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1、一、电学测量仪器的使用与读数 1电流表、电压表、欧姆表的比较,2多用电表的使用“三注意” (1)电流的流向： 由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。 (2)要区分开“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。,(2)电表的选择： 一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量
2、程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。,二、电流表内外接法的比较与选择,三、控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择 1控制电路的比较,2控制电路的选择： (1)优先选用限流式。 (2)以下情况考虑分压式： 要求待测电路的U、I从0变化； R滑Rx； 选用限流式时，Ux、Ix过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等),例1(2012上海高考)在练习使用多用表的实验中 (1)某同学连接的电路如图1221所示,图1221,若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过_的电流； 若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，
3、此时测得的是_的电阻； 若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压。,(2)(单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若 () A双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 B测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量 C选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 D欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 解析(1)若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时多用电表与R1串联，测量的是通过R1的电流。,断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时R1和R2串联接
4、入欧姆表，因而测量的是R1和R2串联的电阻。 旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，R10，此时测量的是R2两端的电压。 (2)双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小，选项A错误。测量时发现指针偏离中央刻度过大，若在中央刻度左边，需要增大倍率；若在中央刻度右边，需要减小倍率，重新调零后再进行测量，选项B错误。选择“10”倍率测量时若指针位于20与30正中间，测量值要小于250 ，选项C错误。欧姆表内的电池使用时间太长，电池内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略偏大，选项D正确。 答案(1)R1R1和R2串联R2(或电源)(2)D,多用电表的使用注意事项 (1)
5、在使用多用电表时，应将欧姆调零旋钮与调整定位螺丝区分开。 (2)读数时，视线要垂直于刻度表面，还要明确刻度盘上每一大格表示多少，每一小格表示多少，还应注意读到的有效数字的位数。 (3)使用多用电表测电压和电流时，应尽量使指针超过满量程的一半；测电阻时，应尽量使指针指向表盘刻度中央，指针偏转角度太大或太小，都应换挡后调零重测。,(4)测量电压和电流时，特别是在测大电流、高电压时，不能在电路接通的情况下转动转换旋钮，以免在触点之间产生电弧烧坏触点，或造成短路损坏电表。 (5)测电阻时，应使待测电阻与其他电路断开，不能用多用电表直接测电源的内阻。 (6)多用电表不使用时，选择开关应置于交流电压的最高
6、挡或OFF挡，长期不用时应将表内电池取出。,例2某同学用如图1222所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。,图1222,(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择： 电流表A1(量程100 mA，内阻约2 )； 电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 )； 电压表V1(量程5 V，内阻约5 k)； 电压表V2(量程15 V，内阻约15 k)； 滑动变阻器R1(阻值范围010 )； 滑动变阻器R2(阻值范围02 k)； 电源E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2 ) 电源E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 k),为了调节方便，测量准确，实验
7、中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_，电源_。(填器材的符号) (2)根据实验数据，计算并描绘出RU的图象如图1223所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_ ；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_ ，灯泡实际消耗的电功率为_ W。,图1223,(3)根据RU图象，可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的_。,图1224,答案(1)A2V1R1E2(2)1.511.50.78(3)A,器材选取问题的策略 1.器材选取三原则 (1)安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，
8、各类用电器实际通过的电流不能超过其允许通过的最大电流等。 (2)精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。,(3)方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题。 2.器材选取三具体要求 (1)根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/32/3左右)，以减少测量和读数的误差
9、。,(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 (3)应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。 3.器材选取的一般步骤 (1)找出惟一且必须的器材； (2)画出电路图(暂不把电表接入)； (3)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)或估算最小值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值)； (4)考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上。,例3某研究性学习小组利用如图1225左图所示电路测量电池的电动势
10、E和内电阻r。由于该电池的内电阻r较小，因此在测量电路中接入了一阻值为2.00 的定值电阻R0。 (1)请根据实验原理图，用笔画线表示导线，将图1225中的实物连接成能够完成实验的电路。,图1225,(2)实验时，闭合开关K，调整电阻箱R的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据(R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数)。,为了比较准确地得出实验结果，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是_。计算出与各组数据对应的该物理量数值(结果精确到0.01)填在表格中，并在如图1226所示的坐标系中作图。,图1226,(3)根据作出的图象求得
11、E_ V，r_ 。,1.测电源电动势和内阻的三种方法 (1)用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量，如图1227所示，测出两组U、I值，根据EUIr，通过计算或利用图象就能求出电源的电动势和内阻。,图1227图1228,图1229,2数据处理 本实验在利用图象处理数据时，要明确： (1)图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，UEIr。 (2)电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的UI图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。,例4(2012重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌
12、片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如图12210所示。,图12210,(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_，利用测量数据作出UI图象，得出E和r。 (2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图12210中用笔画线代替导线连接电路。 (3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图象如图12211中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知： 在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”
13、)，电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”)。 曲线(c)对应的电源电动势E_V，内阻r_。当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率P_mW。(均保留三位有效数字),图12211,解析(1)根据欧姆定律，路端电压等于电动势减去内电压，即UEIr。 (2)该实验要求路端电压测量准确，故电压表应直接接在电源的两端，滑动变阻器只需能改变路端电压的值即可，故采用限流式接法。,答案(1)UEIr(2)如图所示,(3)不变增大0.9754780.268,(1)解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，然后确定应当测量哪些物理量，如何安排实验步骤，如何处理数据等。电学设计型实验常用的方法有转换法、
14、替代法、控制变量法等。 转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的量值，这种方法叫转换测量法(简称转换法)，如在测量金属电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率。 替代法：用一个标准的已知量替代被测量， 通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量。,控制变量法：研究一个物理量与其他几个物理量的关系时， 要使其中的一个或几个物理量不变， 分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究电阻的决定因素实验。 (2)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法， 安安法等。 (3)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。,
