2020届高考物理一轮 专题22 多用电表 测量电源的电动势和内阻学案 新课标

2020届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题22 多用电表 测量电源的电动势和内阻 课时安排：2课时教学目标：1知道欧姆表测量电阻的原理，练习使用多用电表测电阻2知道测量电源的电动势和内阻的原理，掌握数据的处理方法本讲重点：1欧姆表测量电阻的原理2测量电源的电动势和内阻本讲难点：测量电源的电动势和内阻考点点拨：1欧姆表测量电阻的原理2欧姆表的使用3测量电源的电动势和内阻第一课时由（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。由上面的（2）可知，电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。（7）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。（8）将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。测二极管的正、反向电阻（9）首先弄清两个问题：二极管的单向导电性。如图2.8-10：电流从正极流入电阻较小，从正极流出时电阻较大。 欧姆表中电流的方向。从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入。（10）测正向电阻：将选择开关置于欧姆表的“10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极，（如图2.8-11）读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率，记下正向阻值。（11）测反向电阻：将选择开关置于欧姆表的“1000”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极（如图2.8-12），读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率，记下反向阻值。（12）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。【注意事项】（1）多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；（2）合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；（3）测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；（4）合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；（5）换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；（6）要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；（7）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。5测量电源的电动势和内阻的实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I、U值。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作UI图，求出E、r（二）重难点阐释测量电源的电动势和内阻的实验中，实验数据处理是一个难点。原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。利用图线处理数据时，要明确：（1）图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。说明：两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。二、高考要点精析（一）欧姆表测量电阻的原理考点点拨见知识整合。用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时得 故能准确测量的阻值范围是5k附近。选项B正确。考点精炼1如图是欧姆表的工作原理图。（1）若表头的满偏电流为Ig=500A，干电池的电动势为1.5，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：电流刻度050A100A200A250A300A400A500A电阻刻度（2）这只欧姆表的总内阻为 ，表针偏转到满刻度的1/3时，待测电阻为 .（二）欧姆表的使用考点点拨使用欧姆表测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；使用前调整欧姆零点；合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。第二课时（三）测量电源的电动势和内阻考点点拨见知识整合。答案：B 、A电压表量程过大，读数误差较大；A 、B变阻器额定电流过小，调节不方便。【例5】测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R/，电键K，导线若干。画出试验电路原理图。图中的元件需要用题目中给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数I1时，电压表读数为U1；当电流表读数I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= （用I1、I2、U1、U2及R表示）考点精炼3在“伏安法测干电池的电动势和电阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多阻端电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致。由试验数据来分析，他所连接的电路可能是下列电路图中的 （ ）U/V0.600.700.800.901.001.10I/A0.180.210.250.270.300.334某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计闭合电键S后，变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图（2）的U-I图象中直线a、b所示（1）若滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，电压表的示数一直增大，可知滑动端P由_端滑到_端；（用电路图中的字母表示）（2）用画线代表导线，将上面实物图中各元件按图（1）连接成实验电路；（3）通过分析可知，其中图（2）中图线_（填a或b）表示电压表示数随电流表A示数变化关系；（4）根据UI图象中坐标轴所标出的数据，可以求出电源电动势E_，内阻r_（用图中给出的坐标值表示）5用电流表和电压表测二节干电池的电动势E和内电阻r，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图甲所示。（1）根据各点表示的数据在图上描出UI图线。由此求得：E=_V，r=_。（均保留二位有效数字）。（2）把图乙的实验器材连成实验开始时的线路。考点精炼参考答案同理可求出，100，200，250，300，400时对应的电阻分别为：1.2104 ，4.5103 ，3103 ，2103 ，750.（2）当表针偏转到满刻度的1/3处时2BD3B三、考点落实训练1一学生用多用电表测电阻。他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下：选择开关扳到“1k欧姆档上；把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；把两跟表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；换用“100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了那一或那一些重要的使用规则？答： 2某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值。指针指示位置如图所示。则这电阻阻值是 。如果要用这多用表测量一个约200的电阻，为了测量比较准确，选择开关应选欧姆档的 。3用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨到_挡，然后把多用电表 联在电路中，则电流应从 表笔流入，从 表笔流出。4下列说法正确的是（ ）A欧姆表的每一挡的测量范围是从0到B用不同挡次的欧姆表测量同一电阻的阻值，误差大小是一样的C用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央时，误差越大D用欧姆表测电阻，选不同量程时，指针越靠近右边误差越小5在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线图，如图a所示。（2）将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V。可是这种电池并不能点亮手筒上额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的小灯泡，原因是通过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA。现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材，尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内阻请画出应采用的电路原理。滑动变阻器有两种规格：A（010）、B（03k）。实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器?为什么?答： 。在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到的U一I图象如图所示。根据图中所给数据，得到“水果电池”的电动势和内阻分别为E=_V，r=_。7在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图如图（1）和测得的数据如下：123456U/V1.421.361.081.211.141.07I/A0.040.080.120.160.200.24图（1）0.200 1.00U/VI/A1.50图（2）（1）实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由_引起的。用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_误差。（2）在图（2）给出的UI坐标系中用给出的数据画出UI图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第_组数据有误。（3）求得电动势E=_V，内阻r=_（均保留2位有效数字）。8为了测一节干电池的电动势和内阻，现准备了下列器材：考点落实训练参考答案1该题考查仪器使用时的注意事项。使用欧姆表要注意的地方比较多。使用前要经过调整（机械调零，选择量程后要电阻调零），使用后要复位（拔出表笔，选择开关应置于“OFF”档或交流高压档），使用过程中换档后要重新调零。这些往往都是考查的重点。该题中不符合操作规则的是：换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮；使用后不能把选择开关置于欧姆档。