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1、第4讲 电学实验(二),第十四章 实验与探究,内容索引,实验11 练习使用多用电表,课时作业 限时训练 练规范 练速度,实验12 测定电池的电动势和内阻,练习使用多用电表,实验11,一、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.注意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
2、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：将选择开关扳到欧姆挡上，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.,(2)
3、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. 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较大.,图2,四、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. 五、注意事项 1.使用多用电表前，
4、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 (2016绍兴市9月选考)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)、
5、读数,答案,答案 见解析,解析,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3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),图3,答案,答案 见解析,解析,解析 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.,(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为_V.,解析,解析 根据电压表的读数规则，电压表示数即插座电压应为200 V.,答案,答案 见解析,(1)所测电阻的阻值为_；如
6、果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡倍率是_(选填“10”、“100”或“1 k”).,图4,变式1 如图4所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针指示如图所示，则：,解析,解析 欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为1.5103 ；测2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡.,答案,1.5103,1 k,(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为
7、_mA.,解析,答案,30.8(30.730.9均可),154,(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V.,答案,6.2,解析,解析 将选择开关旋至“10”的挡位测量时，指针停在刻度盘0 附近处，说明欧姆表所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应选择1挡，然后重新进行欧姆调零，再测电阻阻值，测量完毕，把选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡上，正确的实验步骤为BAC.,变式2 用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，将选择开关旋到“10”挡，测量时指针停在刻度盘0 附近，为了提高测量的精确度，先将选择开关旋到_(选填“1”或“100”)挡，然后进行了如
8、下操作，这些操作的合理顺序是_. A.将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数 B.将两根表笔短接，调节调零电阻，使指针停在0 刻度线上 C.将选择开关旋到“OFF”挡,解析,答案,1,BAC,变式3 (2017金华十校联考)在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作：,图5,(1)用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零，如图5a所示；然后用两表笔接触待测电阻的两端测该电阻的阻值，如图b所示.这两步操作中不合理的是_(选填“图a”或“图b”).,答案,图b,(2)用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流25 mA挡，连接
9、的电路如图c所示，则图c中多用电表测量的是_(选填“甲电阻的电流”或“乙电阻的电流”或“甲、乙电阻的总电流”)，测得的值如图d所示，其读数为_ mA.,答案,乙电阻的电流,21.0,测定电池的电动势和内阻,实验12,一、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6甲、乙所示，,图6,三、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.
10、 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.,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).,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7所示，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.,图7,五、注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些
11、(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，个别偏离直线太远的点可舍去.这样就可使偶然误差得到部分抵消，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).但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
12、(2015浙江10月选考18)某实验小组做“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图8所示：,图8,(1)电流表示数如图9所示，则电流为_ A.,图9,答案,0.25,解析,解析 由题图可知，电流表示数约为0.25 A.,(2)根据实验数据获得UI图象如图10所示,则电动势E_ V,内阻r_ .,图10,答案,1.43(1.421.44均可),0.75(0.720.78均可),解析,变式4 (2017绍兴第一中学期末)用如图11甲所示电路测定铅蓄电池的电动势和内电阻.铅蓄电池的内阻较小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0.除铅蓄电池、电键和足量导线外，还有下列仪器可供选择
13、： 电流表A1(03 A)；电流表A2(00.6 A)；电压表V1(03 V)；电压表V2(0 ,图11,15 V)； 滑动变阻器RP1(10 ，2 A)；滑动变阻器RP2(1 000 ，1 A)；定值电阻R01(阻值2 ，额定功率5 W)；定值电阻R02(阻值10 ，额定功率10 W),(1)实验应该选用的仪器是(用符号表示)_.,答案,A2 V1 RP1 R01,解析,解析 一节铅蓄电池电动势为2 V，因此电压表应选V1； 根据UI图线得最大电流是0.4 A，因此电流表应选A2； 能保证电路安全，又方便实验操作，因此滑动变阻器选RP1； 如果选择R02，由于定值电阻阻值较大，电路电流较小，
14、电流变化范围小，不能测多组实验数据，故定值电阻应选R01(阻值2 、额定功率5 W). 所以实验应该选用的仪器是A2、V1、RP1、R01.,(2)实验中，某同学将测得的数据画成如图乙所示的UI图线.由图可知，该同学测得的电源的电动势E_ V，内电阻r_ .,答案,2.0,解析,解析 图线与纵坐标轴的交点为电源的电动势，故电动势为2.0 V；,0.5,图线斜率的绝对值为内电阻和定值电阻之和，,变式5 (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12所示电路图进行实验时， (1)电流表量程应选择_(填
15、“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),图12,答案,0.6 A,B,(2)在一次测量中电压表的指针位置如图13所示，则此时的电压为_ V.,答案,1.200.01,图13,(3)根据实验测得的5组数据所画出的UI图线如图14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,0.500.05,1.450.01,解析,图14,变式6 (2017宁波市九校期末联考)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
16、50 mA.为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图15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0999.9 ，R0为定值电阻，对电路起保护作用.,图15,(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_.,答案,C,解析,(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_ .,解析,答案,10,45,课时作业,1.(2017丽水市普通
17、高中质量监控)(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：,1,2,3,4,5,6,7,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.,解析,答案,S,T,解析 多用电表在使用前要调节调零螺丝，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.,1,2,3,4,5,6,7,(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，
18、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,1,2,3,4,5,6,7,解析,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.,答案,2.在练习使用多用电表实验中，某同学使用多用电表来测量一个标有“220 V 40 W”字样的白炽灯的灯丝电阻，关于该实验，回答以下问题： (1)该同
19、学在使用多用电表测灯丝电阻时，将红、黑表笔分别插在了负、正插孔，是否会影响测量结果？_(选填“会”或“不会”).,1,2,3,4,5,6,7,答案,不会,解析,解析 虽然红、黑表笔插入位置不对，但是对于测量电阻不会有影响.,(2)该同学采用“100”挡对此灯泡灯丝电阻进行测量，操作过程完全正确，则实际测量时，电表指针应该会指在图2中_(选填“a”“b”或“c”)位置.,1,2,3,4,5,6,7,图2,答案,c,解析,解析 灯泡的额定电阻为RL 1 210 ，用欧姆表测量电阻是“冷测量”，此时的电阻值比灯泡电阻的额定值要小得多，所以位置c正确.,3.(2017温州市期末)(1)某同学用多用电表
20、测量灯泡的电阻，以下是该同学实验过程中的主要操作步骤： A.将“选择开关”置于如图3甲所示的位置 B.将红、黑表笔短接，调节电阻调零旋钮，进行欧姆调零 C.如图乙所示，把两表笔接触灯泡上的两点进行测量，表盘指针示数为0 D.记下读数，把“选择开关”置于交流电压最高挡，实验完毕 请你指出，该同学在_(选填“A”“B”“C”“D”)步骤中的操作是错误的.,1,2,3,4,5,6,7,图3,答案,C,(2)该同学改正不当操作，若选择开关处在甲图所示位置，按正确使用方法测量灯泡的电阻Rx，指针位于图丙所示位置，则Rx_ .,1,2,3,4,5,6,7,答案,70,4.(2017丽水、衢州、湖州9月联考
21、)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中： (1)某小组用如图4所示的实验器材进行实验，其中部分实验电路已经连接，请用细线代替导线，完成实物电路连接.,图4,答案,答案 如图所示,1,2,3,4,5,6,7,(2)连接好电路，闭合开关，开始实验.测量某组数据时，电压表指针如图5所示，读数为_V.,答案,1.781.80,1,2,3,4,5,6,7,图5,(3)该小组正确规范操作以后将数据记录在如下表格中，组内小刚利用第1组和第5组数据计算出两节干电池的电动势和内阻，其中内阻r_；小亮用描点法作出UI图线，根据图象得到电源电动势和内阻，你认为谁的做法更为合理_(填“小刚”或“小亮”).,答案,4,
22、1,2,3,4,5,6,7,小亮,解析 题图A的电压表选择的是交流挡位，用来测交流电压，图A不符合题意； 题图B用来测直流电压，且一节干电池电压大致为1.5 V，所以图B的量程合适.,(1)某同学用多用电表粗测一节干电池的电动势，选择开关应置于合适位置，下列符合要求的是_(选填“A”或“B”).,5.(2017嘉兴市期末测试)在“测定电池的电动势和内阻”实验中：,1,2,3,4,5,6,7,答案,B,解析,(2)该同学根据图6甲中的电路原理图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路，其中a、b、c、d四根导线中连接错误的是_.,答案,b,解析,解析 b错误，电路图中，电压表测的是电池两端电压，实物
23、图中，电压表测的是滑动变阻器两端的电压.,1,2,3,4,5,6,7,图6,(3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值，并根据实验数据得到如图丙所示的UI图线，由此可知该电池的电动势E_ V，内阻r_ .,答案,1.46,解析,1,2,3,4,5,6,7,0.77(0.750.79),6.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学测得了七组数据(如下表).,图7,1,2,3,4,5,6,7,(1)根据表中实验数据在图7中已描好点，试作出UI图线；从图线中得出，电源电动势E_V，内电阻r_.,答案,答案 见解析图,解析,1.60,1.45,1,2,3,4,5,6,7,解析 根
24、据坐标系内描出的点作出图象如图所示：,由图示图象可知，电源的UI图线与纵轴交点坐标值为1.60，则电源电动势为：E1.60 V，,(2)若一位同学未画出图线，只选用其中两组U和I的数据，根据公式EU1I1r和EU2I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，则他选用其中第_组和第_组数据时算得的结果误差较大.,答案,4,解析,解析 由(1)中图象可知，第4组与第7组实验数据偏离图线最远，应用这两组数据列方程算出的电动势与内阻误差较大.,1,2,3,4,5,6,7,7,7.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图8
25、所示电路进行实验，测得的数据如表所示.,图8,1,2,3,4,5,6,7,(1)根据表中提供的数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作_图象.,1,2,3,4,5,6,7,解析,答案,(2)根据(1)，利用测得的数据，在图9坐标纸上画出适当的图线.,1,2,3,4,5,6,7,解析,解析 描点连线时，应让尽可能多的点落在直线上，如图所示.,答案,答案 见解析图,图9,解析 由闭合电路欧姆定律可知图线与纵坐标轴的交点为电动势E1.48 V，图线斜率的绝对值大小为内阻大小r0.96 .,(3)由(2)中作出的图象可知，该电池的电动势E_ V，内阻r_ .,答案,1.48,1,2,3,4,5,6,7,0.96,解析,