1、第24讲 电学实验(2),-2-,-3-,实验(11),实验(12),练习使用多用电表 核心知识整合 1.实验原理图,-4-,实验(11),实验(12),2.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)会使用多用电表测量电压、电流和电阻。 (3)会使用多用电表测量二极管的正、反电阻,判断二极管的正、负极。 (4)会用多用电表探索黑箱中的电学元件。 3.实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、导线、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个等。,-5-,实验(11),实验(12),4.实验步骤 (1)观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 (2)检查多用
2、电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置,若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。,-6-,实验(11),实验(12),(4)测量小灯泡的电压:按如图所示连好电路;选择直流电压挡合适的量程,将多用电表选择开关旋到相应位置;用红、黑表笔使多用电表跟小灯泡并联,注意使电流从“+”插孔流入多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S;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。,-7-,实验(11),实验(12),(5)测量小灯泡的电流:按如图所示连好电路;选择电流挡合适的量程,将多用电表选择开关旋到相应位置;测量时应使电表与待测
3、电路串联,使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端),检查无误后再闭合开关S;根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电流表的示数。,-8-,实验(11),实验(12),(6)测量定值电阻:根据被测电阻的大约阻值,选择合适的倍率,把两表笔短接,观察指针是否指欧姆表的“0”刻度,若不指欧姆表的“0”刻度,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;读出指针在刻度盘上的数值,观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率,用读数乘以倍率,即得测量结果;测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OF
4、F”挡。,-9-,实验(11),实验(12),(7)研究二极管的单向导电性: 测正向电阻:用多用电表的电阻挡,选择开关拨到“10”的位置上,将两表笔短接进行电阻挡调零后,将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极,稳定后读取示数并乘上倍率求出正向电阻; 测反向电阻:将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1 k”),变换挡位后,须再次把两表笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率求出反向电阻。,-10-,实验(11),实验(12),(8)探索黑箱内的电学元件,(9)整理实验器材。,-11-,实验(11),实验(12),关键能力提升 命题点
5、一 多用电表欧姆挡使用 【例1】 (1)在做使用多用电表的实验中,将两表笔分别与待测电阻相接,当将图甲中的旋钮B打在“100 ”挡时,发现指针位置如下图所示,则应将旋钮B转至 (选填“1 k”或“10 ”)挡。,甲,-12-,实验(11),实验(12),(2)若旋钮B已转到正确的位置,然后将两表笔短接时,再旋转(选填“A”“B”或“C”),使指针对准电阻的“0 ”刻度线。最后,再将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针位置如图乙所示,则该电阻值为 。 乙,-13-,实验(11),实验(12),(3)全部测量结束后,应把图甲中的旋钮B拨到OFF挡或者 (填字母)。 A.DCV 500挡 B.DCmA
6、 500挡 C.ACV 500挡,答案:(1)10 (2)C 120 (3)C 解析:(1)指针偏转角度大,说明被测量的电阻较小,应换用小倍率电阻挡,故应填10 。(2)欧姆换挡后需要进行电阻调零,两表笔短接时,再旋转电阻调零旋钮C,电阻值为表盘读数与倍率相乘,为120 。(3)全部测量结束后,应把甲中的旋钮B拨到OFF挡或者交流电压最大挡。,-14-,实验(11),实验(12),方法技巧欧姆表操作 (1)注意区分“机械零点”与“欧姆零点”。 (2)在测电阻时,应注意不要用手接触表笔的金属杆;待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。 (3)测电阻时每换一挡必须重
7、新欧姆调零。 (4)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。 (5)电流的实际方向应为“红入黑出”。,-15-,实验(11),实验(12),命题点二 多用电表内部构造 【例2】 多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器。,-16-,实验(11),实验(12),(1)如图甲所示是一个多用电表的内部电路图,在进行电流测量时,有两个挡位可以用来测量电流,把S拨到 是电流量程大的挡位。 (2)一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是“1”“10”“100”。用“10”挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到 挡。如果换挡后
8、立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是 ,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图乙,则该电阻的阻值是 。,答案:(1)1 (2)100 红黑表笔短接,进行欧姆调零 2.2103,-17-,实验(11),实验(12),解析:(1)电流挡要并联电阻起分流作用,故为接1,2挡时为电流挡;当并联电路的电压越大,电阻越小时,则电流越大,因此当接1时,电流量程较大; (2)用“10”挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,说明挡位选择过小,则为了较准确地进行测量,应换到100挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是红黑表笔短接,进行欧姆调零,若补上该步骤后测量,
9、表盘的示数如图乙,则该电阻的阻值是22100 =2.2103 。,-18-,实验(11),实验(12),【例3】 在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,如图甲为电表的电路图。已知选用的电流表内阻Rg=10 、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心,上排刻度线对应数据没有指出。,-19-,实验(11),实验(12),(1)若指针在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为 mA;选择开关接3时其读数为 V。 (2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一
10、个电阻箱,设计了如下实验: 将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏; 将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图,则C处刻度应为 ;,-20-,实验(11),实验(12),计算得到多用电表内电池的电动势为 V。(保留两位有效数字) (3)调零后将多用电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻的阻值为 (保留两位有效数字)。,答案:(1)6.9 173(172174均可) (2)150 1.5 (3)67(6569之间均可),-21-,实验(11),实验(12),解析:(1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2 mA
11、,示数为6.9 mA;选择开关接3时测电压,其分度为5 V,其示数为173 V。 (2)电阻箱示数为01 000 +1100 +510 +01 =150 。 指针指在C处时,电流表示数为5 mA=0.005 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 ,电源电动势E=IgR=0.01150 V=1.5 V。 (3)根据第(1)问可知,表头所示电流为6.9 mA;调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,此时电路中的电流值也为6.9 mA,而表内电池的电动势为E=1.5 V,表内总电阻为150 ,由欧姆定律可知,R= -150 67 ,所以待测电阻的阻值为67 。,-22-,实验(11),实验(
12、12),-23-,实验(11),实验(12),命题点三 多用电表读数 【例4】 如图为一正在测量中的多用电表盘,使用时红表笔插入多用表的正(+)插孔,则:,-24-,实验(11),实验(12),(1)测电阻时,电流从 表笔流出多用电表;测电压时,电流从 表笔流入多用电表;测电流时,电流从 表笔流入多用电表。 (2)如果是用直流10 V挡测量电压,则读数为 V。 (3)如果是用“100”挡测量电阻,则读数为 。 (4)如果是用直流50 mA挡测量电流,则读数为 mA。 (5)如果使用直流2.5 V挡测量电压,则读数为 V。 (6)如果使用交流2.5 V挡测量电压,则读数为 V。,答案:(1)黑
13、红 红 (2)6.50 (3)800 (4)32.5 (5)1.65 (6)1.90,-25-,实验(11),实验(12),解析:(1)测电阻时,电流从黑表笔流出多用电表;测电压时,电流从红表笔流入多用电表;测电流时,电流从红表笔流入多用电表。 (2)如果是用直流10 V挡测量电压,电压表分度值为0.2 V,则读数为6.50 V。 (3)如果是用“100”挡测量电阻,则读数为8100 =800 。 (4)如果是用直流50 mA挡测量电流,则分度值为1 mA,读数为32.5 mA。 (5)如果是用直流2.5 V挡测量电压,电压表分度值为0.05 V,则读数为1.65 V。 (6)如果是用交流2.
14、5 V挡测量电压,读表盘最下面一排,则读数为1.90 V。,-26-,实验(11),实验(12),方法技巧对多用电表读数时,要根据选择开关位置确定所测量的量与量程,然后根据表盘确定其分度值,然后再读数,读数时视线要与表盘刻度线垂直。 易错提醒交流2.5 V挡和直流2.5 V挡在读数时,要从表盘的不同位置进行读数,要特别注意。,-27-,实验(11),实验(12),测定电源的电动势和内阻 核心知识整合 1.实验原理图,-28-,实验(11),实验(12),2.实验目的 (1)掌握测定电源的电动势和内阻的原理和实验方法。 (2)会用解析法和图象法求解电动势和内阻,进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解
15、。 3.实验原理 本实验的依据是闭合电路欧姆定律。实验电路图如上图所示,改变滑动变阻器的阻值,从电压表、电流表中读出几组U、I值,记录在表格中。用解析法或图象法处理数据。 4.实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。,-29-,实验(11),实验(12),5.实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程,按电路图把器材连接好。 (2)将滑动变阻器的阻值调至最大。 (3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录电流表和电压表的示数。 (4)用与步骤(3)同样的方法测量并记录6组左右U、I值。 (5)断开开关,整理好器材。,-30-,实验(11),实验(12),6
16、.数据处理 (1)由解析法求解E和r,由U=E-Ir解得E、r。 (2)由图象法求解E和r,将实验中测得的U、I值在U-I图中描点作图,如图所示。图线与纵轴交点为E;图线的斜率表示内阻r。,-31-,实验(11),实验(12),7.注意事项 (1)器材及量程的选择: 为了使路端电压变化明显,可使用内阻相对较大的旧电池。 实验用的是一节干电池,因此实验时一般采用量程03 V的电压表。 电流不要过大,故电流表量程选00.6 A。 干电池的内阻较小,为了获得变化明显的路端电压,滑动变阻器选择阻值较小一点的。,-32-,实验(11),实验(12),(2)电路的选择:由于电流表内阻与干电池内阻比较接近,
17、所以电流表应采用内接法,如图所示。(3)实验操作: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,因此,实验中不要将电流调得过大,电表读数要快,每次读完后应立即断电。,-33-,实验(11),实验(12),(4)数据处理:干电池内阻较小时,U的变化较小,往往呈现如图甲所示的状况,为此,可使纵坐标不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始,如图乙所示。,-34-,实验(11),实验(12),关键能力提升 命题点一 实验器材的选择与操作 【例5】 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,内阻约1 )的电动势和内阻,除待测电池组、开关、导线外
18、,还有下列器材供选用: A.电流表:量程0.6 A,内阻约1 B.电流表:量程3 A,内阻约0.2 C.电压表:量程3 V,内阻约30 k D.电压表:量程6 V,内阻约60 k E.滑动变阻器:01 000 ,额定电流0.5 A F.滑动变阻器:020 ,额定电流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 。(均填仪器前的字母代号),-35-,实验(11),实验(12),(2)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)。,答案:(1)A D F (2
19、)a d c g f h,-36-,实验(11),实验(12),解析:(1)因三节干电池的电动势约为4.5 V,故电压表应选D;因干电池放电电流不宜超过0.5 A,故电流表应选A;由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。 (2)本实验的实验电路应如图所示。为了连接成如图所示的实验电路,还需要用导线将a与d、c与g、f与h相连。,-37-,实验(11),实验(12),命题点二 电路图与实验数据处理 【例6】 (2018浙江温州十五校期末)(1)某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,实验电路图如图所示。(1)该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用了一个定值电阻R0,你
20、认为其作用是 ;,-38-,实验(11),实验(12),(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干,实验桌上还有以下器材: A.旧电池一节 B.滑动变阻器(10 ,2 A) C.定值电阻(阻值10 ,额定功率10 W) D.定值电阻(阻值2 ,额定功率5 W) E.电压表(3 V,3 000 ) F.电压表(3 V,5 000 ) 为了能尽量减小实验误差,则定值电阻选 ;电压表选 ;(只填序号) (3)该同学某次实验时,电压表的指针位置如图甲所示,其读数为V;,-39-,实验(11),实验(12),(4)该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数,并把它们描在坐标轴中,如图乙所示,据此
21、可知该电源的电动势约为 V,内阻约为 (保留小数点后两位)。,答案:(1)保护作用,使电路中的电流不太大从而保护电流表和电源 (2)D F (3)1.10 (4)1.50 1.00,-40-,实验(11),实验(12),解析:(1)定值电阻在电路中起保护作用,使电路中的电流不太大从而保护电流表和电源; (2)为了能尽量减小实验误差,则定值电阻选D;电压表选内阻较大的F,从而减小电压表的分流,减小误差; (3)电压表的量程为3 V,则读数为1.10 V; (4)画出U-I图象,如图;,-41-,实验(11),实验(12),命题点三 测定电池电动势和内阻的其他方法 【例7】 (2018浙江金丽衢十
22、二校联考)在“测定电池的电动势和内阻”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G(满偏电流Ig=200 A,内阻rg=500 ) D.滑动变阻器(020 ,2.0 A) E.电阻箱R F.开关、导线若干,-42-,实验(11),实验(12),-43-,实验(11),实验(12),(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,如图甲电阻箱的阻值应为 。 (2)按图甲所示电路图,请在乙图上补充完成实物连线。 (3)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动至图甲中的 (选填“a”“中央”或“b”)端。 (4)丙图为该实验绘出
23、的I1-I2图线(I1为灵敏电流计G的示数,I2为电流表A的示数),由丙图可求得被测电池的电动势E= V,内阻r= 。 思路点拨在实验“测定电源的电动势和内阻”中,关键公式是闭合电路欧姆定律E=U+Ir,式中待测物理量是电源电动势E和内阻r,通过电路中的仪表间接测量路端电压和干路电流,代入公式E=U+Ir,再利用数学原理将公式变形成图中给出的纵坐标和横坐标的关系,根据斜率、截距等信息可以进行求解。,-44-,实验(11),实验(12),答案:(1)9 500 (2)如图所示,(3)b (4)1.47 0.80,-45-,实验(11),实验(12),解析:(1)根据欧姆定律有U=Ig(rg+R)
24、,解得R=9 500 ,即需串联一个阻值为9 500 的电阻。 (2)实物连线如图,-46-,实验(11),实验(12),-47-,1,2,3,4,1.在“练习使用多用电表”的实验中:,-48-,1,2,3,4,(1)某同学测量一电学元件的阻值时,多用电表的选择开关旋至如图所示的位置,其余操作正确,表盘指针如图所示,则该电学元件的阻值为 。 (2)该电学元件最有可能是哪一个 。 A.“220 V 800 W”电饭煲 B.“220 V 100 W”电炉子 C.“220 V 40 W”白炽灯 D.“220 V 20 W”咖啡壶,答案:(1)1 200 (2)C,-49-,1,2,3,4,-50-,
25、1,2,3,4,2.(20172018学年浙江凤鸣高级中学高二上学期期中)某同学在“练习使用多用电表”实验中,实验步骤及相关操作如下: (1)该同学在使用多用电表前,发现多用电表的指针不在零刻度上,如图甲所示。那么在使用前,他应调节甲图中表盘上的哪一个部件?答: (选填“A”或“B”);,甲,-51-,1,2,3,4,(2)该同学按正确操作步骤测量发光二极管的正反向电阻,测量结果如图乙所示。此时多用电表选择开关置于欧姆挡“10”挡位,二极管导通。由此可知,与多用电表红表笔接触的是发光二极管的(选填“正”或“负”)极; (3)测得的二极管的正向电阻值约为 。,乙,-52-,1,2,3,4,答案:
26、(1)A (2)负 (3)185 解析:(1)该同学在使用多用电表前,发现多用电表的指针不在零刻度上。那么在使用前,他应调节甲图中表盘上的A; (2)二极管加的是正向电压,欧姆表红表笔内部接电源的负极,则与多用电表红表笔接触的是发光二极管的负极; (3)测得的二极管的正向电阻值约为18.510 =185 。,-53-,1,2,3,4,3.在“测定干电池电动势和内阻”的实验中,-54-,1,2,3,4,-55-,1,2,3,4,(1)甲同学仅用一只多用电表,选择欧姆挡 (选填“能”或“否”)测出干电池的内阻。 (2)乙同学用待测干电池、滑动变阻器、多用电表、电流表、开关、导线连成如图甲所示电路进
27、行实验。连接多用电表的导线c端应接在图中 (选填“a”或“b”)接线柱;选择开关位置正确的是图乙中的 (选填“A”“B”或“C”)。 (3)正确连线后,闭合开关,缓慢移动滑片至某一位置时两表指针如图丙所示,此时电流表的示数为 ,多用电表读数为 。,答案:(1)否 (2)b B (3)0.20 1.050.05,-56-,1,2,3,4,解析:(1)由于多用电表的欧姆挡内部存在电源,所以电池接多用电表的欧姆挡,可能烧毁多用电表,同时也不能准确测量电阻; (2)由于干电池内阻较小与电流表内阻相差不多,因此应采用相对电源的外接法进行测量,故导线c应接在b端;同时多用电表应作为电压表使用,故应为B;
28、(3)电流表量程为0.6 A,故最小分度为0.02 A,因此读数为0.20 A;电压表量程为2.5 V,故最小分度为0.05 V,则读数为1.05 V。,-57-,1,2,3,4,4.(2018浙江温岭温岭中学高三考前冲刺)小王同学测量干电池的电动势和内阻,他用如图所示的实验器材进行实验,其连接的部分实验电路图如图甲所示。,-58-,1,2,3,4,丙 (1)请用细线代替导线,在图甲中完成实物连接。 (2)连接好电路,小王检查无误后,闭合开关,开始实验。电压表指针如图乙所示,请读数并记录 V。 (3)小王在图丙中已描绘各点,请作出电源的U-I图线。根据图线,可得每节干电池的电动势为E= V,每节干电池的内阻r= 。 (保留到小数点后两位),-59-,1,2,3,4,答案:(1)如图所示,(2)1.80 (3)如图所示 1.50 2.18,-60-,1,2,3,4,解析:(1)要测量两节干电池的电动势和内电阻,应采用滑动变阻器限流接法,同时电流表应采用相对电源的电流表外接法,故实物图如图所示。,(2)电压表量程为3.0 V,则指针示数为1.80 V。,-61-,1,2,3,4,
