小学+初中+高中+努力=大学
第2讲 电学实验
1.电流表、电压表、欧姆表的比较
仪器 极性 量程选择 读数 13 V和3 A量程估读到最小分度的；10115 V量程估读到最小分度的；0.6 A51量程估读到最小分度的 2表盘读数乘以相应挡位的倍率 的中间位置 2.使用多用电表的“三注意”
(1)电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。
(2)区分“机械凋零”和“欧姆调零”：“机械调零”使指针指在表盘刻度左侧“0”位置，调整表盘下边的中间定位螺丝；“欧姆调零”使指针指在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整欧姆凋零旋钮。
1(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针示数过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在32
满偏到满偏之间读数较准确，例：待测电阻约为2 kΩ，应选用“×100”挡。
33.电流表内、外接法的区分与选择
比较项目 电路 电流表内接法 电流表外接法 电流表 有正、负接线柱的电表，电流由电表使指针指示超过满偏1刻度的位置 3电压表 的正接线柱流入，负接线柱流出 使指针尽量指在表盘欧姆表 误差来源 测量结果 适用条件 4.分压式与限流式的区分
电流表的分压 电压表的分流 UR测＝>Rx，偏大 IRx?RA(测大电阻) UR测＝ 小学+初中+高中+努力=大学 比较项目 限流式接法 分压式接法 电路 电压调节的范围 电能损耗 0～E 较多 E～E Rx＋R0较少 Rx1.(2017·全国卷Ⅲ，23)图1(a)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250 μA，内阻为480 Ω。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1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡。 图1 (1)图1(a)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R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)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”相连的，则读数为____________。(结果均保留3位有效数字) 解析 (1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。 (2)R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，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。 小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 (3)换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以 IgRg R1＋R2＝＝160 Ω； I－Ig 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻 r＝ （R1＋R2）Rg ＝120 Ω， R1＋R2＋Rg 新表头的量程是1 mA，所以 U11R4＝－r＝－3 Ω－120 Ω＝880 Ω I11×10 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为11.0×100 Ω即1.10×10 Ω；若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为5 V电压表，则读数为2.95 V。 答案 (1)黑 (2)B (3)160 Ω 880 Ω (4)1.47 mA 1.10×10 Ω 2.95 V 2.(2017·全国卷Ⅰ，23)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3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。 (1)实验要求能够实现在0～3.8 V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2(a)所示。 3 3 图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4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)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，小灯泡的最小功小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 率为________ W，最大功率为________ W。(结果均保留2位小数) 解析 (1)电压表量程为3 V，要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用 U3.8RLRV 分压式接法，小灯泡的电阻RL＝＝ Ω＝11.875 Ω，所以＜，故电流表用外接法，如图I0.32RARL 所示。 (2)由I－U图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻随电流的增大而增大，根据电阻定律R＝ρ知，灯丝的电阻率增大。 (3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E＝U＋I(R＋r)得U＝－10I＋4，作出图线①如图所示。 lS 由交点坐标可得U1＝1.78 V，I1＝221 mA，P1＝U1I1＝0.39 W；当滑动变阻器电阻值R＝0时，灯泡消耗的功率最大，由E＝U＋I(R＋r)得I＝－ 1EU＋，即I＝－U＋4，作出图线②如图所R＋rR＋r示。由交点坐标可得，U2＝3.68 V，I2＝0.318 A，最大的功率为P2＝U2I2＝1.17 W。 答案 (1)见解析 (2)增大 增大 (3)0.39 W 1.17 W 真题感悟 1.高考考查特点 (1)电流表、电压表、欧姆表、电阻箱等仪器的原理、使用、读数是高考的高频考点。 (2)电阻的测量、伏安特性曲线的描绘和应用及测量电源的电动势和内电阻是高考实验的热点。 (3)电阻的测量主要考查电阻的测量电路设计、控制电路设计、器材的选取与实物连接、实验数小学+初中+高中+努力=大学
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