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全国通用2019届高考物理二轮复习专题16电学实验学案

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                             专题   16 电学实验


                    考题一 多用电表的原理、使用及读数问题


1.游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧
记住两点:一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数,根据结果再变换
单位;二是以毫米为单位,小数点后数字分别是,螺旋测微器是                           3 位、20 分度和    50 分度游
标卡尺是    2 位、10  分度游标卡尺和毫米刻度尺是             1 位.
2.电压表、电流表、多用电表的读数技巧
                                                                             1
(1)对电表读数问题,要先弄清楚电表的精确度,即每小格的数值,再确定估读的方法,是2、
1    1
5还是10估读,明确读数的小数位数.
(2)多用电表的使用问题,在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能
区分机械调零和欧姆调零的区别,掌握测量电阻的步骤,此外,会看多用电表表盘,最上排
不均匀刻度为测电阻时读数刻度,读出表盘刻度后应乘以挡位倍率;中间刻度是均匀的,为
测量电压和电流的读数刻度,下面三排数字为方便读数所标注;最下排刻度专为测量                                   2.5 
V 以下交流电压所用,一般较少使用.
3.欧姆表的原理
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(1)欧姆表内有电源,红表笔与内部电源负极相连,黑表笔与内部电源的正极相连,故其电
流方向为“红表笔流进,黑表笔流出”.

(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律.当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器                              R0(即欧姆调
                             E

零),使灵敏电流计满偏,Ig=Rg+R0+r,此时中值电阻                   R 中=Rg+R0+r,当两表笔接入电
               E

阻 Rx 时 I=Rg+R0+r+Rx,电阻      Rx 与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻
度不均匀.
4.欧姆表使用六注意
(1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;(3)待测电阻与电路、电源要断开;(4)尽量使指针指
在表盘中间位置附近;(5)读数之后要乘以倍率得阻值;(6)用完后,选择开关要置于
“OFF”挡或交流电压最高挡.


例 1 (1)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:


                                     图 1
在使用多用电表测量时,指针的位置如图                 1 甲所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的
结果为________ Ω;若选择开关拨至“50 mA”挡,则测量结果为________ mA.

(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为                          E、内阻为    r,R0 为调零电

阻,Rg  为表头内阻,电路中电流          I 与待测电阻的阻值        Rx 关系图象如图丙所示,则该图象的
函数关系式为__________________;

(3)下列根据图丙中       I-Rx 图线作出的解释或判断中正确的是________.
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大

B.欧姆表调零的实质是通过调节            R0 使 Rx=0 时电路中的电流       I=Ig

C.Rx 越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏
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D.测量中,当     Rx 的阻值为图丙中的       R2 时,指针位于表盘中央位置的右侧
解析 (1)所测的电阻        R=18×1 Ω=18 Ω.选择开关拨至“50 mA”挡,电流为                 I=22.6 mA.
                              E         E
(2)根据闭合电路欧姆定律得:I=R总=r+R0+Rg+Rx.
         E

(3)因 Rx= I -r-R0-Rg,函数图线是非线性变化的,当电流较大时电阻较小,当电流较小
                                  E

时电阻较大,A      错误;当    Rx=0,I=r+R0+Rg,此时电流为满偏电流,B               正确;Rx   越小,
相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏,C                              正确;测量中,

当 Rx 的阻值为图丙中的       R2 时,电流比半偏电流小,指针位于表盘中央位置的左侧,D                       错误.
选 B、C.
                                         E
答案 (1)18 22.6(22.4~22.8) (2)I=r+R0+Rg+Rx (3)BC
变式训练
1.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率                       ρ.步骤如下:
(1)用 20 分度的游标卡尺测量其长度如图             2 甲所示,可知其长度为________ mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为________ mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图
丙所示,则该电阻的阻值约为________ Ω .


                                     图 2
答案 (1)50.15 (2)4.700 (3)220 
解析 (1)游标卡尺的读数为           L=50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm;
(2)螺旋测微器的读数为
D=4 mm+0.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm;
(3)欧姆表的读数为       R=22×10 Ω=220 Ω.

2.已知  G 表的内阻    Rg 为 990 Ω,满偏电流      Ig=100 μA.用它改装成如图        3 所示的一个多量
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程多用电表,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的挡位.1、2                                两个挡
位为电流表挡位,其中的大量程是小量程的                  10 倍.


                                     图 3
(1)关于此多用电表,下列说法错误的是__________.
A.当转换开关     S 旋到位置    4 时,是电阻挡
B.当转换开关     S 旋到位置    6 时,是电压挡
C.转换开关    S 旋到  5 的量程比旋到     6 的量程大
D.A 表笔为红表笔,B      表笔为黑表笔
(2)图中电源电动势均为         3.5 V,当把选择开关       S 旋到位置   4,在   AB 之间接  3 500 Ω  电阻时,

表头  G 刚好半偏,该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误,则                        R1=____  Ω,R2=______ 
Ω.
答案 (1)C (2)11 99
解析 (1)当转换开关        S 旋到位置   4 时,表头与电表中的电源相连接,是电阻挡,A                   正确;
当转换开关     S 旋到位置    6 时,表头与电阻串联,电阻起分压作用,是电压挡,B                     正确;当转
换开关   S 旋到  5 串联的电阻小于旋转到         6 串联的电阻,可知旋转到           6,串联的电阻分压作用
大,电压表量程大,C         错误;根据电流“红进黑出”可知,B               表笔为黑表笔,A       表笔为红表
笔,D  正确.因选错误的,故选          C.
(2)由题知,在     AB 之间接   3  500  Ω 电阻时,表头      G 刚好半偏,即改装后电流表的总内阻
                                                          E    3.5

R 内=3 500 Ω,当转换开关        S 在 2 时(如图  a),电流表量程为       I2g=R内=3 500 A=1 mA.由

题知,转换开关       S 在 1(如图  b)时,电流表的量程为         I1g=10    mA,由串并联电路特点得:
 IgRg           IgRg+R2

R1+R2+Ig=I2g,       R1    +Ig=I1g ,联立解得      R1=11 Ω,R2=99 Ω.
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                             考题二 伏安法测电阻


1.仪器的选择
(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
路的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度不宜较大,一般应使指针能达到半偏左右.
2.电路的选择
(1)测量电路的选择
              比较项目          电流表内接法               电流表外接法

                电路

              误差来源          电流表的分压               电压表的分流
                               U                    U
              测量结果
                           R 测= I >Rx,偏大        R 测= I 
	
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