内容正文:
专题九 物理实验
物理
第2讲 电学实验及创新
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考点1 电学常规实验
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电学常用仪器的读数和使用
1.电流表和电压表
量程
精确度
读数规则
电流表0~3 A
0.1 A
与刻度尺一样,采用eq \f(1,10)估读,读数规则较简单,只需要精确值后加一估读数即可
电压表0~3 V
0.1 V
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量程
精确度
读数规则
电流表0~0.6 A
0.02 A
估读位与最小刻度在同一位,采用eq \f(1,2)估读
电压表0~15 V
0.5 V
估读位与最小刻度在同一位,采用eq \f(1,5)估读
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2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进黑出”。
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。
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(3)欧姆表使用注意事项
①选挡接着调零;②换挡重新调零;③待测电阻与电路、电源断开;④尽量使指针指在表盘中间位置附近;⑤读数之后要乘以倍率得阻值;⑥用完后,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
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(4)多用电表读数
①利用欧姆挡测电阻时,电阻的阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般不估读,有时也向后估读一位,但很不精确。(一般还是按照电压表、电流表读数原则掌握)
②测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。
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[案例1] (2019·山东青岛三模)如图甲是多用电表的简化电路图,电流计满偏电流为0.5 mA、内阻为20 Ω;电池电动势为1.5 V、内阻可忽略;电阻R1阻值为20 Ω,R3阻值为24 990 Ω。
甲 乙
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(1)A插孔应接________表笔(选填“红”或“黑”)。
(2)若指针指在图乙中所示位置,选择开关接1时,其读数为________;选择开关接3时,其读数为________。
(3)测量电阻时,需先进行欧姆调零,此时应将R2的阻值调整为________ Ω。
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(4)用多用电表测电流或电阻的过程中,下列说法正确的是________。
A.测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零
B.测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
C.测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
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[解析] (1)从甲图可以看出,多用电表的内接电源上端为负,电流必须从表G的红接线柱流进,从黑接线柱流出,所以A插孔要接红表笔。
(2)选择开关接1时,多用电表相当于电流表,其量程为I=Ig+eq \f(Rg,R1)Ig=1 mA,从图乙指针所指的数可以读出电流为0.69 mA;选择开关接3时,多用电表相当于电压表,量程为U=Ug+2IgR3=25 V,结合图乙指针可以确定此时电压为17.2 V。
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(3)调节调零电阻使电流计G满偏,此时通过电源的电流为2Ig,则调零电阻的阻值R2=eq \f(E,2Ig)-eq \f(R1Rg,R1+Rg)=1 490 Ω。
(4)在测量电阻时,更换倍率后,表的内部电阻发生了变化,欧姆挡的零刻度在最右边,也就是电流满偏处、所以必须重新进行调零,选项A正确;在测量电流时,根据电流表的原理,电流的零刻度在左边,更换量程后不需要调零,选项B错误;在测量未知电阻时,
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若先选择倍率最大挡进行试测,当被测电阻较小时,电流有可能过大,所以应从倍率较小的挡进行测试,若指针偏角过小,再换用倍率较大的挡,选项C错误;在测量未知电流时,为了电表的安全,必须先选择电流最大量程进行试测,若指针偏角过小,再换用较小的量程进行测量,故D项正确。
[答案] (1)红 (2)0.69 mA 17.2 V (3)1 490 (4)AD
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易错提醒:
1.在选择欧姆挡的倍率挡位时,使指针指在表盘中间位置为宜,换挡后必须重新进行欧姆调零。
2.欧姆挡的刻度是左密右疏,读数时注意乘以相应的倍率,测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
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3.系统误差
(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,导致电阻测量值偏大,要及时更换电池。
(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
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[跟进训练]
1.某课外兴趣小组在“伏安法测电阻”实验中,测得两电表示数如图所示,电流表读数为________A,电压表读数为________V。
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[解析] 由图所示电流表可知,其量程为0~0.6