高考物理二轮复习专题:
第二讲 电学实验与创新
知识内容 1.测绘小灯泡的伏安特性曲线 2.探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 3.练习使用多用电表 考试要求 备考指津 近几年高考物理电学实验的考查不断推陈出新,但仍然是基于两个基本的实验原理,即R=和E=U外+U内.从考查的形式上看,主要表现在以下三方面:一是命题由知识立意向能力立意转变,从机械记忆向分析理解4.测定电池的电动势和内阻 与迁移应用转变;二是在试题情景设置上多与生产、生活实际相结合,更注重综合应用能力的考查. 多用电表的使用和读数 【重难提炼】
1.电流的流向:电流从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进、黑出”.
2.“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.
3.欧姆表刻度不均匀的原因:当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器R0(即欧姆调零),使灵敏电流计满偏,Ig==
UIE,此时中值电阻R中=Rg+R0+r,当两表笔接入电阻Rx时IRg+R0+rERg+R0+r+Rx,电阻Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀.
(2019·绍兴高三适应性)在“练习使用多用电表”实验中.
(1)某同学欲测一节干电池的电压,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
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(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压,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).
(3)经过正确操作后,电表指针如图丙所示,则插座的电压为________V.
[解析] (1)使用多用电表测电压时,应该先机械调零,然后选择适当的挡位,表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极),待示数稳定后读数即可,故B正确,ACD错误.
(2)甲所示插座的电压为220 V交流电源,所以应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的H位置.
(3)根据电表指针可知,插座的电压为U=200 V. [答案] (1)B (2)H (3)200
多用电表测电阻的步骤和注意事项
(1)使用步骤
①选倍率,一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率,如估计值为200 Ω就12
应该选“×10”的倍率,使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量值误差较小;
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②进行欧姆调零;
③将红黑表笔接被测电阻两端进行测量; ④将指针示数乘以倍率,得测量值;
⑤测量结束后,将选择开关扳到“OFF”或交流电压最高挡. (2)注意事项
①改换倍率必须重新进行欧姆调零;
②通过选择合适倍率,指针指在刻度盘中间附近,误差较小; ③测量电阻时,手不可接触表笔的金属杆部分; ④测量电阻时被测元件要与电源断开.
【突破训练】
1.某同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路图.已知选用的电流表内阻Rg=5 Ω、满偏电流Ig=25 mA,当选择开关接3时为量程100 V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标出.
(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读
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数为________.(保留三位有效数字)
(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,这位同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①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.
②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丙,则C处刻度应为________Ω.
③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)调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,若指针在图乙所示位置,则待测电阻的阻值为________Ω.(保留两位有效数字)
解析:(1)选择开关接1时测电流,多用电表为量程是25 mA的电流表,其分度值为0.5 mA,示数为17.3 mA.选择开关接3时测电压,多用电表为量程100 V的电压表,其分度值为2 V,其示数为69.0 V.
(2)②由图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω.
③指针指在C处时,电流表示数为12.5 mA=12.5×10 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 Ω,电源电动势E=I·2R=12.5×10×2×150 V≈3.8 V.
(3)根据第(1)问可知,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为17.3 mA,而表内电池的电动势为E=3.8 V,表内总电阻为150 Ω,所以待测电阻的3.8阻值R=-3 Ω-150 Ω≈70 Ω.
17.3×10
答案:(1)17.3 mA(17.2~17.5 mA均正确) 69.0 V(68.8~69.2 V均正确) (2)②150 ③3.8 (3)70
以测电阻为核心的电学实验 【重难提炼】
1.电流表内接法与外接法的判断方法
(1)比值判断法:若<,Rx为大电阻,内接法误差小,应选用内接法;若>,Rx为小电阻,外接法误差小,应选用外接法.
(2)试触法:当无法估计电阻的阻值,难以比较及的大小时,可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定.
2.滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则 (1)限流式接法选取原则
一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻Rx相差不大时,若既不要求较大范围内调节电流和电压,又不要求从零开始读数,则优先选择限流式接法.
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