（山东专用）2020版高考物理一轮复习 第20章 电学实验课件.ppt

第20章电学实验,实验12测定金属的电阻率,实验13描绘小灯泡的伏安特性曲线,电学实验仪器的原理及使用,实验11观察电容器的充、放电现象,实验16传感器的简单使用,实验17电表电阻的测量,实验15练习使用多用电表,实验14测定电源的电动势和内阻,电学实验仪器的原理及使用,必备知识全面把握核心方法重点突破方法1游标卡尺和螺旋测微器的读数方法2电表的改装与读数,必备知识全面把握,1游标卡尺的结构、原理(1)结构：游标卡尺主要由两部分组成，即主尺和游标尺主尺：用于读取游标尺刻度线对应的整毫米数；游标尺：用于读取对准主尺上某一条刻度线的游标尺上的刻度数；内测量爪：用于测量内径；外测量爪：用于测量外径；深度尺：用于测量深度；紧固螺母：用于固定游标尺如图所示,(2)原理：游标卡尺巧妙地运用了游标尺与主尺最小刻度之差，如果将主尺上的9mm等分10份作为游标尺的刻度，那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所表示的长度之差就是0.1mm.同理，如果将主尺上的19mm、49mm分别等分20份、50份作为游标尺上的刻度，那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所示的长度之差就分别为0.05mm、0.02mm.因此游标卡尺的测量精度可达0.1mm、0.05mm、0.02mm.,2螺旋测微器的结构、原理,(1)螺旋测微器结构如图所示,(2)螺旋测微器原理螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来,3电流表的改装,电流计(表头)改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻，如图所示，如果Ig、Rg、R已知，那么改装后的电流表的最大测量值为.如果用改装后的电流表测某电路中的电流I，此时这只改装后的电流表的读数应该是流经AC或BD中的电流，但流过表头的电流实际是流经CGD中的电流4电压表的改装,电流计(表头)改装成电压表需要串联一个阻值较大的电阻，如图所示，如果Ig、Rg、Ug已知，那么改装后的电压表量程为UIg(RRg),核心方法重点突破,方法1游标卡尺和螺旋测微器的读数,例1,海南物理201511，6分某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示该工件的直径为_cm，高度为_mm.,【解析】图甲为20分度的游标卡尺，其精度为0.05mm.主尺读数为11mm，游标尺上第4条刻线与主尺刻线对齐，故测量结果为11mm40.05mm11.20mm1.120cm.螺旋测微器的精度为0.01mm，由图乙知固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5mm36.00.01mm6.860mm.【答案】1.1206.860,例1,方法2电表的改装与读数,例2,课标全国201523，9分图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路,(1)已知毫安表表头的内阻为100，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_.(2)现用一量程为3mA、内阻为150的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电源的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300和1000；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750和3000.则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是：_.,【解析】,例2,例3,湖南长沙望城一中2017二调某金属导线长度为L，粗细均匀，为测定这种金属材料的电阻率，用多用电表测量其电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择“_”倍率的电阻挡(填“10”或“1k”)，欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果R_.,【解析】,例3,选用“100”挡，发现指针偏转过大，说明电阻过小，所选挡位太大，为准确测量电阻，应换更小的挡位，应把选择开关置于“10”挡；由图可知，欧姆表示数为71070.,【答案】1070,实验11观察电容器的充、放电现象,必备知识全面把握核心方法重点突破方法3实验数据分析与处理,必备知识全面把握,1实验目的观察电容器充、放电过程，并计算电容器充、放电的电荷量2实验原理电容器充电后，所带电荷量Q与两极板间电压U和电容C之间满足QCU的关系U可由电压传感器测出，Q可由电容器放电测得使电容器放电电流随电容器两极板间的电压减小而减少，通过测出不同时刻的放电电流值，直至I0，作出放电电流I随时间变化的曲线，由计算机软件对曲线积分，所得数值即等于电容器所带电荷量,3实验器材朗威DISLab、计算机、朗威系列电学实验板EXB10、学生电源、导线等,4实验步骤与数据分析,(1)将电压、多挡电流传感器接入数据采集器，按图所示连接实验板EXB10、滑动变阻器、学生电源，并将电阻箱阻值调至30接入电路；(2)分别对电压传感器和多挡电流传感器进行调零，然后断开电源开关；(3)启动“组合图线”功能，调节采样频率到200Hz并将电源接入实验板EXB10，开关K由2拨到1；当曲线平缓上升趋于稳定后，再把K由1拨到2，即可得到充、放电图线；(4)利用控制选择图线的功能，选择“电流时间”图线；(5)选择电容器放电的一段“电流时间”图线并积分，得到电容器的电荷量Q；(6)将实验数据及图像进行保存,核心方法重点突破,方法3实验数据分析与处理,例1,山东日照2018期中改编如图甲所示是一种测量电容器电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压为U时所带电荷量Q，从而求出待测电容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下：A按图甲所示的电路图连接好电路；B闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0490A，电压表的示数U08.0VC断开开关S，同时开始计时，每隔5s测量一次电流i的值，将测得的数据填入表格，并标在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标，电流i为纵坐标)，如图乙中小黑点所示(1)在图乙中作出it图线；(2)图乙中图线与坐标轴所围面积的物理意义是_；(3)该电容器的电容为_F(结果保留两位有效数字)；(4)若某同学实验时把电压表接在F、D两端，则电容的测量值比它的真实值_(填“偏大”“偏小”或“相等”),【解析】,例1,实验12测定金属的电阻率,必备知识全面把握核心方法重点突破方法4实验器材的选择及数据处理，误差分析的考查方法5伏安法测电阻方法6单个电表测电阻,必备知识全面把握,1实验目的(1)学会用伏安法测电阻、测定金属导线的电阻率(2)练习使用螺旋测微器和游标卡尺，会使用常用的电学仪器2实验原理,3实验器材被测金属导线、毫米刻度尺(或游标卡尺)、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器、导线等,4实验步骤,(1)用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)依照电路图用导线将实验器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大(3)用毫米刻度尺(或游标卡尺)测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.(4)电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内断开开关S，求出导线电阻R的平均值(5)将得到的R、l、d值，代入电阻率计算公式，计算出金属导线的电阻率(6)拆除实验电路，整理好实验器材,5注意事项,(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法(2)测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直(3)测金属导线直径时一定要选择不同部位进行多次测量(4)闭合开关S前，一定要使滑动变阻器接入电路的阻值最大(5)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用00.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中发生变化(6)求R的平均值可用两种方法：第一种是用出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(IU图像)来求出若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，可将个别偏离较远的点舍去,核心方法重点突破,方法4实验器材的选择及数据处理、误差分析的考查,例1,天津理综20189(3)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10k)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程01V，内阻约10k)B电压表(量程010V，内阻约100k)C电流表(量程01mA，内阻约30)D电流表(量程00.6A，内阻约0.05)E电源(电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计)F电源(电动势12V，额定电流2A，内阻不计)G滑动变阻器R0(阻值范围010，额定电流2A)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_(均填器材的字母代号)画出测量Rx阻值的实验电路图该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_,【解析】,例1,【解析】,例3,由于电流表采用内接法，电流表的分压作用导致电压表的示数大于待测电阻两端的真实电压，待测电阻测量值大于真实值，因此电流表的分压作用是造成待测电阻测量值大于真实值的主要原因,【答案】BCF见解析大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可),方法5伏安法测电阻,例2,课标全国201422，6分在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200，电压表V的内阻约为2k，电流表A的内阻约为10，测量电路中电流表的连接方式如图甲、乙所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,【解析】,例2,【答案】Rx1大于小于,方法6单个电表测电阻,例4,课标全国201823，9分一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图甲，将图乙中实物连线；,例4,(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：,(6)利用上述5次测量所得U2/U1的平均值，求得Rx_.(保留1位小数),【解析】,例5,(1)连接实物图时，导线不能交叉，要注意滑动变阻器的分压式接法,【答案】,例5,安徽皖南八校2018联考某物理兴趣小组围绕一个量程为03mA、内阻Rg约为100的电流计G展开探究可供选择的器材有电阻箱R0，最大阻值为9999.9；滑动变阻器R1，最大阻值为10k；滑动变阻器R2，最大阻值为2k；电源E1的电动势为1.5V，内阻较小；电源E2的电动势为9V，内阻较小；开关2个，导线若干,(1)为测量该电流计的内阻，小明设计了如图甲所示电路实验步骤如下：断开S1和S2，将R调到最大；闭合S1，调节R使G满偏；闭合S2，调节R0的值到R0使G半偏，此时可以认为G的内阻RgR0.在上述可供选择的器材中，为了使测量尽量精确，滑动变阻器应该选择_(填“R1”或“R2”)；电源应该选择_(填“E1”或“E2”)在实验中认为电流计G内阻RgR0，此结果与Rg的真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”),例5,(2)若测得电流计G的内阻Rg100后，小芳用电源E1、电阻箱R0和电流计G连接了图乙所示的电路，在电流计两端接上两个表笔，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度；闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3mA”处，此处刻度应标阻值为_(填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度则“2mA”处对应表笔间电阻阻值为_.,【解析】(1)根据半偏法的实验原理，为提高测量的精确度要求滑动变阻器接入电路电阻远大于电流计内阻，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差电源电动势越大，要使电流计满偏则滑动变阻器接入电路的电阻越大，因此电源选E2，电流计指针满偏时电路总电阻R总3103，则滑动变阻器应选R1.闭合S2导致闭合回路总电阻减小，总电流增大，调节R0使电流计G半偏，则此时流过电阻箱R0的电流大于流过电流计的电流，电阻箱的阻值小于电流计的实际内阻，即测量结果比真实值偏小,例5,【解析】,例5,【答案】(1)R1E2偏小(2)160,实验13描绘小灯泡的伏安特性曲线,必备知识全面把握核心方法重点突破方法7伏安法研究灯泡的伏安特性曲线方法8利用伏安特性曲线求解灯泡功率,必备知识全面把握,1实验目的(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)分析小灯泡伏安特性曲线的变化2实验原理根据欧姆定律，在纯电阻电路中，通过电阻的电流与电阻两端的电压呈线性关系，即IU图线是一条过原点的直线但在实际电路中，小灯泡的电阻随温度升高而增大，IU图线就不是一条直线用伏安法分别测出灯泡两端的电压及通过的电流便可绘出IU图线3实验器材小灯泡、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干,4电路选择(1)由于小灯泡的电阻较小，为减小实验误差，应采用电流表外接法(2)滑动变阻器采用分压式接法，因为绘出小灯泡的伏安,特性曲线要求有坐标原点附近的数据，且要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压)实验电路图如图所示，在接通电路前，滑动变阻器的滑片应放在使小灯泡两端的电压为零的位置，图中滑片应放在最左端5实验步骤(1)按电路原理图连接好电路，把滑动变阻器的滑片调节到靠近A端处(2)闭合开关S，把滑片调节到某个合适的位置，读出此时电压表的示数U1和电流表的示数I1，记录U1、I1.(3)将滑片从A端附近向B端逐渐移动，重复步骤(2)，读出并记录对应的多组不同的电压值和电流值(4)断开开关，拆开电路(5)以U为横坐标，I为纵坐标，建立直角坐标系，把所得到的多组数据描点画到平面直角坐标系中，将所描各点用平滑曲线连接即得小灯泡的伏安特性曲线,6注意事项(1)因小灯泡电阻较小，电流表分压明显，因此一般采用电流表外接法；本实验要描绘IU曲线，要求从零开始测量电压、电流值，滑动变阻器要选用分压式接法(2)调节滑动变阻器滑片的位置使灯泡两端电压逐渐增大时，要注意电压表示数不要超过小灯泡的额定电压(3)接通电路前，应将滑动变阻器完全串联接入电路(4)改变灯泡两端电压时，要从低向高调节，以减小温度变化对灯泡电阻的影响(5)在坐标纸上建立直角坐标系，两轴应选用合适的标度，连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线，要舍弃误差较大的点7误差分析(1)电压表内阻并非无穷大，电流表外接时，由于电压表分流，电流的测量值大于真实值(2)测量时读数会产生误差，描点作图时也会产生误差,核心方法重点突破,方法7伏安法研究灯泡的伏安特性曲线,例1,福建理综201519(2)，12分某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；,例1,(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数),【解析】,例1,(量程3V，内阻3k),课标全国201723，10分某同学研究小灯泡的伏安特性所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)电压表,电流表(量程0.5A，内阻0.5)；固定电阻R0(阻值1000)；滑动变阻器R(阻值09.0)；电源E(电动势5V，内阻不计)；开关S；导线若干(1)实验要求能够实现在03.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示,方法8利用伏安特性曲线求解灯泡功率,例2,例2,由实验曲线可知，随着电流的增加，小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E0(电动势4V，内阻1.00)和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W(结果均保留两位小数),【解析】,例2,(1)实验要求能够实现在03.8V的范围内进行测量，电压表量程为3V，需要改装电压表以增大量程，故电压表应串联定值电阻，滑动变阻器需要连接成分压式电路，由于Rx，故电流表应采用外接法(2)伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，图中曲线的斜率逐渐减小，则电阻逐渐增大；电流增大时，灯丝的温度升高，金属材料的电阻率随着温度的升高而增大(3)利用作图法，将滑动变阻器等效为电源内阻，作出电源的IU图像，可知滑动变阻器接入电路的阻值为9时，P1U1I11.750.22W0.39W，滑动变阻器接入电路的阻值为0时，P23.670.318W1.17W.,【答案】(1)如图所示(2)增大增大(3)0.391.17,实验14测定电源的电动势和内阻,必备知识全面把握核心方法重点突破方法9伏安法测定电源的电动势和内阻方法10利用安阻法测量电源的电动势和内阻方法11利用伏阻法测量电源的电动势和内阻,必备知识全面把握,1实验目的(1)测定电源的电动势和内阻(2)学习用图像法处理数据，计算电源的电动势和内阻,2实验原理,3实验器材待测干电池(一节)、电流表(00.6A)、电压表(03V)、滑动变阻器(010)、开关一个，导线若干,4实验步骤(1)按实验原理图连接好电路，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大的一端(2)闭合开关，调节变阻器滑片，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)，用同样方法测量几组I、U的值(3)断开开关，拆去实验线路，整理好实验器材,5.数据处理,6注意事项(1)为了使路端电压变化明显，电源应选内阻大一些的(可以选用已使用过一段时间的干电池)(2)干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，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完立即断电(3)要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些用方程组求解时，要将测出的I、U数据中第1组和第4组搭配、第2组和第5组搭配、第3组和第6组搭配，分别解出E、r的值再取各自的平均值(4)在画UI图线时，要使较多的点落在一条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去(5)干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多这时，在画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，而图线斜率的绝对值还是电源的内阻,核心方法重点突破,方法9伏安法测定电源的电动势和内阻,例1,天津理综20159(3)，8分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，内电阻约1)的电动势和内电阻，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，内电阻约1B电流表：量程3A，内电阻约0.2C电压表：量程3V，内电阻约30kD电压表：量程6V，内电阻约60kE滑动变阻器：01000，允许最大电流0.5AF滑动变阻器：020，允许最大电流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_(均填仪器的字母代号),例1,(2)如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)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图像法处理采集到的数据，为使在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标,【解析】,例1,方法10利用安阻法测量电源的电动势和内阻,例2,江苏物理201810，8分一同学测量某干电池的电动势和内阻(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：_；_,(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1I数据见下表,根据表中数据，在图乙中作出R1/I关系图像由图像可计算出该干电池的电动势为_V，内阻为_.,例2,(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池的电动势应为_V，内阻应为_.,【解析】,例2,【答案】(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)如图所示1.37(1.331.41均可)1.20(0.91.4均可)(3)1.37与(2)中第一个空格一致1.00比(2)中第二个空格小0.20,方法11利用伏阻法测量电源的电动势和内阻,例3,山东济宁2018二模为测量一未知电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示电路，电路中所用到的器材规格如下：待测电源(电动势约5V，内阻约几十欧姆)；定值电阻R0(阻值为10)；定值电阻R1(有两种规格可供选择，阻值分别为1k和3k)；电阻箱R2(09999)；电压表(量程03V，内阻RV3k)；开关、导线若干(1)为了减小测量误差，定值电阻R1应该选用阻值为_的规格(2)根据电路图连接电路，闭合开关后，将电阻箱的阻值由零开始逐渐调大，记录下若干组电阻箱R2和电压表的读数(3)该同学将得到的数据在1/U1/(R0R2)坐标系中描点连线，得到如图乙所示图线，图线与纵轴的截距为b0.4V1，斜率k8.0V1，则可求得电动势E_V，内阻r_.(结果均保留两位有效数字),【解析】,例3,【答案】(1)3k(3)5.020,实验15练习使用多用电表,必备知识全面把握核心方法重点突破方法12多用电表的读数和使用方法方法13对多用电表内部电路原理的考查,必备知识全面把握,1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)会使用多用电表测电压、电流及电阻(3)会用多用电表探索黑箱中的电学元件2实验原理最简单的多用电表的电路如图所示其转换测量功能如下：,1、2为电流挡，1的量程比较大；5、6为电压挡，6的量程比较大；3、4为欧姆挡，4的倍率比较大注意：测直流电流和直流电压的原理就是电阻的分流和分压原理欧姆挡电路中有内接电源,3实验器材多用电表、小灯泡、电源(学生电源或电池)、晶体二极管、黑箱、电阻若干、导线若干,4实验步骤在使用多用电表前，若表针没有停在左端“0”位置，要进行机械调零，即用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零(1)用多用电表测量小灯泡两端的电压将功能选择开关旋到直流电压挡根据待测电压的估计值选择量程如果难以估计待测电压值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量测量时，用红、黑表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示,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,(2)用多用电表测量通过小灯泡的电流多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联测量时，使电流从红表笔流入，从黑表笔流出如图所示,多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流测电流时，选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确(3)用多用电表测量定值电阻的阻值选挡估计待测电阻阻值的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位欧姆调零将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端零刻度处,多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流测电流时，选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确(3)用多用电表测量定值电阻的阻值选挡估计待测电阻阻值的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位欧姆调零将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端零刻度处测量读数将两表笔分别与待测电阻的两端接触，不用区分正、负，表针示数乘倍率即为待测电阻阻值测另一电阻时重复步骤.实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,(4)用多用电表测量二极管的正、反向电阻测正向电阻a选挡：将选择开关置于电阻“10”挡b欧姆调零：短接红、黑表笔，转动欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度的零刻度处c测量：黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，读出欧姆表指示的电阻数值，乘倍率，记下正向阻值测反向电阻a将选择开关置于电阻“1k”挡；b短接红、黑表笔，转动欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度的零刻度处c黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，读出指针指示的电阻数值，乘倍率，记下反向阻值d实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,(5)用多用电表探索黑箱内的电学元件将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，将两表笔分别与如图所示的黑箱上的A、B、C三个接点中的两个接点连接，判断黑箱内有无电源,将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，使两表笔分别与三个接点中的两个接点相连，读出多用电表上示数的大小，将表笔反接后，看多用电表示数有无变化，以分析黑箱内是否有二极管根据欧姆定律、串并联电路特点、二极管的导电特性等知识分析多用电表探测的结果，并得出黑箱内电学元件的名称和连接方式结束实验时，将多用电表选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,5注意事项(1)使用多用电表时，若不知被测量的电流或电压大小，要先用最大量程开始测量；若不知被测电阻的大小，则先用最大倍率开始测量，然后根据测量的情况选择合适的量程或倍率选择量程或倍率的原则是：测量电压和电流时，应尽量使指针指在刻度盘的至之间(因为指针偏转过小或过大，测量的相对误差较大)测量电阻时，尽可能让指针指向中央刻度(指针指向中央刻度时，相对误差最小)(2)测量时，注意不要用手碰表笔的金属触针，这样一方面可以防止测高电压时发生触电事故，另一方面在测电阻时，防止把人体电阻并联进去，使测得的电阻值偏小.,核心方法重点突破,方法12多用电表的读数及使用方法,例1,课标全国201723，9分图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250A，内阻为480.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆100挡(1)图甲中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_(结果均保留3位有效数字),【解析】,例1,(4)若B端与“1”相连，多用电表为量程02.5mA的电流表，读数为1.47mA；若B端与“3”相连，多用电表为100欧姆挡，则读数为1100，记为1.10103；若B端与“5”相连，多用电表为量程05V的电压表，则读数为2.95V.【答案】(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.101032.95V,例1,方法13对多用电表内部电路原理的考查,例2,广东佛山2018一模某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg100，满偏电流Ig200A，定值电阻R12.5，R222.5，电源电动势E1.5V。(1)A接线柱应该是与_(填“红”或“黑”)表笔连接(2)当选择开关接_(填“a”或“b”)挡时其对应的电阻挡的倍率更高(3)若选a挡测量电阻，则原表盘100A的刻度，对应的电阻刻度值应当为_；原表盘50A的刻度，对应的电阻刻度值应当为_.,【解析】,例2,(1)当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，根据电源正负极连接方式可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与黑表笔连接(2)分析可知，当表头满偏时，干路电流越小，则该挡位内阻越大，此时对应的倍率越高，由串、并联知识可知当选择开关接b挡时其对应的电阻挡的倍率更高,【答案】(1)黑(2)b(3)150(4)450,实验16传感器的简单应用,必备知识全面把握核心方法重点突破方法14热敏特性与光敏特性方法15自动控制电路,必备知识全面把握,1实验原理传感器将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的2实验步骤(1)热敏特性实验,按如图所示将一热敏电阻连入电路中，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中，在欧姆挡上选择适当的倍率，观察表盘所示热敏电阻的阻值；再分几次向烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，观察这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的,(2)光敏特性实验,按如图所示将一光敏电阻连入电路中，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连在欧姆挡上选择适当的倍率，观察表盘所示光敏电阻的阻值；将手张开放在光敏电阻上方，挡住部分光线，观察表盘所示光敏电阻的阻值；上下移动手掌，观察表盘所示光敏电阻的阻值，总结光敏电阻的阻值随光照发生怎样的变化(3)光电计数器的基本原理如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器光敏电阻当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压较高，当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变低，这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化成相应的数字，实现自动计数的功能,3注意事项(1)在做“热敏特性实验”时，加开水后要等一会儿再测量其阻值，使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温(2)若“光敏特性实验”现象不明显，可制造密闭箱体，将光敏电阻置于其中，通过改变箱体的透光程度达到实验目的(3)光电计数器是比较精密的仪器，使用过程中要轻拿轻放，严格按操作要求进行(4)热敏电阻、烧杯、温度计易破损，实验时务必小心(5)温度自动报警器、光电计数器、小灯泡所需电压都很小(小于6V)，切勿超电压使用(6)欧姆表每次换挡后需重新调零,核心方法重点突破,方法14热敏特性与光敏特性,例1,北京理综201621(1)，4分,热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_(填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_(填“敏感”或“不敏感”),【解析】随着温度的升高，热敏电阻的阻值减小，导电能力增强，由Rt图像可知，相比金属热电阻，这种热敏电阻对温度变化的响应更敏感【答案】增强敏感,例1,方法15自动控制电路,例2,课标全国201623，10分现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000)，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节，已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60时阻值为650.0.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线,例2,(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_.将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用,【解析】,例2,实验17电表内阻的测量,必备知识全面把握核心方法重点突破方法16半偏法方法17等效替代法方法18伏安法方法19电桥平衡法,1实验原理测电表的内阻与测纯电阻的阻值原理相同，我们可以认为电表是一个“会说话的电阻”，会说出自己的电压值(电压表)或电流值(电流表)，即测量自己本身分得的电压或通过自身的电流2实验方案(1)半偏法半偏法测电流表的内阻RA：如图甲所示，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表达到满偏值I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的示数等于，然后读出R2的值，则有RAR2.,半偏法测电压表的内阻RV：如图乙所示，闭合S，将电阻箱R2调为零，调节滑动变阻器R1，使电压表达到满偏值U0；保持R1不变，调节R2，使电压表的示数为，记下此时电阻箱的示数R2，则有RVR2.,必备知识全面把握,(2)等效替代法利用等效替代法测量电表的内阻与等效替代法测电阻的原理是相同的，只需要把待测电流表或电压表当成一个电阻，用电阻箱替换，若二者对电路所起的作用相同(如电流相等)，则待测电流表或电压表与电阻箱是等效的,如图甲所示，先将S2拨至a，闭合S1，调节变阻器R2，使电流表A2指示某一值I0.再将S2拨至b，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2恢复原来的值I0，则被测电流表A1的内阻等于电阻箱R1的阻值同理将电流表A1换为电压表V就可测量电压表的内阻，如图乙所示,(3)伏安法,3误差分析,课标全国201623，9分某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表,核心方法重点突破,方法16半偏法,例1,的内阻(内阻为数千欧姆)，供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值