1、,第十四章 实验与探究,第4讲 电学实验(二),NEIRONGSUOYIN,内容索引,实验9：,实验10：,课时作业,练习使用多用电表,测定电池的电动势和内阻,实验9：练习使用多用电表,一、实验原理,1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程. 2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串、并联电路的特点.,二、实验装置图(如图1),图1,三、多用电表的使用,1.多用电表测电流的方法及读数 (1)选择直流电流挡合适的量程. (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中.应使电流从红表笔流入电表. (3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度. 2.多用
2、电表测电压的方法及读数 (1)选择直流电压挡合适的量程. (2)将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高. (3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.,3.多用电表欧姆挡刻度的特点：欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“”刻度线，且刻度不均匀. 4.欧姆挡调零旋钮的使用：将选择开关旋转到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.选好量程后，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡. 5.欧姆挡倍率选择及电阻测量：利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大.
3、(1)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在 4R中的范围内.,(2)选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“100”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止.,图2,6.测量二极管的正、反向电阻：二极管是一种半导体元件，如图2所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大.,四、数据处理,1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积. 2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、5、0.
4、5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可.,五、注意事项,1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线. 2.两表笔使用时，总是红入黑出. 3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零. 4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.,A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔,例1 (2018书生中
5、学月考)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器. (1)如图3所示为某同学设计的多用电表的原理示意图.虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.关于此多用电表，下列说法中正确的是_.(选填选项前面的字母),答案,图3,AC,解析 由题图电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确； 由题图电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确； 由题图电路图可知，当S接触点3时
6、，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D错误.,(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图4所示.,答案,图4,A.若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为_ mA. B.若所选挡位为电阻10 挡，则示数为_ ；,21.0,190,解析 若所选挡位为直流50 mA挡，由题图可知，其 分度值为1 mA，则示数为21.0 mA.若所选挡位为电阻10 挡，由题图可知，示数为：1910 190 ；,(3)用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个约15 的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 k的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下
7、必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：_. A.将红表笔和黑表笔接触 B.把选择开关旋转到“100”位置 C.把选择开关旋转到“1k”位置 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点,答案,BAD,解析 用多用电表正确测量了一个约15 的电阻后，要继续测量一个阻值约2 k的电阻，首先要把选择开关置于100挡位置，然后进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BAD.,变式1 (2018杭州市重点中学期末)在做“练习使用多用电表”的实验中， (1)关于多用电表使用的一些要求，以下说法正确的是 A.测量电阻时，每次更换倍率后，都应进
8、行欧姆调零 B.测量电压时，每次更换量程后，都应进行机械调零 C.测量未知电阻时，应先选用倍率最大的挡位测量 D.测量未知电压时，应先选用量程最大的挡位测量,(2)为测定一个“220 V 100 W”白炽灯的电阻大小，可以用多用电表的电阻挡进行测量，现将多用电表选择开关打到“10”挡，发现指针偏转太大，为了较准确地进行测量，应换到_挡，如果换挡后经必要操作后，正确测量得到表盘的示数如图5所示，则该白炽灯的阻值是_ .,图5,1,60,(3)小陈同学用多用电表的“2.5 V直流”挡测普通干电池两端的电压，将测到的电压作为电动势，他的这一做法_(选填“基本没问题”或“有严重错误”)；而小吴同学用多
9、用电表的欧姆挡“1”挡，并正确进行欧姆调零后，将两表笔接到电池两端，将得到的电阻值作为电池的内电阻，他的这一做法_(选填“基本没问题”或“有严重错误”).,基本没问题,有严重错误,变式2 (2018台州市高三期末)(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学用多用电表测量某一电阻，由于第一次选择的倍率不合适，又改换另一倍率测量，两次测量时电表指针所指的位置如图6中的虚线所示，下面列出这两次测量中的主要操作： A.将两根表笔短接，并调零 B.将两表笔分别与被测电阻的两端接触，观察指针位置 C.记下电阻值 D.将“选择开关”旋到“10 ”挡 E.将“选择开关”旋到“1 ”挡 F.将“选择开关”旋
10、到交流500 V挡 根据上述有关操作可知，小明同学两次倍率选择 的先后顺序是_(选填“DE”或“ED”)； 该电阻的阻值是_ .,图6,ED,180,(2)为了更精确地测定该电阻的阻值，小明欲采用伏安法.现有如下实验器材：量程为3 V，内阻约为3 k的电压表；量程为10 mA，内阻约为0.1 的电流表；阻值为020 的滑动变阻器；内阻可忽略，输出电压为3 V的电源；开关和导线若干. 图7中P点应该_，Q点应该_.(均在下列选项中选择),图7,A.接a B.接b C.接c D.不接,C,A,答案,变式3 在“练习使用多用电表”实验中： (1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是_(填字
11、母). A.欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数 B.机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数 C.选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数 D.选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数,B,解析 多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择B.,(2)该同学欲测量如图8甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的_位置.(选填A、B、C、Q字母),返回,答案,图8,H,解析 插座电压大约为220 V，且是交流电，所以多用电
12、表选择开关应打到交流250 V，即应打到题图乙所示的H位置.,实验10：测定电池的电动势和内阻,一、实验原理,在闭合电路中，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：EU1I1r和EU2I2r，联立可解出E、r的值.,二、实验电路图及实物图,如图9甲、乙所示，,图9,三、实验步骤,1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处. 2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组U、I数据. 3.用同样方法测量并记录多组数据. 4.断开开关，整理好器材. 5.根据测得的数据利用方程求出几组E、r值，最后算出它们的平均值.或者根据测得的数据利用U
13、I图象求得E、r值.,四、数据处理,1.设计实验数据记录表 多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.,2.测量并记录多组U、I的数据：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如上表).,图10,3.用UI图象处理实验数据：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，如图10所示，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.,五、注意事项,1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池). 2.要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平
14、均值. 3.画UI图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可以减小偶然误差，从而提高精确度.,4.由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画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).这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻.,例2 (2018宁波市重点中学联考)为了测量一节新干电池的电动势和内阻 (1)甲同学使用多用电表粗测了电池的电动势，实验结束后，图11
15、甲中的电表旋钮状态符合实验操作规范的是_(填“”或“”)；,图11,(2)乙同学采用图乙的实验电路图，实验时发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节，电压表示数变化不明显，其原因是电池内阻_(填“较大”或“较小”)；,较小,(3)丙同学改进了乙同学的电路图，准备用以下 给定的器材和一些导线来完成实验，器材如下： A.量程3 V的电压表V B.量程0.6 A的电流表A C.定值电阻R0(R01.5 ) D.滑动变阻器R1(010 )； E.开关S 请用笔画线代替导线在图12中完成实物连接图.,答案 如图甲所示,图12,实验中，改变滑动变阻器的阻值，得到了六组实验数据，已在图13的UI图中描点，请
16、作出UI图象，并根据图象得出该电池的内阻r_(结果保留两位有效数字).,图13,答案 如图乙所示,0.35(0.320.38均可),变式4 (2017浙江11月选考18)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0，根据如图14所示电路图进行实验时，,图14,(1)电流表量程应选择_(填“0.6 A”或“3 A”)，保护电阻应选用_(填“A”或“B”). A.定值电阻(阻值10.0 ，额定功率10 W) B.定值电阻(阻值2.0 ，额定功率5 W),0.6 A,B,(2)在一次测量中电压表的指针位置如图15所示，则此时的电压为_ V.,图
17、15,1.200.01,(3)根据实验测得的5组数据所画出的UI图线如图16所示.则干电池的电动势E_ V，内阻r_ (小数点后保留两位).,答案,图16,1.450.01,0.500.05,变式5 (2018杭州市五校联考)某同学要测定一节 干电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用： A.电压表(03 V，内阻约5 k) B.电流表(0100 mA，内阻约1 ) C.滑动变阻器R1(阻值015 ) D.滑动变阻器R2(阻值01 000 ) E.开关、导线若干 操作步骤如下： (1)请用笔画线代替导线在图17甲中完成实物连接 图，要求滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时电流 表示数变小.,图17
18、,答案 如图所示,(2)为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选_(填“C”或“D”). (3)用此方法测量该电池的电动势和内阻，并把测量结果记录在图乙中，由图可知电池的电动势为_ V，内阻为_ .,C,1.5,1.0,变式6 (2018温州市六校期末)某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给的器材测量水果电池的电动势E和内阻r. A.电流表G1(量程2 mA，内阻R115 ) B.电流表G2(量程5 mA，内阻R2约2 ) C.滑动变阻器R1(010 000 ) D.电阻箱R2(09 999.9 ) E.待测水果电池(电动势E约4 V，内阻约500 ) F.开关S，
19、导线若干 (1)观察所给的实验器材后，该同学决定把电流表G1改装成量程04 V的电压表，需_(选填“串联”或“并联”)一个阻值为_ 的电阻.该同学用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，实物连接如图18所示.,图18,串联,1 985,(2)接通开关，逐次调节滑动变阻器，读取电流表G1的示数I1和电流表G2的示数I2，记录了6组数据，并在图中标注出了几个与测量值对应的坐标点，如图19所示.请你在图上把已经描绘出的坐标点连成一条实验图线.,图19,(3)根据描绘出的图线可得水果电池的电动势E_ V， 内阻r_ .(结果均保留2位有效数字),答案 如图所示,3.2(3.03.4均可
20、),4.6102(4.21025.0102均可),返回,课时作业,1.(2019届湖州市质检)(1)如图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为2 000 的定值电阻，某些操作步骤如下：,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,图1,调节部件_(选填“S”或“T”)，使电表指针停在电流“0”刻度位置； 将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，笔尖相互接触，调节部件_(选填“S”或“T”)，使电表指针停在欧姆“0”刻度位置.,S,T,解析 多用电表在使用前要调节指针定位螺丝，使电表指针停在电流“0”刻度位置；使用欧姆挡测电阻，首先要调节欧姆调零旋钮T，进行欧姆调零
21、.,1,2,3,4,5,6,7,8,(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是_. A.这个电阻的阻值很小 B.这个电阻的阻值很大 C.为测得更准确些，应当换用“1”挡，并且重新调零后进行测量 D.为测得更准确些，应当换用“100”挡，并且重新调零后进行测量,答案,BD,解析 多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，说明读数过大，那么应该换用高挡位让指针指在中央刻度附近，换挡后必须重新进行欧姆调零，B、D正确，A、C错误.,2.(201891高中联盟期中)(1)小明同学要用伏安法测量一节干电池的电动势和内阻，实验
22、中需要图2中的哪些器材_(填图中的编号).此实验连接电路至少需要_根导线.,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,图2,abcefh,6,解析 应用伏安法测电源电动势与内阻，需要：电压表、电流表、开关、滑动变阻器、电源、导线，因此需要的实验器材为：a、b、c、e、f、h；把电源、开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表测路端电压，接在电源两端，连接实物电路时至少需要6根导线.,(2)该同学用电压表和电流表测得两组数据如下表所示，可求出电动势和内电阻分别为E_，r_.(计算结果均保留两位有效数字),答案,1,2,3,4,5,6,7,8,1.4 V,0.75 ,解析 在闭合电路中，电源电动势：
23、EUIr，由表中实验数据可知：E1.370.10r，E1.070.50r，解得：E1.4 V，r0.75 .,3.(2018绍兴市选考诊断)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，现有如下实验器材：定值电阻R0(阻值5 、额定电流1.5 A)，滑动变阻器R(阻值范围050 、额定电流2 A)，电流表(量程0.6 A、内阻约为0.05 )，电压表，干电池一节，开关一个，导线若干.,1,2,3,4,5,6,7,8,图3,(1)图3为部分连线的电路图，电压表用来测量路端电压大小，电压表一端与电流表相连，另一端应该_(选填“接a”“接b”“接c”或“不接”).,接b,(2)某次实验中，电压表的指针如图4
24、所示，则电压为_ V.,1.45,图4,1,2,3,4,5,6,7,8,(3)根据多组实验数据获得UI图象如图5所示，图中P点所对应的电压和电流的数据_(选填“能”或“不能”)在实验中获得.,不能,图5,1,2,3,4,5,6,7,8,(4)在图3中，若电压表的另一端接在滑动变阻器与定值电阻之间的导线上，通过正确的实验操作及数据处理_(选填“能”或“不能”)获得干电池的电动势和内阻.,能,1,2,3,4,5,6,7,8,4.(2018金华市、丽水市、衢州市十二校联考)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材： A.干电池 B.电流表(00.6 A，内阻约为0.1 ) C.灵敏电流计
25、G(满偏电流Ig200 A，内阻rg500 ) D.滑动变阻器(020 ，2.0 A) E.电阻箱R F.开关、导线若干 (1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2 V的电压表，电路如图6甲所示，电阻箱的阻值应为_ ；,1,2,3,4,5,6,9 500,7,8,图6,(2)按图甲所示电路图，请在图乙上补充完成实物连线.,1,2,3,4,5,6,7,8,答案 如图所示,(3)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至图甲中的_(填“a端”“中央”或“b端”).,1,2,3,4,5,6,7,8,图7,(4)图7为该实验绘出的I1I2图线(I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数)
26、，由图可求得被测电池的电动势E_ V，内电阻r _ .,b端,1.46(1.451.49均可),0.80(0.750.85均可),5.(2018宁波市3月选考模拟)老师布置了一个任务，需要测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻. (1)某同学先将多用电表的选择开关打到如图8甲所示的位置直接测电池板的两极电压，结果如图乙所示，电动势的粗测值为_ V.,1,2,3,4,5,6,11.0,7,8,图8,(2)接下来该同学用如图9所示的电路来完成电动势和内阻的测量，图中还缺少一条连线，请你用笔直接画在实物图上.,1,2,3,4,5,6,7,8,图9,答案 如图所示,(3)电路完整后，该同学开始实验，得
27、到了的两组数据，第一组如图10甲所示，第二组如图乙所示.,1,2,3,4,5,6,7,8,图10,第二组电压表的读数为_ V， 请判断，从第一组到第二组，滑动 变阻器接入电路的阻值_(填“不变”“变大”或“变小”).,11.5,变大,6.(2018嘉兴一中期末)某兴趣小组对市场中电线进行调查， (1)如图11所示，采用绕线法测得该电线直径为_ mm；,1,2,3,4,5,6,1.25,7,8,图11,(2)取长度为100 m的电线，欲测其电阻： 先用多用电表进行粗略测量，将多用表选择开关置于“10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图12所示.为了使测量值更,1,2,3,
28、4,5,6,7,8,图12,图13,准确，“选择开关”应置于_(填“1”“100”或“1 k”)挡，并将两表笔短接，调节图13中_(“A”或“B”)重新调零后进行测量.,1,B,再用伏安法测量其电阻，并设计图14所示电路，则电压表的另一端应接_(填“a”或“b”)，测量得电压表示数为4.50 V，而电流表读数如图15所示，则所测的电阻为_ .,1,2,3,4,5,6,7,8,图14,图15,a,1.80,7.(2018杭州市期末)某同学为了研究某小灯泡在未发光时的电阻，分别在图16甲、乙两种电路中利用多用电表直流电流100 mA挡、电压表(量程为03 V)测量其电阻.他先按甲电路图连接电路，调
29、节滑动变阻器，使得多用电表指针偏转如图丙所示，而电压表示数如图丁所示.接着他仅改变电压表的接法，如图乙所示，闭合开关，发现多用电表指针偏转几乎仍和图丙一样，而电压表示数如图戊所示.已知该同学操作过程均正确无误.,1,2,3,4,5,6,7,8,图16,(1)在按甲电路图连接电路时，应将电源的正极与多用电表的_(填“红”或“黑”)表笔相连.,答案,1,2,3,4,5,6,红,7,8,解析 根据多用电表的特点，电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出，在按题图甲电路图连接电路时，应将电源的正极与多用电表的红表笔相连；,(2)图丙中多用电表的读数是_mA，图戊中电压表的读数是_ V；,答案,1,2,
30、3,4,5,6,7,8,80,0.75(0.730.77),解析 多用电表选择直流电流100 mA挡，所以题图丙中多用电表的读数是80 mA；题图戊中电压表的读数是0.75 V；,(3)若考虑电表内阻对测量的影响，当小灯泡通过图丙所示的电流时，其电阻约为_ .(结果保留1位小数),答案,1,2,3,4,5,6,8.1(7.88.4),7,8,8.现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40 ，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图17甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RmA已经测出，阻值为5 ，R为电阻箱，阻值范围为0999.9 ，R0为定值电阻，对电路起保护作用.,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,图17,(1)实验室备有的定值电阻R0共有以下几种规格： A.10 B.50 C.150 D.500 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好_.,C,1,2,3,4,5,6,7,8,(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_ V，内阻r_ .,1,2,3,4,5,6,7,8,返回,答案,10,45,
