2020版高考物理总复习第九章恒定电流第24讲电学实验(2)课件.ppt

第24讲电学实验(2),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,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。,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。,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。,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。,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“OFF”挡。,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“1k”),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。,实验(11),实验(12),(8)探索黑箱内的电学元件,(9)整理实验器材。,实验(11),实验(12),关键能力提升命题点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“1k”或“10”)挡。,甲,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,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.DCV500挡B.DCmA500挡C.ACV500挡,答案:(1)10(2)C120(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。,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”。,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。,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,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,表盘的示数如图乙,则该电阻的阻值是22100=2.2103。,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=10mA,当选择开关接3时为量程250V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。,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;,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)6.9173(172174均可)(2)1501.5(3)67(6569之间均可),实验(11),实验(12),解析:(1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2mA,示数为6.9mA;选择开关接3时测电压,其分度为5V,其示数为173V。(2)电阻箱示数为01000+1100+510+01=150。指针指在C处时,电流表示数为5mA=0.005A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150,电源电动势E=IgR=0.01150V=1.5V。(3)根据第(1)问可知,表头所示电流为6.9mA;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6.9mA,而表内电池的电动势为E=1.5V,表内总电阻为150,由欧姆定律可知,R=-15067,所以待测电阻的阻值为67。,实验(11),实验(12),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:,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10V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50mA挡测量电流,则读数为mA。(5)如果使用直流2.5V挡测量电压,则读数为V。(6)如果使用交流2.5V挡测量电压,则读数为V。,答案:(1)黑红红(2)6.50(3)800(4)32.5(5)1.65(6)1.90,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10V挡测量电压,电压表分度值为0.2V,则读数为6.50V。(3)如果是用“100”挡测量电阻,则读数为8100=800。(4)如果是用直流50mA挡测量电流,则分度值为1mA,读数为32.5mA。(5)如果是用直流2.5V挡测量电压,电压表分度值为0.05V,则读数为1.65V。(6)如果是用交流2.5V挡测量电压,读表盘最下面一排,则读数为1.90V。,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2.5V挡和直流2.5V挡在读数时,要从表盘的不同位置进行读数,要特别注意。,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,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。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。,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。,实验(11),实验(12),6.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。,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03V的电压表。电流不要过大,故电流表量程选00.6A。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。,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,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。,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。,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4.5V,内阻约1)的电动势和内阻,除待测电池组、开关、导线外,还有下列器材供选用:A.电流表:量程0.6A,内阻约1B.电流表:量程3A,内阻约0.2C.电压表:量程3V,内阻约30kD.电压表:量程6V,内阻约60kE.滑动变阻器:01000,额定电流0.5AF.滑动变阻器:020,额定电流2A(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),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)ADF(2)adcgfh,实验(11),实验(12),解析:(1)因三节干电池的电动势约为4.5V,故电压表应选D;因干电池放电电流不宜超过0.5A,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。,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,你认为其作用是;,实验(11),实验(12),(2)现有电流表(00.6A)、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(10,2A)C.定值电阻(阻值10,额定功率10W)D.定值电阻(阻值2,额定功率5W)E.电压表(3V,3000)F.电压表(3V,5000)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;,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)DF(3)1.10(4)1.501.00,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3V,则读数为1.10V;(4)画出U-I图象,如图;,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(00.6A,内阻约为0.1)C.灵敏电流计G(满偏电流Ig=200A,内阻rg=500)D.滑动变阻器(020,2.0A)E.电阻箱RF.开关、导线若干,实验(11),实验(12),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2V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。,实验(11),实验(12),答案:(1)9500(2)如图所示,(3)b(4)1.470.80,实验(11),实验(12),解析:(1)根据欧姆定律有U=Ig(rg+R),解得R=9500,即需串联一个阻值为9500的电阻。(2)实物连线如图,实验(11),实验(12),1,2,3,4,1.在“练习使用多用电表”的实验中:,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.“220V800W”电饭煲B.“220V100W”电炉子C.“220V40W”白炽灯D.“220V20W”咖啡壶,答案:(1)1200(2)C,1,2,3,4,1,2,3,4,2.(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,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,1,2,3,4,答案:(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。,1,2,3,4,3.在“测定干电池电动势和内阻”的实验中,1,2,3,4,1,2,3,4,(1)甲同学仅用一只多用电表,选择欧姆挡(选填“