專題十四必考電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路圖 如圖1所示 實(shí)驗(yàn)九測繪小燈泡的伏安特性曲線 1 測多組小燈泡的U I的值 并繪出I U圖象 2 由圖線的斜率反映電流與電壓和的關(guān)系 圖1 答案 溫度 2 電流表內(nèi)接法與外接法的比較 答案 大于 小于 3 滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較 答案 4 滑動變阻器兩種接法的適用條件 答案 1 限流式接法適合測量阻值較的電阻 跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小 2 分壓式接法適合測量阻值較的電阻 一般比滑動變阻器的最大電阻要大 5 實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡 3 8V0 3A 電壓表 0 3V 15V 電流表 0 0 6A 3A 學(xué)生電源 開關(guān) 導(dǎo)線若干 坐標(biāo)紙 鉛筆 小 大 滑動變阻器 6 實(shí)驗(yàn)器材選取 答案 1 原則 安全 精確 操作方便 2 具體要求 電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流 干電池中電流一般不允許超過0 6A 用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流 電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值 電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上 從便于操作的角度來考慮 限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器 分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器 7 實(shí)驗(yàn)步驟 1 畫出電路圖 如圖2甲所示 圖2 答案 2 將小燈泡 電流表 電壓表 滑動變阻器 學(xué)生電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖乙所示的實(shí)物電路 3 測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置 測出12組左右不同的電壓值U和電流值I 并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中 4 數(shù)據(jù)處理 在坐標(biāo)紙上以U為橫軸 I為縱軸 建立直角坐標(biāo)系 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn) 將描出的點(diǎn)用的曲線連接起來 就得到小燈泡的伏安特性曲線 平滑 8 注意事項(xiàng) 答案 1 電路的連接方式 電流表應(yīng)采用接法 因?yàn)樾襞?3 8V 0 3A 的電阻很小 與量程為0 6A的電流表串聯(lián)時(shí) 電流表的分壓影響很大 滑動變阻器應(yīng)采用接法 目的是使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化 外 分壓式 2 閉合開關(guān)S前 滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為零的一端 使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡的電壓能從零開始變化 同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲 3 I U圖線在U0 1 0V左右將發(fā)生明顯彎曲 故在U 1 0V左右繪點(diǎn)要密 以防出現(xiàn)較大誤差 解析答案 例1 2016 浙江4月選考模擬 在 測繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)中 小燈泡額定電壓為2 5V 電流為0 3A 圖3 1 部分連線的實(shí)物照片如圖3甲所示 請?jiān)趫D中完成實(shí)物連接圖 解析如圖所示 答案見解析圖 解析答案 2 某次實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)電流表的示數(shù)為0 18A 電壓表的指針如圖乙所示 則電壓為 V 此時(shí)小燈泡的功率是 W 解析電壓表的示數(shù)為1 50V 功率P UI 0 27W 1 50 0 27 3 正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的 填字母 ABCD 解析溫度變高 電阻率變大 所以答案為C 解析 1 小亮同學(xué)為研究某電學(xué)元件 最大電壓不超過2 5V 最大電流不超過0 55A 的伏安特性曲線 在實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材 A 電壓表 量程3V 內(nèi)阻6k B 電壓表 量程15V 內(nèi)阻30k C 電流表 量程0 6A 內(nèi)阻0 5 D 電流表 量程3A 內(nèi)阻0 1 E 滑動變阻器 阻值范圍0 5 額定電流為0 6A F 滑動變阻器 阻值范圍0 100 額定電流為0 6A G 直流電源 電動勢E 3V 內(nèi)阻不計(jì) H 開關(guān) 導(dǎo)線若干 1 2 變式題組 答案 該同學(xué)設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù) I和U分別表示電學(xué)元件上的電流和電壓 1 2 1 為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度 電流表選 電壓表選 滑動變阻器選 以上均填寫器材代號 C A E 解析 解析從表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 電流測量值I的范圍為0 0 50A 電壓測量值U的范圍為0 2 00V 因此電流表應(yīng)選C 電壓表應(yīng)選A 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)要測量多組 U I 值 需使電壓U連續(xù)變化 因此 滑動變阻器應(yīng)接成分壓式 故選阻值較小的滑動變阻器E 1 2 解析答案 2 請?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 1 2 答案見解析圖 圖4 答案 2 2016 浙江10月學(xué)考 18 做 測繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn) 要求采用分壓電路 電流表外接 小王的連接如圖4甲所示 閉合開關(guān)S前請老師檢查 老師指出圖中標(biāo)示的 兩根連線有一處錯(cuò)誤 錯(cuò)誤連線是 填 或 圖中標(biāo)示的 和 三根連線有一處錯(cuò)誤 錯(cuò)誤連線是 填 或 小王正確連線后 閉合開關(guān)S前 應(yīng)將滑動變阻器滑片C移到 處 填 A 或 B 閉合開關(guān)S 此時(shí)電壓表讀數(shù)為 V 緩慢移動滑片C至某一位置時(shí) 電流表指針如圖乙所示 電流表的示數(shù)為 A 解析 甲 乙 A 0 0 32 1 2 1 2 解析本實(shí)驗(yàn)的電路圖如下 應(yīng)該采用分壓式 外接法 所以 兩根導(dǎo)線有問題 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)儀器的正常使用 需要將C撥到最左端 即A處 開關(guān)閉合后 電壓表讀數(shù)為0V 圖乙中電流表的讀數(shù)為0 32A 不需要估讀 一 歐姆表原理 多用電表測電阻原理 1 構(gòu)造 如圖5所示 歐姆表由電流表G 電池 調(diào)零電阻R和紅 黑表筆組成 實(shí)驗(yàn)十練習(xí)使用多用電表 圖5 歐姆表內(nèi)部 電流表 電池 調(diào)零電阻串聯(lián) 外部 接被測電阻Rx 全電路電阻R總 Rg R r Rx 2 工作原理 閉合電路歐姆定律I 答案 3 刻度的標(biāo)定 紅 黑表筆短接 被測電阻Rx 0 時(shí) 調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R 使I Ig 電流表的指針達(dá)到滿偏 這一過程叫歐姆調(diào)零 1 當(dāng)I Ig時(shí) Rx 0 在滿偏電流Ig處標(biāo)為 圖甲 2 當(dāng)I 0時(shí) Rx 在I 0處標(biāo)為 圖乙 3 當(dāng)I 時(shí) Rx Rg R r 此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值 Rx叫電阻 圖丙 0 中值 二 多用電表 1 多用電表可以用來測量電流 電壓 電阻等 并且每一種測量都有幾個(gè)量程 2 外形如圖6所示 上半部為表盤 表盤上有電流 電壓 電阻等多種量程的刻度 下半部為選擇開關(guān) 它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程 圖6 3 多用電表面板上還有 歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕 使電表指針指在右端零歐姆處 指針定位螺絲 使電表指針指在左端的 0 位置 表筆的正 負(fù)插孔 表筆插入 插孔 表筆插入 插孔 答案 紅 黑 三 多用電表的使用 1 多用電表測電流的方法及讀數(shù) 1 選擇直流電流擋合適的量程 2 將被測電路導(dǎo)線卸開一端 把多用電表串聯(lián)在電路中 注意使電流從紅表筆流入電表 3 讀數(shù)時(shí) 首先要認(rèn)清刻度盤上的最小刻度 2 多用電表測電壓的方法及讀數(shù) 1 選擇直流電壓擋合適的量程 2 將電表與被測電路并聯(lián) 注意紅表筆接觸點(diǎn)的電勢要比黑表筆高 3 讀數(shù)時(shí) 首先要認(rèn)清刻度盤上的最小刻度 2 選擋時(shí)若無法估計(jì)待測電阻的大小 則應(yīng)將選擇開關(guān)旋到 100 擋 歐姆調(diào)零后 將紅 黑表筆分別接到電阻兩端 若指針偏角太小 則逐漸增大量程 直到指針指到中值電阻附近為止 6 測量二極管的正反向電阻 二極管是一種半導(dǎo)體元件 如圖7所示 它的特點(diǎn)是電流從正極流入時(shí)電阻很小 而從正極流出時(shí)電阻較大 圖7 四 數(shù)據(jù)處理 1 測電阻時(shí) 電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積 指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字 2 測電壓和電流時(shí) 如果所讀表盤的最小刻度為1 0 1 0 01等 讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位 若表盤的最小刻度為0 2 0 02 0 5 0 05等 讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可 五 注意事項(xiàng) 1 多用電表使用 七注意 1 使用前要機(jī)械調(diào)零 2 兩表筆在使用時(shí) 電流總是 紅入黑出 3 選擇開關(guān)的功能區(qū)域 要分清是測電壓 電流還是電阻 還要分清是交流還是直流 4 電壓 電流擋為量程范圍擋 歐姆擋為倍率擋 5 刻度線有三條 上為電阻專用 中間為直流電壓 交流 共用 下為交流2 5V專用 6 測電阻時(shí) 待測電阻與電路 電源一定要斷開 兩手一定不要同時(shí)接觸兩筆金屬桿 指針指中值附近較準(zhǔn) 否則換擋 每換一擋必須重新歐姆調(diào)零 讀出示數(shù)要乘以倍率 7 使用完畢 選擇開關(guān)要置于 OFF 擋或交流電壓最高擋 長期不用應(yīng)取出電池 2 表內(nèi)電源正極接黑表筆 負(fù)極接紅表筆 但是紅表筆插入 孔 黑表筆插入 孔 注意電流的實(shí)際方向 3 區(qū)分 機(jī)械零點(diǎn) 與 歐姆零點(diǎn) 機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的 0 位置 調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲 歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的 0 位置 調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕 4 在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r(shí) 切記在二極管正向?qū)ǖ那闆r下電路中必須連有燈泡或其他用電器 不能只連接一個(gè)二極管 否則極易燒壞二極管 例2 1 用如圖8所示的多用電表測量電阻 要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S T 請根據(jù)下列步驟完成電阻測量 解析 圖8 旋動部件 使指針對準(zhǔn)電流的 0 刻線 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋 100 的位置 將插入 插孔的兩表筆短接 旋動部件 使指針對準(zhǔn)電阻的 填 0刻線 或 刻線 S T 0刻線 答案 解析用多用電表測量電阻時(shí) 在測量之前就要觀察指針是否在零刻度線上 若指針不在零刻度線上 則用螺絲刀小心轉(zhuǎn)動調(diào)零螺絲S 使指針對準(zhǔn)電流的 0 刻線 然后轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)K 選擇量程 再將兩表筆短接 調(diào)整調(diào)零旋鈕T 使得指針對準(zhǔn)滿偏刻度 即電阻的 0 刻線 接下來才能將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接 測量被測電阻的阻值 若在測量過程中 發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小 表明被測的電阻阻值很大 這時(shí)要換用更高倍率的擋位 例如 本題就要從 100 擋位更換到 1k 的位置 2 用多用電表進(jìn)行了幾次測量 指針分別處于a和b的位置 如圖9所示 若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的擋位 a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少 請?zhí)钤诒砀裰?解析答案 圖9 解析直流電流100mA擋讀中間部分 0 10 一排 最小分度值為2mA估讀到1mA就可以了 直流電壓2 5V擋讀 0 250 一排 最小分度值為0 05V估讀到0 01V就可以了 電阻 100 擋讀第一排 測量值等于表盤上讀數(shù) 3 7 乘以倍率 100 答案 3 2015 浙江選考模擬 某實(shí)驗(yàn)小組在 練習(xí)使用多用電表 實(shí)驗(yàn)中 3 4 變式題組 圖10 1 用多用電表測量某一電學(xué)元件 多用電表的選擇開關(guān)旋至如圖10所示 操作正確 表盤指針如圖11所示 則該電學(xué)元件阻值為 3 4 圖11 解析答案 解析根據(jù)指針?biāo)肝恢眉斑x擇開關(guān)所選擋位 可得該電學(xué)元件的阻值為30 100 3000 3000 2 單選 該電學(xué)元件可能是 A 一個(gè)阻值未知的電阻B 220V 15W 的白熾燈C 220V 100W 的白熾燈 3 4 解析 4 2016 紹興市9月選考 在 練習(xí)使用多用電表 實(shí)驗(yàn)中 1 某同學(xué)欲測量一節(jié)干電池的電壓 下述操作正確的是 填字母 A 歐姆調(diào)零 選擇擋位 表筆接觸電池兩極 其中紅表筆接觸正極 讀數(shù)B 機(jī)械調(diào)零 選擇擋位 表筆接觸電池兩極 其中紅表筆接觸正極 讀數(shù)C 選擇擋位 機(jī)械調(diào)零 表筆接觸電池兩極 其中黑表筆接觸正極 讀數(shù)D 選擇擋位 歐姆調(diào)零 表筆接觸電池兩極 其中黑表筆接觸正極 讀數(shù) 3 4 解析 解析多用電表測電壓 應(yīng)先機(jī)械調(diào)零 再選擇電壓擋位 還需使電流從紅表筆流入電壓表 黑表筆流出 所以應(yīng)選擇B 解析答案 2 該同學(xué)欲測量如圖甲所示插座的電壓 則應(yīng)把多用電表的選擇開關(guān)打到如圖乙所示的 位置 選填A(yù) B C Q字母 3 4 解析插座電壓大約為220V 且是交流電 所以多用電表選擇開關(guān)應(yīng)打到交流250V 即應(yīng)打到圖乙所示的H位置 答案見解析 3 經(jīng)過正確操作后 電表指針指向如圖丙所示 則插座的電壓為 V 3 4 圖12 解析根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則 電壓表示數(shù) 即插座電壓應(yīng)為200 0V 答案見解析 解析答案 1 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路圖 1 實(shí)驗(yàn)電路 如圖13所示 實(shí)驗(yàn)十一測定電池的電動勢和內(nèi)阻 圖13 2 實(shí)驗(yàn)依據(jù) 閉合電路歐姆定律 4 用作圖法處理數(shù)據(jù) 如圖14所示 圖14 圖線與縱軸交點(diǎn)為 圖線與橫軸交點(diǎn)為I短 圖線的斜率表示r E 答案 2 實(shí)驗(yàn)器材電池 電壓表 電流表 開關(guān) 導(dǎo)線 坐標(biāo)紙和刻度尺 3 基本操作 1 電流表用A的量程 電壓表用V的量程 按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路 2 把滑動變阻器的滑片移到使阻值最的一端 3 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)滑動變阻器 使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù) I1 U1 用同樣的方法再測量幾組I U值 填入表格中 4 斷開開關(guān) 拆除電路 整理好器材 答案 滑動變阻器 0 6 3 大 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E r的處理方法 1 列多個(gè)方程組求解 再求E r的平均值 2 圖象法處理 以路端電壓U為縱軸 干路電流I為橫軸 建坐標(biāo)系 描點(diǎn) 連線 縱軸截距為電動勢E 直線斜率k的絕對值為內(nèi)阻r 5 注意事項(xiàng) 1 為了使路端電壓變化明顯 可使用內(nèi)阻較的舊電池 2 電流不要過大 應(yīng)小于0 5A 讀數(shù)要快 3 要測出不少于6組的 I U 數(shù)據(jù) 變化范圍要大些 4 若U I圖線縱軸刻度不從零開始 則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流 內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r 確定 5 電流表要內(nèi)接 因?yàn)閞很小 答案 大 例3采用如圖15所示的電路 測定電池的電動勢和內(nèi)阻 1 除了選用圖16中的部分器材外 填選項(xiàng) 解析 圖15 圖16 A 還需要電壓表B 還需要電流表C 還需要學(xué)生電源D 不再需要其他器材 解析根據(jù)所給的電路圖知所給的器材中缺少電壓表 故A項(xiàng)正確 2 測量所得數(shù)據(jù)如下 解析答案 用作圖法求得電池的內(nèi)阻r 答案如圖所示 0 75 0 10 3 根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 求得電流表內(nèi)阻RA 解析電壓表測得的是電阻箱和電流表消耗的電壓和 因此電流表的電阻等于電壓表示數(shù)除電流表示數(shù)再減去電阻箱的阻值 即為0 22 0 22 解析答案 解析答案 5 2015 浙江10月選考 18 某實(shí)驗(yàn)小組做 測定電池的電動勢和內(nèi)阻 的實(shí)驗(yàn)電路如圖17所示 1 電流表示數(shù)如圖18所示 則電流為 A 5 6 變式題組 圖17 圖18 解析由圖可知 電流表示數(shù)約為0 2A 0 02 2 5A 0 25A 0 25 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得U I圖象如圖19所示 則電動勢E V 內(nèi)阻r 圖19 解析答案 1 43 0 75 5 6 6 在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中 由于所用電壓表 視為理想電壓表 的量程較小 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖20所示的實(shí)物電路 5 6 圖20 1 實(shí)驗(yàn)時(shí) 應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到 填 最大值 最小值 或 任意值 解析答案 解析實(shí)驗(yàn)時(shí) 為保護(hù)電壓表 應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)到最大 此時(shí)電壓表兩端電壓最小 最大值 5 6 2 改變電阻箱的阻值R 分別測出阻值R0 10 的定值電阻兩端的電壓U 下列兩組R的取值方案中 比較合理的方案是 填 1 或 2 解析答案 解析電壓表的量程為3V 故電阻箱兩端的最小電壓約為6V 根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知 電阻箱阻值的最小值為20 在實(shí)驗(yàn)時(shí) 為減小讀數(shù)誤差 所用電表的指針偏角一般不小于其量程的 當(dāng)電壓表量程為1V時(shí) 由 得R 80 所以選擇方案2較合理 2 5 6 解析答案 5 6