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1、第第2 2讲电学实验讲电学实验考点一电学基本仪器的使用考点一电学基本仪器的使用【必记要点必记要点】1电流表、电压表、欧姆表的比较电流表、电压表、欧姆表的比较突破高频考点突破高频考点2.使用多用电表应注意的问题使用多用电表应注意的问题(1)电流的流向电流的流向由由于于使使用用多多用用电电表表时时不不管管测测量量项项目目是是什什么么，电电流流都都要要从从电电表表的的“”插插孔孔(红红表表笔笔)流流入入，从从“”插插孔孔(黑黑表表笔笔)流流出出，所所以以使使用用欧欧姆姆挡挡时时，多多用用电电表表内内部部电电池池的的正正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。 例例1某某同
2、同学学想想通通过过一一个个多多用用电电表表的的欧欧姆姆挡挡直直接接测测量量某某电电压压表表(量量程程为为10 V)的的内内阻阻(大大约约为为几几十十千千欧欧)，该该多多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30。图图621(1)欧欧姆姆挡挡的的选选择择开开关关拨拨至至_(选选填填“1 k”或或“100”)挡挡，先先将将红红、黑黑表表笔笔短短接接调调零零后后，选选用用图图621甲中甲中_(选填选填“A”或或“B”)方式连接。方式连接。(2)如如 图图 乙乙 所所 示示 ， 某某 同同 学学 读读 出出 欧欧 姆姆 表表 的的 读读 数数 为为_；如如图图丙丙所所示示，电
3、电压压表表的的读读数数为为_V，欧姆表电池的电动势为，欧姆表电池的电动势为_V。答案答案(1)1 kA(2)41045.08.75规律总结规律总结欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左左右右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻刻度零与电流、电压最大刻度重合。阻刻度零与电流、电压最大刻度重合。 (2)刻度不均匀：左密右疏。刻度不均匀：左密右疏。 (3)欧欧姆姆挡挡是是倍倍率率挡挡，即即读读出出的的示示数数应应再再乘乘以以该该挡挡的的倍倍率，电流、
4、电压挡是量程范围挡。率，电流、电压挡是量程范围挡。在在不不知知道道待待测测电电阻阻的的估估计计值值时时，应应先先从从小小倍倍率率开开始始，熟熟记记“小小倍倍率率小小角角度度偏偏，大大倍倍率率大大角角度度偏偏”(因因为为欧欧姆姆挡挡的的刻刻度度盘盘上上越越靠靠左左读读数数越越大大，且且测测量量前前指指针针指指在在左左侧侧“”处处)。【题组训练题组训练】1(用用多多用用电电表表测测电电阻阻和和电电流流)某某同同学学想想测测量量电电压压表表03 V挡挡的的内内阻阻，他他从从实实验验室室拿拿来来一一个个多多用用电电表表、3节节干干电电池、池、50 的滑动变阻器的滑动变阻器1个、开关和若干导线。个、开关
5、和若干导线。图图622 (1)先先用用多多用用表表粗粗测测其其内内阻阻，把把选选择择开开关关旋旋到到欧欧姆姆挡挡的的“100”倍倍率率，将将_(填填“红红”或或“黑黑”)表表笔笔接接电电压压表表的的“”接接线线柱柱，另另一一只只表表笔笔接接“3 V”的的接接线线柱柱，多多用用表表的的指指针针位位置置如如图图622甲甲所所示示，则则电电压压表表的内阻为的内阻为_。(2)再再用用伏伏安安法法测测量量其其内内阻阻，把把多多用用表表的的选选择择开开关关旋旋到到直直流流电电流流的的_(填填“100”“”“10”或或“1”)mA挡挡，请在图乙完成其余的连线。请在图乙完成其余的连线。(3)实实验验中中多多用
6、用表表的的示示数数为为I，电电压压表表的的示示数数为为U，则则电电压表的内阻为压表的内阻为RV_。答案答案(1)红红3.0103(或或3 000)(2)1如图所示如图所示2(用用多多用用电电表表判判断断电电路路故故障障)某某照照明明电电路路出出现现故故障障，其其电电路路如如图图623所所示示，该该电电路路用用标标称称值值12 V的的蓄蓄电电池池为为电电源源，导导线线及及其其接接触触完完好好。维维修修人人员员使使用用已已调调好好的的多多用用表表直直流流50 V挡挡检检测测故故障障。他他将将黑黑表表笔笔接接在在c点点，用用红表笔分别探测电路的红表笔分别探测电路的a、b点。点。图图623图图624(
7、1)断断开开开开关关，红红表表笔笔接接a点点时时多多用用表表指指示示如如图图623所所示示，读读数数为为_V，说说明明_正正常常(选选填填：蓄蓄电池、保险丝、开关、小灯电池、保险丝、开关、小灯)。(2)红红表表笔笔接接b点点，断断开开开开关关时时，表表针针不不偏偏转转，闭闭合合开开关关后后，多多用用表表指指示示仍仍然然和和图图624相相同同，可可判判定定发发生生故故障障的的器器件件是是_(选选填填：蓄蓄电电池池、保保险险丝丝、开开关关、小灯小灯)。解解析析(1)由由题题图图可可知知，直直流流50 V挡挡的的最最小小分分度度为为1 V，故故按按“十十分分之之一一”估估读读法法可可知知读读数数应应
8、为为11.5 V左左右右。由由于于测测得得的的电电压压基基本本等等于于蓄蓄电电池池电电动动势势的的标标称称值值，说说明明a、c两两点点与与电电源源之之间间是是通通路路，只只能能是是此此电电路路之之外外的的保保险险丝丝、开开关关、小小灯灯中中出出现现了了断断路路故故障障，但但故故障障的的具具体体位位置置不不能能确确定定。(2)同同理理可可知知，两两表表笔笔接接c、b时时测测得得结结果果仍仍等等于于电电源源电电动动势势，说说明明多多用用表表、开开关关、保保险险丝丝、蓄蓄电电池池形形成成了了一一闭闭合合回回路路，故故只只能能是是与与多多用用表表并并联联的的小小灯灯发发生生了了断路故障。断路故障。答案
9、答案(1)11.5(11.211.8之间的值均可之间的值均可)蓄电池蓄电池(2)小灯小灯【必记要点必记要点】一、滑动变阻器的使用一、滑动变阻器的使用1滑动变阻器两种连接方式的比较滑动变阻器两种连接方式的比较考点二实验器材与实验电路的选择考点二实验器材与实验电路的选择 方式方式内容内容 限流接法限流接法分分压接法接法对比比说明明电路路图串、并串、并联关系不同关系不同2.滑动变阻器两种连接方式的选择滑动变阻器两种连接方式的选择当当题题中中要要求求负负载载上上电电压压或或电电流流从从零零开开始始调调节节时时，应应采用分压式接法；采用分压式接法；当当题题中中要要求求测测量量精精确确度度高高且且调调节节
10、范范围围大大时时，一一般般用用分压式接法；分压式接法；当当滑滑动动变变阻阻器器的的总总电电阻阻比比待待测测电电阻阻阻阻值值的的一一半半还还小小时，一般用分压式接法；时，一般用分压式接法；负负载载电电阻阻的的阻阻值值小小于于滑滑动动变变阻阻器器的的总总电电阻阻或或相相差差不不多多，且且电电压压、电电流流不不要要求求从从零零可可调调时时，一一般般用用限限流流式式接接法；法；两种接法均可使用时，优先用限流式接法两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能节能)。二、电流表内、外接法的比较与选择二、电流表内、外接法的比较与选择1两种接法的比较两种接法的比较比比较项目目电流表内接法流表内接法电流表外接法流
11、表外接法电路路2.选择电流表内、外接的方法选择电流表内、外接的方法例例2(2018郑郑州州质质检检)在在探探究究小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性时时，所所用用小小灯灯泡泡上上标标有有“2.5 V 0.6 W”字字样样，实实验验室室提提供供的的器材有：器材有：A电流表电流表A1(内阻约为内阻约为5 、量程为、量程为025 mA)B电流表电流表A2(内阻约为内阻约为1 、量程为、量程为0300 mA)C电压表电压表V1(内阻约为内阻约为5 k、量程为、量程为03 V)D电压表电压表V2(内阻约为内阻约为15 k、量程为、量程为015 V)E滑动变阻器滑动变阻器R1(最大阻值为最大阻值为10 、额定
12、电流为、额定电流为0.6 A)F滑滑动动变变阻阻器器R2(最最大大阻阻值值为为1 000 、额额定定电电流流为为0.2 A)G稳压电源稳压电源E(电动势为电动势为9.0 V、内阻可忽略、内阻可忽略)H开关一个、定值电阻若干、导线若干开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题：由以上信息回答下列问题：(1)实实验验前前设设计计的的电电路路图图如如图图625甲甲所所示示。为为了了减减小小实实验验误误差差，该该实实验验所所用用的的电电流流表表、电电压压表表、滑滑动动变变阻阻器器应应分分别别为为_(选选填填器器材材前前的的字字母母)。为为保保护护滑滑动动变变阻阻器器和和灯灯泡泡，应应在在电
13、电路路中中串串联联的的定定值值电电阻阻R0合合适适的的电电阻阻值值应应为为_(选选填填“1 ”、“10 ”、“30 ”、“100 ”)。图图625(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来。在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来。(3)连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯光并联后直接接在电动势示。若将两个这样的小灯光并联后直接
14、接在电动势E3 V、内阻、内阻r5 的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为率为_W。(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)。答案答案(1)B、C、E10 (2)如答图甲如答图甲(3)0.22规律总结规律总结电路选择的原则电路选择的原则1安全性原则安全性原则选选用用仪仪器器组组成成电电路路，首首先先要要保保证证实实验验正正常常进进行行。例例如如通通过过电电流流表表的的电电流流和和加加在在电电压压表表上上的的电电压压均均不不得得超超过过其其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流。量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流。2精确性、方便性原则精确性、
15、方便性原则“精精确确”是是指指选选用用仪仪器器组组成成实实验验电电路路时时要要尽尽可可能能减减小小测量误差，提高精确度。测量误差，提高精确度。“方便方便”是指实验中便于调节控制，便于读数。是指实验中便于调节控制，便于读数。3运用仪器少，耗电少原则。运用仪器少，耗电少原则。【题组训练题组训练】1(实实验验仪仪器器的的选选择择)LED绿绿色色照照明明技技术术已已经经走走进进我我们们的的生生活活。某某实实验验小小组组要要精精确确测测定定额额定定电电压压为为3 V的的LED灯灯正正常常工工作作时时的的电电阻阻，已已知知该该灯灯正正常常工工作作时时电电阻阻大大约约500 ，电学符号与小灯泡电学符号相同。
16、，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：实验室提供的器材有：A电流表电流表A1(量程为量程为0至至50 mA，内阻，内阻RA1约为约为3 )B电流表电流表A2(量程为量程为0至至3 mA，内阻，内阻RA215 )C定值电阻定值电阻R1697 D定值电阻定值电阻R21 985 E滑动变阻器滑动变阻器R(0至至20 )一只一只F电压表电压表V(量程为量程为0至至12 V，内阻，内阻RV1 k)G蓄电池蓄电池E(电动势为电动势为12 V，内阻很小，内阻很小)H开关开关S一只一只(1)如如图图626所所示示，请请选选择择合合适适的的器器材材，电电表表1为为_，电电表表2为为_，定定值值电电
17、阻阻为为_。(填写器材前的字母编号填写器材前的字母编号)(2)将采用的电路图补充完整。将采用的电路图补充完整。图图626(3)写出测量写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式灯正常工作时的电阻表达式Rx_(填字母填字母)，当表达式中的，当表达式中的_(填字母填字母)达达到到_，记下另一电表的读数代入表达式，其结果，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为为LED灯正常工作时电阻。灯正常工作时电阻。 2(实验电路的设计实验电路的设计)电压表满偏时通过该表的电流是电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻电压
18、表的内阻(半偏法半偏法)，实验室提供的器材如下：，实验室提供的器材如下：待待测测电电压压表表V(量量程程3 V，内内阻阻约约为为3 000 )，电电阻阻箱箱R0(最最大大阻阻值值为为99 999.9 )，滑滑动动变变阻阻器器R1(最最大大阻阻值值100 ，额额定定电电流流2 A)，电电源源E(电电动动势势6 V，内内阻阻不不计计)，开开关关2个，导线若干。个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。的一部分，将电路图补充完整。 图图627(2)根根 据据 设设 计计 的的 电电 路路 ， 写写 出出 实
19、实 验验 步步 骤骤 ： _。(3)将将这这种种方方法法测测出出的的电电压压表表内内阻阻记记为为RV，与与电电压压表表内内阻阻的的真真实实值值RV相相比比，RV_RV(填填“”、“”或或“”)，主主要要理理由由是是_。答案答案见解析见解析考点三实验数据的处理考点三实验数据的处理图图628(1)由由图图乙乙可可得得电电源源的的电电动动势势E_ V；内内阻阻r_。(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字)(2)根根据据测测得得的的直直径径可可以以算算得得电电阻阻丝丝的的横横截截面面积积S0.12106 m2，利利用用图图丙丙可可求求得得电电阻阻丝丝的的电电阻阻率率为为_m， 图图 丙丙 中中
20、 图图 象象 截截 距距 的的 物物 理理 意意 义义 是是_。(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字) (3)此实验用了图象法处理数据，优点是直观，但是此实验用了图象法处理数据，优点是直观，但是不能减少或者消除不能减少或者消除_(填填“偶然误差偶然误差”或或“系统误差系统误差”)。 答案答案(1)3.01.0(2)1.2106电流表内阻为电流表内阻为2.0 (3)系统误差系统误差【题组训练题组训练】如如图图629甲甲所所示示是是测测量量阻阻值值约约几几十十欧欧的的未未知知电电阻阻Rx的的原原理理图图，R1是是电电阻阻箱箱(099.9 )，R是是滑滑动动变变阻阻器器，A1和和A2是是电
21、电流流表表，E是是电电源源(电电动动势势12 V，内内阻阻忽忽略略不不计计)。图图629在在保保证证安安全全和和满满足足要要求求的的情情况况下下，使使测测量量范范围围尽尽可可能能大，具体实验步骤如下：大，具体实验步骤如下：闭闭合合S，调调节节滑滑动动变变阻阻器器R和和电电阻阻箱箱R1，使使A2示示数数I20.20 A，记下此时电阻箱的阻值，记下此时电阻箱的阻值R1和和A1的示数的示数I1；重重复复步步骤骤且且使使A2示示数数仍仍为为I20.20 A，测测量量多多组组R1和和I1值；值；将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。根据实验回答以下问题：
22、根据实验回答以下问题：(1)现有四只供选用的电流表：现有四只供选用的电流表：A电流表电流表(03 mA，内阻为，内阻为2.0 )B电流表电流表(03 mA，内阻未知，内阻未知)C电流表电流表(00.3 A，内阻为，内阻为10 )D电流表电流表(00.3 A，内阻未知，内阻未知)请请根根据据实实验验过过程程判判断断A1应应选选用用_，A2应应选选用用_(填写选项字母填写选项字母)。答案答案(1)DC(2)见解析见解析(3)40【必记要点必记要点】1对于电学实验的创新，耍注意以下问题对于电学实验的创新，耍注意以下问题(1)在在解解决决设设计计型型实实验验时时，要要注注意意条条件件的的充充分分利利用
23、用，如如对对于于给给定定确确切切阻阻值值的的电电压压表表和和电电流流表表，电电压压表表可可当当作作电电流流表表使使用用。电电流流表表也也可可当当作作电电压压表表使使用用，利利用用这这一一特特点点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。考点四电学创新实验设计考点四电学创新实验设计(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的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电测量，电路设计有其特殊性。即首先要注意到其自身电阻对电路的影响，其次要充分利用其阻对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流
24、或自报自报电流或自报电压电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压的功能，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。表，测电流表内阻时无需再串联电流表。2解决电学设计型实验常用的方法解决电学设计型实验常用的方法 转换法转换法将不易将不易测量的物理量量的物理量转换成易于成易于测量的物理量量的物理量进行行测量，量，然后再求待然后再求待测物理量的物理量的值的方法叫的方法叫转换测量法量法(简称称转换法法)。如在。如在测量金属量金属丝电阻率的阻率的实验中，中，虽然无法直接然无法直接测量量电阻率，但可通阻率，但可通过测量金属量金属丝的的长度和直径，并将金属度和直径，并将金
25、属丝接接入入电路路测出其出其电阻，然后再阻，然后再计算出它的算出它的电阻率阻率替代法替代法用一个用一个标准的已知量替代被准的已知量替代被测量，通量，通过调整整标准量，使整准量，使整个个测量系量系统恢复到替代前的状恢复到替代前的状态。则被被测量等于量等于标准量准量控制变量控制变量法法研究一个物理量与其他几个物理量的关系研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的，要使其中的一个或几个物理量不一个或几个物理量不变，分，分别研究研究这个物理量与其他各物个物理量与其他各物理量的关系，然后再理量的关系，然后再归纳总结。如探究。如探究电阻的决定因素阻的决定因素实验例例4国标国标(GB/T)规定自来水
26、在规定自来水在15 时电阻率应大于时电阻率应大于13 m。某同学利用图。某同学利用图6210所示电路测量所示电路测量15 自自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门一细管，细管上加有阀门K，以控制管内自来水的水量，以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略活塞电阻可忽略)，右活塞固，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势电动势约为约为3 V，内阻可忽略，内阻可忽略)，电压表，电压表V1(量程为量程为3 V，内阻很，内
27、阻很大大)，电压表，电压表V2(量程为量程为3 V，内阻很大，内阻很大)，定值电阻，定值电阻R1(阻阻值值4 k)，定值电阻，定值电阻R2(阻值阻值2 k)，电阻箱，电阻箱R(最大阻值最大阻值9 999 )，单刀双掷开关，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度，导线若干，游标卡尺，刻度尺。尺。图图6210实验步骤如下：实验步骤如下：A用游标卡尺测量玻璃管的内径用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B向向玻玻璃璃管管内内注注满满自自来来水水，并并用用刻刻度度尺尺测测量量水水柱柱长长度度L；C把把S拨到拨到1位置，记录电压表位置，记录电压表V1示数；示数；D把把S拨拨到到2位位置置，调调整整电电阻阻箱箱
28、阻阻值值，使使电电压压表表V2示示数与电压表数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值示数相同，记录电阻箱的阻值R；E改改变变玻玻璃璃管管内内水水柱柱长长度度，重重复复实实验验步步骤骤C、D，记记录每一次水柱长度录每一次水柱长度L和电阻箱阻值和电阻箱阻值R；F断开断开S，整理好器材。，整理好器材。图图6211【题组训练题组训练】一一标标有有“6 V,0.5 A”的的小小型型直直流流电电动动机机，转转子子由由铜铜导导线线绕绕制制的的线线圈圈组组成成，阻阻值值约约为为1 。某某兴兴趣趣小小组组设设计计一一个个实实验验，测测量量此此电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻。实实验验室室提提供供的的器器材材除除
29、导线和开关外还有：导线和开关外还有：A直流电源直流电源E：8 V(内阻不计内阻不计)B直流电流表直流电流表A1：00.6 A(内阻约为内阻约为0.5 )C直流电流表直流电流表A2：03 A(内阻约为内阻约为0.1 )D直流电压表直流电压表V1：03 V(内阻约为内阻约为5 k)E直流电压表直流电压表V2：015 V(内阻约为内阻约为15 k)F滑动变阻器滑动变阻器R1：010 ，2 AG标准电阻标准电阻R2：5 图图6212(1)(1)为为能能较较准准确确地地测测出出电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻，应应选选择择电电路路图图_填填“甲甲”或或“乙乙” 。(2)(2)为为使使电电表表指指针针有有
30、较较大大角角度度的的偏偏转转，需需要要选选用用的的电电流流表表是是_，电电压压表表是是_。( (填填写写实实验验器器材材前前面的序号面的序号) )(3)(3)闭闭合合开开关关后后，调调节节滑滑动动变变阻阻器器控控制制电电动动机机不不转转动动时时读读出出电电流流表表、电电压压表表示示数数。若若某某次次实实验验电电压压表表的的示示数数为为2.5 2.5 V V，电电流流表表的的示示数数为为0.4 0.4 A A，则则电电动动机机线线圈圈电电阻阻为为_。由由此此可可计计算算出出该该电电动动机机正正常常工工作作时时输输出出的的机械功率为机械功率为_W W( (结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字) )。答案答案(1)甲甲(2)BD(3)1.252.69
