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1、第13讲电学实验与创新总纲目录考点一多用电表的原理及使用考点二实验器材与电路连接问题考点四电学创新实验考点三电路的设计与实验数据的处理考点一 多用电表的原理及使用1.(2019课标Ⅰ,23,10分)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表
2、的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)图(c)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。答案
3、(1)连线如图所示(2)C (3)AC (4)解析本题考查了电学实验中的电表改装的相关知识;考查了考生的实验能力、分析推理能力,体现了物理核心素养中的科学探究要素,以及科学态度与责任。(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值电阻R与微安表并联。实物连线如答案图所示。(2)当标准毫安表示数为16.0mA时,微安表示数为0.16mA,故当微安表指针满偏时,测量的电流值应为25mA,选项C正确。(3)出现上述现象的原因可能有两个:一是并联电阻R偏小;二是微安表内阻测量值偏小。故选A、C。(4)设微
4、安表内阻为R0,满偏电流为I0,改装成量程为I的电流表时并联电阻R=R0,故I=25mA与I'=20mA对应的并联电阻的关系为R'=R,代入数值得k==。2(2019课标Ⅲ,23,10分)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度,可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=
5、1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、。图(b)(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位
6、置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Ω。答案(1)连线如图 900R1(2)45 5 (3)0 35000.0解析本题考查了欧姆表的改装及电阻箱的读数,考查了学生的实验能力,体现了科学思维中的科学推理素养要素,渗透了实践的价值观念。(1)由题意知改装的欧姆表的中值电阻即内阻为15kΩ,即R0+rg+r+R=15kΩ,故R=15kΩ-14kΩ-98.5Ω-1.5Ω=900Ω。由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于R2的最大阻值,故只能选用R1。(2)由闭合电路的欧姆定律有:1.5V=25μA×(Ra+15kΩ),
7、1.5V=75μA×(Rb+15kΩ),解得Ra=45kΩ,Rb=5kΩ。(3)红、黑表笔短接,进行欧姆调零。由图得电阻箱的读数为3×10kΩ+5×1kΩ+0×100Ω+0×10Ω+0×1Ω+0×0.1Ω=35000.0Ω。1.使用多用电表的几个注意事项(1)电流的流向:由于使用多用电表时不管测量什么,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“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“
8、0”位置,用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整。(3)测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。(4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开,不要用手同时接触多用电表的两支表笔。(6
