物理第八章 恒定電流 24 電學實驗(2)

第第2424講電學實驗講電學實驗(2)(2)-3-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升練習使用多用電表1.實驗原理圖-4-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.實驗目的(1)了解多用電表的構(gòu)造和原理,掌握多用電表的使用方法。(2)會使用多用電表測量電壓、電流和電阻。(3)會使用多用電表測量二極管的正、反電阻,判斷二極管的正、負極。(4)會用多用電表探索黑箱中的電學元件。3.實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、導線、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個等。-5-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升4.實驗步驟(1)觀察多用電表的外形,認識選擇開關(guān)的測量項目及量程。(2)檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置,若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。(3)將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。(4)測量小燈泡的電壓:按如圖所示連好電路;選擇直流電壓擋合適的量程,將多用電表選擇開關(guān)旋到相應位置;用紅、黑表筆使多用電表跟小燈泡并聯(lián),注意使電流從“+”插孔流入多用電表,從“-”插孔流出多用電表,檢查無誤后再閉合開關(guān)S;根據(jù)擋位所指的量程以及指針所指的刻度值,讀出電壓表的示數(shù)。-6-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(5)測量小燈泡的電流:按如圖所示連好電路;選擇電流擋合適的量程,將多用電表選擇開關(guān)旋到相應位置;測量時應使電表與待測電路串聯(lián),使電流從紅表筆流入(即紅表筆接與電源正極相接的一端),從黑表筆流出(即黑表筆接與電源負極相接的一端),檢查無誤后再閉合開關(guān)S;根據(jù)擋位所指的量程以及指針所指的刻度值,讀出電流表的示數(shù)。-7-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(6)測量定值電阻:根據(jù)被測電阻的大約阻值,選擇合適的倍率,把兩表筆短接,觀察指針是否指歐姆表的“0”刻度,若不指歐姆表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆表的調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);讀出指針在刻度盤上的數(shù)值,觀察選擇開關(guān)所對應的歐姆擋的倍率,用讀數(shù)乘以倍率,即得測量結(jié)果;測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。-8-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(7)研究二極管的單向?qū)щ娦?測正向電阻:用多用電表的電阻擋,選擇開關(guān)撥到“10”的位置上,將兩表筆短接進行電阻擋調(diào)零后,將黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負極,穩(wěn)定后讀取示數(shù)并乘上倍率求出正向電阻;測反向電阻:將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋(例如“1 k”),變換擋位后,須再次把兩表筆短接調(diào)零,將黑表筆接觸二極管的負極,紅表筆接觸二極管的正極,穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出反向電阻。-9-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(8)探索黑箱內(nèi)的電學元件 (9)整理實驗器材。 -10-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.(多用電表操作與讀數(shù))(1)在做使用多用電表的實驗中,將兩表筆分別與待測電阻相接,當將圖甲中的旋鈕B打在“100 ”擋時,發(fā)現(xiàn)指針位置如下圖所示,則應將旋鈕B轉(zhuǎn)至(選填“1 k”或“10 ”)擋。 -11-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(2)若旋鈕B已轉(zhuǎn)到正確的位置,然后將兩表筆短接時,再旋轉(zhuǎn)(選填“A”“B”或“C”),使指針對準電阻的“0 ”刻度線。最后,再將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖乙所示,則該電阻值為 。 (3)全部測量結(jié)束后,應把圖甲中的旋鈕B撥到OFF擋或者(填字母)。 A.DCV500擋B.DCmA500擋C.ACV500擋-12-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升答案 (1)10 (2)C120(3)C解析 (1)指針偏轉(zhuǎn)角度大,說明被測量的電阻較小,應換用小倍率電阻擋,故應填10 。(2)歐姆換擋后需要進行電阻調(diào)零,兩表筆短接時,再旋轉(zhuǎn)電阻調(diào)零旋鈕C,電阻值為表盤讀數(shù)與倍率相乘,為120 。(3)全部測量結(jié)束后,應把甲中的旋鈕B撥到OFF擋或者交流電壓最大擋。-13-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.(多用電表檢查電路故障)某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖甲所示,該電路用12 V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。-14-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(1)斷開開關(guān),紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示,讀數(shù)為_V,說明題中(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點,斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)。 答案 (1)11.5(11.211.8均正確)蓄電池(2)小燈解析 (1)斷開開關(guān),電壓表直接測量電源兩端的電壓,有示數(shù)且接近電源電動勢,說明電源正常。(2)紅表筆接b點,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)與(1)中相同,說明電路仍然處于斷路狀態(tài),而開關(guān)是閉合的,因此可以確定是小燈發(fā)生斷路故障。-15-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升3.(多用電表探測黑箱內(nèi)的電學元件)如圖所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。(1)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 -16-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(2)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關(guān)旋至“1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表,請在黑箱圖中畫出一種可能的電路。答案 (1)短暫(2)見解析圖甲或乙 -17-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升解析 (1)為防止a、b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時燒壞電表,應采用“點觸”方式。(2)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管;因黑箱內(nèi)只有三個阻值相等的電阻,由表內(nèi)數(shù)據(jù)b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故可判斷出電路如圖甲或圖乙所示。-18-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.歐姆表操作(1)注意區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。(2)在測電阻時,應注意不要用手接觸表筆的金屬桿;待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結(jié)果,甚至可能損壞電表。(3)測電阻時每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。(4)使用完畢,選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。長期不用,應把表內(nèi)電池取出。(5)電流的實際方向應為“紅入黑出”。-19-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.多用表讀數(shù)(1)歐姆表刻度盤不同于電壓表、電流表刻度盤,左“”右“0”,刻度不均勻,左密右疏。(2)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)再乘以該擋的倍率,電流擋、電壓擋是量程范圍擋。(3)由于歐姆擋表盤難以估讀,測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘以相應的倍率。(4)測量電壓、電流時,指針偏到滿偏刻度 以上位置誤差較小,測量電阻時,指針偏到中間刻度左右處誤差較小。-20-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升3.斷路故障的檢測方法(1)將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用。將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞。在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷路。(2)將多用電表撥到電流擋作為電流表使用。將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)將多用電表撥到歐姆擋作為歐姆表使用。將各元件與電源斷開,然后接到紅黑表筆間,若有阻值說明元件完好,若電阻無窮大說明此元件斷路。-21-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升4.短路故障的檢測方法將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路。-22-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.實驗原理圖-23-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升2.實驗目的(1)掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。(2)會用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻,進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解。3.實驗原理本實驗的依據(jù)是閉合電路歐姆定律。實驗電路圖如上圖所示,改變滑動變阻器的阻值,從電壓表、電流表中讀出幾組U、I值,記錄在表格中。用解析法或圖象法處理數(shù)據(jù)。4.實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙和刻度尺。-24-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升5.實驗步驟(1)確定電流表、電壓表的量程,按電路圖把器材連接好。(2)將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大。(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄電流表和電壓表的示數(shù)。(4)用與步驟(3)同樣的方法測量并記錄6組左右U、I值。(5)斷開開關(guān),整理好器材。-25-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升6.數(shù)據(jù)處理(1)由解析法求解E和r,由U=E-Ir解得E、r。(2)由圖象法求解E和r,將實驗中測得的U、I值在U-I圖中描點作圖,如圖所示。圖線與縱軸交點為E;圖線的斜率表示內(nèi)阻r。-26-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升7.注意事項(1)器材及量程的選擇:為了使路端電壓變化明顯,可使用內(nèi)阻相對較大的舊電池。實驗用的是一節(jié)干電池,因此實驗時一般采用量程03 V的電壓表。電流不要過大,故電流表量程選00.6 A。干電池的內(nèi)阻較小,為了獲得變化明顯的路端電壓,滑動變阻器選擇阻值較小一點的。-27-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升(2)電路的選擇:由于電流表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻比較接近,所以電流表應采用內(nèi)接法,如圖所示。(3)實驗操作:電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重,電動勢E會明顯下降,內(nèi)阻r會明顯增大,因此,實驗中不要將電流調(diào)得過大,電表讀數(shù)要快,每次讀完后應立即斷電。-28-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升(4)數(shù)據(jù)處理:干電池內(nèi)阻較小時,U的變化較小,往往呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況,為此,可使縱坐標不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始,如圖乙所示。-29-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升1.(實驗器材的選擇與操作)用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V,內(nèi)阻約1 )的電動勢和內(nèi)阻,除待測電池組、開關(guān)、導線外,還有下列器材供選用:A.電流表:量程0.6 A,內(nèi)阻約1 B.電流表:量程3 A,內(nèi)阻約0.2 C.電壓表:量程3 V,內(nèi)阻約30 kD.電壓表:量程6 V,內(nèi)阻約60 kE.滑動變阻器:01 000 ,額定電流0.5 AF.滑動變阻器:020 ,額定電流2 A(1)為了使測量結(jié)果盡量準確,電流表應選用,電壓表應選用,滑動變阻器應選用。(均填儀器前的字母代號)-30-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升(2)圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小,還需在電路中用導線將和相連、和相連、和相連(均填儀器上接線柱的字母代號)。 -31-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升答案 (1)ADF(2)adcgfh解析 (1)因三節(jié)干電池的電動勢約為4.5 V,故電壓表應選D;因干電池放電電流不宜超過0.5 A,故電流表應選A;由電壓表和電流表的測量范圍可知滑動變阻器選用F即可。(2)本實驗的實驗電路應如圖所示。為了連接成如圖所示的實驗電路,還需要用導線將a與d、c與g、f與h相連。-32-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升2.(電路圖與實驗數(shù)據(jù)處理)做測量電池的電動勢和內(nèi)阻實驗。(1)某同學實驗電路如圖甲所示,閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片向右移,兩表的示數(shù)變化是(填字母)。 A.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小B.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)不變C.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)不變D.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)增大-33-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升(2)他將電路錯誤改正后,繼續(xù)操作,得到實驗數(shù)據(jù)如表,請在圖乙的方格紙上畫出U-I圖線。-34-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升(3)利用圖線可求出電池組的電動勢和內(nèi)阻分別為、(保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)D(2)如下圖(3)2.9 V0.69 -35-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升3.(測定電池電動勢和內(nèi)阻的其他方法)為了測量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)阻,某同學設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路,其中R為電阻箱,R0=5 為保護電阻。(1)按照圖甲所示的電路圖,某同學已經(jīng)在圖乙所示電路中完成部分導線的連接,請你完成余下導線的連接。-36-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升-37-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升答案 (1)如圖所示(2)2.91.1(或1.2) -38-基礎(chǔ)夯實精準歸納題組突破強化提升