2016年高考物理复习 专题十三 电学实验

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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 (1)左∞右0；电阻无限大与电流、电压零刻度重合， 电阻零与电流、电压最大刻度重合． (2)刻度不均匀：左密右疏．
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(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍 率．电流、电压挡是量程范围挡．
在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始， 熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的 刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞” 处)．
答案：①11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池 ② 小灯
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2．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按如图 (a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中 R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：
(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连 线．
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②要求用电器Rx的电流或电压从零开始连续变化． ③采用限流式电路时，电路中的最小电流大于用电器 Rx的额定电流，或给定的仪表量程偏小．
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考点 1 多用电表的原理及使用 一、基础知识梳理 1．使用多用电表的“五步”法 (1)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数 量级的倍率，如估计值为 200 Ω 就应选择×10 的倍率；
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②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关 后，多用表指示仍然和图(2)相同，可判定发生故障的器件 是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．
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解析：①由题图(2)可知，直流50 V挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右．由 于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c 两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开 关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确 定．②同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电 动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合 回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障．
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(3)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较
RA Rx
及
Rx RV
的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大
小来确定，若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外
接时电压表分流作用大，应采用内接法；若电压表示数较
电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，
应采用外接法．
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三、滑动变阻器连接的限流接法和分压接法 1．两种接法的对比
当闭合S时，Ig(R2＋r)＝(I－Ig)R1，解得R1≈1.00 Ω. 答案：(1)见解析图所示 (2)电流 电压 (3)黑 (4)1.00 880
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考点 2 实验器材、电路的选择
一、基础知识梳理 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，电器元件的电流不能超过其允许通过 的最大电流等．
(2)多用电表电流为“红进黑出”，题图中外电路电流 由2到1，所以红表笔应连1端．
(3)多用电表挡位为×1 k，指针指15，则R＝15.0 kΩ， 由上图(b)知电压表读数为3.60 V.
(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所 测电阻为外电路电阻，即电压表内阻，所以电压表内阻为 12.0 kΩ.
(2)调零：当红、黑表笔短接时，表头电流表指针满 偏，此时Ig＝R＋REg＋r.
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(3)测量：当红、黑表笔之间接电阻Rx时，电路中电流I
＝
E R＋Rg＋r＋Rx
，Rx的一个值对应I的一个值，故将电流刻
度标上相应的电阻刻度，即可直接读出待测电阻Rx的阻
值．
(4)中值电阻：当被测电阻Rx＝R＋Rg＋r时，电流变为 满偏电流的一半，欧姆表指针指向刻度正中央，称为“中
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滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω，额定电流为2 A)； 滑动变阻器R2(最大阻值为250 Ω，额定电流为0.1 A)； 直流电源E(电动势为9 V，内阻约为0.5 Ω)； 开关及若干导线． 实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电 流、电压值，以便画出U－I图线． (1)电流表应选用________(填写器材代号)．
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(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的 电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图 所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池 的电动势为________V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电 阻为________kΩ.
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【解析】 (1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、 黑表笔短接进行欧姆调零．
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解析：将表头改装成电压表时，需串联一电阻进行分 压，而改装成电流表时则需并联一电阻分流，因此闭合开 关后，并联上R1改装成一电流表，断开开关，表头与R2串 联则改装成一电压
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表．多用电表内部表头的正极在右侧，即电流应从表笔B 流入，从表笔A流出，则表笔A为黑色．当断开S时，Ig(R2 ＋r)＝Um，解得R2＝880 Ω.
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1．(2014·重庆卷)某照明电路出现故障，其电路如图(1) 所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接 触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故 障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b 点．
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①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图(2)所 示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电 池、保险丝、开关、小灯)．
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(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，精确程度合适即可，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．
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(2)进行欧姆调零； (3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量； (4)将指针示数乘以倍率，得测量值； (5)测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高 挡．
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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。
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二、易错易混归纳 选择电流表、电压表时首先要考虑量程是否合适，在 量程符合要求的情况下，再考虑电表的内阻对实验结果的 影响．
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【例 2】 有一待测的电阻器 Rx，其阻值在 40～50 Ω 之间，实验室准备用来测量该电阻器阻值的实验器材有：
电压表 (量程 0～10 V，内阻约 20 kΩ)； 电流表 (量程 0～300 mA，内阻约 20 Ω)； 电流表 (量程 0～800 mA，内阻约 4 Ω)；
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(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．
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(3)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
刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大
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2.两种接法的处理技巧 (1)滑动变阻器限流式接法选取原则：一般在滑动变阻 器总电阻R0与Rx相差不大时，既不要求较大范围调节电流 和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接 法． (2)滑动变阻器的分压式接法选取原则： ①滑动变阻器的全值电阻R0远小于用电器电阻Rx或电 路中串联的其他电阻的阻值，即Rx≫R0.
(3)应根据实验的基本要求来选择仪器．对于这种情 况，只有熟实验原理，才能做出恰当的选择．
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3．器材选取的一般步骤 (1)找出唯一且必需的器材； (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．
值电阻”．
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二、电流表的内外接法选择 1．两种接法的比较
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2.两种接法的判断
(1)比值判断法：
若
RV Rx
<
Rx RA
，Rx为大电阻，内接法误差小应选用内接
法；若
RV Rx
>
Rx RA
，Rx为小电阻，外接法误差小应选用外接
法．
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(2)临界值判断法： 当被测电阻Rx的大小无法直接判定时，先求临界电阻 R0＝ RARV .若Rx>R0，则Rx为大电阻，内接法误差小；若 Rx<R0，则Rx为小电阻，外接法误差小；若Rx＝R0，内外接 法均可．
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2．器材选取三要求 (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1/3～2/3左右)，以减少测量和读数的误 差．
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(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．
或过小都有较大误差．通常只使用表盘中间一段刻度范
围，指针偏转角度在
1 3
满偏到
2 3
满偏之间为测量的有效范
围．
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若出现指针偏转角太小(即指针所指的刻度值过大)应 换用大倍率挡，反之要换用小倍率挡，但换挡后必须进行 欧姆挡调零．
二、易错易混归纳 换欧姆挡位时不必进行机械调零，但必须进行欧姆调 零．
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(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(a)所示，这时电压表的示数如图(b)所示，多用电 表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.