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2019-2020年高中物理二輪總復習 多用電表、探測黑箱內電學元件及傳感器簡單應用教案 解答“多用電表，探測黑箱內電學元件及傳感器簡單應用”一類試題，主要掌握以下內容： 合理選擇歐姆檔的量程，使指針盡量指在表盤中間的位置附近(指針偏轉在～ 范圍)；換檔時一定要重新進行電阻調零，才能進行測量．讀數時，應將指針示數乘以選擇開關所指的倍數.對于黑箱內純電阻元件的探索，一般從最小阻值入手，先推測最小阻值電跑得路，然后從小到大對每一電路逐一推測，單獨畫出電路圖最后畫入黑箱內. Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)根據試題要求填空或作圖． (1)圖21-3—1(a)為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調節(jié)的部件，現用此電表測量一阻值約為20～30的定值電阻，測量的某些操作步驟如下： ①調節(jié)可調部件______，使電表指針停在_______位置； ②調節(jié)可調部件K，使它的尖端指向______位置； ③將紅、黑表筆分ZIj插入“+”、“-”插孔，筆尖相互接觸，調節(jié)可調部件_______，使電表指針指向________ 位置． (2)在用多用表測量另一電阻的阻值時，電表的讀數如圖21—3—1(b)所示，該電阻的阻值為________． (3)現用伏安法測量(1)問中的那個定值電阻只Rx的阻值(約為20～30)．所供器材如下： 電壓表V(量程0～15 V，內阻20k)，電流表A1(量程0～50mA，內阻20)，電流表A2(量程0～30mA，內阻4)，滑動變阻器R(最大阻值為50，額定電流為1A)，直流電源E(電動勢約9V，內阻約0.5)，電鍵K連線用的導線若干根．在以上器材中選出適當的器材，畫出電路圖，要求在圖上標出所選器材的符號． (4)該電阻是由電阻絲繞成的，為了求得該電阻線材料的電阻率，需用螺旋測微測量電阻絲的直徑，結果如圖(c)其讀數為_____. 命題目的與解題技巧：本題考查多用電表的使用、螺旋測微器的使用和伏安法測電阻、考查學生對基本儀器的使用和基本實驗技能的掌握．歐姆表的使用中應注意機械調零和歐姆調零．每次換擋測量前必須重新歐姆調零． [解析] (1)①拿到一個多用表首先要看指針是否在“0”刻度處，若不在，要進行機械調零，用螺絲刀調節(jié)面板上的螺釘 S，使指針指在表左端的“0”刻度；②測電阻時，先要把“選擇開關”K撥到電阻擋，題中給出的未知電阻的阻值約為20～30，所以撥到"檔的1”擋；③接下來應把紅、黑表筆短接，調節(jié)“調零旋鈕”使指針偏轉到左端的“0”刻度． (2)測量另一電阻時，表盤“選擇開關“指在“1K”位置，指針示數為20.0，則該電阻的測量值為20.0k．(3)實驗電路如圖所示．滑動變阻器的最大阻值為50，為便于改變電流應采用分壓電路的連接；Rx的阻值在20～30之間，與電壓表相比屬于小電阻，應采用“外接法”連接；電源電動勢9 V，分壓電路要以保證電阻上公得的電壓小于9V，要使電流表指針偏轉盡于能大一些又不至于超出量程，應選用A2電流表．(4)讀螺旋測微器主尺刻度為0.5 mm，再讀旋外套上刻度為20.00.01=0.200mm，相加得0.700mm． [答案] (1)①S 左端的“0”②擋的1③T右端的“0” (2)20.0k(3)如上圖所示．(4)0.700mm 2 (典型例題)某同學對黑箱(見圖21—3—2(1))中一個電學元件的伏安特性進行研究．通過正確測量，他發(fā)現該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關系有如下規(guī)律 ①當-15V6ll．可推知A與C、D間的電路如圖0 21-18(b)，綜合各點間的電路可得結果如圖D21-18所示． 5 電流表的內阻Rg=3k ，滿偏電流Ig=100μA，這個電流表能量度的最大電壓Ug______V，要把這個電流表改裝成能量度3 V的電壓表，那么應在電流表上______聯一個阻值R1=_______kΩ的分壓電阻．如果在此基礎上，要使這個電壓表能量度15V的電壓，則應在電壓表上再______聯一個阻值R2=_________k 的分壓電阻． 答案:0．3 串 27 串 120 指導：電流表改裝成電壓表需串聯一個分壓電阻．擴大電壓表的量程，需再串聯一個分壓電阻，如圖圖所示． 電流表可量度的最大電壓 Ug=IgRg=0．3V． 設量程為U1=3V時，需串聯電阻R1 因Ug+IgR1=U1，所以R1=ll=120kll，設量程為U2=15 V時，需再串聯電阻R2， 所以U1+IgR2=U2， 所以R2= 6 在“測定金屬絲電阻率”實驗中，若粗估金屬絲的電阻Rx約3 ，為減小誤差，要求金屬發(fā)熱功率P<0.75 W，備有的部分儀器有：6V電池組A；電流表B(O～0.6A，內阻0.5 )；電流表C(0～3A，內阻0.01 )；電壓表D(0～3A，內阻1 m)；電壓表E(0～15V，內阻5KΩ)；滑動變阻器F(0～1002，額定電流1 A)；滑動變阻器G(0～20 ，額定電流1 A) (1)實驗中用螺旋測微器測量導線直徑時，可估讀到_______mm，用毫米刻度尺測量導線長度時，可估讀到______mm． (2)上述器材中應選用的是______(用字母代替) (3)在框內畫出實驗電路圖； (4)在圖Z21-4中將各器材連成實驗電路 答案: (1)0．001，0．1 (2)A、B、D、G (3)見圖D 21-20 (4)見圖D 21-21． 指導：(1)0．001，．1 (2)A、B、D、G由于電源只有一個，A必選，由P=I2R<0．75W，知Im<0．5A，可知電流表選B．由P=I2R<0．75W，知Um<1．5V，電壓表選 D，滑動變阻器F阻值太大(與Rx比較)，按器材選擇原則，不便于操作，所以不選，而選用c時，雖然A= 0．26A<0．6A，即限流控制能保證器材安全，但題目要求“減小誤差”，以所最好用分壓式控制，通過U-Ⅰ圖像能較準確測出Rx，另外測量電路應用電流表外接法． (3)設計的實驗電路如圖D21-20所示 (4)連線圖見圖D 21-21所示. 7 為了測定一根長20.00cm，直徑為0.220mm的鎳鉻絲的電阻率(電阻率約為110-6 ／m)，提供了下列器材： A.電動勢為15V的直流電源一只 B．量程為0～220μcA，內阻約為3.7 kΩ的電流表一只 C．量程為0～20 mA，內阻約為40 的電流表一只 D．量程為0～2A、內阻約為0.4 的電流表一只 E．量程為0～12V，內阻約為40 k 的電壓表一只 G．阻值為0～10 ，額定電流為1 A的滑動變阻器一只 H．阻值為0～1kΩ,額定電流為0.1A的滑動變阻器—只 I．開關一個 J．導線若干． 現采用如圖Z21—5所示的電路進行測定，請按實驗需要，選出適當的器材． 答案:ACEHIJ 指導：由于電源只有一個，A必選，由先估算出鎳鉻絲的電阻約為526ll，先不考慮電流表、滑動變阻器的阻值，估算出電路中的最大電流約為Im=15／526≈28 (mA)，可知電流表應選C，只要控制電路中的電流不超過 20mA就行，由于電源電動勢才15V，考慮到滑動變阻器等器件的分壓，鎳鉻絲上的電壓可被控制在12V內，電壓表應選C，由于阻值0～10ll的滑動變阻器調到最大阻值時，電路中的電流仍超過所選電流表的量程，所以滑動變阻器只能選H，另外，I和J則是必選的，故本題應選A、C、E、H、I、L 8 某電壓表的內阻在20k ～50k 之間，現要測量其內阻，實驗室提供下列可選用的器對： 待測電壓表V(量程3 V)，電流表A1(量程200μA)，電流表A2(量程5 mA)，電流表A，(量程0.6 A)，滑動變阻器R(最大阻值1 k )，電源E(電動勢為4V)，電鍵X(1)所提供的電流表中，應選用______. (2)為了盡量減小誤差，要求測多組數據，試畫出符合要求的實驗電路圖． 答案:(1)A1 (2)見指導 指導：(1)要測量電壓表的內阻，它兩端的電壓可由電壓表的示數讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯才能測出的，因為電壓表量程為3V，內阻為20 kll - 50 kll，所以流過電壓表的最大電流為μA，則電流表選擇A1 (2)由于待測電壓表內阻Rv>>R，且為了測多組數據，要求調節(jié)范圍大些，故變阻器必須采用分壓電路，所以符合要求的實驗電路圖如圖D21-22所示． 9 用圖Z21-6(a)中所給的實驗器材測量一個“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3 A、0．6A兩檔，內阻可忽略，電壓表有15V、3V兩檔，內阻很大．測量時要求加在燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0V調到12V． (1)按要求在實物圖上連線(其中部分線路已經連好)． (2)某次測量時電流表的指針位置如圖Z21—6(b)所示，其讀數為_______A. 答案:如圖D21-23所示 (2)0.36 指導：對于“12V,5W”的小燈泡其額定電流大的是I=A< 0．6A，安培表的量程應選0～0．6A，根據測量要求，電壓連續(xù)地從0 V調到12 V．應接成分壓電路，而不應接限 流電路，又因為電流表內阻可忽略，電壓表內阻很大的電路無影響，電流表內接或外接都可以． 10 圖Z21—7中，圖(a)為測量電阻的電路，Rx為待測電阻，R的阻值已知．R為保護電阻，陽值未知．電源E的電動勢未知 S1、S2均為單刀雙擲開關．A為電流表，其內阻不計． (1)按圖(a)所示的電路，在圖(b)的實物圖上連線． (2)測量Rx的步驟為：將S2向d閉合，S1向______閉合，記下電流表讀數I1，再將S2向C閉合，S1向_____閉合，記下電流表數I2，計算Rx的公式是Rx=____________. (1) 如圖D 21–24所示 (2)a b 指導：(1)見圖D 21-24所示． (2)將S2向d閉合，S1向 a閉合時，Rx與R并聯，I1是流過及Rx的電流；當S2向c閉合，S1向b閉合時， Rx與R并聯．I2是流過R的電流，R是保護電阻，阻值應該很大，才能保證電路結構變化時起保護作用，也就是說Rx和R并聯電路兩端可以看作恒壓，有I1Rx==I2R，所以Rx=I2R／I1