1、第三讲电学基础实验考点一 多用电表的使用与读数1多用电表的读数电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是不均匀的，读数时应注意乘倍率。先记牢 2多用电表使用的几个注意事项(1)电流的流向：由于使用多用电表时不管测量什么，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“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。(3)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行
2、欧姆调零。(4)选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围。(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。再用活 1在选择欧姆表的倍率挡位时以使指针指在表盘中间位置为宜，换挡后必须重新调零，如诊断卷第 1 题第(2)问。(2)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件 P 的电阻，P 的两端分别为 a、b，指针指示位置如图乙所示。则通过 P的电流方向是_(选填“ab”或“ba”)，为使测量比
3、较精确，应将选择开关旋到_的倍率挡位上，并需要重新调零，再进行测量。2欧姆表的刻度不均匀，读数时要注意估读方法。如诊断卷第 2 题第(3)问，指针指在“15”位置，读数为 15.01 k15.0 k，若指针指在“14”和“15”刻度线中间位置，则读为 14.4 k 而不能读为 14.5 k。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示，多用电表和电压表的读数分别为_k 和_V。1(2016陕西高三质检)一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100。用10 挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量
4、，应换到_挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是_。解析：刚开始欧姆表指针偏转角度较小，说明选用倍率偏小，应换用大倍率。每次换挡之后欧姆表都需重新欧姆调零。答案：100 重新欧姆调零 2 2002如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱 a、b 接点间是否存在电源时，一表笔接 a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接 b，同时
5、观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接 a、b 时，多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路。两表笔接的接点多用电表的示数a，b_a，c10.0 b，c15.0 解析：(1)使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻度线处。(2)为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点 b。(3)欧姆表的读数为 51 5；每对接点间正反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接
6、点间电阻的数值，可设计的电路图如图所示。答案：(1)A(2)短暂(3)5.0 见解析图考点二 以测电阻为核心的电学实验先记牢 1实验器材的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。(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；电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右。2电流表内接法与外接法的选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果R 测UI RARxRx
7、电阻的测量值大于真实值R测 UI RVRVRxRxRxRA，采用电流表外接法，因测量的电压、电流变化范围较大(由表格可看出)，应采用滑动变阻器分压式连接。3利用电阻箱与电压表串联测量电压表内阻时，滑动变阻器阻值越小，实验的测量误差越小。如诊断卷第 5 题，(2016全国甲卷)某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表V 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻值 99 999.9)，滑动变阻器 R1(最大阻值 50)，滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干。滑动变阻器应选 R1。1(2014全国卷)在伏
8、安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx约为 200，电压表V 的内阻约为 2 k，电流表A 的内阻约为 10，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式 RxUI 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：根据题意知RxRARVRx，电压表的分流作用较显著，故Rx1 更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是 Rx 与 R
9、A串联的电阻阻值，故 Rx1Rx 真；图(b)的测量值是 Rx 与 RV并联的电阻阻值，故 Rx2Rx 真。答案：Rx1 大于 小于2(2016天津高考)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表 V1(量程 03 V，内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA，内阻等于 10)电流表 A2(量程 03 A，内阻等于 0.1)滑动变阻器 R1(010，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流 0.5 A)
10、定值电阻 R3(阻值等于 1)定值电阻 R4(阻值等于 10)定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(2)该同学描绘出的 I-U 图像应是下图中的_。解析：描绘小灯泡的伏安特性曲线时，要求“测量数据尽量精确、绘制曲线完整”，从电表的量程来看，V1、A1 量程偏小，直接测量灯泡的电压、电流时，曲线不完整，若用V2、A2 测量灯泡的电压、电流时，读数不够精确。题目中给了滑动变阻器和几个定值电阻，我们可以采用定值电阻分压、分流的方式扩大电表的量程，准确读出灯泡的电流值、电压值，绘制完整的曲线。(1)电路图如图所示
11、，滑动变阻器的选择：R2 的阻值太大，调节不灵敏，故选 R1。与电流表 A1 并联的电阻：由于 A1 的内阻为10，若选 R4 为并联电阻，则量程为 00.4 A，若并联阻值过小，电流表读数偏小，读数欠精确。与电压表串联的电阻：分压电阻的阻值应该与电压表 V1 的内阻具有可比性，故选择 R5 作为分压电阻，此时量程为 04 V。(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其阻值也随温度的升高而增大，则 I-U 图线的斜率应越来越小，图 B 正确。答案：(1)见解析图(2)B3(2016浙江高考)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为
12、0.1 的电流表。采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的 R1，其阻值约为 5。(1)测 R1 阻值的最优连接方式为导线连接_(填 a 或 b)、导线连接_(填 c 或 d)。(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得 R1 的阻值为_。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中 R2 与 R1 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2 的边长是 R1 的 110，若测 R2 的阻值，则最优的连线应选_(填选项)。A连接 a，连接 cB连接 a，连接 dC连接 b，连接 cD连接
13、b，连接 d解析：(1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线接 a，由于采用分压电路，故导线应接 d。(2)根据实验数据作出 R1 的伏安特性曲线如图所示，图线的斜率即为电阻 R1 的大小，由图像可知，R14.6。(3)设 R1 的边长为 l，厚度为 h，电阻率为，根据电阻定律，得 R1 lhlh，R2 的阻值 R2l10h l10hR1，故测量 R2 的电路同测量 R1 的电路，故选项 B 正确。答案：(1)a d(2)作图见解析 4.6(4.44.7 均可)(3)B考点三 以测电源电动势为核心的电学实验先记牢 测量电源电动势和内阻的三个常用方案 方案伏安法伏阻法安阻法原理E
14、UIrEUURrEIRIr电路图方案伏安法伏阻法安阻法关系式UEIr1U rER1E1IRErE图像纵轴截距：E斜率大小：r纵轴截距：1E斜率：rE纵轴截距：rE斜率：1E方案伏安法伏阻法安阻法误差分析E 测E 真r 测r 真E 测E 真r 测r 真E 测E 真r 测r 真再用活 在高考电学设计性实验中，常以定值电阻的合理使用为背景来命题。求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用，一般来说，定值电阻有三种作用：如诊断卷第 6 题中(2016北京市朝阳区高三期末)在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有下列器材：A待测的干电池一节B电流表 A1(量程 03 mA，内阻 Rg
15、110 )C电流表 A2(量程 00.6 A，内阻 Rg20.1 )D滑动变阻器 R1(020，1.0 A)E电阻箱 R0(09 999.9)F开关和若干导线(1)某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为 03 V，并设计了图甲所示的 a、b 两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路)，其中合理的是_(选填“a”或“b”)电路；此时 R0 的阻值应取_。的电阻箱 R0 就起到扩大电表量程的作用，诊断卷第 7 题中(2016哈尔滨三中模拟)某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为 3 V)和内阻，现要选取一个定值电阻 R0 当做保护电阻。
16、(1)首先为了准确测量定值电阻 R0 的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：A电压表 V(量程 3 V，电阻约为 4 k)B电流表 A1(量程 1 A，内阻约 0.5)C电流表 A2(量程 3 A，内阻约 0.5)D定值电阻 R0(阻值约为 3)E滑动变阻器 R(010)F开关 S 一个，导线若干根据上述器材，在测量 R0 阻值时应选择_(填序号)为电流表，其实验电路图应选择以下哪种接法_(填字母)，经测量定值电阻 R0 阻值为 2.8。的定值电阻 R0 就起到保护电源的作用。1(2016乌鲁木齐一诊)用两个定值电阻和电压表可以测量电源的电动势(约 3 V)和内阻。提供的主要器材有：电阻 R1
17、(2.0)、R2(9.0)、电源、电压表、开关 S1、单刀双掷开关 S2、导线若干，实验电路如图甲所示。(1)根据电路图，将未连接完整的实物图连接完整。(2)闭合开关 S1，开关 S2 分别接到 R1、R2 两电阻，电压表的读数分别为 2.0 V、2.7 V，则测得电动势为_V，内阻为_。由于电压表的内阻影响，测得的内阻_(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。解析：(1)根据电路图连接实物图如图所示：(2)在闭合电路中，电源电动势：EUIrUURr，带入实验数据解得：E3 V，r1；由图示电路图知，由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于UR，内阻的测量值小于真实值。答案：(1)图见解析(2
18、)3.0 1.0 小于2用如图甲所示的电路图来测量多用电表的电池的电动势，其中电阻箱的最大阻值为 999.9，电流表的量程为 050 mA、内阻为 20。进行的操作如下，请回答相关问题：(1)将多用电表的旋钮调节到“1”挡位，然后将两表笔_，再进行欧姆调零；(2)将多用电表接入电路，其中接线柱 2 应与多用电表的_(填“红”或“黑”)表笔相连接，接线柱 1 再与另一表笔相连接；(3)调节电阻箱的阻值使电流表的读数超过满偏电流的13，其中某次调节后，电阻箱和电流表的示数如图乙、丙所示，则电阻箱的示数为 R_，电流表的示数为 I_；(4)通过多次操作将记录的多组数据在如图丁所示的坐标系中描绘出来，其函数图线如图丁所示，由图线可知电动势 E_。解析：(1)使用多用电表选欧姆挡后需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。(2)多用电表的电流从黑表笔流出，从红表笔流入。(3)电阻箱的读数为 35.0，电流表的精确度为 1 mA，需要估读到 0.1 mA，电流表示数为 20.0 mA。(4)设欧姆表的内阻为 R0，电流表的内阻为 RA，由闭合电路欧姆定律得 EI(R0RAR)，整理得1IR0RAERE，1IR 图像的斜率等于1E，可以利用图像在纵轴上的截距和题中电阻箱和电流表的读数求出，进而得到电动势为 1.4 V。答案：(1)短接(2)黑(3)35.0 20.0 Ma(4)1.4 V