【物理】2020届一轮复习人教版第十一单元电学实验学案 21页

第十一单元　电学实验 实验名称 考题统计 命题分析 七、测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎2016·4月T18、2016·10月T18‎ 四个电学实验考查比较平均，其中对实验八的考查相对更频繁一些，复习过程中对该实验可适当加大关注。‎ 八、探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 ‎2015·10月T21、2017·4月T18、‎ 九、练习使用多用电表 ‎2018·11月T182018·4月T18‎ 十、测定电池的电动势和内阻 ‎2015·10月T18、2017·11月T18‎ 实验七 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎[通实验知能]‎ 一、实验目的 ‎1．测多组小灯泡的U、I的值，并绘出IU图象。‎ ‎2．由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。‎ 二、实验原理 ‎1．电路原理如图甲所示，测多组小灯泡的U、I的值，并绘出IU图象(图乙)。‎ ‎2．由图线的斜率反映电流与电压的关系，以及温度的影响。‎ 三、实验器材 小灯泡“3.8 V　0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。‎ 四、实验步骤 ‎1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按实验原理图连接好实验电路。‎ ‎2．把滑动变阻器的滑片调节到使小灯泡分得电压为零的一端，接线经检查无误后，闭合开关S。‎ ‎3．移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I ‎，并将测量数据填入表格中，断开开关S。‎ U/V ‎0‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ I/A U/V ‎1.6‎ ‎2.0‎ ‎2.4‎ ‎2.8‎ ‎3.2‎ ‎3.6‎ ‎4.0‎ I/A ‎4．拆除电路，整理仪器。‎ 五、数据处理 ‎1．在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。‎ ‎2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)。‎ ‎3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。‎ 六、误差分析 ‎1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来系统误差。‎ ‎2．电流表、电压表的读数带来偶然误差。‎ ‎3．在坐标纸上描点、作图带来偶然误差。‎ 七、注意事项 ‎1．电路的连接方式：‎ ‎(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。‎ ‎(2)滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化。‎ ‎2．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。‎ ‎3．IU图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。‎ ‎[研考题考法]‎ 　(2018·浙江省名校协作体模拟)小张同学用以下器材和实验电路描绘额定电压为3.0 V小灯泡的伏安特性曲线。‎ ‎(1)请你在图1所示的实物连接图中，把还需要连接的导线补上。‎ ‎(2)该同学在做实验时发现小灯泡始终不亮，于是取下灯泡，用多用电表检查其灯丝是否断了，他应选择______(填选项前的字母)；他判断小灯泡是否完好的依据是 ______________。‎ A．电流挡　　　　　　　 B．直流电压挡 C．交流电压挡 D．欧姆挡 ‎(3)排除故障后，某次测量时电流表的指针位置如图2所示，其读数为________ A。‎ ‎[解析]　(1)为更好的描绘小灯泡的伏安特性曲线，应多测几组数据，且电压要从零开始变化，故滑动变阻器用分压式接法，因为小灯泡的电阻较小，故电流表用外接法，实物连接图如图所示：‎ ‎(2)用多用电表检查其灯丝是否断了，是用欧姆挡检查；依据是若指针偏转很大，说明灯泡完好，若不偏转可能灯丝断了。‎ ‎(3)由实物图可知，电流表选择的量程是0.6 A，则电流表的示数为0.24 A。‎ ‎[答案]　(1)见解析图　(2)D　若指针偏转很大，说明灯泡完好，若不偏转，可能灯丝断了　(3)0.24‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．(2018·浙江稽阳联谊学校检测)“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，已知小灯泡额定电压为3 V。‎ ‎(1)某同学连好了实物图，如图甲所示，请指出其中的两条连线错误(写数字即可)：________，________。‎ ‎(2)闭合开关后，移动滑片，使流过电流表的电流________。‎ A．从0开始慢慢增加到额定电流 B．从额定电流开始慢慢减小到0‎ C．随意移动滑片，测出想测的电压、电流值即可 ‎(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，请仔细观察该图象，然后描述小灯泡的电阻变化规律：_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)当电压为2.4 V时，小灯泡的电阻为________ Ω。(结果保留一位小数)‎ 解析：(1)图中导线④应该接在滑动变阻器上面两个接线柱的其中之一上面； 导线⑦应该连接在小灯泡右边的接线柱上。‎ ‎(2)闭合开关后，移动滑片，使流过电流表的电流从0开始慢慢增加到额定电流，故选A。‎ ‎(3)由图象可知：电压很小时，小灯泡电阻不变，当电压较大时，随着电压增大，小灯泡电阻逐渐变大。‎ ‎(4)当电压为2.4 V时，小灯泡的电流为0.19 A，则电阻为R＝＝ Ω＝12.6 Ω。‎ 答案：(1)④　⑦　(2)A　(3)电压很小时，小灯泡电阻不变，当电压较大时，随着电压增大，小灯泡电阻逐渐变大(意思对即可)　(4)12.6‎ ‎2．(2018·嘉兴期末)小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，为了更准确地选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。‎ ‎(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，并未指向零刻度，该同学应该调节哪个位置旋钮________(选“①”或者“②”)；‎ ‎(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡的电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡________(填“×100挡”或“×1挡”)，两表笔短接并调节旋钮______(选“①”或者“②”)。‎ 解析：(1)由甲图可知，使用前指针不指零，应调机械调零旋钮①进行机械调零。‎ ‎(2)因指针偏角过小，则示数太大，说明所选挡位过小，故应换大倍率，所以小明应旋转开关至欧姆挡“×100”，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮②。‎ 答案：(1)①　(2)×100挡　②‎ 实验八 探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 ‎ [通实验知能]‎ 一、实验目的 ‎1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。‎ ‎2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。‎ ‎3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。‎ 二、实验原理 ‎1．用伏安法测出金属导线的电阻，实验电路如图(甲或乙)。‎ ‎2．由电阻定律R＝ρ，得ρ＝R。‎ 三、实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。‎ 四、实验步骤 ‎1．直径测定：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，计算出导线的横截面积S＝。‎ ‎2．电路连接：按实验原理电路图甲或乙连接好电路。‎ ‎3．长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。‎ ‎4．U、I测量：把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，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表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。‎ ‎5．拆去实验线路，整理好实验器材。‎ 五、数据处理 ‎1．在求Rx的平均值时可用两种方法 ‎(1)用Rx＝ 分别算出各次的数值，再取平均值。‎ ‎(2)用UI图线的斜率求出。‎ ‎2．计算电阻率 将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式 ρ＝Rx＝。‎ 六、误差分析 ‎1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。‎ ‎2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。‎ ‎3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。‎ ‎4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。‎ 七、注意事项 ‎1．被测金属导线的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。‎ ‎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，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。‎ ‎3．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。‎ ‎4．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。‎ ‎5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 A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逐渐增大。‎ ‎[研考题考法]‎ 　(2017·浙江4月选考)小明用电学方法测量电线的长度。首先，小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm，估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×10－8 Ω·m)。‎ 现有如下实验器材：①量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表；②量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表；③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略、输出电压为3 V的电源；⑤阻值为R0＝4.30 Ω的定值电阻，开关和导线若干。‎ 小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.50 A时，电压表示数如图1所示，读数为________ V。根据小明测量的信息，图2中P点应该________(选填“接a”“接b”“接c”或“不接”)，Q点应该________(选填“接a”“接b”“接c”或“不接”)。小明测得的电线长度为________ m。‎ ‎　‎ ‎[解析]　由题图1可知，所用量程为3 V，所以需要估读，即读数为2.50 V；由于保护电阻，因此实验电路图如下：‎ P点应接b，Q点应接a。根据Rx＋R0＝，Rx＝ρ，S＝，联立可得L＝31.4 m。‎ ‎[答案]　2.50　接b　接a　31.4‎ ‎[对点训练]‎ ‎3．(2017·浙江玉环中学模拟)北京市技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买2.5 平方毫米的线，拿到手的线可能是1.5平方毫米或1.5平方毫米多一点，载流量不够；还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求……”。‎ ‎(1)现从一捆横截面积为1平方毫米的不合格的电线中截取一段，采用绕线法测量其横截面积，读数如图甲所示，可得该导线的半径为________mm(保留三位有效数字)；经你判断该电线的横截面积________(填“合格”或“不合格”)。‎ ‎(2)欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.8×10－8 Ω·m。取长度为100 m(真实长度)的电线，并用伏安法测量其电阻，所用器材有：‎ A．电源(电动势约为5 V，内阻不计)‎ B．待测长度为100 m的电线一捆 C．滑动变阻器(5 Ω，2 A)‎ D．电压表(量程为5 V，内阻约为5 kΩ)‎ E．电流表(量程为0.6 A、3 A，内阻分别为0.125 Ω、0.025 Ω)‎ 某同学设计了如图乙的电路，所选电表量程均合理，则电压表的另一端应接________(填“a”或“b”)，测得电压表读数为4.50 V，电流表读数如图丙所示，为________A。结合检验负责人的话，你认为这捆电线不合格的原因最有可能是_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由题图可知，10匝线圈的直径的总长度为12.4 mm，则导线的半径为 ‎ mm＝0.620 mm，则横截面积为：S＝πr2≈1.21 mm2，说明横截面积合格。‎ ‎(2)因待测电线的阻值很小，故采用电流表外接法，所以电压表的另一端接a。电流表的量程选3 A，分度值为0.1 A，则读数为2.50 A。电阻R＝＝ Ω＝1.8 Ω，ρ＝＝ Ω·m＝2.178×10－8 Ω·m，故电阻率达不到要求，故电线不合格的主要原因可能是铜材质量不合格，或绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮。‎ 答案：(1)0.620　合格　(2)a　2.50　电阻率大于标准值，铜材质量不合格，或绝缘皮用再生塑料制作，电阻率达不到合格要求 ‎4．在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5 Ω，某同学测量步骤过程如下：先用刻度尺测量金属丝的长度l＝50.00 cm，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。‎ ‎(1)已知该电阻丝直径的测量值d＝0.233 mm；‎ ‎(2)实验中能提供的器材有：‎ A．电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)‎ B．电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)‎ C．电流表A1(量程0～3 A，内阻约0.01 Ω)‎ D．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)‎ E．滑动变阻器R1(0～20 Ω)‎ F．滑动变阻器R2(0～500 Ω)‎ G．电源E(电动势为3.0 V)及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择________，电流表应选择 ________，滑动变阻器应选择______(选填各器材前的字母)。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图________。‎ ‎(3)该同学建立UI坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有一次测量的电压表和电流表示数如图所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出UI图线。由图线数据可计算出金属丝的电阻为________ Ω(保留两位有效数字)。设被测金属丝电阻为R，则该金属材料电阻率的表达式是________(用题目给出的物理量符号表示)。‎ ‎(4)实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图UI图象中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k＝________(用题目给出的物理量符号表示)。‎ 解析：(2)已知金属丝电阻约为5 Ω，电源电压为3 V，为了测量精确，电压表应选择电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)，故选A；根据I＝得电路中电流最大为0.6 A，为了测量精确，选择电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)，故选D；滑动变阻器应选择阻值与金属丝电阻接近的，才能使得移动滑动变阻器滑片时，方便实验数据调节，所以选择滑动变阻器R1(0～20 Ω)，故选E；要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，滑动变阻器采用限流式，由于＞，所以电流表采用外接法，实验电路应选用图丁。‎ ‎(3)由题图可知I＝0.5 A，U＝2.60 V，将其对应坐标描在坐标系中。根据测量数据，描绘出UI图线如图所示。‎ 根据欧姆定律，由图线数据可计算出金属丝的电阻为 R＝ Ω＝5.0 Ω；‎ 设被测金属丝电阻为R，则有R＝ρ＝，该金属材料电阻率的表达式是ρ＝ ‎。‎ ‎(4)实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，则有R＝＝＝，ρ＝，UI图象中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k＝。‎ 答案：(2)A　D　E　丁　(3)见解析图　5.0(4.9～5.2均可)　　(4) 实验九 练习使用多用电表 ‎[通实验知能]‎ 一、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。‎ 二、实验原理 ‎1．外部构造 ‎(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。‎ ‎(3)由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。‎ ‎2．欧姆表内部构造和原理 ‎(1)欧姆表内部电路简化如图。‎ ‎(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。‎ ‎①红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig＝。‎ ‎②当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝，故每一个未知电阻都对应一个电流值I。‎ ‎③由于I与R是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处。当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。‎ 三、实验器材 多用电表、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。‎ 四、实验步骤 ‎1．测量前准备 ‎(1)观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。‎ ‎(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。‎ ‎2．直流电压和直流电流的测量 ‎(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。‎ ‎(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。‎ ‎3．用多用电表测电阻的步骤 ‎(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。‎ ‎(2)将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向“∞”。‎ ‎(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。‎ ‎(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。‎ ‎(5)再将两表笔分别接触阻值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。‎ ‎(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。‎ 五、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。指针示数的读数一般读两位有效数字。‎ ‎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0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。‎ 六、误差分析 ‎1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。‎ ‎2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏的特点。‎ ‎3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中值附近。‎ ‎4．测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。‎ ‎5．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。‎ 七、注意事项 ‎1．使用前要机械调零。注意机械调零和欧姆调零的区别。‎ ‎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、电阻，还要分清是交流还是直流。‎ ‎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：上面为电阻专用，中间为交流、直流电压、直流电流共用，下面为交流2.5 V专用。‎ ‎6．测电阻时，换挡后要重新欧姆调零。‎ ‎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。‎ ‎[研考题考法]‎ 　某同学用多用电表测量某一电阻，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待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图丙所示；‎ d．记下读数，实验完毕。‎ ‎(1)指出该同学上述操作步骤中不合理的地方或遗漏的操作步骤，并加以指正。‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(2)该同学想采用“伏安法”更精确地测量该电阻的阻值，选用了如图丁所示的实验器材，其中电压表量程为3 V、内阻约为3 kΩ，电流表量程为15 mA、内阻约为4 Ω，滑动变阻器总阻值为20 Ω，电源电动势为3 V。图中已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接 。‎ ‎[解析]　(1)由题图丙所示表盘可知，欧姆表指针偏角太大，说明所选择的挡位太大，为减小实验误差，甲图中选择开关应置于“×10挡”，且需要重新调零；由题图乙所示可知，测电阻时，两手接触表笔，待测电阻与人体并联，使电阻测量值偏小，测电阻时手不能与表笔接触；欧姆表使用完毕后，要将选择开关置于“OFF”挡或交流电压500 V挡，实验才能完毕。‎ ‎(2)由题图丙所示可知，待测电阻阻值约为：0.8×100 Ω＝80 Ω，由题意可知，滑动变阻器最大阻值为20 Ω，为减小实验误差应进行多次测量求平均值，实验时应测多组实验数据，电表示数变化范围应大些，因此滑动变阻器应采用分压接法；＞，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示。‎ ‎[答案]　(1)①甲图中选择开关应置于“×10 挡”，且重新进行欧姆调零　②‎ 乙图中两只手不能接触表笔　③读数后应将选择开关置于“OFF”挡或交流500 V挡，才能实验完毕 ‎(2)见解析图 ‎[对点训练]‎ ‎5．(2018·金华模拟)如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω 的电阻，测量步骤如下：‎ ‎(1)调节________，使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。‎ ‎(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)‎ ‎(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。‎ ‎(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________ Ω。‎ ‎(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。‎ 解析：使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻为15 Ω，测量20 Ω的电阻时，要使用“×1”的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19 Ω。‎ 答案：(1)指针定位螺丝　电流　(2)×1‎ ‎(3)欧姆调零旋钮　电阻　(4)19‎ ‎6．(2018·杭州期末)(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小姚同学用多用电表的欧姆挡去测量“220 V,60 W”的白炽灯的灯丝电阻，在测量之前，需要把多用电表的红表笔和黑表笔(图1)连接到多用电表的“＋”和“－”‎ 接线孔，则下列操作正确的是________(填字母)；‎ A．应把红表笔的A端插入“＋”孔，把黑表笔的A端插入“－”孔 B．应把红表笔的B端插入“＋”孔，把黑表笔的B端插入“－”孔 C．应把红表笔的A端插入“－”孔，把黑表笔的A端插入“＋”孔 D．应把红表笔的B端插入“－”孔，把黑表笔的B端插入“＋”孔 ‎(2)小姚同学正确连接了红、黑表笔，且选择了合适的挡位，对该灯泡的阻值进行了正确的测量，并请梁老师拍照。可惜在拍摄多用电表读数时未把多用电表的选择开关拍摄进去，如图2所示。你认为还能不能根据照片判断出白炽灯当前的阻值？________。若能请在横线上写出灯泡的阻值，若不能请在横线上写“不能”。‎ ‎(3)若小姚同学还想粗测图3中甲图所示电池的电动势，则选择开关应该旋转到乙图中的________位置(选填①、②、③或④)；‎ ‎(4)实验完毕，在小姚同学整理好器材以后，梁老师发现多用电表的选择开关位于图3中乙图所示的位置，则关于这种做法评价正确的是________(填字母)。‎ A．该做法是不妥当的 B．该做法是妥当的，因为已经旋转到了mA挡位的最大量程 C．选择开关转到任意挡位都可以，因为此时多用电表已经和外电路断开了 解析：(1)多用电表的接线柱是用颜色区分的，红色表笔的A端接“＋”接线孔，黑色表笔的A端接“－”接线孔，所以选项A正确。‎ ‎(2)可以判断小灯泡的电阻，小灯泡的电阻大约在几十欧姆，所以该同学选择的应该是×10挡，读数为72 Ω。‎ ‎(3)如果要粗测电源电动势，应该选择直流电压10 V挡，即③位置。‎ ‎(4)最后如果不使用了，应该将开关置于OFF处，因此该做法不妥当。‎ 答案：(1)A　(2)72 Ω(70～73 Ω均可)　(3)③　(4)A 实验十 测定电池的电动势和内阻 ‎[通实验知能]‎ 一、实验目的 ‎1．测定电池的电动势和内阻。‎ ‎2．加深对闭合电路欧姆定律的理解。‎ 二、实验原理 ‎1．如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。‎ ‎2．用图象法来处理数据，在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图象，如图丙所示，直线跟纵轴交点的坐标表示电源电动势E的值，图线斜率的绝对值即内阻r的值。‎ 三、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。‎ 四、实验步骤 ‎1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验原理图连接好电路。‎ ‎2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。‎ ‎3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样方法测量出六组I、U的值。填入表格中。‎ ‎ ‎ 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A ‎4．断开开关，拆除电路，整理好器材。‎ 五、数据处理 ‎1．公式法 联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、…，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。‎ ‎2．图象法 在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r＝。‎ 六、误差分析 ‎1．由于读数不准和电表线性不良引起误差。‎ ‎2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差。‎ ‎3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。‎ 七、注意事项 ‎1．为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。‎ ‎2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化。‎ ‎3．要测出不少于6组的(I、U)数据，且变化范围要大些。‎ ‎4．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)。但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的交点仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。‎ ‎[研考题考法]‎ 　(2017·浙江11月选考)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1所示电路图进行实验时，‎ ‎(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2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UI图线如图3所示。则干电池的电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω(小数点后保留两位)。‎ ‎[解析]　(1)通过后面的UI图象可知，电流表选择0.6 A即可。一节干电池的电动势大约为1.5 V，根据I＝可知，保护电阻选择B比较合理。‎ ‎(2)接入的电压表量程显然为3 V，根据读数方法可知电压表读数为1.20 V。‎ ‎(3)题图中，保护电阻可以看做电源内阻的一部分，所以通过图象可知E＝1.45 V，r＋R0＝ Ω＝2.50 Ω，所以内阻r＝0.50 Ω。‎ ‎[答案]　(1)0.6 A　B　(2)1.20　(3)1.45　0.50‎ ‎[对点训练]‎ ‎7．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其他器材有：‎ A．电压表V∶0～3 V～15 V B．电流表A∶0～0.6 A～3 A C．滑动变阻器R1：(20 Ω，1 A)‎ D．滑动变阻器R2：(1 000 Ω，0.1 A)‎ E．开关S和导线若干 ‎(1)实验中电压表应选用的量程为______(填“0～3 V”或“0～15 V”)；电流表应选用的量程为________(填“0～0.6 A”或“0～3 A”)；滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。‎ ‎(2)实验测得的6组数据已在UI图中标出，如图所示。请你根据数据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。‎ 解析：(1)电源为一节干电池，电动势约为1.5 V，所以电压表选用的量程为0～3 V；电流表选用0～0.6 A；一节干电池的内阻很小，为了便于操作，变阻器选择R1。‎ ‎(2)将UI图象中的点用一条直线连接，与纵轴交点约为1.5 V，所以电动势E＝1.5 V；内阻等于直线的斜率的绝对值，为 Ω＝0.50 Ω(0.48～0.53 Ω均正确)。‎ 答案：(1)0～3 V　0～0.6 A　R1‎ ‎(2)见解析图　1.5　0.50(0.48～0.53均正确)‎ ‎8．(2019·台州中学统练)某同学进行“测定电池的电动势和内阻”实验。‎ ‎(1)提供的器材如图甲所示，其中两节干电池串联作为电源，部分线路已连好，请用笔画线代表导线把图甲中的实物连接成测量电路。‎ ‎(2)图乙中的6个点表示实验测得的6组电流I、电压U的值，作出UI图线，由此图线求得的两节电池总电动势E＝________ V，两节电池总内阻r＝________ Ω。(结果保留两位小数)‎ ‎(3)若所给的电流表已被损坏，现取来电阻箱，重新设计电路测定电池的电动势和内阻。下列选项中最为合理的是__________。‎ 解析：(1)测电动势和内电阻的实验电路中，只需要用电压表测出路端电压，电流表测出电路电流，多测几组即可得出结论。故实验电路如图所示。‎ ‎(2)将各点用直线连接起来，应让尽量多的点分布在直线上，误差较大的要舍去，如图所示。‎ 由图可知，电源的电动势约为2.97 V；由图可知，当电压为2.6 V时，电流为0.5 A；则有：E＝U＋Ir；解得：r＝＝ Ω＝0.74 Ω。‎ ‎(3)电流表已经损坏，可以用电压表与电阻箱并联，测出电流，再根据闭合电路欧姆定律列方程，然后解方程组求出电源电动势与内阻，故选C。‎ 答案：(1)见解析图　(2)见解析图　2.97(2.96～2.99均可)　0.74(0.73～0.78均可)　(3)C