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第15章电学实验电学实验仪器的原理及使用I实验8测定金属的电阻率I实验9描绘小灯泡的伏安特征曲线I实验10测定电源的电动势和内阻I实验11练习使用多用电表I实验12传感器的简单使用I实验13电表电阻的测量必备知识全面把握核心方法重点突破申,学实聆仪器的原理及使J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UI.游标卡尺的结构、原理11(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：用于读取对往主尺上某一条刻度线的游标/测量爪：用于测量外径；乂轴筋粒：用于测量内径；外 碍聚夏？物紧固螺母：用于固定游标尺.如图所示./幽cm。(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 0.05mm、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.u(1)螺旋测微器结构如图所示.u(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.电学实验 仪器的原 理及使用电流计（表头）改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻，如图所示，如果 玲Rg、Ug已知，那么改装后的电流表量程为工=4+皆.如果用改装后的电流表测某电路中的电流/,此时这只改装后的电流表的读数应该是 流经/C或劭中的电流，但流过表头的电流实际是流经比D中的电流.U4.电压表的改装AO-（G）I IOB8 R R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/g、Rg、4已知，那么改装后的电压表量程为=/g（R+Rg）.考法1 游标卡尺和螺旋测微器的读数海南物理2015 11,核办方融学江点凝破尺和螺旋测微器分别测量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.乙例1图甲为20分度的游标卡尺，其精度为0.05即主尺读数为11 m,游标尺上第4条刻线与主尺刻线对齐，故测量结果为11侬+4X0.055=11.20 mn=1.120cm.螺旋测微器的精度为0.01 mm,由图乙知固定刻度读数为6.55，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5刖+36.0X0.01 mm=6.860 mm.趟2电表的改装与徽课标全国I 2015 23,9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；凡和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仞4;若使用a和c两个接线柱，电表量程为10加4由题 给条件和数据，可以求出用=Q,R2=Q.(2)现用一量程为3加、内阻为150。的标准电流表力对改装电表的3加I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加4电源的电动势为1.5匕 内阻 忽略不计；定值电阻R。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R。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)若电阻凡和R?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：00若使用a和b两个接线柱，则两个电阻串联后与毫安表并联，根据串、并联电路的关 系有 q=Q-6R1+R0，式中I=3m2k；若使用a和c两个接线柱，则魂和毫安表串联后 再与 R 并联，则有 U&+R0=（T-心氏，式中r=M）mA代入数据可解得丙二15 Q，压=35 Q.C2）量程为3mA时，改装电表内阻 R=存二当 Q，电路中保护电阻的最小值&小=产-R-K=317 C，故保护电阻应选 300 Q的定值电阻.同理由最小电流可求得最大电E阻&二-R-R-R）=25T7 C，故选用3000 Q的滑动变阻器.（3）若使用b接线柱两个电阻串联后与毫安表并联，毫安表有读数，无法判断哪一个电阻是损坏的，当使用C接 线柱时，风和毫安表串联后再与 R 并联，如果压损坏电阻无限大，毫安表支路中无电流且 无读数，如果g损坏，则毫安表支路中有电流且有读数.【答案】（1）15 35（2）300 3000 e 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻 是Ri;若电表指针不动，则损坏的电阻是压例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“X100”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 X10或 X1 k”）,欧姆调零房再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果R=_Q.例3选用“X1 00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“义10”挡；由图可知，欧姆表示数为7义10 Q=70。【答案】X1 0 70必备知识全面把握核心方法重点突破实哈8测岸令属的电阻率考法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UI.实验目的I(1)学会用伏安法测电阻、测定金属导线的电阻率.(2)练习使用螺旋测微气鳍黄献，垒蒯南图的电学仪器.U2,实验原理结合欧姆定律和电阻定律，先用毫米刻度尺(或游标卡尺)测一段金属导绫的共度壬洞舞 旋测微器测导线的直径再用伏安法测导线的电阻R,由R=Q争|3可得金属丝的电阻率 TT C?41RU3.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U4.实验步骤-Hi吃-u(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口(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.u(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/.u(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/?的平均值.口 将得到的R、/、d值，代入电阻率计算生疑二yr,计算出金属导线的电阻率.1u(6)拆除实验电路，整理好实验器材.U5.注意事项u(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.u(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.u(3)测金属导线直径时一定要选择不同部位进行多次测量.u(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.0(5)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流/不宜过大(电流表用0 0.6A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.Uii(6)求/?的平均值可用两种方法：第一种是脉二三 出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(/一图像)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、口,此材料长约5 cm,电阻约为验器材：人20分度的游标卡尺B.螺旋测微器截面为圆柱体,4的电阻率p.如图甲所示 现提供以下实C.电流表4（量程050根，内阻j=100 O）D.电流表4（量程0100加，内阻r2约为40。）E.电压表1/（量程015 I/,内阻约为3 000 O）尸.滑动变阻器R/010。，标定电流2心G.直流电源E（电动势为3 I/,内阻很小）H.待测导电材料R?/.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p的实验方案，回答 下列问题：(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.5 6 7111111111111111111111cmJ1 口 1UI I If I|I I I I|I I I I|I 11 I J 0 10 20甲乙(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.若a、儿、k的示数分别用L、U表示,用已知的物理量和2、所测得的物理量的符号表示这种材料的电阻率为P=例11(1)游标卡尺读数为L=50 mm+Ox 0.05 mm=50.00 mm=5.000 cm；螺旋测微器测得该样 品的直径 D=4.5mm+20.0 x 0.01 mm=4.700 mm；(2)电压表量程偏大，不宜使用，因电流表Ai内阻已知，故用其与R2并联充当电压表使 用，如图所示；(3)由欧姆定律有R2二怒，又由电阻定律及S=空，解得p=4(7%I；【答案】(1)5.000 4.700(2)如图所示tt linD2考和课臊制商il I 2014 22,6分在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R、的阻值约为200。，电压表k的内阻约为2 k。，电流表/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“RxJ 或 Rx/）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1（填：大于”“学于”或“小于”）真实值，测量值Rx2（填“大于”“等于”或“小于”）真实值.甲乙2V-XR-R0 0 20010=X-AR-RR _ RXXV-XR-R7接法,由“大内偏大，小外偏小”的结论可知，电流表内接时测量值Rh 时测量值RX2小于真实值.塔案】Rxi大于小于，外接考法5电流表、电压表的改装及应用：伏伏法、安安法测江西南昌三中2016模拟有一电压表匕，其量程为0 3匕 内阻约为3000。号阻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匕内阻不计；电流表4：量程01 4,内阻r1=2 Q；电压表匕:量程02匕内阻=2 000 Q;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1/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)例31(1)由于待测电压表的量程为03V,最大电流约为1=芸而A=lmA,远小于电流 表的量程，而电压表V2的量程与待测电压表量程接近，所以应选电压表V2；为保护电源，定 值电阻应选阻值大的Rl.R RiHi-I E(2)由于滑动变阻器的最大电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法；由于待测电压表的最大电流I二卷=3 Ro A=1 mA,电压表V2的最大电流12=2 qq0 A=1 mA,所以应将两电压表串联使用，电路图如图所示.(3)根据欧姆定律和串联电路规律应有胃=号，解得Rvi=取=52.Kvl 逋 U2 3【答案】(1)V2 Ri(2)如图所示(3)2广东四校2016联考图甲是测量电阻R、阻值的电路原理图，两电流表 量程均选00.64,标有长度刻度的均勺电阻丝ab的总电阻为5。，总长为50.0 cm.甲乙(1)根据电路原理图连接图乙所示的实物图.(2)如图甲，闭合耳前，应将滑片P置于_(填“d”或 e”)端.(31加开$2，闭合耳，调节滑动变阻器的滑片P,使电流表儿的示数 为0.504时，单位长度电阻丝两端的电压u=V/m.例4保持耳闭合，再用合$2，滑动c点改变ac的长度L,同时调节滑动变阻器的滑片P,使电流表儿的示数为0.50 若电流表内阻不计,c点在ab的中点时，电流表的示数为0.50 4,则Rx=;若电流表的内阻不能忽略，电流表4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;-I图线斜率为k,电流表4和的内阻均为R 则电阻Rx=（用u、心、k 表示）.例4(i)连接的实物图如图所示.,阻丝线夹(2)滑动变阻器采用的是分压式接法，在闭合开关前，应使电阻丝两端电压为零，故合上 Si前，应将滑片P置于d端.(3)由欧姆定律可得电阻丝两端的电压 U=IiRb=O.5x 5 V=2.5 V，故单位长度电阻丝两端的电压 u=万-=5 V/m.0.5 m(4)若电流表内阻不计，。点在曲的中点时，Re=25 Q，因此LLe=IiRc=L25V.电流表Az的示数为0.50 A，氏与 R1c并联，故 R=Q.若电流表的内阻不能忽略，测量12多组L和I值，画出L与I的关系图像如图丙所示，图线不过原点的原因是电流表Ai不是理 想电表，有内阻，故L为零时，A2和风两端电压等于A1两端电压，不为零，因此I不为零.根据并联电路两支路电压相等有，贝用,解得艮=ku-氏.【答案】(D见解析 Q)d(3)5(4)2.5 Q 电流表 A有内阻 ku-R考法6单个电表测电阻l iSUBs 姆辎京,咚嚼宁夏银川一中2017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，人、（均为单刀双掷开关./为电流表，其内阻不计.测量Rx 读数I,的步骤为:再将向c闭合、K向闭合,记下电流表闭合，记下电流表读数l2.计算R、的公式是R、=例5该实验的原理是：用一个电流表分别测量出通过两并联支路中电阻的电流，根据二者电 压相等，推导出待测电阻的表达式.将K2向d闭合，K1向a时，测量的L是通过Rx的电流；当心向c闭合，Ki向b闭合时，测量的L是通过R的电流,则Rx普【答案】a b半11Rx与R并联，所以hRx=LR,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 内阻约1 O）B.电流表（03 4,内阻约0.025。）C.电流表（0 0.64,内阻约0.125 O）D,电压表（0-3 I/,内阻约3 kQ）E.电压表（0-15匕内阻约15 kQ）下.滑动变阻器（0-20 Q,标定电流1 A）G.滑动变阻器（0-1 000。，标定电流0.3心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_O.（保留两位有效数字）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.其中是待测电阻，R是电阻箱，.、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R。时，灵敏电流计的示数为零.由此可计算出 待测电阻R、=(用R、R2 R0表示).乙例63 v(1)电源电动势为3 V,故电压表选D；电路中的最大电流约为不泮示=0.5A,故电流 表选C；滑动变阻器选择阻值较小的F(G的标定电流过小)；故要选取的器材有：A、C、D、F、H；tt 2 40(2)电压表读数为2.40 V,电流表读数为0.46A，则R=；去。=5.2。；(3)灵敏电流计的示数为零时，满足Rr R2=Ri Rx,解得Rx=号&.Ki【答案】(l)A、C、D、F、H(2)5.2第15章必备斓全耐嚏丈聆9描绘小灯泡的伏方特件曲绕核心方法重点突破UI.实验目的u(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线.u(2)分析小灯泡伏安特小U2.实验原理茂、黯能壹化全面把握根据欧姆定律，在纯电阻电路中，通过电阻的电流与电阻两端的电压呈 域性关系，即 I电阻随温度升高而增大，I U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I U图线.U3.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.U4.电路选择u(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.0(2)滑动变阻器采用分压式接法，因为绘出小灯泡的伏安 rr T 实验9-.特性曲线要求有坐标原点附近的数据，直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.U5.实验步骤u(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力端处.。(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4和电流表的示数/1,记录4、iv。(3)将滑片从4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.0(4)断开开关，拆开电路.0(5)以为横坐标，/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.考法7伏安法研究灯泡的伏安特性曲线福建理综2015 19(核心班族的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.究一小电珠在不同电压(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 区开始逐渐增大，请按此要求府省面莪黄替导线在图甲实物接线图中完成 余下导线的连接；例0A0.20.40.63.00.70.40.1011.801.501.20 0.90 0.60 0.30一,一-一一-一一-，/J/A0.100.20 0.300.400.500.60 丙某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为/；(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人内阻为1 组晟词合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 留两位小数).。的电源(保例1(1)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，因此 滑动变阻器采用分压式接法，小电珠的电阻较小，电流表要外接，连线如图.(2)电流表最小 刻度为0.02 A,可知读数为0.44A.(3)当电源外接电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，此时路端电压为L5V，外接总电阻为1 Q,由图丙可知，当小电珠两端电压为L5V时，电 流为0.3 8A此时小电珠的电阻为R=焉。，因此小电珠个数为口罟=；=4(个)小电珠的总功率为P=4UI=4x 1.5x 0.3 8 W=2.28 W.【答案】(1)连线如图(2)0.44(3)4 2.28例考法8 利用伏安特性曲线求解灯泡功率课标全国I 2017-23,10分某同学研究小灯泡的伏安特性.材有：小灯泡L（额定电压3.8 V,额定电流0.32 戋蜃霆3 V,电流表（量程0.5 A,内阻0.5 0）;固定电阻R。（阻值1所使用的器 内阻3 kQ）0000）;滑动变阻器/?（阻值09.0 0）;电源以电动势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,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 7面“增大”“不变”或减小”）.（3）用另一电源（电动势4 V,内阻1.00 0）和题给器材连接成图乙 所示的电路，调节滑动变阻器/?的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭 合开关S,在/?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）(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(，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/图像,可知滑动变阻器接入电路的阻值为9 Q时，Py=1.75X0.22 W=0.39 W,=1.17 W.滑动变阻器接入电路的阻值为0。时，P2=3.67X0.3 18W【答案】(2)增大如图所示增大(3)0.3 9 1.17R例.9其他元怫伏安特性燃广东理综2015 34(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 kQ)、电流表(内阻约为1 Q)、定值电阻等.(1)使用多用电表粗测元件X的电阻.选择(a)所示，读数为_”电路进行实验.欧姆挡测量_填,示数如图甲(b)”或0.据此应选择图甲中的X1”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一/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/?=21 Q的定值电阻，测 量待测电池的电动势E和内阻广，电路如图乙（b）所示.闭合S1和S2,电 压表读数为3.00V;断开S2,电压表读数为1.00V.利用图乙（a）可算得 E=V,r=Q（结果均保留小数点后两位，视电压表为 理想电左袤）.112乙例3(1)欧姆表读数为指针所指刻度值X倍率即10X 1 Q=10 Q估读到下一位为10.0 Q.因为RRv,所以采用电流表外接法，选择电路(b).(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，元件两端的电压增大，故电流表的示数逐渐增大.(3)由题图可知,Y是非线性元件.(4)由题图可知Rx=10 Q，当Si、S2闭合时，可得E=卢(Rx+D,当 S2 断开时，E 二手(Rx+R+D,Rx Rx两式联立解得E=3.2V,r=0.50 Q.【答案】(1)10.0(b)(2)增大(3)Y(4)3.15 0.50第15章I必备知识全面把握实核心方法重点突破10 测定申源的电动势和内阳考法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UI.实验目的0(1)测定电源的电动势和内阻.口(2)学习用图像法处理数据，计算电源的电动势和内阻.2.实验原理杷握(1)如图所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出两组U、I值，代入方程组 E=Ui+Iir就可以求出电源的电动势E和内阻r.为了减小偶然误差，可以多测几组U、I数 lE=U2+I2r据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值.(2)用图像法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组U、I值画出U-1图像，所得图线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线斜率的绝对值即为内阻 r的值.U3.实验器材待测干电池(一节)、电流表(00.6、电压表(0-3 口、滑动变 阻器(010 Q)、开关一个，导线若干.U4.实验步骤u(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.u(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(/用同样方法测量几组/、的值.u(3)断开开关，拆去实验线路，整理好实验器材.U 5.数据处理(1)用平均值法求E和r:把所测量的数据代入闭合电路欧姆定律E=U+丘中，得E U1+五工、_1_-山 u2-Ui 4U2-EUiE 二 U2+建计算出口 T 同理把其他几组耳、耳和E2、E3计算出来利用公式求得口+4+4 Ei+E2+E33，E=3，即为所求电源的电动势E和内阻匕(2)利用U-工图线求E和r：建立U-工坐标系，依据测量数据在坐标系中画出相应的图 像，如图所示，延长这条直线，读出它与U轴交点的值，此值为断路时的路端电压即电源电动势E；这条直线与工轴的交点表示U=0(外电路短路)时的电流工短，由工短二三计算出内阻I_ E_U6.注意事项u(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).U(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 一会明显增大，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/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/、数据，且变化范围要大些.用方程组求解时,要将测出的/、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、厂的值再取各自的平均值.u(4)在画U-I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.u(5)干电池内阻较小时路端电压的变化也较小，即不会比电动势小很多.这时，在画一/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/必须从零开始),但这时图线和横轴的交实验10法10 伏安法测定电源的电动势和内阻天津理综2015 9（3核心耳海彘盅森瞬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 Q）的电动势和内电阻，除待测电池组、开关一、导线外，还有下列器材供选用A.B.C.D.E.电流表 电流表 电压表 电压表量程0.6 A,内电阻约1 Q 量程3 A,内电阻约0.2 0 量程3 V,内电阻约30 kQ 量程6 V,内电阻约60 kQ滑动变阻器：01000 0,允许最大电流0.5 AF.滑动变阻器：020 0,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）.(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、彳口 彳目连(马填仪器壬接灸卷的字母代号).(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/?和对应电压表的示数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.例 i(1)实验电路中的电流不宜太大，故电流表应选A,电源的电动势为4.5 V,电压表应选 D,为了调节方便，滑动变阻器应选择F.(2)根据伏安法测电源的电动势和内阻的电路原理连 接，注意正确连接电表的正、负接线柱.(3)根据闭合电路欧姆定律有E=U+?工，整理可得=+,即可以画;-J图像,也可画U-3或，-R图像.U Ei 1L K U K K U【答案】(1)A D F(2)a d c g f h(3)、或U；或，R(横、纵坐标互换 U IX IN U亦可)老法11利用安阻法测量电源的电动势和内阻课标全国I201423,9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 O）,电阻R。（阻值为3.0 0）,电阻“（阻值为3.0 O）,电流表4（量程为200 mA,内阻为瓦=6.0 O）,开关S,导线若干./1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，作一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CO根据闭合电路欧姆定律有 E=（+N+力+孙,变形可得;=只鲁广R+得（8+J+。电流表每小格表示4 nA,因此电流表读数是OLllOA,则;=88A.L（3）根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率 k=LOA，口1,截距560公（q）斜率k=受产，因止匕E=30V，截距 5 百国+旦芸生（i mo）,因止匕e I。Q.JzLJrL J=4_-HmL _【答案】（星二%门+自丫3+3湖北八校2 016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R-待测电阻F?2，电压 表/（量程为1.5 I/,内阻很大），电阻箱R（099.99。），单刀单掷开关 百，单刀双掷开关$2，导线若干.（1）先测电阻用的阻值.请将该同学的操作补充完整：闭合4争S2切换到a,调节电阻箱，读出其示数R。和对应的电压表 示数U保持电阻箱示数不变，,读出电压表的示数以则电阻用的表达式为R1=.例 3吟3 一无3 Itj/v-1c 二 2.81甲 乙 八(2)该同学已经测得电阻用=4.80。，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W,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 所示的 图线，则电源电动势E=I/,电阻R?=(保留三位有效数字)例 3由于R和Ri串联，所以通过Ri的电流I=胡，Ri两端的电压为U2-Ui,所以Ri=KoJ2-U1 U2-U1r=oR)根据闭合电路欧姆定律有E片(R1+R2+R),Jtv一 1 1 1 1所以U=E(R1+R2)立+E 1 1 1 1由此式可看出，图线在纵轴的截距为数0.7V-1,斜率k/(Ri+R2)=4.2A-i,(J K H H由以上两式解得E=1.43 V,R2=1.20【答案】(1)将S2切换到b U2n U1 Ro(2)1.43 1.20u 1第15章必备知识全面把握核心方法重点突破实哈11 练习使用多用申,表考法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UI.实验目的口(1)了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法.口(2)会使用多用电表测电压、电流及电阻.u(3)会用多用电百U2.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：潘鹦耨电楣握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.U3.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.U4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.u(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,如图所示厂、红表黑表笔 根据挡位所指的量程以及指糊茶的鬲度值，读出电压表的示数.u(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.u(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u(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“O FF”挡或交流电压最高挡.u(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“X10”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“X1 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“O FF”挡或交流 电压最高挡.u(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/、8、。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“O FF”挡或交流电压最高挡.U5.注意事项ii(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).0(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.y n实验11I、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 pA,内阻为480 Q.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连.该多用多用电表的读数及使用方法(D图甲中的/端与 4、(超率”(2)关于*6的使用，下列榛生耳液.Q/鬼茏翅妞确答案标号)表笔相连接.A.在使用多用电表之前，调整/?6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆档时，先将两表笔短按，调整4使电耒指针指在表盘右端电_阻“0”位置C.使用电流挡时，调整/?6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置根据题给条件可得用+/?2=O,凡=0.(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，多用电表读数为;若此时B端是与“3”相连的，则读数为;若则例1(1)根据“红进黑出”的原则，可知A端与黑表笔连接.(2)多用电表只有接欧姆挡时才会用到表内部的电源，故多用电表接3时，通过调节滑动 变阻器R6可达到欧姆调零的目的，故选B.(3)换挡开关接“2”时，为小量程电流表,量程为1mA,表头满偏时为250 p A,则经过 R1和R2的电流为750 M A根据部分电路欧姆定律可得R1+R2=幽需工学&二160 Q；当换挡开关接“4”时，为小量程电压表，量程为IV,则电表此时的总电阻为R一；3A=lx 1U A480 x 1601000 Q，而表头和电阻R1和R2并联后的电阻为R二行=120 Q，故R4=RRJ 十loU880 Q.(4)若B端与“1”相连,多用电表为量程为2.5mA的电流表,读数为L47 mA;若B端与“3”相连，多用电表为x 100欧姆挡，则读数为1100 Q,记为l.lOx 103 Q;若B端与“5”
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