
    1.60
    2.20
    2.50
    2.80
    电流I/A
    0.10
    0.15
    0.20
    0.27
    0.31
    0.35
    实验二
    序号
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    电压U/V
    0.80
    1.20
    1.60
    2.20
    2.50
    2.80
    电流I/A
    0.09
    0.13
    0.18
    0.24
    0.28
    0.31
    ①由数据可知,该同学采用滑动变阻器的 接法(填“限流式”或“分压式”);
    ②由数据可知,利用 (填“实验一”或“实验二”)的数据计算所得结果更接近合金丝电阻的真实值.
    解析:(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:6.0 mm+49.5×0.01 mm=6.495 mm;
    (2)①由表中实验数据可知,电压与电流不从零开始变化,滑动变阻器采用的是限流接法;
    ②由表中实验数据可知,待测电阻阻值约为:Rx=≈ Ω=8 Ω,电流表内阻约为1 Ω,电压表内阻约为3 kΩ,因Rx<,则电流表采用外接法时实验误差较小;当电流表采用外接法时,由于电压表的分流作用,电流的测量值偏大,由表中实验数据可知,在电压相等的情况下,实验一的电流大于实验二的电流值,说明实验一中电流表采用外接法,因此用实验一所示数据测量值更接近真实值.
    答案:(1)6.495(6.494~6.496均可) (2)①限流式 ②实验一

    2.测定一卷阻值约为30 Ω的金属漆包线的长度,实验室提供下列器材:
    A.电流表A:量程0.6 A,内阻RA约为20 Ω
    B.电压表V:量程15 V,内阻RV约为4 kΩ
    C.学生电源E:可提供0~30 V直流电压
    D.滑动变阻器R1:阻值范围0~10 Ω
    E.滑动变阻器R2:阻值范围0~500 Ω
    F.开关S及导线若干
    (1)为了较准确地测量该漆包线的电阻,滑动变阻器应选择 (填“R1”或“R2”),并将方框中的电路图补画完整.

    (2)根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图,则电压表的示数U为 V,电流表的示数I为 A.
    (3)已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,则这一卷漆包线的长度L= (用U、I、d、 表示).
    解析:(1)题目中给出的电源电压为30 V,而给出的电压表量程为15 V,为了便于控制,采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选小电阻R1.

    (2)电压表量程为15 V,故最小分度为0.5 V,故读数为13.5 V,电流表量程为0.6 A,最小分度为0.02 A,则指针示数为0.46 A;
    (3)因由电阻定律可知RL==ρ=,漆包线的长度L=.
    答案:(1)R1 图见解析 (2)13.5 0.46 (3)
    热点三 实验的拓展与创新(电阻的测量方法)
    方法1 伏安法测电阻
    伏安法测电阻是电学实验的基础,是高考考查的热点,也是难点.它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等.本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用.主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等.
    [典例3] 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材:
    A.待测电阻Rx阻值约为10 Ω左右
    B.电压表V1,量程6 V,内阻约2 kΩ
    C.电压表V2,量程15 V,内阻约10 kΩ
    D.电流表A1,量程0.6 A,内阻约0.2 Ω
    E.电流表A2,量程3 A,内阻约0.02 Ω
    F.电源,电动势E=12 V
    G.滑动变阻器1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A
    H.滑动变阻器2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A
    I.导线、开关若干
    (1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半.除A、F、I以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材 (填器材前面的字母代号).
    (2)在虚线框内画出该实验电路图.

    解析:(1)两表量程大于读数一半,根据题意电压表选B.由欧姆定律知电路电流最大值I== A=0.6 A,故电流表选D,滑动变阻器选阻值较小的G.
    (2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路如图所示.

    答案:(1)BDG (2)图见解析
    方法2 伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)
    若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用.
    (1)如图甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻R2=R1.
    (2)如图乙所示,两电压表的满偏电流IV1≪IV2时,若已知V1的内阻R1,V1并联一定值电阻R0后,同样可得V2的内阻R2=.

    [典例4] 用以下器材可测量电阻Rx的阻值.
    待测电阻Rx,阻值约为600 Ω;
    电源E,电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计;
    电压表V1,量程为0~500 mV,内阻r1=1 000 Ω;
    电压表V2,量程为0~6 V内阻r2约为10 kΩ;
    电流表A,量程为0~0.6 A,内阻r3约为1 Ω;
    定值电阻R0,R0=60 Ω;
    滑动变阻器R,最大阻值为150 Ω;
    单刀单掷开关S一个,导线若干.
    (1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.

    (2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx= ,式中各符号的意义是 .(所有物理量用题中代表符号表示)
    解析:(1)电路的最大电流为I==0.01 A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表,电压表选择V2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需要分压式接法,电路如图.

    (2)流过被测电阻的电流为I=+=,被测电阻值为Rx==.
    答案:(1)测量电路见解析图
    (2) U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定值电阻
    方法3 安安法测电阻(电流表的灵活选用)
    若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用.

    (1)如图甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=.
    (2)如图乙所示,当两电流表的满偏电压UA2≫UA1时,如果已知A1的内阻R1,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的电阻R2=.


    [典例5] 用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:
    电池组E,电动势3 V,内阻不计;
    电流表A1,量程0~15 mA,内阻约为100 Ω;
    电流表A2,量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω;
    滑动变阻器R1,阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A;
    电阻箱R2,阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A;
    开关S、导线若干.
    要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下列问题:
    (1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表 (填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到 Ω,这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表.
    (2)在图中画出完整测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号.

    (3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是 m A,电流表A2的示数是 μA,测得待测电阻Rx的阻值是 .

    解析:(1)把A2和R2串联起来充当电压表,此电压表量程为3 V,R2= Ω-1 000 Ω=9 000 Ω.
    (3)由图可知,电流表A1的示数为8.0 mA,电流表A2的示数是150 μA,待测电阻阻值为Rx= Ω=191 Ω.
    答案:(1)A2 9 000 (2)电路如图 (3)8.0 150 191 Ω

    方法4 半偏法测电表内阻
    (1)半偏法近似测量电流表内阻.
    方法一:如图所示,测量电流表的内阻,操作步骤如下:


    ①将电阻箱R的电阻调到零;
    ②闭合S,调节R0,使表达到满偏I0;
    ③保持R0不变,调节R,使表示数为;
    ④由上得RA=R.

    方法二:如图所示,测量电流表的内阻,操作步骤如下:

    ①断开S2、闭合S1,调节R0,使表满偏为I0;
    ②保持R0不变,闭合S2,调节R,使表读数为;
    ③由上得RA=R.
    (2)半偏法近似测量电压表内阻.
    方法一:如图所示,测量电压表的内阻,操作步骤如下:

    ①闭合S,调节电阻箱阻值为R1时,测得表示数为U1;
    ②改变电阻箱阻值为R2时,测得表示数为;
    ③由上得RV=R2-2R1.


    方法二:如图所示,测量电压表的内阻,操作步骤如下:

    ①滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大;
    ②闭合S1、S2,调节R0,使表示数指到满偏刻度.
    ③断开S2,保持R0不变,调节R,使表指针指到满刻度的一半;
    ④由上得RV=R.
    [典例6] (2015·全国卷Ⅱ)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:
    待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干.
    (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.

    (2)根据设计的电路,写出实验步骤: .
    (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′ RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是 .
    解析:(1)实验电路图如图所示.

    (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻.
    (3)断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV.
    答案:见解析
    方法5 等效替代法
    如图所示.

    (1)S接1,调节R2,读出表示数为I;
    (2)S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使表示数仍为I;
    (3)由以上可得Rx=R1.
    该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化.
    [典例7] 电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
    电流表A2:与A1规格相同
    滑动变阻器R1:阻值0~20 Ω
    电阻箱R2:阻值0~9 999 Ω
    保护电阻R3:阻值约为3 kΩ
    电源:电动势E约1.5 V、内电阻r约2 Ω
    (1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.

    (2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
    a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置再把电阻箱R2的阻值调到 (填“最大”或“最小”)
    b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I.
    c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数 ,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r= .


    解析:(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图如图所示.

    (2)a.实验前R2应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从R2的读数得到电流表的内阻值.
    答案:(1)图见解析 (2)a.最大
    C.再次为I(或仍为I) R0

    1.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
    (1)游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为 mm.
    (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为 mm.

    (3)选用多用电表的电阻“×1”档,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为 Ω.
    (4)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
    电流表A1(量程300 mA,内阻约为2 Ω);
    电流表A2 (量程150 mA,内阻约为10 Ω);
    电压表V1(量程1 V,内阻r=1 000 Ω);
    电压表V2(量程15 V,内阻约为3 000 Ω);
    定值电阻R0=1 000 Ω
    滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω)
    滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω)
    电源E(电动势约为4 V,内阻r约为1 Ω)
    开关,导线若干.
    为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填器材代号).
    (5)根据你选择的器材,请在线框内画出实验电路图.

    解析:(1)游标卡尺的读数为:主尺+游标尺=50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm;
    (2)螺旋测微器的读数为:主尺+半毫米+转筒读数=(4+0.5+20.0×0.01)mm=4.700 mm;
    (3)欧姆表的读数为:示数×倍率=22×1 Ω=22 Ω;
    (4)电压表用15 V的指针偏角太小,所以用电压表V1,由电动势和电阻的值知电流最大为180 mA,所以用电流表A2,滑动变阻器用小阻值的,便于调节,所以用滑动变阻器R1,电流表外接,滑动变阻器采用分压式接法.
    答案:(1)50.15 (2)4.700 (3)22 (4)V1 A2 R1 (5)图见解析

    2.如图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的关系,图中R0表示0 ℃时的电阻,k表示图线的斜率.若用该电阻与电池(E,r)、内阻为Rg的电流表、变阻器R′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是就得到了一个简单的“电阻测温计”.

    (1)实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t1<t2,则t1的刻度应在t2的 侧(填“左”或“右”);
    (2)在标识“电阻测温计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式:t= ;
    (3)由(2)知,计算温度和电流的对应关系,需要测量电流表的内阻(约为200 Ω).已知实验室有下列器材:
    A.电阻箱(0~99.99 Ω)
    B.电阻箱(0~999.9 Ω)
    C.滑线变阻器(0~20 Ω)
    D.滑线变阻器(0~20 kΩ)
    此外,还有电动势合适的电源、开关、导线等.
    在这个实验电路中,电阻箱应选 ;滑线变阻器应选 .(只填代码)
    请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg的电路.

    解析:(1)在甲图中知,金属温度升高电阻增大,电流计电流减小,可知t1刻度应在t2的右侧.
    (2)由闭合电路欧姆定律知
    E=I(R+R′+Rg+r)
    由甲图知R=R0+kt
    解得t=-(Rg+r+R′+R0).


    (3)采用半偏法测电阻时,电阻箱的最大阻值应该大于电流表的内阻,同时滑动变阻器应该选择阻值较大的,故电阻箱选择B,变阻器选择D.电路如图.

    答案:(1)右 (2)t=-(Rg+r+R′+R0)
    (3)B D 图见解析
    3.如图所示电路是测量电流表内阻Rg的实物连接图,实验的操作步骤如下:

    a.将电阻箱R的电阻调到零.
    b.闭合开关,调节滑动变阻器R1的滑片,使得电流表示数达到满偏电流I0.
    c.保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为.
    d.读出电阻箱的电阻R0可求得电流表的内阻Rg.
    (1)请在方框中画出测量电流表内阻的电路图;
    (2)电流表的内阻Rg与读出的电阻箱电阻R0关系为 .
    (3)已知电流表的量程50 mA,内阻约为100 Ω,可供选择的滑动变阻器R1有:A.阻值0~10 Ω,允许通过最大电流2 A;B.阻值0~50 Ω,允许通过最大电流1.5 A.可供选择的电阻箱R有:C.阻值0~99.9 Ω,D.阻值0~999.9 Ω.为了比较准确地测量出电流表的内阻,应选用的滑动变阻器R1是 ;应选用的电阻箱R是 .(填仪器前的字母代号)
    (4)本实验中电流表的测量值Rg测与电流表内阻的真实值Rg真相比,有 .
    A.Rg测>Rg真
    B.Rg测<Rg真
    C.Rg测=Rg真
    D.Rg测可能大于Rg真,也可能小于Rg真
    解析:(1)电路图如图

    (2)在分压式接法中,滑动变阻器的电阻阻值越小,测量电路中的电压也越稳定,可认为电阻箱和电流表的总电压不变,则满偏时:I0=,当电流表的示数为时:=,解得:R0=2Rg.
    (3)在分压式接法中,滑动变阻器的电阻阻值越小,测量电路中的电压也越稳定,所以要选择10 Ω的滑动变阻器A;电流表内阻约为100 Ω,由2Rg≈200 Ω,故电阻箱选D.
    (4)接入电阻箱后,电流表的支路的电阻增大,因此并联部分的电阻增大,并联部分分担的电压增大,即:
    (R0+Rg)·I0>RgI0,所以R0>2Rg,即:Rg测>Rg真,故选A.
    答案:(1)图见解析 (2)R0=2Rg (3)A D (4)A

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