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第15章 电学实验,实验8 测定金属的电阻率,实验9 描绘小灯泡的伏安特征曲线,实验10 测定电源的电动势和内阻,电学实验仪器的原理及使用,实验12 传感器的简单使用,实验13 电表电阻的测量,实验11 练习使用多用电表,电学实验仪器的原理及使用,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法1游标卡尺和螺旋测微器的读数 考法2电表的改装与读数,必备知识 全面把握,1游标卡尺的结构、原理 (1)结构：游标卡尺主要由两部分组成，即主尺和游标尺 主尺：用于读取游标尺刻度线对应的整毫米数；游标尺：用于读取对准主尺上某一条刻度线的游标尺上的刻度数；内测量爪：用于测量内径；外测量爪：用于测量外径；深度尺：用于测量深度；紧固螺母：用于固定游标尺如图所示,(2)原理：游标卡尺巧妙地运用了游标尺与主尺最小刻度之差，如果将主尺上的9 mm等分10份作为游标尺的刻度，那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所表示的长度之差就是0.1 mm.同理，如果将主尺上的19 mm、49 mm分别等分20份、50份作为游标尺上的刻度，那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所示的长度之差就分别为0.05 mm、0.02 mm.因此游标卡尺的测量精度可达0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm.,2螺旋测微器的结构、原理,(1)螺旋测微器结构如图所示,(2)螺旋测微器原理 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来,3电流表的改装,装后的电流表测某电路中的电流I，此时这只改装后的电流表的读数应该是流经AC或BD中的电流，但流过表头的电流实际是流经CGD中的电流 4电压表的改装,电流计(表头)改装成电压表需要串联一个阻值较大的电阻，如图所示，如果Ig、Rg、Ug已知，那么改装后的电压表量程为UIg(RRg),电学实验 仪器的原 理及使用,核心方法重点突破,考法1游标卡尺和螺旋测微器的读数,例1,海南物理201511，6分某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示该工件的直径为_cm，高度为_mm.,【解析】 图甲为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm.主尺读数为11 mm，游标尺上第4条刻线与主尺刻线对齐，故测量结果为11 mm40.05 mm11.20 mm1.120 cm.螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图乙知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm. 【答案】1.1206.860,例1,考法2电表的改装与读数,例2,课标全国201523，9分 图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路,(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_. (2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电源的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 .则R0应选用阻值为_ 的电阻，R应选用最大阻值为_ 的滑动变阻器 (3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是：_ _.,【解析】,例2,例3,湖南长沙望城一中2017二调某金属导线长度为L，粗细均匀，为测定这种金属材料的电阻率，用多用电表测量其电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择“_”倍率的电阻挡(填“10”或“1 k”)，欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果R_.,【解析】,例3,选用“100”挡，发现指针偏转过大，说明电阻过小，所选挡位太大，为准确测量电阻，应换更小的挡位，应把选择开关置于“10”挡；由图可知，欧姆表示数为710 70 .,【答案】1070,第15章,实验8 测定金属的电阻率,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法3实验器材的选择及数据处理，误差分析的考查 考法4伏安法测电阻 考法5 电流表，电压表的改装及应用：伏安法，安安法测电阻 考法6 单个电表测电阻,必备知识 全面把握,1实验目的 (1)学会用伏安法测电阻、测定金属导线的电阻率 (2)练习使用螺旋测微器和游标卡尺，会使用常用的电学仪器 2实验原理,3实验器材 被测金属导线、毫米刻度尺(或游标卡尺)、螺旋测微器、电压表、电流表、 直流电源、开关、滑动变阻器、导线等,4实验步骤,(1)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. (2)依照电路图用导线将实验器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大 (3)用毫米刻度尺(或游标卡尺)测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l. (4)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值和电压值，记入记录表格内断开开关S，求出导线电阻R的平均值 (5)将得到的R、l、d值，代入电阻率计算公式 ，计算出金属导线的电阻率 (6)拆除实验电路，整理好实验器材,5注意事项,(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法 (2)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 (3)测金属导线直径时一定要选择不同部位进行多次测量 (4)闭合开关S前，一定要使滑动变阻器接入电路的阻值最大 (5)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用00.6 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发生变化 (6)求R的平均值可用两种方法：第一种是用 出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(IU图像)来求出若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，可将个别偏离较远的点舍去,实验8,核心方法重点突破,考法3实验器材的选择及数据处理、误差分析的考查,例1,湖北襄阳五中2017三模一细而均匀的导电材料，截面为圆柱体，如图甲所示，此材料长约5 cm，电阻约为100 ，欲测量这种材料的电阻率.现提供以下实验器材： A20分度的游标卡尺 B螺旋测微器 C电流表A1(量程050 mA，内阻r1100 ) D电流表A2(量程0100 mA，内阻r2约为40 ) E电压表V(量程015 V，内阻约为3 000 ) F滑动变阻器R1(010 ，标定电流2 A) G直流电源E(电动势为3 V，内阻很小) H待测导电材料R2 I开关一只，导线若干 请用上述器材设计一个尽可能精确地测量这种材料的电阻率的实验方案，回答下列问题：,例1,(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其读数L_cm，用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其读数D_mm.,(2)在所给的虚线框中画出实验电路图，并标明所选择器材的符号,(3)若A1、A2、V的示数分别用I1、I2、U表示，用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示这种材料的电阻率为_,【解析】,例1,考法4伏安法测电阻,例2,课标全国201422，6分 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 ，电压表V的内阻约为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图甲、乙所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,【解析】,例2,考法5 电流表、电压表的改装及应用：伏伏法、安安法测 电阻,例3,江西南昌三中2016模拟有一电压表V1，其量程为03 V，内阻约为3 000 ，现要准确测量该电压表的内阻，提供的实验器材有： 电源E：电动势约15 V，内阻不计； 电流表A1：量程01 A，内阻r12 ； 电压表V2：量程02 V，内阻r22 000 ； 定值电阻R1：阻值20 ，可作为保护电阻； 定值电阻R2：阻值1 ，可作为保护电阻； 滑动变阻器R：最大阻值10 ，允许通过的最大电流1 A； 开关一个，导线若干 (1)提供的实验器材中，应选用的电表是_，定值电阻是_；(填器材符号) (2)请你设计一个测量电压表V1内阻的实验电路图，画在下面的虚线框内；(要求：滑动变阻器要便于调节),(3)若所选电表的读数为a，待测电压表V1的读数为U1，写出电压表V1内阻的计算表达式RV1_,【解析】,例3,例4,广东四校2016联考图甲是测量电阻Rx阻值的电路原理图，两电流表量程均选00.6 A，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总电阻为5 ，总长为50.0 cm.,(1)根据电路原理图连接图乙所示的实物图 (2)如图甲，闭合S1前，应将滑片P置于_(填“d”或“e”)端 (3)断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1的示数为0.50 A时，单位长度电阻丝两端的电压u_V/m.,例4,(4)保持S1闭合，再闭合S2，滑动c点改变ac的长度L，同时调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1的示数为0.50 A若电流表内阻不计，c点在ab的中点时，电流表A2的示数为0.50 A，则Rx_；若电流表的内阻不能忽略，电流表A2的示数为I，测量多组L和I的值，画出L与I的关系图像如图丙所示，从实验原理角度说明图线不过原点的原因是_；若LI图线斜率为k，电流表A1和A2的内阻均为RA，则电阻Rx_(用u、RA、k 表示),【解析】,例4,考法6单个电表测电阻,例5,宁夏银川一中2017一模如图为测量未知电阻阻值的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知，R为保护电阻，阻值未知电源E的电动势未知，K1、K2均为单刀双掷开关A为电流表，其内阻不计,测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向_闭合，记下电流表读数I1，再将K2向c闭合、K1向_闭合，记下电流表读数I2.计算R x的公式是R x_,【解析】,例5,例6,陕西师大附中2017二模某同学做“测定金属丝电阻率”的实验 (1)这位同学采用伏安法测量一段阻值约为5 的金属丝的电阻有以下器材可供选择：(要求测量结果尽量准确) A电池组(3 V，内阻约1 ) B电流表(03 A，内阻约0.025 ) C电流表(00.6 A，内阻约0.125 ) D电压表(03 V，内阻约3 k) E电压表(015 V，内阻约15 k) F滑动变阻器(020 ，标定电流1 A) G滑动变阻器(01 000 ，标定电流0.3 A) H开关、导线 实验时应选用的器材是_(填写各器材的字母代号) (2)这位同学在进行一次测量时，电流表、电压表的示数如图甲所示由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为_.(保留两位有效数字),甲,例6,(3)用伏安法测金属丝电阻存在系统误差为了减小系统误差，有人设计了如图乙所示的实验方案其中Rx是待测电阻，R是电阻箱，R1、R2是已知阻值的定值电阻闭合开关S，灵敏电流计的指针偏转将R调至阻值为R0时，灵敏电流计的示数为零由此可计算出待测电阻Rx_(用R1、R2、R0表示),乙,【解析】,例6,第15章,实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法7伏安法研究灯泡的伏安特性曲线 考法8利用伏安特性曲线求解灯泡功率 考法9其他元件的伏安特性曲线,必备知识全面把握,1实验目的 (1)描绘小灯泡的伏安特性曲线 (2)分析小灯泡伏安特性曲线的变化 2实验原理 根据欧姆定律，在纯电阻电路中，通过电阻的电流与电阻两端的电压呈线性关系，即IU图线是一条过原点的直线但在实际电路中，小灯泡的电阻随温度升高而增大，IU图线就不是一条直线用伏安法分别测出灯泡两端的电压及通过的电流便可绘出IU图线 3实验器材 小灯泡、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干,4电路选择 (1)由于小灯泡的电阻较小，为减小实验误差，应采用电流表外接法 (2)滑动变阻器采用分压式接法，因为绘出小灯泡的伏安,特性曲线要求有坐标原点附近的数据，且要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压)实验电路图如图所示，在接通电路前，滑动变阻器的滑片应放在使小灯泡两端的电压为零的位置，图中滑片应放在最左端 5实验步骤 (1)按电路原理图连接好电路，把滑动变阻器的滑片调节到靠近A端处 (2)闭合开关S，把滑片调节到某个合适的位置，读出此时电压表的示数U1和电流表的示数I1，记录U1、I1. (3)将滑片从A端附近向B端逐渐移动，重复步骤(2)，读出并记录对应的多组不同的电压值和电流值 (4)断开开关，拆开电路 (5)以U为横坐标，I为纵坐标，建立直角坐标系，把所得到的多组数据描点画到平面直角坐标系中，将所描各点用平滑曲线连接即得小灯泡的伏安特性曲线,实验9,核心方法重点突破,考法7伏安法研究灯泡的伏安特性曲线,例1,福建理综201519(2)，12分某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接 (1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；,例1,(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A； (3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数),【解析】,例1,(量程3 V，内阻3k),课标全国201723，10分某同学研究小灯泡的伏安特性所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)电压表,电流表 (量程0.5 A，内阻0.5 )；固定电阻R0(阻值1 000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干 (1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图 (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示,考法8利用伏安特性曲线求解灯泡功率,例2,例2,由实验曲线可知，随着电流的增加，小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”) (3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 )和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W(结果均保留两位小数),【解析】,例2,(1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内进行测量，电压表量程为3 V，需要改装电压表以增大量程，故电压表应串联定值电阻，滑动变阻器需要连接成分压式电路，由于Rx，故电流表应采用外接法 (2)伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，图中曲线的斜率逐渐减小，则电阻逐渐增大；电流增大时，灯丝的温度升高，金属材料的电阻率随着温度的升高而增大 (3)利用作图法，将滑动变阻器等效为电源内阻，作出电源的IU图像，可知滑动变阻器接入电路的阻值为9 时，P1U1I11.750.22 W0.39 W，滑动变阻器接入电路的阻值为0 时，P23.670.318 W1.17 W.,【答案】(1)如图所示 (2)增大增大(3)0.391.17,考法9其他元件的伏安特性曲线,例3,广东理综201534(2)，10分某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等 (1)使用多用电表粗测元件X的电阻选择“1”欧姆挡测量，示数如图甲(a)所示，读数为_.据此应选择图甲中的_填“(b)”或“(c)”电路进行实验,甲,例3,(2)连接所选电路，闭合S，将滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验 (3)图乙(a)是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件_(填“X”或“Y”)是非线性元件 (4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图乙(b)所示闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，电压表读数为1.00 V利用图乙(a)可算得E_V，r_(结果均保留小数点后两位，视电压表为理想电压表),乙,【解析】,例3,第15章,实验10 测定电源的电动势和内阻,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法10伏安法测定电源的电动势和内阻 考法11利用安阻法测量电源的电动势和内阻 考法12 利用伏阻法测量电源的电动势和内阻,必备知识全面把握,1实验目的 (1)测定电源的电动势和内阻 (2)学习用图像法处理数据，计算电源的电动势和内阻,2实验原理,3实验器材 待测干电池(一节)、电流表(00.6 A)、电压表(03 V)、滑动变阻器(010 )、开关一个，导线若干,4实验步骤 (1)按实验原理图连接好电路，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大的一端 (2)闭合开关，调节变阻器滑片，使电流表有明显示数， 记录一组数据(I1，U1)，用同样方法测量几组I、U的值 (3)断开开关，拆去实验线路，整理好实验器材,5. 数据处理,6注意事项 (1)为了使路端电压变化明显，电源应选内阻大一些的(可以选用已使用过一段时间的干电池) (2)干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完立即断电 (3)要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些用方程组求解时，要将测出的I、U数据中第1组和第4组搭配、第2组和第5组搭配、第3组和第6组搭配，分别解出E、r的值再取各自的平均值 (4)在画UI图线时，要使较多的点落在一条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去 (5)干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多这时，在画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线斜率的绝对值还是电源的内阻,实验10,核心方法重点突破,考法10伏安法测定电源的电动势和内阻,例1,天津理综20159(3)，8分用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用： A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 k D电压表：量程6 V，内电阻约60 k E滑动变阻器：01 000 ，允许最大电流0.5 A F滑动变阻器：020 ，允许最大电流2 A (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号),例1,(2)如图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号) (3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图像法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标,【解析】,例1,考法11 利用安阻法测量电源的电动势和内阻,例2,课标全国201423，9分利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：,待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S，导线若干 实验步骤如下： 将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S； 多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R； 以为纵坐标，R为横坐标，作R图线(用直线拟合)； 求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b. 回答下列问题： (1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_ (2)实验得到的部分数据如下表所示，其中,例2,(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表 答：_，_. (3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A11，截距b_A1.,(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_.,【解析】,例2,考法12 利用伏阻法测量电源的电动势和内阻,例3,湖北八校2016联考某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值 实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5 V，内阻很大)，电阻箱R(099.99 )，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干 (1)先测电阻R1的阻值请将该同学的操作补充完整： 闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1. 保持电阻箱示数不变，_，读出电压表的示数U2. 则电阻R1的表达式为R1_,例3,(2)该同学已经测得电阻R14.80 ，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图乙所示的 图线，则电源电动势E_V，电阻R2_.(保留三位有效数字),【解析】,例3,第15章,实验11 练习使用多用电表,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法13多用电表的读数和使用方法 考法14对多用电表内部电路原理的考查 考法15 用多用电表检查电路故障 考法16 探测黑箱内部元件连接问题,必备知识全面把握,1实验目的 (1)了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法 (2)会使用多用电表测电压、电流及电阻 (3)会用多用电表探索黑箱中的电学元件 2实验原理 最简单的多用电表的电路如图所示其转换测量功能如下：,1、2为电流挡，1的量程比较大； 5、6为电压挡，6的量程比较大； 3、4为欧姆挡，4的倍率比较大 注意：测直流电流和直流电压的原理就是电阻的分流和分压原理 欧姆挡电路中有内接电源,3实验器材 多用电表、小灯泡、电源(学生电源或电池)、晶体二极管、黑箱、电阻若干、导线若干,4实验步骤 在使用多用电表前，若表针没有停在左端“0”位置，要进行机械调零，即用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零 (1)用多用电表测量小灯泡两端的电压 将功能选择开关旋到直流电压挡 根据待测电压的估计值选择量程如果难以估计待测电压值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量 测量时，用红、黑表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示,根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数,(2)用多用电表测量通过小灯泡的电流 多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联 测量时，使电流从红表笔流入，从黑表笔流出如图所示,多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流 测电流时，选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确 (3)用多用电表测量定值电阻的阻值 选挡 估计待测电阻阻值的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位 欧姆调零 将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端零刻度处,多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流 测电流时，选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确 (3)用多用电表测量定值电阻的阻值 选挡 估计待测电阻阻值的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位 欧姆调零 将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端零刻度处 测量读数 将两表笔分别与待测电阻的两端接触，不用区分正、负，表针示数乘倍率即为待测电阻阻值 测另一电阻时重复步骤. 实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,(4)用多用电表测量二极管的正、反向电阻 测正向电阻 a选挡：将选择开关置于电阻“10”挡 b欧姆调零：短接红、黑表笔，转动欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度的零刻度处 c测量：黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，读出欧姆表指示的电阻数值，乘倍率，记下正向阻值 测反向电阻 a将选择开关置于电阻“1 k”挡； b短接红、 黑表笔，转动欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度的零刻度处 c黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，读出指针指示的电阻数值，乘倍率，记下反向阻值 d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,(5)用多用电表探索黑箱内的电学元件 将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，将两表笔分别与如图所示的黑箱上的A、B、C三个接点中的两个接点连接，判断黑箱内有无电源,将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，使两表笔分别与三个接点中的两个接点相连，读出多用电表上示数的大小，将表笔反接后，看多用电表示数有无变化，以分析黑箱内是否有二极管 根据欧姆定律、串并联电路特点、二极管的导电特性等知识分析多用电表探测的结果，并得出黑箱内电学元件的名称和连接方式 结束实验时，将多用电表选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,5注意事项 (1)使用多用电表时，若不知被测量的电流或电压大小，要先用最大量程开始测量；若不知被测电阻的大小，则先用最大倍率开始测量，然后根据测量的情况选择合适的量程或倍率选择量程或倍率的原则是：测量电压和电流时，应尽量使指针指在刻度盘的至之间(因为指针偏转过小或过大，测量的相对误差较大)测量电阻时，尽可能让指针指向中央刻度(指针指向中央刻度时，相对误差最小) (2)测量时，注意不要用手碰表笔的金属触针，这样一方面可以防止测高电压时发生触电事故，另一方面在测电阻时，防止把人体电阻并联进去，使测得的电阻值偏小.,实验11,核心方法重点突破,考法13多用电表的读数及使用方法,例1,课标全国201723，9分图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡,(1)图甲中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接 (2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号) A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1R2_，R4_. (4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_(结果均保留3位有效数字),【解析】,例1,考法14对多用电表内部电路原理的考查,例2,山东淄博2017高三打靶训练某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率所用器材如下： A干电池：电动势E1.5 V，内阻r0.5 B电流表G：满偏电流Ig1 mA，内阻Rg150 C定值电阻R11 200 D电阻箱R2和R3：最大阻值均为999.9 E电阻箱R4：最大阻值为9 999 F开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干 (1)该实验小组按图甲正确连接好电路当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2_，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻称为欧姆表的内阻R内，则R内_，欧姆表的倍率是_(填“1”或“10”),例2,(2)闭合开关S后，为得到另一倍率，应进行如下操作： 第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2_且R3_时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_.,【解析】,例2,考法15用多用电表检查电路故障,例3,重庆理综20146(1)，18分某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池作为电源，导线完好且接触正常,维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点 断开开关，红表笔接a点时多用电表示数如图乙所示，读数为_V，说明_正常(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”),红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是_(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”),甲,乙,【解析】,例3,多用电表调至直流50 V挡时，接a、c两点测量的是蓄电池两端的电压，50 V代表量程，读数为12.0 V，可见蓄电池完好 断开开关，电压表指针不偏转，说明电路断路，开关闭合后，电压表读数与图中相同，表示电源、保险丝、开关、电压表能形成回路，开关和保险丝没有问题，发生故障的是小灯泡，且小灯泡断路，造成测量值为电源电动势,【答案】12.0蓄电池 小灯泡,考法16探测黑箱内部元件连接问题,例4,山西太原2017三模如图，黑箱中有A、B、C三个接线柱，已知每两个接线柱间最多只有一个电器元件(可能有电源、定值电阻或二极管)用多用电表对黑箱进行如下检测： 将选择开关置于“OFF”挡； 将选择开关调到欧姆挡合适倍率，进行欧姆调零； 将选择开关调到直流电压挡，两表笔分别检测任意两个接线柱，均无示数； 用两表笔进行检测，红黑表笔的位置和测量结果如下表： (1)正确的实验操作顺序为_；(填步骤前序号) (2)黑箱内的电器元件应该有_； (3)在图中画出电器元件的连接方式,【解析】,例4,(1)欧姆表有内部电源，在使用欧姆表测电阻时，必须将待测电路断开所以，首先要用多用电表判断黑箱中有没有电源使用欧姆挡首先要选择合适的倍率，进行欧姆调零，然后进行测量；测量结束后，要将选择开关置于“OFF”挡正确的实验操作顺序为.,(2)A、B间正反向电阻相等，一定是一个定值电阻；A、C间以及B、C间正反向电阻相差很大，一定有一个二极管 (3)电器元件的连接图如图所示 【答案】 (1)(2)定值电阻和二极管(3)见解析,第15章,实验12传感器的简单应用,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法17热敏特性与光敏特性 考法18自动控制电路,必备知识全面把握,1实验原理 传感器将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的 2实验步骤 (1)热敏特性实验,按如图所示将一热敏电阻连入电路中，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中，在欧姆挡上选择适当的倍率，观察表盘所示热敏电阻的阻值；再分几次向烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，观察这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的,(2)光敏特性实验,按如图所示将一光敏电阻连入电路中，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连在欧姆挡上选择适当的倍率，观察表盘所示光敏电阻的阻值；将手张开放在光敏电阻上方，挡住部分光线，观察表盘所示光敏电阻的阻值；上下移动手掌，观察表盘所示光敏电阻的阻值，总结光敏电阻的阻值随光照发生怎样的变化 (3)光电计数器的基本原理 如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器光敏电阻当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压较高，当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变低，这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化成相应的数字，实现自动计数的功能,3注意事项 (1)在做“热敏特性实验”时，加开水后要等一会儿再测量其阻值，使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温 (2)若“光敏特性实验”现象不明显，可制造密闭箱体，将光敏电阻置于其中，通过改变箱体的透光程度达到实验目的 (3)光电计数器是比较精密的仪器，使用过程中要轻拿轻放，严格按操作要求进行 (4)热敏电阻、烧杯、温度计易破损，实验时务必小心 (5)温度自动报警器、光电计数器、小灯泡所需电压都很小(小于6 V)，切勿超电压使用 (6)欧姆表每次换挡后需重新调零,实验12,核心方法重点突破,考法17热敏特性与光敏特性,例1,北京理综201621(1)，4分,热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_(填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_(填“敏感”或“不敏感”),【解析】 随着温度的升高，热敏电阻的阻值减小，导电能力增强，由Rt图像可知，相比金属热电阻，这种热敏电阻对温度变化的响应更敏感 【答案】增强敏感,例1,考法18 自动控制电路,例2,课标全国201623，10分现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干 在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 . (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线,例2,(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”) (3)按照下列步骤调节此报警系统： 电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_. 将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_ (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用,【解析】,例2,第15章,实验13 电表内阻的测量,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 考法19半偏法 考法20等效替代法 考法21 伏安法,1实验原理 测电表的内阻与测纯电阻的阻值原理相同，我们可以认为电表是一个“会说话的电阻”，会说出自己的电压值(电压表)或电流值(电流表)，即测量自己本身分得的电压或通过自身的电流 2实验方案 (1)半偏法 半偏法测电流表的内阻RA：如图甲所示，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表达到满偏值I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的示数等于 ，然后读出R2的值，则有RAR2 .,半偏法测电压表的内阻RV：如图乙所示，闭合S，将电阻箱R2调为零，调节滑动变阻器R1，使电压表达到满偏值U0；保持R1不变，调节R2，使电压表的示数为 ，记下此时电阻箱的示数R2，则有RVR2.,必备知识 全面把握,(2)等效替代法 利用等效替代法测量电表的内阻与等效替代法测电阻的原理是相同的，只需要把待测电流表或电压表当成一个电阻，用电阻箱替换，若二者对电路所起的作用相同(如电流相等)，则待测电流表或电压表与电阻箱是等效的,如图甲所示，先将S2拨至a，闭合S1，调节变阻器R2，使电流表A2指示某一值I0.再将S2拨至b，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2恢复原来的值I0，则被测电流表A1的内阻等于电阻箱R1的阻值同理将电流表A1换为电压表V就可测量电压表的内阻，如图乙所示,(3)伏安法,3误差分析,实验13,课标全国201623，9分某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V的电压表,核心方法重点突破,考法19半偏法,例1,的内阻(内阻为数千欧姆)，供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干 实验步骤如下： 按电路原理图甲连接线路； 将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到图甲中最左端所对应的位置，闭合开关S； 调节滑动变阻器，使电压表满偏； 保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值,例1,甲,乙,回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”) (2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线 (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位) (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流约为_(填正确答案标号) A100 AB250 AC500 AD1 mA,【解析】,例1,考法20 等效替代法,例2,课标全国201122，5分为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池完成下列实验步骤中的填空：,(1)将S拨向接点1，接通S1，调节_，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I； (2)然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数； (3)多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值,【解析】,例2,(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0 使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表读数I； (2)然后将S拨向接点2，调节RN，使标准电流表的读数仍为I，记下此时RN的读数； (3)多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值 【答案】(1)R0标准电流表(或A0)(2)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值,考法21 伏安法,例3,江苏2017联考改编实验室有下列器材： 直流电源(6 V，内阻未知) 灵敏电流计(量程为020 mA，内阻约为50 )； 电压表V(量程为03 V，内阻约为10 k)； 电阻箱R1(阻值范围为09 999 )； 滑动变阻器R2(阻值范围为0100 ，允许通过的最大电流为1.5 A)； 干电池一节； 开关、导线若干 (1)某实验小组欲测量灵敏电流计的内阻，设计的电路如图甲所示，当电阻箱旋钮位置如图乙所示时，测得电压表示数为1 V，灵敏电流计示数为10 mA，则灵敏电流计内阻为_.,(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为_.,【解析】,例3,谢谢观赏,验13,第15章,
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