物理第八章 恒定電流 24 電學(xué)實驗(2)

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1、第第2424講電學(xué)實驗講電學(xué)實驗(2)(2)-3-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升練習(xí)使用多用電表1.實驗原理圖-4-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.實驗?zāi)康?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(fù)極。(4)會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。3.實驗器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、導(dǎo)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(rèn)識選擇開關(guān)的測

2、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(jìn)行機(jī)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(yīng)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?biāo)傅目潭戎?讀出電壓表的示數(shù)。-6-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)位置;測量時應(yīng)使電表與

3、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(fù)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?biāo)傅目潭戎?讀出電流表的示數(shù)。-7-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)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

4、流電壓最高擋或“OFF”擋。-8-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(jìn)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(fù)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(fù)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升(8)探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 (9)整理實驗器材。 -10-基礎(chǔ)

5、夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(dāng)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(yīng)將旋鈕B轉(zhuǎn)至(選填“1 k”或“10 ”)擋。 -11-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)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(yīng)把圖甲中的旋鈕B撥到OFF擋或者(填字母)。 A.DCV500擋B.DCmA

6、500擋C.ACV500擋-12-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)換用小倍率電阻擋,故應(yīng)填10 。(2)歐姆換擋后需要進(jìn)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(yīng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(dǎo)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

7、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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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

8、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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(xué)元件)如圖所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用電表對其進(jìn)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(yīng)(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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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

9、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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.歐姆表操作(1)注意區(qū)分“機(jī)械零點”與“歐姆零點”。(2)在測電阻時,應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿;

10、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(yīng)把表內(nèi)電池取出。(5)電流的實際方向應(yīng)為“紅入黑出”。-19-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)的倍率。(4)測量電壓、電流時,指針偏到滿偏刻度 以

11、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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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

12、窮大說明此元件斷路。-21-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升2.實驗?zāi)康?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(jìn)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

13、流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。-24-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組

14、突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)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(yán)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(yīng)立即斷電。-28-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化

15、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(biāo)不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始,如圖乙所示。-29-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(dǎo)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

16、電流2 A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用。(均填儀器前的字母代號)-30-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(dǎo)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(yīng)選D;因干電池放電電流不宜超過0.5 A,故電流表應(yīng)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(yīng)如圖所示。為了連接成如圖所示的實驗電路,

17、還需要用導(dǎo)線將a與d、c與g、f與h相連。-32-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(xué)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(xué)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(hù)電阻。(1)按照圖甲所示的電路圖,某同學(xué)已經(jīng)在圖乙所示電路中完成部分導(dǎo)線的連接,請你完成余下導(dǎo)線的連接。-36-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升-37-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)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(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升