高考物理大一轮复习 第十四章 实验与探究 第4讲 电学实验（二）课件.ppt

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 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 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 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220v 且是交流电 所以多用电表选择开关应打到交流250v 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200v 答案 答案见解析 1 所测电阻的阻值为 如果要用此多用电表测量一个阻值约为2 0 104 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 1k 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 5 103 测2 0 104 电阻时应选 1k 的欧姆挡 答案 1 5 103 1k 2 用此多用电表进行测量 当选用量程为50ma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250ma的电流挡测量电流时 表针指于图示位置 则所测电流为 ma 解析 答案 30 8 30 7 30 9均可 154 3 当选用量程为10v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25ma挡 连接的电路如图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 e u1 i1r和e u2 i2r 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 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u i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u i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 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u i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u i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 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 25a 2 根据实验数据获得u i图象如图10所示 则电动势e v 内阻r 图10 答案 1 43 1 42 1 44均可 0 75 0 72 0 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 电流表a1 0 3a 电流表a2 0 0 6a 电压表v1 0 3v 电压表v2 0 图11 15v 滑动变阻器rp1 10 2a 滑动变阻器rp2 1000 1a 定值电阻r01 阻值2 额定功率5w 定值电阻r02 阻值10 额定功率10w 1 实验应该选用的仪器是 用符号表示 答案 a2v1rp1r01 解析 解析一节铅蓄电池电动势为2v 因此电压表应选v1 根据u i图线得最大电流是0 4a 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 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5w 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u i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 0v 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 0 6a 或 3a 保护电阻应选用 填 a 或 b a 定值电阻 阻值10 0 额定功率10w b 定值电阻 阻值2 0 额定功率5w 图12 答案 0 6a 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 20 0 01 图13 3 根据实验测得的5组数据所画出的u i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 50 0 05 1 45 0 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9v 内阻r约为40 已知该电池允许输出的最大电流为50ma 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0 999 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2000 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 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 220v40w 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 1210 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0d 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 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 78 1 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u i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 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 5v 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u i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 75 0 79 6 在 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻 实