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1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻的零刻度,然后断开表笔,再使指针指向∞刻度处。
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。
(4)选择开关改置“×
100”挡,重新进行欧姆调零。
(5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。
(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
7.研究二极管的单向导电性:
利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻,确定正负极。
8.探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻
欧姆挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
正接时示数很小,反接时示数很大
电容器
指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
电感线圈
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
数据处理与分析
[数据处理]
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积,指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电流和电压时,如果表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。
[误差分析]
1.偶然误差
(1)欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。
(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当挡位。
使指针在中值附近。
2.系统误差
(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。
(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
[注意事项]
1.使用前要机械调零。
2.两表笔在使用时,电流总是“红入”、“黑出”。
3.刻度线有三条:
上为电阻专用,中间为电流、电压、交流、直流共用,下为交流2.5V专用。
4.测电阻时
(1)待测电阻与电路、电源一定要断开。
(2)两手一定不要同时接触两笔金属杆。
(3)指针指中值附近较准,否则换挡。
(4)每换一挡必须重新欧姆凋零。
(5)读出示数要乘以倍率。
(6)电表自带电源、红表笔接电源负极、黑表笔接电源正极。
5.使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
热点一 多用电表的原理及读数
在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路图。
已知选用的电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA,当选择开关接3时为量程250V的电压表。
该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。
(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;
选择开关接3时其读数为________。
(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图所示,则C处刻度应为________Ω。
③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。
(保留两位有效数字)
解析:
(1)选择开关接1时,多用电表为电流表,其满偏电流为10mA,则选用0~100mA的电流刻度线,此时表盘的最小刻度为2mA,则读数为69mA,而电流表满偏电流为10mA,再把该数据缩小为原来的十分之一即为电流表的示数,故为6.9mA。
选择开关接3时,多用电表为电压表,其量程为250V,此时表盘的最小刻度为5V,估读数字出现在最小刻度的本位,故此时电压表读数为173V。
(2)电阻箱读数为5×
10Ω+1×
100Ω=150Ω,此时电表指针指在正中间,此电阻值即为欧姆表的中值电阻,也等于欧姆表的内阻Rg+R1+r。
选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏时,根据欧姆定律有E=Ig(Rg+R1+r)=1.5V。
答案:
(1)6.9mA 173V(172~174V均可)
(2)150 1.5
多用电表的读数技巧
测电阻时(欧姆挡)读数:
除非指针指在刻度盘处每个小格表示1Ω时,要估读到下一位,其余情况都不用估读,电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。
测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5等时,不用估读到下一位
热点二 多用电表的使用
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:
小灯泡(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干。
(1)粗测小灯泡的电阻,应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×
1”、“×
10”或“×
100”);
调零后,将表笔分别与小灯泡的两极连接,示数如图甲所示,结果为________Ω。
丙
(2)实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线。
(3)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端。
为使小灯泡亮度增加,P应由中点向________端滑动。
(4)下表为电压等间隔变化测得的数据。
为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点________间多测几组数据。
(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)
数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
(1)小灯泡的电阻R=
=
=10.4Ω,应选“×
1”倍率的电阻挡,在室温下它的阻值要小于正常工作状态下的阻值,粗测为7.5Ω。
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于a端,能使小灯泡的电压从零开始,并且保证电表不会超过量程而避免损坏。
实验中要使小灯泡亮度增加,就要增大它的工作电压,P应由中点向右端滑动。
(4)a、b之间电流增加了0.122A,其他段电流只增加了0.03A左右,所以需要在a、b之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A,分别测出相应的电压值。
(1)×
1 7.5
(2)如图所示。
(3)左 右 (4)ab
1.在“测金属丝电阻率”实验中:
(1)测长度时,金属丝的起点、终点位置如图(a),则长度为________cm;
(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图(b),则直径为________mm;
(3)用多用电表“×
100”欧姆挡估测其电阻,示数如图(c),则阻值为________Ω;
(4)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,指针位于图(d)位置,则所测电流为________mA;
当选用的量程为250mA的电流挡测量电流时,指针仍位于图(d)位置,则所测电流为________mA;
(5)当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时,表针也位于图(d)位置,则所测电压为________V;
若选用量程为50V的直流电压挡测量电压时,表针位于图(d)位置,则所测电压为________V。
(1)图(a)中,金属丝的长度l=70.50cm-10.00cm=60.50cm;
(2)金属丝直径:
D=1.50mm+48.0×
0.01mm=1.980mm;
(3)欧姆表的示数为500Ω;
(4)选用量程为50mA时,其最小刻度为1mA,故对应的读数为23.0mA;
当选用的量程为250mA时,最小刻度为5mA,故对应的读数为115mA;
(5)选用量程为10V时,其最小刻度为0.2V,故对应的读数为4.6V;
若选用量程为50V,最小刻度为1V,则其读数为23.0V。
见解析
2.某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×
1k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有:
多用电表;
电压表:
量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:
最大阻值5kΩ;
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×
1k”挡,再将红表笔和黑表笔________,调零点。
(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(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乙所示,这时电压表的示数如图丙所示。
多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电压表的读数分别为12kΩ和4.00V。
从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ。
(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,如图丁所示。
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“×
1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ。
(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。
(2)多用电表电流为“红进黑出”,图甲中外电路电流由2到1,所以红表笔应连1端。
(3)多用电表挡位为×
1k,指针指15,则R=15×
1k=15kΩ,由图丙知电压表读数为3.60V。
(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12kΩ。
(5)15kΩ为多用电表电阻挡的中值电阻,中值电阻阻值即内电路阻值,所以电阻“×
1k”挡内部电路的总电阻为15kΩ,设内电路电池电动势为E,则当电压表示数为4.00V时,
,解得:
E=9.00V。
(1)短接
(2)1 (3)15 3.60 (4)12 (5)9.00 15
3.(2014·
重庆卷·
6)某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V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50V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。
图1
图2
(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)。
(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:
(1)因用直流50V挡检测,故满偏时电压为50V,刻度均匀,在图示位置时,读数为11.5(11.2~11.8之间的值均可)V,说明蓄电池正常。
(2)红表笔接b点,断开开关,指针不偏转,闭合开关后多用表读数与原来相同,说明保险丝、开关均正常,发生故障的器件只能为小灯。
(1)11.5(11.2~11.8之间的值均可) 蓄电池
(2)小灯
高考热点专项练(七) 恒定电流
热点一 基本仪器的使用及读数
1.[2014·
海南卷·
11
(1)]现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。
(1)由上图读得圆柱体的直径为________mm,长度为____________cm。
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=________。
(1)螺旋测微器的读数为1.5mm+
×
34.4=1.844mm(1.842~1.846范围内的均给分);
游标卡尺的读数为42mm+
8=42.40mm=4.240cm。
(2)圆柱体的横截面积为S′=π
2,电阻定律R=ρ
和欧姆定律R=
可知,ρ=
。
(1)1.844 4.240
(2)
2.如图所示,为研究一台微型电动机性能的电路,调整可变电阻R的阻值,直到电动机停止转动,这时两个电表的示数如图甲、乙所示。
重新调整R的阻值使电动机正常运转,这时两个电表的示数如图丙、丁所示。
则由两个电表的示数可知,电动机正常运转时消耗的电功率为________W,这时它的输出功率为________W。
如图所示的电路中,当电动机停止转动时,由图甲、乙的示数可测得电动机内电阻的值为
r=
=4.0Ω
当电动机正常运转时,由图丙、丁的示数可测得电动机消耗的电功率P=U2I2=24.0×
2.00=48.0W,这时它的输出功率为
P出=P-I
r=48.0-2.002×
4.00=32.0W
48.0W 32.0W
热点二 以伏安法测电阻为核心考查电学实验
山东卷·
22)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。
该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×
10-8Ω·
m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实验长度。
可供使用的器材有:
电流表:
量程0.6A,内阻约0.2Ω;
量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值20Ω;
定值电阻:
R0=3Ω;
电源:
电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干。
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V。
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)
根据串、并联电路的特点,电阻定律以及欧姆定律解决问题。
(1)根据R=ρ
,得铜导线的阻值约为Rx=1.7Ω,即Rx+R0=4.7Ω。
实验中的滑动变阻器若选R1,则当滑动变阻器滑片移至a端时,电压表的示数约为3V,若滑动变阻器滑片向右移动,电压表示数变大,超过电压表量程,故实验中的滑动变阻器应选R2。
闭合开关S前应使电路中的电阻最大,故滑动变阻器滑片应移至a端。
(2)连线如图所示。
(3)电压表的示数为2.30V。
(4)根据欧姆定律,铜导线与R0的串联电阻R=
Ω=4.6Ω,所以铜导线的电阻Rx=R-R0=1.6Ω。
根据Rx=ρ
得导线长度l=
m≈94m。
(1)R2 a
(2)如图所示 (3)2.30(2.29~2.31均正确) (4)94(93~95均正确)
4.如图甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势12V,内阻忽略不计)。
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大,具体实验步骤如下:
①闭合S,调节滑动变阻器R和电阻箱R1,使A2示数I2=0.20A,记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1;
②重复步骤①且使A2示数仍为I2=0.20A,测量多组R1和I1值;
③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:
(1)现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)
B.电流表(0~3mA,内阻未知)
C.电流表(0~0.3A,内阻为10Ω)
D.电流表(0~0.3A,内阻未知)
请根据实验过程判断A1应选用________,A2应选用________(填写选项字母)。
(2)在图乙中的坐标纸上画出R1与
的关系图。
(3)根据以上实验数据得出Rx=________Ω。
(1)根据所给数据以及Rx和R1的电阻值差距不大,在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大,两电流表均选用量程为0.3A的电流表;
由串并联电路的特点,可知:
(Rx+RA2)I2=(R1+RA1)I1,可得:
R1=(Rx+RA2)I2
-RA1,在R1-
图象中,图线的斜率k=(Rx+RA2)I2,因此需要知道RA2的阻值,故电流表A1选用D,电流表A2选用C。
(3)由k=(Rx+RA2)I2,可得:
Rx=
-RA2=40Ω。
(1)D C
(2)如图所示 (3)40
热点三 以测电源的电动势和内阻为核心的电学实验
5.(2015·
江苏)小明利用如题所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。
(1)图中电流表的示数为________A。
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
U(V)
1.45
1.36
1.27
1.16
1.06
I(A)
0.12
0.20
0.28
0.36
0.44
请根据表中的数据,在图所示的方格纸上作用U-I图线。
由图线求得:
电动势E=________V;
内阻r=________Ω。
(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。
其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为________。
(1)由图可知,电流表的量程为0.6A,精度为0.02A,因此电流表的示数为0.02A×
22=0.44A。
(2)由图象与纵轴的截距得电动势为1.60V,斜率即内阻为r=
Ω=1.22Ω。
(3)如果一直保持电路闭合,干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。
(1)0.44
(2)U-I图线如图 1.60(1.58~1.62都算对) 1.2(1.18~1.26都算对)
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大
6.为了测定一节干电池的电动势和内阻,实验室提供了下列器材:
A.待测干电池(电动势1.5V左右,内阻不超过1.5Ω)
B.电流表A1(量程0~2mA,内阻为10Ω)
C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻R3=990Ω
G.开关、导线若干
(1)请在以上提供的器材中选择所需器材设计测量电路,在虚线框内补画出完整的电路原理图。
(要求在电路图中标明所使用器材)
(2)根据合理的设计电路测量数据,电流表A1的示数记为I1,电流表A2的示数记为I2,某同学测出了6组I1、I2的数据,并已描绘出如图所示的I1和I2的关系图线。
根据已描绘出的图线,可得被测干电池的电动势为________V,内阻为________Ω。
(1)测量干电池的电动势和内电阻常用方法为伏安法、伏阻法和安阻法,由于实验未提供电阻箱,故只能用伏安法。
器材中未提供电压表,但有内阻已知的小量程电流表和定值电阻,可将其串联改装为电压表使用,另一电流表量程为0.6A,故电路中电阻不能太大,故滑动变阻器选择R1,干电池内阻较小,故电流表内接。
(2)由欧姆定律可知,电源两端电压与电流表A1示数关系为U=I1(Rg+R3),因此图象中纵坐标的数值与电压的数值相等,由U≈E-I2r可知,纵截距为电源电动势,故E=1.48V;
Ω=0.80Ω。
(1)如图
(2)1.48(1.47~1.49均对) 0.79(0.77~0.81均对)
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- 欧姆