2020版物理新导学浙江选考大一轮精讲讲义:第十四章 实验与探究 第4讲 Word版含答案.pdf
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1、第第 4 讲 电学实验讲 电学实验(二二) 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
2、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. (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 R中4R中的范围内. 1 4 (2)选
3、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、0.5、0.05 等,读数时只读到与最小刻度位数 相同即可.
4、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. 例 1 (2018书生中学月考)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) 图 3 A.当 S 接触点 1 时
5、,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 (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. 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_ ; (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
6、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 (1)AC (2)21.0 190 (3)BAD 解析 (1)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
7、正确;由题图电路图可知,当 S 接触点 3 时,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)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
8、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 (3)小陈同学用多用电
9、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”). 答案 (1)AD (2)1 60 (3)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
10、主要操作: 图 6 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_ . (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
11、. 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 答案 (1)ED 180 (2)C A 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 (2)该同学欲测量如图 8 甲所示插座的电压,则
12、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) 图 8 答案 (1)B (2)H 解析 (1)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)插座电压大约为 220 V,且是交流电,所以多用电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 : E U1I1r 和 EU2I2r,联立可解出 E、r 的值. 二、实验电路图及实物
13、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 UI 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. 实验序号123456 I/A U/V 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,
14、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
15、, 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 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
16、,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”); (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. 图 12 图 13 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 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). 答案 (
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