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2014届高考物理二轮复习专题讲义：专题七 物理实验 第2讲 电学实验
一、电学量测量仪器
1．电流表、电压表、欧姆表的对比 仪器 极性 量程选择 使指针指示比满偏刻1度多的位置 3读数 若最小分度为1、0.1、0.01等，需电流表 有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负电压表 欧姆表 2．实验原理
(1)电路：欧姆表是多用电表电阻挡的一个挡位，电路如图7－2－1所示。
极流出 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等的只需要读到最小分度位即可 取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率
图7－2－1
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。
E
(2)调零：当红、黑表笔短接时，表头电流表指针满偏，此时Ig＝。
R＋Rg＋r
E
(3)测量：当红、黑表笔之间接电阻Rx时，电路中电流I＝，R的一个值对
R＋Rg＋r＋Rxx
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“中值电阻”。
二、电流表的内外接法选择 1．两种接法的比较
比较项目 电路 误差原因 电流表内接法 由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大 UR测＝＝RA＋Rx>Rx I电阻的测量值大于真实值 量值偏大 电流表外接法 由于电压表内阻的分流作用，电流表测测量结果 URVR测＝＝R RVRxRVRx＜，Rx为大电阻，内接法误差小应选用内接法；若＞，Rx为小电阻，外接RxRARxRA 法误差小应选用外接法。 (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 (3)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较看电流表、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。 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 方式 内容 两种接法 电路图 负载Rx 上电压调 节范围 RxE≤U≤E Rx＋R00≤U≤E 分压电路调节范围大 限流接法 分压接法 对比 说明 RARx及的大小时，可采用电压表试触法RxRV 串、并联关系不同 负载Rx 上电流调 节范围 闭合S前 触头位置 额定条件 下电路总 功率 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。 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。 EI E(I＋IP) 分压电路耗能较多 b端 a端 都起保护作用 EE≤I≤ RxRx＋R0E0≤I≤ Rx分压电路调节范围大 [典例] (2013·新课标全国卷Ⅰ)某学生实验小组利用图7－2－2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： 图7－2－2 多用电表； 电压表：量程5 V，内阻十几千欧； 滑动变阻器：最大阻值5 kΩ； 导线若干。 回答下列问题： (1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。 (2)将图7－2－2中多用电表的红表笔和________(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7－2－3甲所示，这时电压表的示数如图乙所示，多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______V。 图7－2－3 (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12.0 kΩ和4.00 V。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7－2－4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。 图7－2－4 [解析] (1)使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故应将两表笔短接进行调零。 (2)电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1”。 (3)从图可以看出指针指向欧姆挡15.0位置，电阻挡为“×1 k”，故读数为15.0 kΩ；由于电压表量程为5 V，指针所指位置为3.60，故读数为3.60 V。 (4)当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，多用电表读数即为电压表内阻，所以电压表内阻为12.0 kΩ。 E (5)设多用电表内电池的电动势为E、多用电表内阻为R，由第(3)、(4)问可知 R＋15.0 kΩ＝ 3.60 VE4.00 V ，＝，两式联立解得：E＝9.00 V，R＝15.0 kΩ。 12.0 kΩR＋12.0 kΩ12.0 kΩ [答案] (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0 一、方法技巧要用好 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就应该选×10的倍率； (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。 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。 (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。 (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12 角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围。 33 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、易错易混要明了 换欧姆挡位时不必进行机械调零，但必须进行欧姆调零。 (2013·陕西高三质检)一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图7－2－5所示，则该电阻的阻值是________ Ω。