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高考物理一轮复习实验:实验十三用多用电表测量电学中的物理量热点一教材原型实验【典例1】某中学的物理实验小组利用实验室的器材组装成了一个多用电表,电路如图1所示,G 为量程为400 μA、内阻为240 Ω的电流表,O为旋钮,A、B为两插孔,旋钮扳到位置1时为量程I=1 mA的电流表、旋钮扳到位置2时为“×100”挡位的欧姆表、旋钮扳到位置3时为量程U=5 V的电压表。
由所学的知识回答下列问题:(1)若该多用电表的指针位于图2位置,当旋钮分别扳到位置1、2、3时,其示数分别为______________mA、__________Ω、__________V;(2)电路图中,两定值电阻的阻值分别为R1=______Ω、R3=__________Ω;(3)如果用该改装表测二极管的反向电阻时,图1中的插孔A应与二极管的__________(选填“正极”或“负极”)相连接;(4)假设电路图1中,电池的电动势变小、内阻变大;将插孔A、B用导线直接连接,调节R2,使电流表的示数达到满偏;然后将插孔A、B用导线与一未知电阻连接,则该电阻的测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【解析】(1)多用电表的读数由挡位决定,当接1时,是量程I=1 mA的电流表,则示数为×115mA=0.46 mA;旋钮扳到位置2时为“×100”挡位的欧姆表,其示数为:18×100Ω=1800 Ω;旋钮扳到位置3时为量程U=5 V的电压表,其示数为×115 V=2.3 V;(2)根据电表的改装原理,分流电阻R1===160 Ω,改装后的电流表内阻R A==96 Ω,当改装电压表时,分压电阻R3==Ω=4 904 Ω。
(3)由欧姆表内接电源的正负极连接知道:电流是从A孔流出的,又要测量二极管的反向电阻,所以A与二极管的负极相连;(4)当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表要重新调零,由于满偏电流I g不变,由公式I g=,欧姆表内阻R内要调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由I===,可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了。
实验十三 测量电源的电动势和内阻1.实验原理闭合电路欧姆定律。
2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
3.实验步骤(1)电流表用0.6 A 的量程，电压表用3 V 的量程，按图1连接好电路。
图1(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1，U 1)。
用同样的方法再测量几组I 、U 值，填入表格中。
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。
1.用实验数据求E 、r 的处理方法(1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r 。
(2)用作图法处理数据，如图2所示。
图2①图线与纵轴交点为E 。
②图线与横轴交点为I 短＝Er 。
③图线的斜率表示r ＝|ΔUΔI |。
2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。
(2)电流不要过大，应小于0.5 A ，读数要快。
(3)要测出不少于6组的(I ，U )数据，变化范围要大些。
(4)若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r ＝|ΔUΔI |确定。
3.误差来源(1)偶然误差：用图像法求E 和r 时作图不准确。
(2)系统误差：电压表分流。
(3)本实验中测量结果是：E 测＜E 真，r 测＜r 真。
命题点一 教材原型实验【例1】 (2020·山东卷，14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。
实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V ，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A ，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R 1(阻值2 Ω)； 定值电阻R 2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干。
