備戰(zhàn)2019年高考物理 高頻考點解密 專題15 電學實驗教學案
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1、專題15 電學實驗 核心考點 考綱要求 實驗八:測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器) 實驗九:描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗十:測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗十一:練習使用多用電表 實驗十二:傳感器的簡單使用 1.要求會正確使用的儀器主要有:游標卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等 2.要求認識誤差問題在實驗中的重要 考點1 測定金屬的電阻率 (同時練習使用螺旋測微器) 1.基本實驗要求 (1)實驗原理 根據(jù)電阻定律公式知道只要測量出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲
2、的電阻率。 (2)實驗器材 被測金屬絲,直流電源(4 V),電流表(0~0.6 A),電壓表(0~3 V),滑動變阻器(50 Ω),開關(guān),導線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺。 (3)實驗步驟 ①用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d。 ②接好用伏安法測電阻的實驗電路。 ③用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量三次,求出其平均值l。 ④把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。 ⑤改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi)。 ⑥將測得的Rx、l、d值,代入公式中,計算出金屬
3、絲的電阻率。
(4)電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路圖
誤差原因
電流表分壓U測=Ux+UA
電壓表分流I測=Ix+IV
電阻測量值
=Rx+RA>Rx
測量值大于真實值
4、,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大變化,而電流表示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表示數(shù)有較大的變化,而電壓表示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法。 (2)注意事項 ①先測直徑,再連電路:為了方便,測量直徑時應在金屬絲連入電路之前測量。 ②電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。 ③電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導致電阻率在實驗過程中變大。 (3)誤差分析 ①若為內(nèi)接法,電流表分壓。 ②若為外接法,電壓表分流。 ③長度和直徑的測量。 3.儀器選擇的基本思路 (1)優(yōu)先考慮安
5、全因素 各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程,電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)。實際處理過程中,需要估算回路中的最大電流(一般假設滑動變阻器采用限流式接法時進行估算)。如:用伏安法作出標有“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的U–I圖象,而實際加在小燈泡兩端的電壓的最大值不能超過6 V。 (2)考慮讀數(shù)誤差因素 一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的,以減小讀數(shù)誤差。 (3)儀器選擇的一般步驟 A.首先選擇唯一性的器材; B.粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表); C.估算回路中電流和電壓的最大值,在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下,結(jié)合已知
6、器材的規(guī)格,確定實驗電路和實驗器材。 4.電阻測量方法薈萃 (1)伏安法: 電路圖 特點:大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大,測大電阻應用內(nèi)接法測量) (2)安安法 若電流表內(nèi)阻已知,則可將其當做電流表、電壓表以及定值電阻來使用。 ①如圖甲所示,當兩電表所能測得的最大電壓接近時,如果已知的內(nèi)阻R1,則可測得的內(nèi)阻R2=。 ②如圖乙所示,當兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時,串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測得的電阻R2=。 (3)伏伏法 若電壓表內(nèi)阻已知,則可將其當做電流表、電壓表和定值電阻來使用。 ①如圖甲所示,兩電表的滿偏電流接近時,若已知的內(nèi)阻R1,則可測出的內(nèi)阻R2=R1。
7、 ②如圖乙所示,兩電表的滿偏電流IV1?IV2時,并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得的內(nèi)阻R2=。 (4)比較法測電阻 如圖所示,測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2,可得Rx=。 如果考慮電表內(nèi)阻的影響,則I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)。 (5)半偏法測電流表內(nèi)阻 電路圖如圖所示 步驟: ①斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R0,使表滿偏為I0; ②保持R0不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R,使表讀數(shù)為; ③由上可得RA=R。 特別提醒:當R0?RA時,測量誤差小,此方法比較適合測小阻值的電流表的內(nèi)阻,且阻值的測量值偏?。浑娫措妱觿輵x大些的,這樣表滿偏時R0才足
8、夠大,閉合S2時總電流變化才足夠小,誤差才小。 (2018·遼寧省莊河市高級中學)某同學要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下: (1)游標卡尺測量其長度如圖甲所示,可知其長度為__________; (2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為__________; (3)選用多用電表“”擋,按正確的操作步驟此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖所示。 (4)為更精確地測量其電阻,可供選擇的器材如下: 電流表(量程,內(nèi)阻約為); 電流表(量程,內(nèi)阻約為); 電壓表(量程,內(nèi)阻); 電壓表(量程,內(nèi)阻約為); 定值電阻; 滑動變阻器(最大阻值);
9、 滑動變阻器(最大阻值); 電源(電動勢約為,內(nèi)阻約為); 開關(guān),導線若干。 為了使測量盡量準確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,電壓表應選__________,電流表應選__________。(均填器材代號) (5)根據(jù)你選擇的器材,請在線框內(nèi)畫出實驗電路圖。(需標注器材代號) 【參考答案】(1)50.15 (2)4.700() (4) (5)如圖所示 【試題解析】(1)游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為50 mm,游標尺上第3個刻度游標讀數(shù)為0.05×3 m=0.15 mm,所以最終讀數(shù)為:50 mm+0.15 mm=50.15 mm; (2)螺旋測微器的固定刻度讀
10、數(shù)為4.5 mm,可動刻度讀數(shù)為0.01×20.0 mm=0.200 mm,所以最終讀數(shù)為:4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。 (3)該電阻的阻值約為22×1 Ω=22 Ω; (4)電源電動勢為4 V,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,故電壓表應選V1,且串聯(lián)定值電阻R0擴大量程;電流表的最大電流約為2 V/32 Ω=62 mA,故電流表應選A2; (5)由于電壓表與定值電阻串聯(lián)后阻值為2 000歐姆,電流表內(nèi)阻為10歐姆,待測電阻約為22歐姆,故采用電流表外接法;滑動變阻器采用R2,調(diào)節(jié)不方便;采用R1,因阻值較小,應采用分壓電路,故電路圖如圖: 1.測金屬電阻
11、率的實驗: (1)測長度時,金屬絲的起點、終點位置如圖a所示,則長度為____________cm; (2)用螺旋測微器測金屬絲的直徑,示數(shù)如圖b所示,則直徑為____________mm; (3)用多用電表“Ω×1”擋估測其電阻,示數(shù)如圖c所示,則阻值為____________Ω; (4)在圖d中完成實物連線(滑動變阻器要求接限流式); (5)閉合開關(guān)前應將滑動變阻器的滑片P移至最____________(選填“左”或“右”)端。 【答案】(1)60.50(60.48~60.51) (2)1.980(1.979~1.981) (3)5 (4)連圖如圖所示 (5)左
12、 (4)連圖如圖所示。 (5)閉合開關(guān)前應將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處,由連接圖可知應該移到最左端。 考點2 描繪小電珠的伏安特性曲線 1.基本實驗要求 (1)實驗原理 ①測多組小燈泡的U、I,并繪出I–U圖象; ②由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系。 (2)實驗器材 小燈泡“3.8 V,0.3 A”、電壓表“0~3 V~15 V”、電流表“0~0.6 A~3 A”、滑動變阻器、學生電源、開關(guān)、導線若干、坐標紙、鉛筆。 (3)實驗步驟 ①畫出電路圖(如圖所示)。 ②將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關(guān)用導線連接成如實驗原理圖所
13、示電路。 ③測量與記錄 移動滑動變阻器滑片的位置,測出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測量數(shù)據(jù)填入自己設計的表格中。 ④數(shù)據(jù)處理 A.在坐標紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標系。 B.在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點。 C.將描出的點用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線。 (4)實驗器材選取 ①原則:安全;精確;操作方便。 ②具體要求 A.電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流。干電池中的電流一般不允許超過0.6 A。 B.用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流。 C.電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。 D.
14、電壓表或電流表的指針應偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上。 E.從便于操作來考慮,限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用小阻值滑動變阻器。 2.規(guī)律方法總結(jié) (1)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較 兩種接法的電路圖 負載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍 ≤U≤E 0≤U≤E 負載R上電流的調(diào)節(jié)范圍 ≤I≤ 0≤I≤ (2)兩種接法的適用條件 ①限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還?。? ②分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)。 (3)注意事項 ①電流表外接法:本實驗中被測小燈泡
15、燈絲的電阻值較小,因此測量電路必須采用電流表外接法。 ②滑動變阻器應采用分壓式接法:本實驗要作出U–I圖象,要求測出多組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,故控制電路必須采用分壓式接法。 ③保護元件安全:為保護元件不被燒毀,開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應位于最大電阻處,加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。 (4)誤差分析 ①由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無窮大,對電路的影響會帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實值。 ②測量時讀數(shù)帶來誤差。 ③在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。 (5)實物連線的原則 ①先串后并,接線到柱,注意量程和正負。 ②對限流電路,用筆畫線
16、代替導線,從電源正極開始,把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應調(diào)到阻值最大處)。 ③對分壓電路,應該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負接線柱的情況,將“伏安法”部分接入該兩點間。 (2018·山東省濟南市長清區(qū))有一個小燈泡上標有“”字樣,現(xiàn)要測量該燈泡的伏安特性曲線,有下列器材可供選用: A.電壓表(,內(nèi)阻) B.電壓表(,內(nèi)阻) C.電流表(,內(nèi)阻) D.電流表(,內(nèi)阻) E.滑
17、動變阻器() F.滑動變阻器() G.直流電源(,內(nèi)阻不計),另有開關(guān)一個、導線若干。 (1)實驗中電壓表應選__________,電流表應選__________,滑動變阻器應選__________。(只填器材的字母代號) (2)在答題卡的虛線框中畫出實驗電路圖,要求電流、電壓能從零開始變化。 【參考答案】(1)A C E (2)如圖所示 【試題解析】(1)根據(jù)小燈泡的規(guī)格“3 V,0.2 A”可知,電壓表應選A,電流表應選C,由于測定小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào),變阻器應采用分壓式接法,應選擇阻值小的變阻器E以方便調(diào)節(jié); (2)小燈泡的電阻較小,滿足,所以
18、電流表應用外接法,又變阻器采用分壓式接法,電路圖如圖所示。 1.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中,所用器材有:小電珠L(2.5 V,0.6 W)、滑動變阻器R、多用電表、電流表A、干電池組E、開關(guān)S、導線若干。 (1)粗測小電珠的電阻,應選擇多用電表 倍率(選填“×1”、“×10”或“×100”)的電阻擋;調(diào)零后,將兩根表筆分別與小電珠燈座的兩接線柱相連接,若觀察到多用電表示數(shù)如右圖1所示,則粗測結(jié)果應為 Ω。 (2)實驗中使用多用電表測量小電珠的電壓,請根據(jù)圖2所示的實驗電路完成圖3中的實物連線。 (3)開關(guān)S閉合前,應將滑動變阻
19、器的滑片P置于 端;開關(guān)S閉合后,若滑片P位于R的中點處,為了使小電珠的亮度增加,應將滑片P緩慢地向 端移動。(以上兩空均選填“a”或“b”) (4)下表為實驗過程中小電珠兩端的電壓U等間隔變化測得的數(shù)據(jù),為了能獲得更精確的伏安特性曲線,必須在相鄰數(shù)據(jù)點 和 之間適當?shù)囟鄿y幾組數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)點 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ U/V 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A 0.000 0.122 0.156 0.185 0.216 0.244 【答案】(1)“×1” 7.5
20、Ω (2)實物連線如圖所示 (3)a b (4)①和② 考點3 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 1.基本實驗要求 (1)實驗原理 ①閉合電路的歐姆定律。 ②E和r的求解:由U=E–Ir得,解得E、r。 ③用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示。 A.圖線與縱軸交點為E; B.圖線與橫軸交點為I短=; C.圖線的斜率表示r= (2)實驗器材 電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙和刻度尺。 (3)基本操作 ①連接電路。 ②電流表用0.6 A的量程,電壓表用3 V的量程; ③把滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處; ④閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使表有明顯的示
21、數(shù),記下一組數(shù)據(jù),同理記錄多組數(shù)據(jù)。 2.規(guī)律方法總結(jié) (1)實驗數(shù)據(jù)求E、r的處理方法 ①列多個方程組求解,再求E、r的平均值。 ②圖象法處理:以端電壓U為縱軸,干路電流I為橫軸,建系、描點、連線,縱軸截距為電動勢E,直線斜率k的絕對值為內(nèi)阻r。 (2)注意事項 ①為了使端電壓變化明顯,可使用內(nèi)阻較大的舊電池。 ②電流不要過大,應小于0.5 A,讀數(shù)要快。 ③要測出不少于6組的(U,I)數(shù)據(jù),變化范圍要大些。 ④若U–I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,應根據(jù)r=確定。 ⑤電流表要內(nèi)接(因為r很?。?。 (3)誤差來源 ①偶然誤差:用圖象法求E和
22、r時作圖不準確。 ②系統(tǒng)誤差:電壓表分流或電流表分壓。 3.實物圖連接的技巧 實物圖連接是一類考查學生實驗技能和操作能力較為有效的題型,連線前一定要畫出實驗電路圖,然后按圖連線,且必須注意以下幾點: (1)連線不能交叉; (2)必須把線接在接線柱上;(3)電流應從電表正接線柱流入,從負接線柱流出; (4)變阻器應處在有效控制狀態(tài)。在實際操作中,畫電路圖時,各元件的相對位置 應盡量與實物圖相吻合;連實物圖時,應先串后并,先連控制電路后連測量電路。 要特別注意變阻器的分壓連接,把變阻器的全電阻、開關(guān)、電源連成干路,取變阻器的部分電阻與測量電路并聯(lián)即可。 4.測定電源電動勢和內(nèi)阻的
23、其他方法 電源的電動勢和內(nèi)阻測量方法一般為伏安法,另外還有以下幾種方法: (1)安阻法:用一個電流表和電阻箱測量,電路如圖甲所示,測量原理為:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差,但內(nèi)阻偏大。 (2)伏阻法:用一個電壓表和電阻箱測量,電路如圖乙所示,測量原理為:E=U1+r,E=U2+r,由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小。 (3)粗測法:用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接在電源兩端,所測值近似認為是電源電動勢,此時U=≈E,需滿足RV?r。 (4)雙伏法:用兩個電壓表可測得電源的電動勢,電路如圖所示。測量
24、方法為:斷開S,測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2。此時,E=U1+U2+r,RV為V1的內(nèi)阻;再閉合S,V1的示數(shù)為U1′,此時E=U1′+r,解方程組可求得E和r。 (2018·北京市第十二中)某同學做“用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗,可供選擇的實驗器材如下: A.1節(jié)干電池 B.電流表,量程0~0.6 A,0~3 A C.電壓表,量程0~3 V,0~15 V D.滑動變阻器0~20 Ω、2 A,滑動變阻器0~500 Ω、0.2 A E.電鍵一個,導線若干 (1)為了盡量得到較好效果,電流表量程應選__________,電壓表量程選__________
25、,滑動變阻器選____________。 (2)他采用如圖所示的實驗電路進行測量。下圖給出了做實驗所需要的各種儀器。請你按電路圖把它們連成實驗電路。 (3)這位同學測量時記錄了5組數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)填入了以下表格中。請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖畫出U–I圖線。根據(jù)圖線求出電池的電動勢E =__________V,內(nèi)阻__________Ω。 【參考答案】(1)0~0.6 A 0~3 V 0~20 Ω (2)見解析 (3)見解析 1.48(1.45~1.49) 0.5(0.47~0.52) 【試題解析】(1)一節(jié)干電池,故選電壓表0~3 V;一節(jié)干電池當電源,電路中電流較
26、小,故選電流表0~0.6 A;為了便于操作,應選較小的滑動變阻器(0~20 Ω); (2)實物圖如圖所示 (3)根據(jù)描點法可知U–I圖象如圖所示 縱截距表示電源電動勢,故,圖象的斜率表示電源內(nèi)阻,故 1.某實驗小組想通過實驗測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供的實驗器材如下: 待測干電池E(電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻約為3 Ω) 直流電流表A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.5 Ω) 直流電流表A2(量程0~3 A,內(nèi)阻約0.1 Ω) 電壓表V1(量程0~2 V,內(nèi)阻約為2 000 Ω) 電壓表V2(量程0~6 V,內(nèi)阻約為6 000 Ω) 滑動變阻器R1(
27、最大電阻20 Ω,額定電流2 A) 滑動變阻器R2(最大電阻200 Ω,額定電流1 A) 電阻箱R3(最大電阻99.9 Ω,額定電流1 A) 開關(guān)、導線若干 (1)若用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻,要求測量有盡可能高的精確度且便于調(diào)節(jié),應選擇的電流表是________,電壓表是________,滑動變阻器是________。 (2)請將圖甲中的實物連接成實驗電路。 (3)在用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻時,電流表出現(xiàn)了故障,不能使用,實驗小組如想方便且能較準確地進行測量,需將實驗進行改進,只需去掉電流表,將上述器材中的________換成________即可。 (4)請在下框中畫
28、出改進后的實驗電路圖。 (5)實驗小組在改進后的實驗中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù),對所得數(shù)據(jù)進行處理后,在坐標紙上作出了如圖乙所示圖線。由圖線得出:干電池的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】(1)A1 V1 R1 (2)電路連接如圖1所示 (3)R1 R3 (4)如圖2所示 (5)1.7 2.5 考點4 練習使用多用電表 1.電流表與電壓表的改裝 (1)改裝方案 改裝為電壓表 改裝為大量程的電流表 原理 串聯(lián)電阻分壓 并聯(lián)電阻分流 改裝原理圖 分壓電阻或分流電阻
29、
U=Ig(Rg+R)
故R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
故
改裝后電表的內(nèi)阻
RV=Rg+R>Rg
RA= 30、Rx。
(2)工作原理:閉合電路歐姆定律I=。
(3)刻度的標定:紅黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零。
①當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”。(圖甲)
②當I=0時,Rx→∞,在I=0處標為“∞”。(圖乙)
③當I=時,Rx=Rg+R+r,此電阻是歐姆表的內(nèi)阻,也叫中值電阻。
3.多用電表
多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項目和量程。另外,還有歐姆表的調(diào) 31、零旋鈕、指針定位螺絲和表筆的插孔。
4.二極管的單向?qū)щ娦?
(1)晶體二極管是由半導體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號如圖甲所示。
(2)晶體二極管具有單向?qū)щ娦裕ǚ柹系募^表示允許電流通過的方向)。當給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導通,如圖乙所示;當給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示。
(3)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當黑表筆接“正”極,紅表筆接“負”極時,電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負極。
5.練習使用多用電表
(1)實驗器材
多用電表、電學黑箱、直流電源、 32、開關(guān)、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、?。┤齻€。
(2)實驗步驟
①觀察:觀察多用電表的外形,認識選擇開關(guān)的測量項目及量程。
②機械調(diào)零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。
③將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔。
④測量小燈泡的電壓和電流
A.按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓。
B.按如圖乙所示連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。
⑤測量定值電阻
A.根據(jù)被測電阻的大約阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指歐姆表的“0”刻度,若不 33、指歐姆表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆表的調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;
B.將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);
C.讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,觀察選擇開關(guān)所對應的歐姆擋的倍率,用讀數(shù)乘以倍率,即得測量結(jié)果;
D.測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。
⑥探索黑箱內(nèi)的電學元件
判斷目的
應用擋位
現(xiàn)象
電源
電壓擋
兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源
電阻
歐姆擋
兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同
二極管
歐姆擋
正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大
電容器
歐姆擋
指針先指向某一小阻值后逐漸增大到“∞”,且指針擺動越來越慢
6 34、.規(guī)律方法總結(jié)
(1)多用電表使用注意事項
①表內(nèi)電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實際方向應為“紅入黑出”。
②區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。
③由于歐姆擋表盤難以估讀,測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘以相應量程的倍率。
④使用多用電表時,手不能接觸表筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應注意不要用手接觸表筆的金屬桿。
⑤測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結(jié)果,甚至可能損 35、壞電表。
⑥測電阻時每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。
⑦使用完畢,選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。長期不用,應把表內(nèi)電池取出。
(2)多用電表對電路故障的檢測
高中階段對電路故障的考查只限于斷路和短路兩種,且故障一般只有一處。
①斷路故障的檢測方法
A.將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用。
a.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞。
b.在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表的示數(shù)為零,則說明該部分電路完好,若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷點。
B.將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù) 36、為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。
C.用歐姆擋檢測
將各元件與電源斷開,然后接到紅黑表筆間,若有阻值(或有電流)說明元件完好,若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。
不能用歐姆表檢測電源的情況。
②短路故障的檢測方法
A.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。
B.用電流表檢測,串聯(lián)在電路中的電流表若示數(shù)不為零,故障應是短路。
7.歐姆表刻度盤特點及多用電表讀數(shù)技巧
(1)歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤
①左∞右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零與電流、電壓最大刻度重合。
37、②刻度不均勻:左密右疏。
③歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)應再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。
在不知道待測電阻的估計值時,應先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大,且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)。
(2)歐姆表的讀數(shù)
①為了減小讀數(shù)誤差,指針應指在表盤到的部分,即中央刻度附近。
②除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 Ω時,要估讀到下一位,其余情況都不用估讀。
③電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。
(3)測電壓、電流時的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位,精確度是2、0 38、.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。
(4)多用電表使用的“七大注意”
①使用前要機械調(diào)零。
②兩表筆在使用時,電流總是“紅入黑出”。
③選擇開關(guān)的功能區(qū)域,要分清是測電壓、電流、電阻,還要分清是交流還是直流。
④電壓、電流擋為量程范圍擋,歐姆擋為倍率擋。
⑤刻度線有三條:上為電阻專用,中間為電壓、交流、直流共用,下為交流2.5 V專用。
⑥測電阻時:A.待測電阻與電路、電源一定要斷開;B.兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿;C.指針指中值附近較準,否則換擋;D.每換一擋必須重新歐姆調(diào)零;E.讀出示數(shù)要乘以倍率。
⑦使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用 39、應取出電池。
(5)探索黑箱內(nèi)的電學元件
探究項目
應用擋位
現(xiàn) 象
電源
電壓擋
兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源
電阻
歐姆擋
兩接線柱正、反接時示數(shù)相同
二極管
歐姆擋
正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大
電容器
歐姆擋
指針先指向某一小阻值,后逐漸增大到“∞”,且指針擺動越來越慢
電感線圈
歐姆擋
示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)
(2018·四川省成都市)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器。請回答下列問題:
(1)使用多用電表粗測電阻時,將選擇開關(guān)撥至歐姆擋“×10”擋,經(jīng)正確操作后,指針指示如圖甲a,為了使多用電表測量的結(jié) 40、果更準確,該同學應該選擇歐姆擋______檔(選填“×1”“×100”);若經(jīng)過正確操作,將兩表筆接待測電阻兩端時,指針指示如圖甲b,則待測電阻為______Ω。
(2)圖乙是某多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖。其中,電流表滿偏電流為0.5 mA、內(nèi)阻為10 Ω;電池電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為1 Ω;變阻器R0的阻值范圍為0?5 000 Ω。
①該歐姆表的兩只表筆中,_____是紅表筆。(選填“A”或“B”);
②該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為1 Ω進行刻度的。當電池的電動勢下降到1.45 V、內(nèi)阻增大到4 Ω時,歐姆表仍可調(diào)零,則調(diào)零后R0接入電路的電阻將變____ 41、__(填“大”或“小”),若用重新調(diào)零后的歐姆表測得某待測電阻阻值為300 Ω,則這個待測電阻的真實阻值為______Ω。
【參考答案】(1)×100 3 000 (2)A 小 290
【試題解析】(1)使用多用電表粗測電阻時,將選擇開關(guān)撥至歐姆擋“×10”擋,經(jīng)正確操作后,指針偏角很小,說明倍率檔選擇較小,則為了使多用電表測量的結(jié)果更準確,該同學應該選擇歐姆擋“×100”檔;待測電阻為30×100 Ω=3 000 Ω。
(2)①該歐姆表的兩只表筆中,紅表筆內(nèi)部接電源的負極,則A是紅表筆。
②電池電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為1 Ω時,調(diào)零電阻;電池的電動勢下降到1.45 V、內(nèi)阻 42、增大到4 Ω時調(diào)零電阻,則調(diào)零后R0接入電路的電阻將變小;電動勢為1.5調(diào)零后,歐姆表內(nèi)部的中性電阻的;電動勢變?yōu)?.45調(diào)零后,歐姆表內(nèi)部的中性電阻;由300 Ω對應的電流列出關(guān)系式:;故對應1.45 V時的電阻R真=290 Ω。
1.在“練習使用多用電表”的實驗中:
(1)用多用電表歐姆擋測量電阻時,紅黑表筆互換了插孔,這樣_____(選填“會”或“不會”)影響測量結(jié)果;
(2)如圖所示是一個多用電表歐姆擋內(nèi)部電路的示意簡圖,其中有靈敏電流表(量程未知,內(nèi)阻100 Ω)、電池組(電動勢未知,內(nèi)阻r=0.5 Ω)和滑動變阻器R0(總阻值未知),表刻度盤上電阻刻度中間值為15; 43、有實驗者用多用電表歐姆擋測量電壓表的內(nèi)阻(測量過程規(guī)范),讀得電壓表的讀數(shù)為6.0V,讀得阻值為30 kΩ,可知此時多用電表歐姆擋的總內(nèi)阻(包括電流表內(nèi)阻、電池組內(nèi)阻和變阻器R0的阻值)是______kΩ,靈敏電流表的量程為_____mA。若表內(nèi)電池用舊,電池電動勢會變小,內(nèi)阻會變大,假設電池組的電動勢下降到6 V、內(nèi)阻升高到2 Ω時,但仍可調(diào)零,測得某電阻是30 kΩ,這個電阻真實值是____kΩ;
(3)在使用多用電表結(jié)束后,分別將選擇開關(guān)保留在如下圖a、圖b和圖c所示的位置,其中圖________(選填“a”或“b”或“c”)的位置是規(guī)范的。
圖a 44、 圖b 圖c
【答案】(1)不會 (2)15 0.6 20 (3)a
考點5 傳感器的簡單使用
1.實驗目的
(1)認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性。
(2)了解傳感器在技術(shù)上的簡單應用。
2.實驗器材
熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導線等。
3.研究熱敏電阻的熱敏特性
4.研究光敏電阻的光敏特性
5.注意事項
(1)在做熱敏實驗時,加開水后要等一會兒再測其阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時讀出水溫。
(2)光 45、敏實驗中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少。
(3)歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。
(2018·寧夏銀川市第二中學)在實際應用中有多種自動控溫裝置,以下是其中兩種控溫裝置:
(1)圖(a)為某自動恒溫箱原理圖,箱內(nèi)的電阻R1=2 kΩ,R2=1.5 kΩ,R3=4 kΩ,Rt為熱敏電阻,其電阻隨溫度變化的圖象如圖(b)所示。當a、b兩點電勢φa<φb時,電壓鑒別器會令開關(guān)S接通,恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱,使箱內(nèi)溫度提高;當φaφb時,電壓鑒別器會使S斷開,停止加熱,則恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為____℃,恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時 46、Rt的取值范圍為_____。
(2)有一種由PTC元件做成的加熱器,它產(chǎn)生的焦耳熱功率PR隨溫度t變化的圖象如圖(c)所示。該加熱器向周圍散熱的功率為PQ=k(t–t0),其中t為加熱器的溫度,t0為室溫(本題中取20 ℃),k=0.1 W/℃。
①當PR=PQ時加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定,則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度為________℃;
②(單選)某次工作中,該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫度的過程中,下列溫度變化過程用時最短的是(填選項前的字母序號)
A.20~24 ℃
B.32~36 ℃
C.48~52 ℃
D.60~64 ℃
【參考答案】(1)25 大于3 kΩ (2)70( 47、68~73均可) B
【試題解析】(1)由題意得當時,恒溫箱保持穩(wěn)定,根據(jù)串并聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系可知,只有也為4:3的時候,,此時電橋平衡,所以可知Rt電阻為3 kΩ,從題圖乙可以看出電阻為3 kΩ時,溫度為25攝氏度。
(2)①,PQ與溫度t之間關(guān)系如圖所示,由圖可知,當溫度為70℃時,發(fā)熱功率與與散熱功率相等,即此時物體的溫度不再變化。
②當溫度稍高于穩(wěn)定溫度時,加熱器電阻增大,產(chǎn)生的焦耳熱的功率小于散熱功率,溫度下降,當溫度稍低于穩(wěn)定溫度時,,加熱器電阻減小,產(chǎn)生的焦耳熱的功率大于散熱的功率,溫度將上升。
1.某實驗小組設計了如圖(a)所示的實驗裝置,用鉤碼所受重力 48、作為小車所受到的拉力,用DIS測小車的加速度。通過改變鉤碼的數(shù)量,多次重復測量,可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗,得到了兩條a–F圖線,如圖(b)所示。
(1)圖線______是在軌道右側(cè)抬高成為斜面的情況下得到的;(選填“①”或“②”)
(2)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時圖(b)中的圖線明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大,為消除此誤差可采取的簡便且有效的措施是 _____________;
A.調(diào)整軌道的傾角,在未掛鉤碼時使小車能在軌道上長時間緩慢運動(即將小車與傳感器發(fā)射部分的重力沿軌道方向的分力恰 49、與其所受摩擦力平衡)
B.在增加鉤碼數(shù)量進行實驗的同時在小車上增加砝碼,使鉤碼的總質(zhì)量始終遠小于小車與傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量
C.在鉤碼與細繩之間放置一力傳感器,直接得到小車運動的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖象
D.更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進行上述實驗
(3)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為 kg;小車在水平軌道上運動時受到的摩擦力大小為__________N。
【答案】(1)① (2)C (3)0.5 1
1.(2018·江蘇卷)一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。
(1)如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示) 50、時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________;____________。
(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖象。由圖象可計算出該干電池的電動勢為_________V;內(nèi)阻為__________Ω。
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A–1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
(3)為了得到更準確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為100 m 51、V的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應為_______V;內(nèi)阻應為_____Ω。
【答案】(1)①開關(guān)未斷開 ②電阻箱阻值為零 (2)圖象如圖所示: 1.4(1.30~1.44都算對) 1.2(1.0~1.4都算對) (3)1.4(結(jié)果與(2)問第一個空格一致) 1.0(結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2)
2.(2018·新課標全國II卷)某同學組裝一個多用電表??捎玫钠鞑挠校何脖眍^(量程100 ,內(nèi)阻900 );電阻箱R1(阻值范圍0999.9 );電阻箱R2(阻值范圍099 52、 999.9 );導線若干。
要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。
回答下列問題:
(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。
(2)電阻箱的阻值_____________;R2=____________(保留到個位)
【答案】(1)如圖所示 (2)100 2 910
3.(2018·天津卷)某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 kΩ),除了Rx,開關(guān)S、導線外,還有下列器材供選用:
53、
A.電壓表(量程0~1 V,內(nèi)阻約為10 kΩ)
B.電壓表(量程0~10 V,內(nèi)阻約為100 kΩ)
C.電流表(0~1 mA內(nèi)阻約為30 Ω)
D.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.05 Ω)
E.電源(電動勢1.5 V,額定電流0.5 A,內(nèi)阻不計)
F.電源(電動勢12 V,額定電流2 A,內(nèi)阻不計)
G.滑動變阻器R0(阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A)
①為使測量盡量準確,電壓表選用_________,電流表選用______________,電源選用______________。(均填器材的字母代號);
②畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。
③該同學選擇器材、 54、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會______________其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是____________________________。
【答案】B C F 如圖所示 大于 電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際電壓(其他正確表述也可)
4.(2018·新課標全國III卷)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 Ω);V可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān),S2位單刀雙擲開關(guān),E為電源,R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗:
(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b) 55、中實物連線;
(2)將滑動變阻器滑動端置于適當位置,閉合S1;
(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器動端的位置,記下此時電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2 端,記下此時電壓表V的示數(shù)U2;
(4)待測電阻阻值的表達式Rx=_____________(用R0、U1、U2表示);
(5)重復步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次測量 56、所得的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小數(shù))
【答案】(1)如圖所示: (4) (6)48.2
【解析】開關(guān)S2擲于1端,由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0,將開關(guān)S2擲于2端,R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2,Rx兩端電壓為U=U2–U1,由歐姆定律可得待測電阻阻值Rx=U/I=R0=(–1)R0。
5次測量所得的平均值,(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=(–1)R0=(3.41–1)×20.0 Ω=48.2 Ω。
5.(2018·新課標全國I卷)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 ℃~80 ℃范圍內(nèi)某 57、熱敏電阻的溫度特性,所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標稱值(25 ℃時的阻值)為900.0 Ω:電源E(6 V,內(nèi)阻可忽略):電壓表(量程150 mV):定值電阻R0(阻值20.0 Ω),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω):電阻箱R2(阻值范圍0~999.9 Ω):單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2。
實驗時,先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃,將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0:保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0:斷開S1,記下此時R2的讀 58、數(shù),逐步降低溫控室的溫度t,得到相應溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 °C,實驗得到的R2–t數(shù)據(jù)見下表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列問題:
(1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應移動到_____(填“a”或“b”)端;
(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點,并做出R2–t曲線;
(3)由圖(b)可得到R1,在25 ℃~80°C范圍內(nèi)的溫度特性,當t=44.0 ℃時,可得R1= 59、____Ω;
(4)將Rt握于手心,手心溫度下R2的相應讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)為____Ω,則手心溫度為______℃。
【答案】(1)b (2)如圖所示
(3)450 (4)620.0 33.0
6.(2017·新課標全國Ⅰ卷)某同學研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻3 kΩ);電流表A(量程0.5 A,內(nèi)阻0.5 Ω);固定電阻R0(阻值1 000 Ω);滑動變阻器R(阻值0~9.0 Ω);電源E(電動勢5 V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導線若干。
(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3. 60、8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。
(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。
由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻_________(填“增大”、“不變”或“減小”),燈絲的電阻率__________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)用另一電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為__________W,最大功率為__________W。(結(jié)果均保留2位小數(shù))
【答案】(1)如圖所示 (2)增大 61、增大 (3)0.39 1.18
【解析】(1)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,故滑動變阻器用分壓式接法,小燈泡為小電阻,電流表用外接法;電壓表量程為3 V,應串聯(lián)定值電阻擴展量程到4 V。
(2)由I–U圖象知,切線的斜率在減小,故燈泡的電阻隨電流的增大而增大,再由電阻定律知,電阻率增大。
(3)當滑動變阻器的阻值為9 Ω時,電路電流最小,燈泡實際功率最小,此時由E0=U+I(r+R)得I=–0.1U+0.4,在圖中作出該直線如左圖所示,交點坐標約為U=1.75 V,I=0.225 A,P1=UI=0.39 W;當滑動變阻器的阻值為0時,燈泡消耗的功率 62、最大,作圖線I=–U+4,此時交點坐標為U=3.70 V,I=0.32 A,如右圖所示,最大的功率P2=UI=1.18 W。
7.(2017·新課標全國Ⅱ卷)圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋。
(1)圖(a)中的A端與______(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關(guān)于R6的使用 63、,下列說法正確的是_______(填正確答案標號)。
A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為________。(結(jié)果均保留3位有效數(shù) 64、字)
【答案】(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1 100 Ω 2.95 V
【名師點睛】會規(guī)范使用多用電表,能正確讀出多用電表的示數(shù),是解決本題的關(guān)鍵。在平時實驗訓練過程中要多加注意規(guī)范操作和器材的正確使用方法,多用電表的讀數(shù),重點是分清測量的物理量不同,讀數(shù)方法不同。
8.(2016·上海卷)在“用多用表測電阻、電流和電壓”的實驗中
(1)(多選題)用多用表測電流或電阻的過程中_________。
(A)在測量電阻時,更換倍率后必須重新進行調(diào)零
(B)在測量電流時,更換量程后必須重新進行調(diào)零
(C)在測量未知電阻時,必須先選 65、擇倍率最大擋進行試測
(D)在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進行試測
(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置。若選擇開關(guān)處于“10 V”擋,其讀數(shù)為 V;若選擇開關(guān)處于“×10”擋,其讀數(shù)為 200 Ω(選填:“大于”,“等于”或“小于”)。
【答案】(1)AD (2)5.4 小于
【名師點睛】會規(guī)范使用多用電表,能正確讀出多用電表的示數(shù),是解決本題的關(guān)鍵,在平時實驗訓練過程中要多加注意規(guī)范操作和正確使用。
9.(2016·四川卷)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材:待測電源(電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 Ω),保護電阻R1(阻值1 66、0 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導線若干。
實驗主要步驟:
(Ⅰ)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān);
(Ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I;
(Ⅲ)以U為縱坐標,I為橫坐標,作U–I圖線(U、I都用國際單位);
(Ⅳ)求出U–I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
(1)電壓表最好選用_____;電流表最好選用_____。
A.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
B.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
C.電流表(0~200 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
D.電流表(0~30 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_____。
A.兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱
B.兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱
C.一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導線接在電阻絲左端的接線柱
D.一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導線接在電阻絲右端的接線柱
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