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第五节 电流和电路的实验 [知识要点] （一）基本仪器 伏特表，安培表，多用表；滑线变阻器，电阻箱。 （二）欧姆表法测电阻 根据闭合电路欧姆定律 （三）伏安法测电源的电动势和内电阻 原理：电路图；数据处理。 [疑难分析] （一）欧姆表测电阻的原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。它的构造如图9-72所示，当两表笔间接入被测电阻RX时，通过电流计G的电流I=，每一个RX值都与一个I值相对应，在刻度上直接标出与I对应的RX的值，测RX时，就可以从表盘上直接读出它的阻值。 （二）用伏安法测电源电动势和内电阻 A 实验原理 根据闭合电路的欧姆定律=U+Ir，用安培表和伏特表，分别测出若干组闭合电路的总电流和路端电压的值，通过计算法或图线法即可求出电源的电动势和内电阻r，实验电路图如图9-73所示，图中R0是保护电阻，R是滑线变阻器，改变R的值，可以改变电源的路端电压U和通过电源的电流I。 根据所测的n组U，I数据，用图线法可得出和r。 根据闭合电路欧姆定律，可得U和r的关系式 U=-Ir 对同一电源而言，和r都是常数，因此，在U-I直角坐标中，U-I图线是一根直线，如图9-74所示，图线在U轴上截距的大小等于电源的电动势，图线在I轴上的截距等于短路电流I短（这时U=0），则电源内电阻r=,电源内电阻r也可以由图线的斜率求得图线斜率tan在数值上等于电池的内电阻r。 B 实验步骤 （1）按实验电路，将实验器材连接好。连接前，电键K应处于断开状态，滑线变阻器R的阻值处于最大值，安培表和伏特表的量程也要适当。例如测一节干电池的电动势和内电阻，则安培表的量程为0.6A，伏特表的量程选3V。若所测电源的电动势和内电阻的大约值一点也不知，则选用最大量程，根据实验时电表的读数偏小则再改接较小的量程再实验。 （2）闭合K，移动滑动触头P的位置，使滑线变阻器的阻值适当减小，记录这时伏特表和安培表的示值U1和I1。 （3）重复实验步骤（2），测出5-6组U，I值，并填入表格中。 （4）在实验数据处理后，将实验器材复原摆齐。 C 数据处理与分析 根据所测5-6组，U、I数据，在U-I直角坐标中，标出相应的数据点，并将这些数据点连接成U-I图线，作U-I图线时，应尽可能使图线取各数据点分布的平均位置，即数据点尽可能接近图线，图线上下方数据点的点数大致相等。对于过于偏离直线的数据点，如图9-74中的A点，应视为异常点舍去。 将图线双向延长，U轴与图线的交点的示值就等于电源的电动势；I轴与图线的交点的示值表示外电路短路时的短路电流I短，由此求出电源的内电阻，如图9-75所示。 由图9-75可见比值在数值上等于图线与I轴夹角的正切tan(即图线斜率的大小)，因此当无法直接测出I短（如U轴与I轴交点处，U的示值不为零，如图9-75所示）时，可直接用求取tan值的方法求出电源的内阻（图9-75中tan=）.一电灯，电阻为4R，试设计一个电路，使电灯两端的电压调节范围尽可能大。可利用的器材为：一个电动势为，内电阻为的电源；一个最大值为R的滑线变阻器；一个电键；导线若干。 （1）将设计的电路图画在下方虚线框内。 （2）灯两端电压可调节的范围为 。 （3）按设计的电路图，将图9-77所示器材用线（表示导线）连接起来。 解析：（1）题目要求电灯两端的电压调节范围尽可能大，结合所给器材，电路图如图9-76所示。 （2）当滑线变阻器的滑动触头滑到最左端时，电灯两端电压最小为0伏（电灯被短路）；滑动触头滑到最右端时，电灯两端电压最大，为。所以电灯两端电压的调节范围为0-0.8。 （3）将器材按电路图连接起来的实验电路如图9-77所示。 2.如图9-78所示的电路中，当R=700Ω时，将万用表的表笔A，B短路，正好使表头指针满偏。现保持R不变，接上RX=1700Ω时，指针正好半偏，试求表头内阻Rg(电池内阻可略去不计)。 解析:根据闭合电路欧姆定律,通过表头的满偏电流Ig,电池电动势为,则 (1) (2) (1)式除以(2)式得 表头内阻 3.图9-79所示为测一节干电池的电动势和内电阻的电路。由于电路的各元件中有一个内部断路，闭合电键K后，滑动变阻器的滑动头，电压表的示数始终为1.5V，电流表的示数始终为零。应如何操作才能找出故障？ 解析：闭合电键K，电压表的示数为1.5V，说明电池是完好的，且电键K是通的，导线hg,ai,fj也都是通的。 我们用电压表来检测故障。现在断开电键K，将导线ai在a处与电池正极解开（导线ab的a端仍与电池正极连接，即原电路保持不变）称解开的这一端为a。 闭合电键K。将a与接线柱b接触，若电压表的示数为1.5V，则导线ab是能通的，若电压表示数为零，