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专题六物理实验第2讲电学实验与创新高频考点1多用电表的使用与读数高频考点2以测电阻为核心的实验栏目导航高频考点3以测电源电动势和内阻为核心的实验专题限时训练高频考点4电学创新实验[知识体系构建]高频考点1多用电表的使用与读数〉〉视角一电流表和电压表[例1]下图为电压表和电流表的刻度示意图，指计位置分别如图甲、乙所示．(1)若使用的是0～3V量程，读数为________V．若使用的是0～15V量程，读数为________V.(2)若使用的是0～0.6A量程，读数为________A．若使用的是0～3A量程，读数为________A.答案：(1)1.688.4(2)0.462.30解析：对于电压表，当选取0～3V量程时，每小格为0.1V，读数为1.68V，当选取0～15V量程时，每小格为0.5V，读数为8.4V；对于电流表，当选取0～0.6A量程时，每小格为0.02A，读数为0.46A，当选取0～3A量程时，每小格为0.1A，读数为2.30A.[规律方法]电流表、电压表的读数规则1．电压表、电流表若用0～3V、0～3A量程，其最小分度(精确度)分别为0.1V、0.1A，读数规则较为简单，只需在精确数后加一估读数即可．2．电压表若用0～15V量程，则其最小分度为0.5V，估读到最小分度的15，以“V”为单位，所读数值有一位小数．3．电流表若用0～0.6A量程，则其最小分度为0.02A，估读到最小分度的12，以“A”为单位，所读数值有两位小数．总结：最小分度为“1”的，估读到下一位；最小分度为“2”或“5”的，估读到本位．〉〉视角二多用电表的操作与读数[例2](2017·全国卷Ⅲ)图(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250μA，内阻为480Ω.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1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡．(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．答案：(1)黑(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答案：(2)B(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________．(结果均保留三位有效数字)．答案：(3)160880(4)1.47mA(或1.48mA)1.10×103Ω2.95V解析：(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔．(2)R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，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．(3)B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝IgRgI1－Ig＝160Ω；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4＝U1－IgRgI1＝880Ω.(4)若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为0～2.5mA的电流表，则读数为1.47mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为11×100Ω＝1.10×103Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为0～5V的电压表，则读数为2.95V.[规律方法]多用电表的使用技巧1．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)流入电表，从“－”插孔(黑表笔)流出来即“红入黑出”．2．欧姆表的读数：①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；②电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．〉〉视角三多用电表的应用[例3](2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为0～100μA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(阻值为14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值为1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)，电阻箱(0～99999.9Ω)，干电池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干．(1)欧姆表设计．将图甲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，如图乙所示．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__________、__________.答案：(1)见解析900R1(2)45kΩ5kΩ(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，电阻箱旋钮位置如图丙所示，则电阻箱接入的阻值为____________Ω.答案：(3)035000.0解析：(1)实物连线如图所示．根据欧姆表的改装原理，由短接时的欧姆定律和中值电阻的意义可得出R0＋R＋98.5Ω＋r＝15kΩ，代入数据可求得R＝900Ω，滑动变阻器应选择R1.(2)由欧姆表表盘的刻度原理可知Rx＝E(1I－1Ig)，代入具体数据．当I＝25μA时，求得Rx＝45kΩ；当I＝75μA时，求得Rx＝5kΩ.故a、b处的电阻刻度分别为45kΩ、5kΩ.(3)校准时，应将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0kΩ处．由图丙可知，电阻箱接入的阻值为3×10kΩ＋5×1kΩ＋0×100Ω＋0×10Ω＋0×1Ω＋0×0.1Ω＝35000.0Ω.1．(2017·江苏卷)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示.t/℃30.040.050.060.070.080.0R/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的实验器材有：电源E1(3V，内阻不计)、电源E2(6V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200Ω)、滑动变阻器R2(0～500Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9Ω)、开关S、导线若干．为使该装置实现对30～80℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”)．甲答案：(1)E2R2(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”)．乙答案：(2)C(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针__________(填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针__________(填“偏转”或“不偏转”)．(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的序号)．①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关，将电阻箱从电路中移除④合上开关，调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω答案：(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①解析：(1)由于继电器的电流超过15mA时，衔铁才能被吸合，若电源E取E1＝3V时，由闭合电路欧姆定律得I1＝E1R总＝15mA＝0.015A即R总＝E1I1＝3V0.015A＝200Ω而在30℃时，热敏电阻的阻值为199.5Ω，再加上继电器的电阻20Ω，总电阻为219.5Ω，已超过200Ω，则无法使温度控制在30℃，故E1＝3V不能选择，只能选择E2，E2＝6V，由闭合电路欧姆定律得I2＝E2R总′＝0.015A则R总′＝400Ω此时若要使温度能控制在80℃，热敏电阻Rt与继电器的总电阻为49.1Ω＋20Ω＝69.1Ω400Ω，为使衔铁不至于在低于80℃时被吸合，需串联一个滑动变阻器，且最大阻值不能小于400Ω－69.1Ω＝330.9Ω，而R1最大阻值为200Ω，不符合要求，故选R2.(2)要测直流电压，选择开关只能旋至C.(3)测a、b间电压时，由于b、c间断路，电路中电流为0，故a、b间电压为0，因此多用电表指针不偏转；测a、c间电压就相当于测电源两极间电压，因此多用电表指针将会偏转．(4)为了使在设计电路时方便，这里用电阻箱临时代替热敏电阻．查出50℃时热敏电阻的阻值，将电阻箱调至相同阻值，断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，合上开关，调节滑动变阻器，使衔铁刚好被吸合．再断开开关，将电阻箱移除，换成热敏电阻．因此其合理顺序为⑤④②③①.2．用如图甲所示的电路图来测量多用电表的电池的电动势，其中电阻箱的最大阻值为999.9Ω，电流表的量程为0～50mA、内阻为20Ω.进行的操作如下，请回答相关问题：(1)将多用电表的旋钮调节到“×1”挡位，然后将两表笔________，再进行欧姆调零；(2)将多用电表接入电路，其中接线柱2应与多用电表的________(填“红”或“黑”)表笔相连接，接线柱1再与另一表笔相连接；答案：(1)短接(2)黑(3)调节电阻箱的阻值使电流表的读数超过满偏电流的13，其中某次调节后，电阻箱和电流表的示数如图乙、丙所示，则电阻箱的示数为R＝________，电流表的示数为I＝________；(4)通过多次操作将记录的多组数据在如图丁所示的坐标系中描绘出来，其函数图线如图丁所示，由图线可知电动势E＝________.答案：(3)35.0Ω20.0mA(4)1.4V解析：(1)使用多用电表选欧姆挡后需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；(2)多用电表的电流从黑表笔流出，从红表笔流入；(3)电阻箱的读数为35.0Ω，电流表的精确度为1mA，需要估读到0.1mA，电流表示数为20.0mA；(4)设欧姆表的内阻为R0，电流表的内阻为RA，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R0＋RA＋R)，整理得1I＝R0＋RAE＋RE，1I－R图象的斜率等于1E，可以利用图象在纵轴上的截距和题中电阻箱和电流表的读数求出，进而得到电动势为1.4V.高频考点2以测电阻为核心的实验〉〉视角一实验器材的选取与电路设计[例4]一小灯泡上标有“3V1.0W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的IU图线，要求测量数据从零开始．可选器材如下：A．电压表(0～3V，内阻为10kΩ)B．电压表(0～15V，内阻为20kΩ)C．电流表(0～3A，内阻为0.4Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻为1Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(500Ω，1A)G．学生电源(直流0～6V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路来完成实验，请说明理由：___________________________________________________________________.(2)实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(用字母序号表示)．答案：(1)描绘灯泡的I－U图线所测数据需从零开始(2)ADE(3)根据所选的原理图把图丙中所示的实物图连接完整．答案：(3)如图所示(4)在一次测量时，电压表、电流表的示数如图丁所示．则电压测量值为U＝______________V，电流测量值为I＝_____