专题六第2讲电学实验

第2讲 电学实验

1.电流表、电压表、欧姆表的比较 仪器

极性 量程选择 读数 电流表 有正、负接线柱

的电表，电流由

电表的正接线柱流入，负接线柱流出 使指针指示超过满偏刻度13的位置 3 V 和3 A 量程估读到最小分度的110；15 V 量程估读到最小分度的15；0.6 A 量程估读到最小分度的12 电压表

欧姆表 使指针尽量指在表盘的中间位置 表盘读数乘以相应挡位的倍率

2.使用多用电表的“三注意”

(1)电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

(2)区分“机械凋零”和“欧姆调零”：“机械调零”使指针指在表盘刻度左侧“0”位置，调整表盘下边的中间定位螺丝；“欧姆调零”使指针指在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整欧姆凋零旋钮。

(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针示数过大或过小均有较大误差，

指针偏转角度在13满偏到23满偏之间读数较准确，例：待测电阻约为2 kΩ，应选用“×100”挡。

3.电流表内、外接法的区分与选择

比较项目

电流表内接法 电流表外接法

电路

误差来源

电流表的分压 电压表的分流 测量结果

R 测＝U I >R x ，偏大 R 测＝U I

R x ≫R A (测大电阻) R V ≫R x (测小电阻) 4.分压式与限流式的区分

比较项目限流式接法分压式接法

电路

电压调节

的范围

R x

R x＋R0

E～E 0～E

电能损耗较少较多

1.(2017·全国卷Ⅲ，23)图1(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和

2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡。

图1

(1)图1(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。

(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。

A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为____________。(结果均保留3位有效数字) 解析(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。

(2)R 6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。

(3)换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以

R 1＋R 2＝I g R g I －I g

＝160 Ω； 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R 1、R 2并联组成新表头，新表头的内阻

r ＝（R 1＋R 2）R g R 1＋R 2＋R g

＝120 Ω， 新表头的量程是1 mA ，所以

R 4＝U 1I 1－r ＝11×10－3

Ω－120 Ω＝880 Ω (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B 端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5 mA 的电流表，则读数为1.47 mA ；若此时B 端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为11.0×100 Ω即1.10×103 Ω；若此时B 端与“5”相连接，多用电表是量程为5 V 电压表，则读数为2.95 V 。

答案 (1)黑 (2)B (3)160 Ω 880 Ω (4)1.47 mA

1.10×103 Ω

2.95 V

2.(2017·全国卷Ⅰ，23)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压

3.8 V ，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V ，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A ，内阻0.5 Ω)；固定电阻R 0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R (阻值0～9.0 Ω)；电源E (电动势5 V ，内阻不计)；开关S ；导线若干。

(1)实验要求能够实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图2(a)所示。

图2

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W。(结果均保留2位小数)

解析(1)电压表量程为3 V，要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电

压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡的电阻R L＝U

I＝

3.8

0.32Ω＝11.875

Ω，所以R L

R A＜R V

R L，故电流表用外接法，如图所示。

(2)由I－U图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻

随电流的增大而增大，根据电阻定律R＝ρl

S知，灯丝的电阻率增大。

(3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E＝U＋I(R＋r)得U＝－10I＋4，作出图线①如图所示。

由交点坐标可得U1＝1.78 V，I1＝221 mA，P1＝U1I1＝0.39 W；当滑动变阻器电

阻值R＝0时，灯泡消耗的功率最大，由E＝U＋I(R＋r)得I＝－

1

R＋r

U＋

E

R＋r

，