【物理】2019届一轮复习人教版　电学实验(二)学案 17页

第15讲　电学实验(二)‎ 考试内容及要求 知识内容 学考要求 ‎2015.10考题 ‎2016.4考题 ‎2016.10考题 ‎2017.4考题 ‎2017.11考题 ‎2018.4考题 ‎2018.6考题 练习使用多用电表 ‎√‎ ‎18‎ ‎20(1)‎ 测定电池的电动势和内阻 ‎√‎ ‎18‎ ‎18‎ ‎20(2)‎ 一、练习使用多用电表 ‎1．认识多用电表 ‎(1)外部构造(如图1所示)‎ 图1‎ ‎①转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等．‎ ‎②表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程．‎ ‎(2)刻度特点：直流电压、电流挡的刻度是均匀的，“0”在最左侧；欧姆挡的刻度是不均匀的，“0”在最右侧，最左端为“∞”，且右疏左密．‎ ‎(3)内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，选用欧姆挡时，内部自置电源．每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．‎ ‎2．实验步骤 ‎(1)机械调零．‎ ‎(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．‎ ‎(3)测量小灯泡的电压和电流 ‎①测电压时，将多用电表选择开关置于直流电压挡，并联在小灯泡两端．‎ ‎②测电流时，将选择开关置于直流电流挡，与小灯泡串联接入电路．‎ ‎(4)测量定值电阻 ‎①根据被测电阻估计阻值，选择合适的挡位；‎ ‎②将两表笔短接，进行欧姆调零；‎ ‎③将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；‎ ‎④用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；‎ ‎⑤测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．‎ ‎(5)整理实验器材．‎ ‎3．注意事项 ‎(1)使用前要机械调零．‎ ‎(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”．‎ ‎(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流还是电阻．‎ ‎(4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡．‎ ‎(5)刻度线有三条：上为电阻专用，下为交流2.5 V专用．中间为直流、交流电流、交流电压(2.5 V外)共用．‎ ‎(6)测电阻时：①待测电阻与电路、电源一定要断开；‎ ‎②两手一定不要同时接触两表笔金属杆；‎ ‎③指针应尽量指在中值附近；‎ ‎④每换一挡必须重新进行欧姆调零；‎ ‎⑤读出示数要乘以相应倍率．‎ ‎(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池．‎ 例1　如图2所示为多用电表的示意图，试回答下列问题：‎ 图2‎ ‎(1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时，测量的是_______________________．‎ ‎(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，测量的是________________________．‎ ‎(3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，测量的是_____________________．‎ ‎(4)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是①____________________，②__________________，③____________________.‎ ‎(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是从________表笔经“________”插孔流入电表．‎ 答案　(1)量程为0～10 mA的直流电流 ‎(2)量程为0～50 V的直流电压 ‎(3)电阻，其大小等于读数×100‎ ‎(4)①换挡位×1 k　②将红、黑表笔短接重新进行欧姆调零　③将电阻与其他元件断开后再进行测量 (5)红　＋‎ 例2　(2017·温州市8月学考模拟)在做“练习使用多用电表”的实验中，‎ 图3‎ ‎(1)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针位置如图3所示，则应将图中的旋钮B转至________(填“×1 k”或“×10”)挡．‎ ‎(2)若旋钮B已转至正确的位置，然后将两表笔短接时，再旋动旋钮________(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4所示，则该电阻阻值为________Ω.‎ 图4‎ ‎(3)全部测量结束后，应把图3中的旋钮B拨到“OFF”挡或者________(填字母)．‎ A．直流电压500 V挡 B．直流电流500 mA挡 C．交流电压500 V挡 答案　(1)×10　(2)C　120　(3)C 解析　(1)电表示数太小，倍率偏大，应换小倍率“×10”挡．‎ ‎(2)两表笔短接，再旋动欧姆调零旋钮C，欧姆表测量结果等于示数×倍率，所以该阻值R＝12×10 Ω＝120 Ω.‎ ‎(3)全部测量结束，应把选择开关B拨到“OFF”挡或交流电压最高挡，故选C项．‎ 二、测定电池的电动势和内阻 ‎1．实验电路图(如图5所示)．‎ 图5‎ ‎2．实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸、刻度尺、铅笔等．‎ ‎3．实验步骤 ‎(1)按实验电路图连接好实物电路．‎ ‎(2)把滑动变阻器的滑片移动到使其接入电路阻值最大的一端．‎ ‎(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电压表和电流表的示数，用同样方法测量并记录几组U、I值，并填入表格中．‎ ‎(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．‎ ‎4．数据处理 ‎(1)列表 利用依次记录的多组数据，记录数据如表所示：‎ 实验序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ I/A I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ I6‎ U/V U1‎ U2‎ U3‎ U4‎ U5‎ U6‎ ‎(2)作图象 ‎①以路端电压U为纵轴，以干路电流I为横轴，建立直角坐标系并描点，如图6；‎ ‎②用刻度尺画出一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均匀地分布在直线的两侧，舍弃偏离太远的点；‎ 图6‎ ‎③图线与纵轴的交点为E，图线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝||＝.‎ ‎5．注意事项 ‎(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．‎ ‎(2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．‎ ‎(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．‎ ‎(4)若U－I图线纵轴坐标不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据 r＝确定．‎ ‎(5)相对于电源来说，电流表要外接(因为电源内阻很小)．‎ 例3　(2018·嘉兴市期中)如图7甲所示为测一节干电池的电动势和内电阻的实验：‎ 图7‎ ‎(1)完成实物电路连接图；‎ ‎(2)根据所选量程，某次实验电压表的示数如图乙所示，为________V.‎ ‎(3)某同学根据实验数据，已在图8坐标纸上描好点，请绘制干电池的U－I图线，并得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(两项结果均保留两位小数)‎ 图8‎ 答案　(1)见解析图 ‎(2)1.20　(3)见解析图　(4)1.49　0.71‎ 解析　(1)为了减小误差，采取电流表相对电源来说为外接法，电路如图所示：‎ ‎(2)选择开关旋至直流3 V挡，由题图所示多用电表可知，多用电表分度值是0.1 V，多用电表示数是1.20 V.‎ ‎(3)根据实验数据描点法可得U－I图线 ‎(4)图象与纵轴交点是1.49 V，则电源电动势E＝1.49 V，电源内阻r＝≈0.71 Ω.‎ 例4　(2018·浙江4月学考·18)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx，正确的操作顺序是________(填字母)；‎ A．把选择开关旋转到交流电压最高挡 B．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点 C．把红、黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 D．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触 E．把红、黑表笔分别插入多用电表“＋”、“－”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0‎ ‎(2)小明正确操作后，多用电表的指针位置如图9所示，则Rx＝________ Ω；‎ 图9‎ ‎(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大，采用伏安法测量．‎ 现有实验器材如下：电源(电动势3 V，内阻可忽略)，‎ 电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，‎ 多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡，对应的内阻约40 Ω、4 Ω和0.4 Ω)，‎ 滑动变阻器RP(0～10 Ω)，‎ 定值电阻R0(阻值10 Ω)，‎ 开关及导线若干．‎ 测量铅笔芯的电阻Rx，下列电路图中最合适的是________(填字母)，多用电表选择开关应置于________挡．‎ 答案　(1)EDBCA　(2)2.9　(3)B　250 mA 解析　(1)多用电表应先进行机械调零，再进行欧姆调零，用完电表后再把电表挡位调整到交流电压最高挡或者“OFF”挡，机械调零E，欧姆调零的步骤是DB，测电阻C，最后是A ‎，所以答案是EDBCA.‎ ‎(2)所选挡位为×1，最小精度是0.2 Ω，所以只能读到小数点后一位，答案为2.9 Ω.‎ ‎(3)电压表量程3 V，电源电动势3 V，C不能使电压表发生明显偏转，故错误；剩下的A、B、D中，被测总电阻是13 Ω左右，最大电流约为230 mA，所以选择量程250 mA，由电表内阻计算可知，铅笔芯属于小电阻，所以采用电流表外接法，A错；D选项电压表不会随着滑动变阻器阻值的变化而变化，故错误．‎ ‎1．(2018·宁波市期末)在“练习使用多用电表”实验中 图10‎ ‎(1)某同学欲测一节标识为9 V的电池的电压(如图10甲)，下述操作正确的是________．‎ 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)该同学欲测量如图甲所示电池的电压，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)‎ ‎(3)经过正确操作后，电表指针如图丙所示，则该电池的电压为________V.‎ 答案　(1)B　(2)M　(3)8.0‎ ‎2．(2018·金丽衢十二校第二次模考)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：‎ A．干电池 B．电流表(0～0.6 A、内阻约0.1 Ω)‎ C．灵敏电流计G(满偏电流Ig＝200 μA、内阻rg＝500 Ω)‎ D．滑动变阻器(0～20 Ω、2.0 A)‎ E．电阻箱R F．开关、导线若干 图11‎ ‎(1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2 V的电压表，如图11甲电阻箱的阻值应为________ Ω.‎ ‎(2)按图甲所示电路图，请在图乙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到至图甲中的________端(填“a”、“中央”或“b”)‎ ‎(4)图丙为该实验绘出的I1－I2图线(I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数)，由图丙可求得被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.‎ 答案　(1)9 500　(2)如图所示　(3)b ‎(4)1.47(1.45～1.49)　0.85(0.80～0.89)‎ ‎3．(2018·浙江6月学考·20)(1)在“练习使用多用电表”实验结束后，发现四位同学所使用的多用电表选择开关分别位于下图所示位置，则习惯最好的一位同学是________(填字母)．‎ ‎(2)小明同学通过物理课本中介绍的方案(如图12甲)测量水果电池的内阻．‎ ‎①他先把伏特表接到水果电池两极粗测电动势，伏特表指针位置和接线柱连线如图乙所示，则读数为________V.‎ ‎②粗测水果电池电动势后，他换用量程为1 V的直流电压表测量电压，选用毫安表测量电流，用电阻箱改变电路的电阻，实验器材和部分接线如图丙所示，请按图甲所示实验方案用笔连线补全图丙中的电路．‎ 图12‎ ‎③闭合开关前检查电路时，发现电阻箱旋钮如图丁所示，读出此时阻值为________Ω.‎ ‎④调整电阻箱阻值至合适值后闭合开关开始实验，记录实验数据，并在坐标纸中描点如图戊所示，请在坐标纸上画出U－I图象．‎ ‎⑤由图象求出水果电池的内阻为________ Ω.‎ 答案　(1)D　(2)①0.62　②　③11.1‎ ‎④‎ ‎⑤1 000‎ ‎1．(2017·嘉兴市期中考试)用多用电表测量电阻的步骤如下：‎ 图1‎ ‎(1)如图1甲调节旋钮________(选填“A”“B”或“C”中一项)，使指针对准表盘________(‎ 选填“左”或“右”)侧的“0”刻度线；‎ ‎(2)转动旋钮________(选填“A”“B”或“C”中一项)，至电阻挡“×100”的位置；‎ ‎(3)将红表笔插入插孔________(选填“D”或“E”中一项)，黑表笔插入另一插孔，短接两表笔，调节旋钮________(选填“A”“B”或“C”中一项)，使指针对准表盘________(选填“左”或“右”)侧的“0”刻度线；‎ ‎(4)根据图乙表盘中指针位置，测得该电阻阻值为________Ω.‎ 答案　(1)C　左　(2)B　(3)D　A　右　(4)2 800‎ 解析　(1)先机械调零，调节旋钮C，使指针对准表盘左侧的“0”刻度线；‎ ‎(2)调节B，选“×100”挡位．‎ ‎(3)将红表笔插入插孔D中，黑表笔插入另一插孔，短接两表笔，调节旋钮A，使指针对准表盘右侧的“0”刻度线．‎ ‎(4)根据表盘中指针位置，测得该电阻阻值为28×100 Ω＝2 800 Ω.‎ ‎2．(2017·绍兴市9月诊断考试)在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，现有如下实验器材：定值电阻R0(阻值5 Ω、额定电流1.5 A)，滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω、额定电流2 A)，电流表(量程0.6 A、内阻约为0.05 Ω)，电压表，干电池一节，开关一个，导线若干．‎ ‎(1)图2甲为部分连线的电路图，电压表用来测量路端电压大小，电压表一端与电流表相连，另一端应该________(选填“接a”“接b”接“c”或“不接”)．‎ 图2‎ ‎(2)某次实验中，电压表的指针如图乙所示，则电压为________ V.‎ ‎(3)根据多组实验数据获得U－I图象如图丙所示，图中P点所对应的电压和电流的数据________(选填“能”或“不能”)在实验中获得．‎ ‎(4)在图1中，若电压表的另一端接在滑动变阻器与定值电阻之间的导线上，通过正确的实验操作及数据处理____________(选填“能”或“不能”)获得干电池的电动势和内阻．‎ 答案　(1)接b　(2)1.45　(3)不能　(4)能 ‎3．(2017·温州市期末)(1)如图3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为20～30 Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：‎ 图3‎ ‎①调节可调节部件S，使电表指针停在________位置；(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)‎ ‎②调节可调节部件K，使它的尖端指向欧姆挡________位置；(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)‎ ‎③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调节部件________(选填“S”“T”或“K”)，使电表指针指向________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置．‎ ‎(2)欧姆表调零后，用“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻阻值，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是________．(多选)‎ A．这个电阻的阻值较小 B．这个电阻的阻值较大 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 答案　(1)①电流0刻度　②×1　③T　欧姆0刻度　(2)BD 解析　(1)利用多用电表测电阻前先进行机械调零，即调节可调节部件S，使电表指针停在电流(或电压)0刻度位置；其次根据电阻阻值为20～30 Ω，调节选择开关K到“×1”挡，以使指针指在刻度盘中央附近；再将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖短接进行欧姆调零，使指针指在欧姆0刻度，然后进行测量．(2)欧姆表调零后，用“×10”挡测量另一个未知电阻，发现指针偏转角度很小，说明未知电阻阻值较大，应该换用大量程挡位，故B、D正确．‎ ‎4．(2017·浙江嘉兴基础测试)A、B两组同学用多用电表测量某型号白炽灯的灯丝电阻．‎ ‎(1)A组按照规范的操作步骤测量，欧姆挡及指针位置如图4甲、乙所示，则灯泡电阻为________Ω，标称字样是________(填序号)．‎ ‎①220 V、25 W　②220 V、310 W　③220 V、500 W 图4‎ ‎(2)B组的多用电表欧姆挡刻度不清，但仍要用该表测量灯泡电阻，规范操作后发现指针如图丙所示；同一倍率下外接阻值为R时，指针恰好指在刻度盘的正中央，则灯泡电阻为________(结果用R表示)．‎ 答案　(1)160　①　(2)1.5R 解析　(1)灯泡在额定功率下工作时的电阻大于常温下的电阻，故根据排除法选①.‎ ‎(2)此时电阻的具体值无法读出，但可以读取电流的相对值，事实上此题中只需知道两次读数之比即可．另外，指针指在刻度盘的正中央，说明此时外电阻R等于多用电表内阻R内，再结合闭合电路欧姆定律解出Rx＝1.5R.‎ ‎5．(2017·浙江11月学考·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5甲所示电路图进行实验时，‎ 图5‎ ‎(1)电流表量程应选择________(填“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 Ω，额定功率10 W)‎ B．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W)‎ ‎(2)在一次测量中电压表的指针位置如图乙所示，则此时的电压为________ V.‎ ‎(3)根据实验测得的5组数据所画出的U－I图线如图丙所示．则干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω(小数点后保留两位)．‎ 答案　(1)0.6 A　B　(2)1.20±0.01　(3)1.45±0.01　0.50±0.05‎ 解析　(3)保护电阻可以看做电源内阻一部分，所以通过题图丙可知E＝1.45 V，r＋R0＝ Ω＝2.50 Ω，所以内阻r＝0.50 Ω.‎ ‎6．(2017·衢州市检测)在“测定干电池的电动势和内阻”的实验中：‎ ‎(1)甲同学仅用一只多用电表，选择欧姆挡________(填“能”或“不能”)测出干电池的内阻．‎ ‎(2)乙同学用待测干电池、滑动变阻器、多用电表、电流表、开关、导线连成如图6甲所示电路进行实验．连接多用电表的导线的c端应接在图中________(填“a”或“b”)接线柱；选择开关位置正确的是图乙中的________(填“A”“B”或“C”)．‎ 图6‎ ‎(3)正确连线后，闭合开关，缓慢移动滑片至某一位置时两表指针如图丙所示．此时电流表的示数为________，多用电表读数为________．‎ 答案　(1)不能　(2)b　B　(3)0.20 A　1.05 V 解析　(1)利用多用电表欧姆挡不能直接测量干电池的内阻．‎ ‎(2)多用电表作为电压表使用，故选择开关应置于直流电压2.5 V挡，故题图乙中选B；同时由于干电池内阻较小，电流表应采用相对电源的外接法，故导线c端应接在题图甲中的b接线柱．(3)电流表量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，故读数为0.20 A；多用电表用的是直流电压2.5 V挡，读数应为1.05 V.‎ ‎7．(2017·浙江名校协作体联考)用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻．提供的器材如下：‎ A．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为0.5 Ω)‎ B．电压表V(0～3 V，内阻约为5 kΩ)‎ C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，2 A)‎ D．滑动变阻器R2(0～100 Ω，0.2 A)‎ E．干电池两节，开关及导线若干 ‎(1)实验中滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)．‎ ‎(2)如图7甲是小张同学连接的测量电路，闭合开关S前，老师检查发现图中标示的①、②、③三条接线中有一处错误，错误的是________(填“①”“②”或“③”)．‎ ‎(3)小张正确连线后，测得6组电流I和电压U的值，并描点如图乙所示，‎ 请你按照这些实验值作出U－I图线．由此图线所得的每节干电池的电动势E＝________V，每节干电池的内阻r＝________Ω.(结果保留3位有效数字)‎ 图7‎ 答案　(1)R1　(2)②　(3)如图所示　1.48(1.46～1.50)　0.365(0.350～0.385)‎ 解析　(1)这个实验的原理是闭合电路欧姆定律，通过调节滑动变阻器来获得多组U、I数据，进而作图分析，因此根据原理和器材，本实验必须使用限流式接法．选用阻值较小的滑动变阻器，原因是其单位长度电阻小，便于调节．事实上电源的内阻很小，假如选用R2，则变阻器的电阻从50 Ω调节到100 Ω时，电表的指针的偏转几乎不变化．(2)因电池内阻较小，电流表相对电源应外接，故②接线错误．(3)从U－I图线来看，电源电动势等于图线纵截距，电源内阻等于图线斜率的绝对值，电源由两节干电池串联而成，而题目要求每节干电池的电动势和内阻，计算斜率时注意不要疏漏纵坐标的起点，另外注意保留有效数字的要求．‎