2019年高考物理 高頻考點解密 專題15 電學實驗教學案.doc
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2019年高考物理 高頻考點解密 專題15 電學實驗教學案核心考點考綱要求實驗八:測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)實驗九:描繪小電珠的伏安特性曲線實驗十:測定電源的電動勢和內阻實驗十一:練習使用多用電表實驗十二:傳感器的簡單使用1要求會正確使用的儀器主要有:游標卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等2要求認識誤差問題在實驗中的重要1基本實驗要求(1)實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測量出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率。(2)實驗器材被測金屬絲,直流電源(4 V),電流表(00.6 A),電壓表(03 V),滑動變阻器(50 ),開關,導線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺。(3)實驗步驟用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d。接好用伏安法測電阻的實驗電路。用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量三次,求出其平均值l。把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內。將測得的Rx、l、d值,代入公式中,計算出金屬絲的電阻率。(4)電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測=UxUA電壓表分流I測=IxIV電阻測量值=RxRARx測量值大于真實值Rx測量值小于真實值適用條件RARxRVRx2規(guī)律方法總結(1)伏安法測電阻的電路選擇阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法。臨界值計算法Rx時,用電流表內接法。實驗試探法:按圖接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大變化,而電流表示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表示數(shù)有較大的變化,而電壓表示數(shù)變化不大,則可采用電流表內接法。(2)注意事項先測直徑,再連電路:為了方便,測量直徑時應在金屬絲連入電路之前測量。電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導致電阻率在實驗過程中變大。(3)誤差分析若為內接法,電流表分壓。若為外接法,電壓表分流。長度和直徑的測量。3儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程,電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)。實際處理過程中,需要估算回路中的最大電流(一般假設滑動變阻器采用限流式接法時進行估算)。如:用伏安法作出標有“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的UI圖象,而實際加在小燈泡兩端的電壓的最大值不能超過6 V。(2)考慮讀數(shù)誤差因素一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的,以減小讀數(shù)誤差。(3)儀器選擇的一般步驟A首先選擇唯一性的器材;B粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表);C估算回路中電流和電壓的最大值,在電表的指針有較大幅度偏轉但不超過其量程的情況下,結合已知器材的規(guī)格,確定實驗電路和實驗器材。4電阻測量方法薈萃(1)伏安法:電路圖特點:大內小外(內接法測量值偏大,測大電阻應用內接法測量)(2)安安法若電流表內阻已知,則可將其當做電流表、電壓表以及定值電阻來使用。如圖甲所示,當兩電表所能測得的最大電壓接近時,如果已知的內阻R1,則可測得的內阻R2=。如圖乙所示,當兩電表的滿偏電壓UA2UA1時,串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測得的電阻R2=。(3)伏伏法若電壓表內阻已知,則可將其當做電流表、電壓表和定值電阻來使用。如圖甲所示,兩電表的滿偏電流接近時,若已知的內阻R1,則可測出的內阻R2=R1。如圖乙所示,兩電表的滿偏電流IV1IV2時,并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得的內阻R2=。(4)比較法測電阻如圖所示,測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2,可得Rx=。如果考慮電表內阻的影響,則I1(RxRA1)=I2(R1RA2)。(5)半偏法測電流表內阻電路圖如圖所示步驟:斷開S2,閉合S1,調節(jié)R0,使表滿偏為I0;保持R0不變,閉合S2,調節(jié)R,使表讀數(shù)為;由上可得RA=R。特別提醒:當R0RA時,測量誤差小,此方法比較適合測小阻值的電流表的內阻,且阻值的測量值偏??;電源電動勢應選大些的,這樣表滿偏時R0才足夠大,閉合S2時總電流變化才足夠小,誤差才小。(xx遼寧省莊河市高級中學)某同學要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下:(1)游標卡尺測量其長度如圖甲所示,可知其長度為_;(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為_;(3)選用多用電表“”擋,按正確的操作步驟此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖所示。(4)為更精確地測量其電阻,可供選擇的器材如下:電流表(量程,內阻約為);電流表(量程,內阻約為);電壓表(量程,內阻);電壓表(量程,內阻約為);定值電阻;滑動變阻器(最大阻值);滑動變阻器(最大阻值);電源(電動勢約為,內阻約為);開關,導線若干。為了使測量盡量準確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,電壓表應選_,電流表應選_。(均填器材代號)(5)根據(jù)你選擇的器材,請在線框內畫出實驗電路圖。(需標注器材代號)【參考答案】(1)50.15 (2)4.700() (4) (5)如圖所示【試題解析】(1)游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為50 mm,游標尺上第3個刻度游標讀數(shù)為0.053 m=0.15 mm,所以最終讀數(shù)為:50 mm+0.15 mm=50.15 mm;(2)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為4.5 mm,可動刻度讀數(shù)為0.0120.0 mm=0.200 mm,所以最終讀數(shù)為:4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。(3)該電阻的阻值約為221 =22 ;(4)電源電動勢為4 V,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,故電壓表應選V1,且串聯(lián)定值電阻R0擴大量程;電流表的最大電流約為2 V/32 =62 mA,故電流表應選A2;(5)由于電壓表與定值電阻串聯(lián)后阻值為2 000歐姆,電流表內阻為10歐姆,待測電阻約為22歐姆,故采用電流表外接法;滑動變阻器采用R2,調節(jié)不方便;采用R1,因阻值較小,應采用分壓電路,故電路圖如圖:1測金屬電阻率的實驗:(1)測長度時,金屬絲的起點、終點位置如圖a所示,則長度為_cm;(2)用螺旋測微器測金屬絲的直徑,示數(shù)如圖b所示,則直徑為_mm;(3)用多用電表“1”擋估測其電阻,示數(shù)如圖c所示,則阻值為_;(4)在圖d中完成實物連線(滑動變阻器要求接限流式);(5)閉合開關前應將滑動變阻器的滑片P移至最_(選填“左”或“右”)端?!敬鸢浮浚?)60.50(60.4860.51) (2)1.980(1.9791.981) (3)5 (4)連圖如圖所示 (5)左(4)連圖如圖所示。(5)閉合開關前應將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處,由連接圖可知應該移到最左端??键c2 描繪小電珠的伏安特性曲線1基本實驗要求(1)實驗原理測多組小燈泡的U、I,并繪出IU圖象;由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系。(2)實驗器材小燈泡“3.8 V,0.3 A”、電壓表“03 V15 V”、電流表“00.6 A3 A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆。(3)實驗步驟畫出電路圖(如圖所示)。將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連接成如實驗原理圖所示電路。測量與記錄移動滑動變阻器滑片的位置,測出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測量數(shù)據(jù)填入自己設計的表格中。數(shù)據(jù)處理A在坐標紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標系。B在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點。C將描出的點用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線。(4)實驗器材選取原則:安全;精確;操作方便。具體要求A電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流。干電池中的電流一般不允許超過0.6 A。B用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流。C電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。D電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上。E從便于操作來考慮,限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用小阻值滑動變阻器。2規(guī)律方法總結(1)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較兩種接法的電路圖負載R上電壓的調節(jié)范圍UE0UE負載R上電流的調節(jié)范圍I0I(2)兩種接法的適用條件限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還?。7謮菏浇臃ㄟm合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)。(3)注意事項電流表外接法:本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測量電路必須采用電流表外接法。滑動變阻器應采用分壓式接法:本實驗要作出UI圖象,要求測出多組包括零在內的電流、電壓值,故控制電路必須采用分壓式接法。保護元件安全:為保護元件不被燒毀,開關閉合前滑動變阻器的滑片應位于最大電阻處,加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。(4)誤差分析由于電壓表不是理想電表,內阻并非無窮大,對電路的影響會帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實值。測量時讀數(shù)帶來誤差。在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。(5)實物連線的原則先串后并,接線到柱,注意量程和正負。對限流電路,用筆畫線代替導線,從電源正極開始,把電源、開關、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應調到阻值最大處)。對分壓電路,應該先把電源、開關和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負接線柱的情況,將“伏安法”部分接入該兩點間。(xx山東省濟南市長清區(qū))有一個小燈泡上標有“”字樣,現(xiàn)要測量該燈泡的伏安特性曲線,有下列器材可供選用:A電壓表(,內阻)B電壓表(,內阻)C電流表(,內阻)D電流表(,內阻)E滑動變阻器()F滑動變阻器()G直流電源(,內阻不計),另有開關一個、導線若干。(1)實驗中電壓表應選_,電流表應選_,滑動變阻器應選_。(只填器材的字母代號)(2)在答題卡的虛線框中畫出實驗電路圖,要求電流、電壓能從零開始變化?!緟⒖即鸢浮浚?)A C E (2)如圖所示【試題解析】(1)根據(jù)小燈泡的規(guī)格“3 V,0.2 A”可知,電壓表應選A,電流表應選C,由于測定小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流從零調,變阻器應采用分壓式接法,應選擇阻值小的變阻器E以方便調節(jié);(2)小燈泡的電阻較小,滿足,所以電流表應用外接法,又變阻器采用分壓式接法,電路圖如圖所示。1在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中,所用器材有:小電珠L(2.5 V,0.6 W)、滑動變阻器R、多用電表、電流表A、干電池組E、開關S、導線若干。(1)粗測小電珠的電阻,應選擇多用電表 倍率(選填“1”、“10”或“100”)的電阻擋;調零后,將兩根表筆分別與小電珠燈座的兩接線柱相連接,若觀察到多用電表示數(shù)如右圖1所示,則粗測結果應為 。(2)實驗中使用多用電表測量小電珠的電壓,請根據(jù)圖2所示的實驗電路完成圖3中的實物連線。(3)開關S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于 端;開關S閉合后,若滑片P位于R的中點處,為了使小電珠的亮度增加,應將滑片P緩慢地向 端移動。(以上兩空均選填“a”或“b”)(4)下表為實驗過程中小電珠兩端的電壓U等間隔變化測得的數(shù)據(jù),為了能獲得更精確的伏安特性曲線,必須在相鄰數(shù)據(jù)點 和 之間適當?shù)囟鄿y幾組數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)點U/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244【答案】(1)“1” 7.5 (2)實物連線如圖所示 (3)a b (4)和考點3 測定電源的電動勢和內阻1基本實驗要求(1)實驗原理閉合電路的歐姆定律。E和r的求解:由U=EIr得,解得E、r。用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示。A圖線與縱軸交點為E;B圖線與橫軸交點為I短=;C圖線的斜率表示r=(2)實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺。(3)基本操作連接電路。電流表用0.6 A的量程,電壓表用3 V的量程;把滑動變阻器的滑片調到最大阻值處;閉合開關,調節(jié)變阻器,使表有明顯的示數(shù),記下一組數(shù)據(jù),同理記錄多組數(shù)據(jù)。2規(guī)律方法總結(1)實驗數(shù)據(jù)求E、r的處理方法列多個方程組求解,再求E、r的平均值。圖象法處理:以端電壓U為縱軸,干路電流I為橫軸,建系、描點、連線,縱軸截距為電動勢E,直線斜率k的絕對值為內阻r。(2)注意事項為了使端電壓變化明顯,可使用內阻較大的舊電池。電流不要過大,應小于0.5 A,讀數(shù)要快。要測出不少于6組的(U,I)數(shù)據(jù),變化范圍要大些。若UI圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,應根據(jù)r=確定。電流表要內接(因為r很?。#?)誤差來源偶然誤差:用圖象法求E和r時作圖不準確。系統(tǒng)誤差:電壓表分流或電流表分壓。3實物圖連接的技巧實物圖連接是一類考查學生實驗技能和操作能力較為有效的題型,連線前一定要畫出實驗電路圖,然后按圖連線,且必須注意以下幾點:(1)連線不能交叉;(2)必須把線接在接線柱上;(3)電流應從電表正接線柱流入,從負接線柱流出;(4)變阻器應處在有效控制狀態(tài)。在實際操作中,畫電路圖時,各元件的相對位置應盡量與實物圖相吻合;連實物圖時,應先串后并,先連控制電路后連測量電路。要特別注意變阻器的分壓連接,把變阻器的全電阻、開關、電源連成干路,取變阻器的部分電阻與測量電路并聯(lián)即可。4測定電源電動勢和內阻的其他方法電源的電動勢和內阻測量方法一般為伏安法,另外還有以下幾種方法:(1)安阻法:用一個電流表和電阻箱測量,電路如圖甲所示,測量原理為:E=I1(R1r),E=I2(R2r),由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差,但內阻偏大。(2)伏阻法:用一個電壓表和電阻箱測量,電路如圖乙所示,測量原理為:E=U1r,E=U2r,由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內阻均偏小。(3)粗測法:用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接在電源兩端,所測值近似認為是電源電動勢,此時U=E,需滿足RVr。(4)雙伏法:用兩個電壓表可測得電源的電動勢,電路如圖所示。測量方法為:斷開S,測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2。此時,E=U1U2r,RV為V1的內阻;再閉合S,V1的示數(shù)為U1,此時E=U1r,解方程組可求得E和r。(xx北京市第十二中)某同學做“用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內阻”實驗,可供選擇的實驗器材如下:A1節(jié)干電池B電流表,量程00.6 A,03 AC電壓表,量程03 V,015 VD滑動變阻器020 、2 A,滑動變阻器0500 、0.2 AE電鍵一個,導線若干(1)為了盡量得到較好效果,電流表量程應選_,電壓表量程選_,滑動變阻器選_。(2)他采用如圖所示的實驗電路進行測量。下圖給出了做實驗所需要的各種儀器。請你按電路圖把它們連成實驗電路。(3)這位同學測量時記錄了5組數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)填入了以下表格中。請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖畫出UI圖線。根據(jù)圖線求出電池的電動勢E =_V,內阻_?!緟⒖即鸢浮浚?)00.6 A 03 V 020 (2)見解析 (3)見解析 1.48(1.451.49) 0.5(0.470.52)【試題解析】(1)一節(jié)干電池,故選電壓表03 V;一節(jié)干電池當電源,電路中電流較小,故選電流表00.6 A;為了便于操作,應選較小的滑動變阻器(020 );(2)實物圖如圖所示(3)根據(jù)描點法可知UI圖象如圖所示縱截距表示電源電動勢,故,圖象的斜率表示電源內阻,故1某實驗小組想通過實驗測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻,實驗室提供的實驗器材如下:待測干電池E(電動勢約為1.5 V,內阻約為3 )直流電流表A1(量程00.6 A,內阻約0.5 )直流電流表A2(量程03 A,內阻約0.1 )電壓表V1(量程02 V,內阻約為2 000 )電壓表V2(量程06 V,內阻約為6 000 )滑動變阻器R1(最大電阻20 ,額定電流2 A)滑動變阻器R2(最大電阻200 ,額定電流1 A)電阻箱R3(最大電阻99.9 ,額定電流1 A)開關、導線若干(1)若用伏安法測電源的電動勢和內阻,要求測量有盡可能高的精確度且便于調節(jié),應選擇的電流表是_,電壓表是_,滑動變阻器是_。(2)請將圖甲中的實物連接成實驗電路。(3)在用伏安法測電源的電動勢和內阻時,電流表出現(xiàn)了故障,不能使用,實驗小組如想方便且能較準確地進行測量,需將實驗進行改進,只需去掉電流表,將上述器材中的_換成_即可。(4)請在下框中畫出改進后的實驗電路圖。(5)實驗小組在改進后的實驗中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù),對所得數(shù)據(jù)進行處理后,在坐標紙上作出了如圖乙所示圖線。由圖線得出:干電池的電動勢E=_V,內阻r=_。(結果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)A1 V1 R1 (2)電路連接如圖1所示 (3)R1 R3 (4)如圖2所示 (5)1.7 2.5考點4 練習使用多用電表1電流表與電壓表的改裝(1)改裝方案改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U=Ig(RgR)故R=RgIgRg=(IIg)R故改裝后電表的內阻RV=RgRRgRA=Rg(2)校正校正電路如圖所示,校正的過程是:先將滑動觸頭移動到最左端,然后閉合開關,移動滑動觸頭位置,使改裝后的電壓表示數(shù)從零逐漸增大到量程值,每移動一次都要記下改裝的電壓表和標準電壓表示數(shù),并計算滿刻度時的百分誤差,然后加以校正。2歐姆表原理(多用電表測電阻原理)(1)構造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅黑表筆組成。歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。全電路電阻R總=RgRrRx。(2)工作原理:閉合電路歐姆定律I=。(3)刻度的標定:紅黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零。當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”。(圖甲)當I=0時,Rx,在I=0處標為“”。(圖乙)當I=時,Rx=RgRr,此電阻是歐姆表的內阻,也叫中值電阻。3多用電表多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關,它的四周刻有各種測量項目和量程。另外,還有歐姆表的調零旋鈕、指針定位螺絲和表筆的插孔。4二極管的單向導電性(1)晶體二極管是由半導體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號如圖甲所示。(2)晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導通,如圖乙所示;當給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示。(3)將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當黑表筆接“正”極,紅表筆接“負”極時,電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負極。5練習使用多用電表(1)實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、?。┤齻€。(2)實驗步驟觀察:觀察多用電表的外形,認識選擇開關的測量項目及量程。機械調零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調零。將紅、黑表筆分別插入“”、“”插孔。測量小燈泡的電壓和電流A按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓。B按如圖乙所示連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。測量定值電阻A根據(jù)被測電阻的大約阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指歐姆表的“0”刻度,若不指歐姆表的“0”刻度,調節(jié)歐姆表的調零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;B將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);C讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,觀察選擇開關所對應的歐姆擋的倍率,用讀數(shù)乘以倍率,即得測量結果;D測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。探索黑箱內的電學元件判斷目的應用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值后逐漸增大到“”,且指針擺動越來越慢6規(guī)律方法總結(1)多用電表使用注意事項表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“”孔,黑表筆插入“”孔,注意電流的實際方向應為“紅入黑出”。區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是歐姆擋的調零旋鈕。由于歐姆擋表盤難以估讀,測量結果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘以相應量程的倍率。使用多用電表時,手不能接觸表筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應注意不要用手接觸表筆的金屬桿。測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表。測電阻時每換一擋必須重新歐姆調零。使用完畢,選擇開關要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。長期不用,應把表內電池取出。(2)多用電表對電路故障的檢測高中階段對電路故障的考查只限于斷路和短路兩種,且故障一般只有一處。斷路故障的檢測方法A將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用。a將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞。b在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表的示數(shù)為零,則說明該部分電路完好,若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷點。B將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。C用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開,然后接到紅黑表筆間,若有阻值(或有電流)說明元件完好,若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。不能用歐姆表檢測電源的情況。短路故障的檢測方法A將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。B用電流表檢測,串聯(lián)在電路中的電流表若示數(shù)不為零,故障應是短路。7歐姆表刻度盤特點及多用電表讀數(shù)技巧(1)歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤左右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零與電流、電壓最大刻度重合??潭炔痪鶆颍鹤竺苡沂琛W姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)應再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時,應先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大,且測量前指針指在左側“”處)。(2)歐姆表的讀數(shù)為了減小讀數(shù)誤差,指針應指在表盤到的部分,即中央刻度附近。除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時,要估讀到下一位,其余情況都不用估讀。電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(3)測電壓、電流時的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。(4)多用電表使用的“七大注意”使用前要機械調零。兩表筆在使用時,電流總是“紅入黑出”。選擇開關的功能區(qū)域,要分清是測電壓、電流、電阻,還要分清是交流還是直流。電壓、電流擋為量程范圍擋,歐姆擋為倍率擋。刻度線有三條:上為電阻專用,中間為電壓、交流、直流共用,下為交流2.5 V專用。測電阻時:待測電阻與電路、電源一定要斷開;B兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿;C指針指中值附近較準,否則換擋;D每換一擋必須重新歐姆調零;E讀出示數(shù)要乘以倍率。使用完畢,選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。(5)探索黑箱內的電學元件探究項目應用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值,后逐漸增大到“”,且指針擺動越來越慢電感線圈歐姆擋示數(shù)由“”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)(xx四川省成都市)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器。請回答下列問題:(1)使用多用電表粗測電阻時,將選擇開關撥至歐姆擋“10”擋,經(jīng)正確操作后,指針指示如圖甲a,為了使多用電表測量的結果更準確,該同學應該選擇歐姆擋_檔(選填“1”“100”);若經(jīng)過正確操作,將兩表筆接待測電阻兩端時,指針指示如圖甲b,則待測電阻為_。(2)圖乙是某多用電表歐姆擋內部電路示意圖。其中,電流表滿偏電流為0.5 mA、內阻為10 ;電池電動勢為1.5 V、內阻為1 ;變阻器R0的阻值范圍為05 000 。該歐姆表的兩只表筆中,_是紅表筆。(選填“A”或“B”);該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5 V、內阻為1 進行刻度的。當電池的電動勢下降到1.45 V、內阻增大到4 時,歐姆表仍可調零,則調零后R0接入電路的電阻將變_(填“大”或“小”),若用重新調零后的歐姆表測得某待測電阻阻值為300 ,則這個待測電阻的真實阻值為_?!緟⒖即鸢浮浚?)100 3 000 (2)A 小 290【試題解析】(1)使用多用電表粗測電阻時,將選擇開關撥至歐姆擋“10”擋,經(jīng)正確操作后,指針偏角很小,說明倍率檔選擇較小,則為了使多用電表測量的結果更準確,該同學應該選擇歐姆擋“100”檔;待測電阻為30100 =3 000 。(2)該歐姆表的兩只表筆中,紅表筆內部接電源的負極,則A是紅表筆。電池電動勢為1.5 V、內阻為1 時,調零電阻;電池的電動勢下降到1.45 V、內阻增大到4 時調零電阻,則調零后R0接入電路的電阻將變??;電動勢為1.5調零后,歐姆表內部的中性電阻的;電動勢變?yōu)?.45調零后,歐姆表內部的中性電阻;由300 對應的電流列出關系式:;故對應1.45 V時的電阻R真=290 。1在“練習使用多用電表”的實驗中: (1)用多用電表歐姆擋測量電阻時,紅黑表筆互換了插孔,這樣_(選填“會”或“不會”)影響測量結果;(2)如圖所示是一個多用電表歐姆擋內部電路的示意簡圖,其中有靈敏電流表(量程未知,內阻100 )、電池組(電動勢未知,內阻r=0.5 )和滑動變阻器R0(總阻值未知),表刻度盤上電阻刻度中間值為15;有實驗者用多用電表歐姆擋測量電壓表的內阻(測量過程規(guī)范),讀得電壓表的讀數(shù)為6.0V,讀得阻值為30 k,可知此時多用電表歐姆擋的總內阻(包括電流表內阻、電池組內阻和變阻器R0的阻值)是_k,靈敏電流表的量程為_mA。若表內電池用舊,電池電動勢會變小,內阻會變大,假設電池組的電動勢下降到6 V、內阻升高到2 時,但仍可調零,測得某電阻是30 k,這個電阻真實值是_k;(3)在使用多用電表結束后,分別將選擇開關保留在如下圖a、圖b和圖c所示的位置,其中圖_(選填“a”或“b”或“c”)的位置是規(guī)范的。圖a 圖b 圖c【答案】(1)不會 (2)15 0.6 20 (3)a考點5 傳感器的簡單使用1實驗目的(1)認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性。(2)了解傳感器在技術上的簡單應用。2實驗器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線等。3研究熱敏電阻的熱敏特性4研究光敏電阻的光敏特性5注意事項(1)在做熱敏實驗時,加開水后要等一會兒再測其阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時讀出水溫。(2)光敏實驗中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少。(3)歐姆表每次換擋后都要重新調零。(xx寧夏銀川市第二中學)在實際應用中有多種自動控溫裝置,以下是其中兩種控溫裝置:(1)圖(a)為某自動恒溫箱原理圖,箱內的電阻R1=2 k,R2=1.5 k,R3=4 k,Rt為熱敏電阻,其電阻隨溫度變化的圖象如圖(b)所示。當a、b兩點電勢ab時,電壓鑒別器會令開關S接通,恒溫箱內的電熱絲發(fā)熱,使箱內溫度提高;當ab時,電壓鑒別器會使S斷開,停止加熱,則恒溫箱內的穩(wěn)定溫度為_,恒溫箱內的電熱絲加熱時Rt的取值范圍為_。(2)有一種由PTC元件做成的加熱器,它產生的焦耳熱功率PR隨溫度t變化的圖象如圖(c)所示。該加熱器向周圍散熱的功率為PQ=k(tt0),其中t為加熱器的溫度,t0為室溫(本題中取20 ),k=0.1 W/。當PR=PQ時加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定,則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度為_;(單選)某次工作中,該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫度的過程中,下列溫度變化過程用時最短的是(填選項前的字母序號)A2024 B3236 C4852 D6064 【參考答案】(1)25 大于3 k (2)70(6873均可) B【試題解析】(1)由題意得當時,恒溫箱保持穩(wěn)定,根據(jù)串并聯(lián)電路電壓與電阻的關系可知,只有也為4:3的時候,此時電橋平衡,所以可知Rt電阻為3 k,從題圖乙可以看出電阻為3 k時,溫度為25攝氏度。(2),PQ與溫度t之間關系如圖所示,由圖可知,當溫度為70時,發(fā)熱功率與與散熱功率相等,即此時物體的溫度不再變化。當溫度稍高于穩(wěn)定溫度時,加熱器電阻增大,產生的焦耳熱的功率小于散熱功率,溫度下降,當溫度稍低于穩(wěn)定溫度時,加熱器電阻減小,產生的焦耳熱的功率大于散熱的功率,溫度將上升。1某實驗小組設計了如圖(a)所示的實驗裝置,用鉤碼所受重力作為小車所受到的拉力,用DIS測小車的加速度。通過改變鉤碼的數(shù)量,多次重復測量,可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗,得到了兩條aF圖線,如圖(b)所示。(1)圖線_是在軌道右側抬高成為斜面的情況下得到的;(選填“”或“”)(2)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時圖(b)中的圖線明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質量太大,為消除此誤差可采取的簡便且有效的措施是 _;A調整軌道的傾角,在未掛鉤碼時使小車能在軌道上長時間緩慢運動(即將小車與傳感器發(fā)射部分的重力沿軌道方向的分力恰與其所受摩擦力平衡)B在增加鉤碼數(shù)量進行實驗的同時在小車上增加砝碼,使鉤碼的總質量始終遠小于小車與傳感器發(fā)射部分的總質量C在鉤碼與細繩之間放置一力傳感器,直接得到小車運動的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關系圖象D更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格,采用質量較小的鉤碼進行上述實驗(3)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質量為 kg;小車在水平軌道上運動時受到的摩擦力大小為_N?!敬鸢浮浚?) (2)C (3)0.5 11(xx江蘇卷)一同學測量某干電池的電動勢和內阻。(1)如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處_;_。(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關系圖象。由圖象可計算出該干電池的電動勢為_V;內阻為_。R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8(3)為了得到更準確的測量結果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端調節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應為_V;內阻應為_?!敬鸢浮浚?)開關未斷開 電阻箱阻值為零 (2)圖象如圖所示: 1.4(1.301.44都算對) 1.2(1.01.4都算對) (3)1.4(結果與(2)問第一個空格一致) 1.0(結果比(2)問第二個空格小0.2) 2(xx新課標全國II卷)某同學組裝一個多用電表??捎玫钠鞑挠校何脖眍^(量程100 ,內阻900 );電阻箱R1(阻值范圍0999.9 );電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 );導線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。回答下列問題:(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值_;R2=_(保留到個位)【答案】(1)如圖所示 (2)100 2 9103(xx天津卷)某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 k),除了Rx,開關S、導線外,還有下列器材供選用:A電壓表(量程01 V,內阻約為10 k)B電壓表(量程010 V,內阻約為100 k)C電流表(01 mA內阻約為30 )D電流表(00.6 A,內阻約為0.05 )E電源(電動勢1.5 V,額定電流0.5 A,內阻不計)F電源(電動勢12 V,額定電流2 A,內阻不計)G滑動變阻器R0(阻值范圍010 ,額定電流2 A)為使測量盡量準確,電壓表選用_,電流表選用_,電源選用_。(均填器材的字母代號);畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。該同學選擇器材、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會_其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_?!敬鸢浮緽 C F 如圖所示 大于 電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際電壓(其他正確表述也可)4(xx新課標全國III卷)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 );V可視為理想電壓表。S1為單刀開關,S2位單刀雙擲開關,E為電源,R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗: (1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;(2)將滑動變阻器滑動端置于適當位置,閉合S1;(3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器動端的位置,記下此時電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2 端,記下此時電壓表V的示數(shù)U2;(4)待測電阻阻值的表達式Rx=_(用R0、U1、U2表示);(5)重復步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=_。(保留1位小數(shù))【答案】(1)如圖所示: (4) (6)48.2【解析】開關S2擲于1端,由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0,將開關S2擲于2端,R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2,Rx兩端電壓為U=U2U1,由歐姆定律可得待測電阻阻值Rx=U/I=R0=(1)R0。5次測量所得的平均值,(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=(1)R0=(3.411)20.0 =48.2 。5(xx新課標全國I卷)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 80 范圍內某熱敏電阻的溫度特性,所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標稱值(25 時的阻值)為900.0 :電源E(6 V,內阻可忽略):電壓表(量程150 mV):定值電阻R0(阻值20.0 ),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 ):電阻箱R2(阻值范圍0999.9 ):單刀開關S1,單刀雙擲開關S2。實驗時,先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 ,將S2與1端接通,閉合S1,調節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0:保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0:斷開S1,記下此時R2的讀數(shù),逐步降低溫控室的溫度t,得到相應溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 C,實驗得到的R2t數(shù)據(jù)見下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題:(1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應移動到_(填“a”或“b”)端;(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點,并做出R2t曲線;(3)由圖(b)可得到R1,在25 80C范圍內的溫度特性,當t=44.0 時,可得R1=_;(4)將Rt握于手心,手心溫度下R2的相應讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)為_,則手心溫度為_。【答案】(1)b (2)如圖所示(3)450 (4)620.0 33.06(xx新課標全國卷)某同學研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表V(量程3 V,內阻3 k);電流表A(量程0.5 A,內阻0.5 );固定電阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內阻不計);開關S;導線若干。(1)實驗要求能夠實現(xiàn)在03.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻_(填“增大”、“不變”或“減小”),燈絲的電阻率_(填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4 V,內阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S,在R的變化范圍內,小燈泡的最小功率為_W,最大功率為_W。(結果均保留2位小數(shù))【答案】(1)如圖所示 (2)增大 增大 (3)0.39 1.18【解析】(1)要求能夠實現(xiàn)在03.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量,故滑動變阻器用分壓式接法,小燈泡為小電阻,電流表用外接法;電壓表量程為3 V,應串聯(lián)定值電阻擴展量程到4 V。(2)由IU圖象知,切線的斜率在減小,故燈泡的電阻隨電流的增大而增大,再由電阻定律知,電阻率增大。(3)當滑動變阻器的阻值為9 時,電路電流最小,燈泡實際功率最小,此時由E0=U+I(r+R)得I=0.1U+0.4,在圖中作出該直線如左圖所示,交點坐標約為U=1.75 V,I=0.225 A,P1=UI=0.39 W;當滑動變阻器的阻值為0時,燈泡消耗的功率最大,作圖線I=U+4,此時交點坐標為U=3.70 V,I=0.32 A,如右圖所示,最大的功率P2=UI=1.18 W。7(xx新課標全國卷)圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 A,內阻為480 。虛線方框內為換擋開關,A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆100 擋。(1)圖(a)中的A端與_(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關于R6的使用,下列說法正確的是_(填正確答案標號)。A在使用多用電表之前,調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時,調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=_,R4=_。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為_;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為_;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為_。(結果均保留3位有效數(shù)字)【答案】(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1 100 2.95 V【名師點睛】會規(guī)范使用多用電表,能正確讀出多用電表的示數(shù),是解決本題的關鍵。在平時實驗訓練過程中要多加注意規(guī)范操作和器材的正確使用方法,多用電表的讀數(shù),重點是分清測量的物理量不同,讀數(shù)方法不同。 8(xx上海卷)在“用多用表測電阻、電流和電壓”的實驗中(1)(多選題)用多用表測電流或電阻的過程中_。(A)在測量電阻時,更換倍率后必須重新進行調零(B)在測量電流時,更換量程后必須重新進行調零(C)在測量未知電阻時,必須先選擇倍率最大擋進行試測(D)在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進行試測(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置。若選擇開關處于“10 V”擋,其讀數(shù)為 ;若選擇開關處于“10”擋,其讀數(shù)為 200 (選填:“大于”,“等于”或“小于”)?!敬鸢浮浚?)AD (2)5.4 小于【名師點睛】會規(guī)范使用多用電表,能正確讀出多用電表的示數(shù),是解決本題的關鍵,在平時實驗訓練過程中要多加注意規(guī)范操作和正確使用。9(xx四川卷)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內阻。實驗器材:待測電源(電動勢約3 V,內阻約2 ),保護電阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 ),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關S,導線若干。實驗主要步驟:()將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大,閉合開關;()逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I;()以U為縱坐標,I為橫坐標,作UI圖線(U、I都用國際單位);()求出UI圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a?;卮鹣铝袉栴}:(1)電壓表最好選用_;電流表最好選用_。A電壓表(03 V,內阻約15 k)B電壓表(03 V,內阻約3 k)C電流表(0200 mA,內阻約2 )D電流表(030 mA,內阻約2 )(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_。A兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱B兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱C一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導線接在電阻絲左端的接線柱D一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導線接在電阻絲右端的接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內阻r的表達式E=_,r=- 配套講稿:
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