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1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題22 多用電表 測量電源的電動勢和內(nèi)阻
課時安排:2課時
教學(xué)目標(biāo):1.知道歐姆表測量電阻的原理,練習(xí)使用多用電表測電阻
2.知道測量電源的電動勢和內(nèi)阻的原理,掌握數(shù)據(jù)的處理方法
本講重點:1.歐姆表測量電阻的原理
2.測量電源的電動勢和內(nèi)阻
本講難點:測量電源的電動勢和內(nèi)阻
考點點撥:1.歐姆表測量電阻的原理
2.歐姆表的使用
3.測量電源的電動勢和內(nèi)阻
第一課時
由(3)式可知每一個Rx都有一個對應(yīng)的電流值I,如果在刻度盤上直接標(biāo)出與I對應(yīng)的Rx的值,那么當(dāng)紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端,就可以從表盤上直接讀出它的
2、阻值。
由上面的(2)可知,電流和電阻的非線性關(guān)系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應(yīng)的電阻刻度是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿刻度處。
(7)將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端,讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值,并與標(biāo)準(zhǔn)值比較,然后斷開表筆。
(8)將選擇開關(guān)置于歐姆擋的“100”擋,重新調(diào)整歐姆零點,然后測定幾百歐、幾千歐的電阻,并將測定值與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較。
測二極管的正、反向電阻
(9)首先弄清兩個問題:
①二極管的單向?qū)щ娦浴H鐖D2.8-10:電流從正極流入電阻較小,從正極流出時電阻較大。
②歐姆表中電流的方向。從黑表筆流出,經(jīng)過待測電阻,從紅表筆流入。
(
3、10)測正向電阻:將選擇開關(guān)置于歐姆表的“×10”擋,短接紅、黑表筆,轉(zhuǎn)動調(diào)整歐姆零點的旋鈕,使指針指向歐姆表刻度的零位置。黑表筆接二極管正極、紅表筆接二極管負(fù)極,(如圖2.8-11)讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值。乘以倍率,記下正向阻值。
(11)測反向電阻:將選擇開關(guān)置于歐姆表的“×1000”擋,短接紅、黑表筆,轉(zhuǎn)動調(diào)整歐姆零點的旋鈕,使指針指向歐姆表刻度的零位置。黑表筆接二極管負(fù)極、紅表筆接二極管正極(如圖2.8-12),讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值。乘以倍率,記下反向阻值。
(12)實驗完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。
【注意事項】
(1)多用電表
4、在使用前,一定要觀察指針是否指向電流的零刻度。若有偏差,應(yīng)調(diào)整機械零點;
(2)合理選擇電流、電壓擋的量程,使指針盡可能指在表盤中央附近;
(3)測電阻時,待測電阻要與別的元件斷開,切不要用手接觸表筆;
(4)合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡可能指在表盤中央附近;
(5)換用歐姆檔的量程時,一定要重新調(diào)整歐姆零點;
(6)要用歐姆檔讀數(shù)時,注意乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù);
(7)實驗完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。長期不用,應(yīng)將多用電表中的電池取出。
5.測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗步驟:
(1)確定電流表、電壓表的量程,按照電路原理圖把器材連
5、接好。
(2)把滑動變阻器滑片移到電阻最大的一端。
(3)閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù),用同樣方法測量并記錄幾組I、U值。
(4)斷開電鍵,整理好器材。
(5)數(shù)據(jù)處理:在坐標(biāo)紙上作U-I圖,求出E、r
(二)重難點闡釋
測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,實驗數(shù)據(jù)處理是一個難點。原則上,利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果,但這樣做誤差會比較大,為此,我們可以多測幾組求平均,也可以將數(shù)據(jù)描在圖上,利用圖線解決問題。
利用圖線處理數(shù)據(jù)時,要明確:
(1)圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓,它反映的是:當(dāng)電流強度I增大時,路端電壓U將
6、隨之減小,U與I成線性關(guān)系,U=E-Ir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì),所以也叫電源的外特性曲線。
說明:①兩個截距點均是無法用實驗實際測到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確,可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始,計算r時選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點求得。
二、高考要點精析
(一)歐姆表測量電阻的原理
☆考點點撥
見知識整合。
用它測量電阻Rx時,當(dāng)指針指在表盤中央時
得
故能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是5kΩ附近。選項B正確。
☆考點精煉
1.如圖是歐姆表的工作原理圖。
(1)若表頭的滿偏電流為
7、Ig=500μA,干電池的電動勢為1.5V,把靈敏電流表的電流刻度值對應(yīng)的歐姆表電阻值填在下表中:
電流刻度
0
50μA
100μA
200μA
250μA
300μA
400μA
500μA
電阻刻度
(2)這只歐姆表的總內(nèi)阻為 Ω,表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3時,待測電阻為 Ω.
(二)歐姆表的使用
☆考點點撥
使用歐姆表測電阻時,待測電阻要與別的元件斷開,切不要用手接觸表筆;使用前調(diào)整歐姆零點;合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡可能指在表盤中央附近;換用歐姆檔的量程時,一定要重新調(diào)整歐姆零點;讀數(shù)時,注意乘以選擇開關(guān)
8、所指的倍數(shù);實驗完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。長期不用,應(yīng)將多用電表中的電池取出。
第二課時
(三)測量電源的電動勢和內(nèi)阻
☆考點點撥
見知識整合。
答案:B 、A電壓表量程過大,讀數(shù)誤差較大;A 、B變阻器額定電流過小,調(diào)節(jié)不方便。
【例5】測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r(E約為4.5V,r約為1.5Ω)。
器材:量程3V的理想電壓表V,量程0.5A的電流表A(具有一定內(nèi)阻),固定電阻R=4Ω,滑線變阻器R/,電鍵K,導(dǎo)線若干。
①畫出試驗電路原理圖。圖中的元件需要用題目中給出的符號或字母標(biāo)出。
②實驗中,當(dāng)電流表讀數(shù)I1
9、時,電壓表讀數(shù)為U1;當(dāng)電流表讀數(shù)I2時,電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= ,r= (用I1、I2、U1、U2及R表示)
☆考點精煉
3.在“伏安法測干電池的電動勢和電阻”實驗中,通過改變滑動變阻器電阻大小,測量并記錄多阻端電壓和相應(yīng)電流值,某同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,與預(yù)想的實驗結(jié)果不一致。由試驗數(shù)據(jù)來分析,他所連接的電路可能是下列電路圖中的 ( )
U/V
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
I/A
0.18
0.21
0.25
0.27
0.3
10、0
0.33
4.某同學(xué)利用如圖(1)所示電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻.實驗中電表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響很小,均可以忽略不計.閉合電鍵S后,變阻器的滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過程中,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化情況分別如圖(2)的U-I圖象中直線a、b所示.
(1)若滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過程中,電壓表的示數(shù)一直增大,可知滑動端P由_____端滑到_______端;(用電路圖中的字母表示)
(2)用畫線代表導(dǎo)線,將上面實物圖中各元件按圖(1)連接成實驗電路;
(3)通過分析可知,其中圖(2)中圖線_______(填a或b)表示電壓表示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化關(guān)
11、系;
(4)根據(jù)U-I圖象中坐標(biāo)軸所標(biāo)出的數(shù)據(jù),可以求出電源電動勢E=________,內(nèi)阻r=___________(用圖中給出的坐標(biāo)值表示).
5.用電流表和電壓表測二節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r,讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標(biāo)于坐標(biāo)圖上,如圖甲所示。
(1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)在圖上描出U—I圖線。由此求得:E=______V,r=______Ω。(均保留二位有效數(shù)字)。
(2)把圖乙的實驗器材連成實驗開始時的線路。
考點精煉參考答案
同理可求出,100μΑ,200μΑ,250μΑ,300μΑ,400μΑ時對應(yīng)的電阻分別為:
1.2×104 Ω,4.5×103 Ω,3
12、×103 Ω,2×103 Ω,750Ω.
(2)當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3處時
Ω
2.BD
3.B
三、考點落實訓(xùn)練
1.一學(xué)生用多用電表測電阻。他在實驗中有違反使用規(guī)則之處。他的主要實驗步驟如下:
①選擇開關(guān)扳到“×1k歐姆檔上;
②把表筆插入測試筆插孔中,先把兩根表筆相接觸,旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕,使指針指在電阻刻度的零位上;
③把兩跟表筆分別與某一待測電阻的兩端相接,發(fā)現(xiàn)這時指針幾乎滿偏;
④換用“×100”的歐姆擋,發(fā)現(xiàn)這時指針的偏轉(zhuǎn)適中,隨即記下歐姆數(shù)值;
⑤把表筆從測試筆插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原處,實驗完畢。
這個學(xué)生在測量時已注意
13、到:待測電阻與其他元件和電源斷開,不用手碰表筆的金屬桿。這個學(xué)生在實驗中違反了那一或那一些重要的使用規(guī)則?
答:
2.某人用多用電表按正確步驟測量一電阻阻值。指針指示位置如圖所示。則這電阻阻值是 。如果要用這多用表測量一個約200Ω的電阻,為了測量比較準(zhǔn)確,選擇開關(guān)應(yīng)選歐姆檔的 。
3.用多用電表測量如圖所示的電路中通過燈泡的電流時,首先把選擇開關(guān)撥到_______擋,然后把多用電表 聯(lián)在電路中,則電流應(yīng)從 表筆流入,從 表筆流出。
4.下列說法正確的是( )
A.歐姆表的每一擋的測量范圍是從0到∞
B
14、.用不同擋次的歐姆表測量同一電阻的阻值,誤差大小是一樣的
C.用歐姆表測電阻,指針越接近刻度盤中央時,誤差越大
D.用歐姆表測電阻,選不同量程時,指針越靠近右邊誤差越小
5.在利用伏安法測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,某同學(xué)的實際連線圖,如圖a所示。(2)將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內(nèi),就構(gòu)成了簡單的“水果電池”,其電動勢約為1.5V。可是這種電池并不能點亮手筒上額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡,原因是通過小燈泡的電流太小了,經(jīng)實驗測得還不足3mA?,F(xiàn)使用量程合適的電壓表、電流表以及滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等實驗器材,盡量精確地測定“水果電池”的電動勢和內(nèi)阻.
①請畫
15、出應(yīng)采用的電路原理。
②滑動變阻器有兩種規(guī)格:A(0~10Ω)、B(0~3kΩ)。實驗中應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動變阻器?為什么?
答: 。
③在實驗中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值,經(jīng)描點、連線得到的U一I圖象如圖所示。根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù),得到“水果電池”的電動勢和內(nèi)阻分別為E=____V,r=___Ω。
7.在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中某同學(xué)所用電路圖如圖(1)和測得的數(shù)據(jù)如下:
1
2
3
4
5
6
U/V
1.42
1.36
16、
1.08
1.21
1.14
1.07
I/A
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
圖(1)
0.20
0
1.00
U/V
I/A
1.50
圖(2)
(1)實驗誤差分系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由________________________引起的。用畫U-I圖線求電動勢和內(nèi)阻的優(yōu)點在于可以盡量減小實驗的_______誤差。
(2)在圖(2)給出的U-I坐標(biāo)系中用給出的數(shù)據(jù)畫出U-I圖線(橫、縱坐標(biāo)的起點已經(jīng)規(guī)定好),從圖象中可以發(fā)現(xiàn)該同學(xué)記錄的第____組數(shù)據(jù)有誤。
(3)求得電動勢E=____V,內(nèi)阻r=___Ω.(均保留2位有效數(shù)字)。
8.為了測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材:
考點落實訓(xùn)練參考答案
1.該題考查儀器使用時的注意事項。使用歐姆表要注意的地方比較多。使用前要經(jīng)過調(diào)整(機械調(diào)零,選擇量程后要電阻調(diào)零),使用后要復(fù)位(拔出表筆,選擇開關(guān)應(yīng)置于“OFF”檔或交流高壓檔),使用過程中換檔后要重新調(diào)零……。這些往往都是考查的重點。
該題中不符合操作規(guī)則的是:換到合適的量程后,要重新調(diào)整調(diào)零旋鈕;使用后不能把選擇開關(guān)置于歐姆檔。