河北省2011年高考物理一轮总复习恒定电流第52讲实验：用多用电表探索黑箱内课件

2011届高考物理实验总复习五大实验精选练习及详解答案实验十一 把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内阻(一)把电流表改装为电压表体验成功1.在采用半偏法来测量电流表(I g ＝100 μA ，r 约为100 Ω)的内阻时，准备了6 V 的蓄电池和一节干电池，还有最大阻值分别为4.7 kΩ和470 kΩ的滑动变阻器.为了减小实验误差，应选用下列各组器材中的( )A.R 1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用6 V 的蓄电池B.R 1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用干电池C.R 1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用干电池D.R 1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用6 V 的蓄电池解析：电源的电动势越大，当电流表满偏时，电路的总电阻就越大，当闭合S 2后，电路中的电流所受影响越小，误差越小.答案：D2.由两个相同的电流表改装成两个量程不同的电流表和，表的量程是表的2倍.下列说法正确的是( )A.若串联起来，则两表的指针偏角θ1＜θB.若串联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数C.若并联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数D.若并联起来，则两表的指针偏角θ1＞θ2，两表的示数相等解析：两电表串联起来时，两表头的相对关系如图甲所示，两表的示数相等，由R 1＜θ1＜θ2两表头的相对关系如图乙所示，两表头的指针偏角相等，表的示数为表的2倍.甲 乙答案：AC3.若用半偏法测得量程为100 μA 的电流表的内阻为600 Ω，那么要把此电流表改装成量程为5 V 的电压表时，改装的方法是和电流表 联一个阻值为 Ω的电阻.请你在图甲所示的电流表的表盘上相应的刻度处标出1 V 、3 V 、5 V 刻度，改装后电流表刻度盘上每小格表示 V.解析：U V ＝I g (R ＋r )解得：需串联的电阻R ＝49400 Ω.答案：(1)串 49400 如图乙所示 0.5I g ＝300 μA 、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.(1)利用如图甲所示的电路测量电流表的内阻(图甲中电源的电动势E ＝4 V)：先闭合S 1，调节R ，使电流表的指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表的指针偏转到满刻度的23，读出此时R ′的阻值为200 Ω，则电流表内阻的测量值R g ＝ Ω.(2)将该表改装成量程为3 V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0＝ Ω的电阻.(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在虚线框中画出实验电路图并连接好图乙中的实物图.[2005年高考·江苏物理卷]解析：(1)R g R ′＝12故R g ＝2002Ω＝100 Ω.(2)根据Ig R g ＋I g R 0＝3 V解得：R 0＝9900 Ω.(3)如图丙、丁所示.答案：(1)100 (2)串联 9900(3)如图丙、丁所示(二)体验成功1.在测定电池的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列仪器，不能．．到实验目的的是( )A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器解析：根据E ＝I (R ＋r )，一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值，便可求E 、r ；一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器，改变变阻器的阻值读出两组电流、电压值，便可求E 、r .根据E ＝U ＋URr ，一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值，便可求E 、r .选项A 、B 、C 均可以达到实验目的.答案：D2.某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中E 是是两只量程合适的相同的电表，内阻不是很大，且未知；S 1、S 2是单刀单掷开关；导线若干.(1)请根据电路图甲，在图乙中将器材连成实物图. (2)实验需要测量的物理量是 .(3)用测出的物理量，导出串联电池组电动势的表达式是： .甲 乙解析：(2)先闭合S 1、断开S 2U ，由闭合电路的欧姆定律可得：E ＝2U ＋URr再闭合S 2U ′，有：E ＝U ′＋U ′Rr联立解得：E ＝UU ′U ′－U.答案：(1)如图丙所示(2)S 1闭合，S 2U ；S 1、S 2示数U ′(3)E ＝UU ′U ′－U3.利用如图甲所示的电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出1I－R 图线如图乙所示，其中R 为电阻箱的示数，I 为电流表的示数，不计电流表的内阻，由此可以得到E ＝ V甲 乙解析：取图象上两个点(0,0.5)和(4,2.5)，代入I ＝ER ＋r，得：E ＝2r ，E ＝12.5(4＋r )解得：r ＝1 Ω，E ＝2 V. 答案：2 14.现有一种特殊的电池，它的电动势E 约为9 V ，允许通过的最大电流约为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R 为电阻箱，阻值范围为0～9999 Ω；R 0是定值电阻，起保护电路的作用.(1)实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格：A.10 Ω， 2.5 WB.50 Ω， 1.0 WC.200 Ω， 1.0 WD.2000 Ω， 5.0 W本实验中应选用 .(2)该同学将符合要求的R 0接入电路后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U ，再改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图象.根据该同学所作的图象，可求得该电池的电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω.解析：(1)此电路中保护电阻的作用是保护电源，应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流.在电阻箱R 的阻值取零时，计算可得需要的保护电阻的阻值最小为180 Ω，而此电阻允许通过的最大电流为71 mA ，故C 项满足要求.(2)利用图线的截距和斜率来解答.先写出实验电路中 1U 和 1R 0＋R 的函数关系式，再作解答.过程如下：由闭合电路欧姆定律可得E ＝U ＋U R 0＋Rr ，则有1U ＝1E ＋r E ·1R 0＋R .1U —1R 0＋R 图象应为直线，它在纵轴上的截距是电源电动势的倒数，斜率即为内阻和电动势的比值.答案：(1)C(2)1046(45～48均可)实验十二用多用电表探索黑箱内的电学元件传感器的简单应用(一)用多用电表探索黑箱内的电学元件体验成功1.图示为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值估计为几十欧的电阻.测量的某些操作步骤如下，请将操作步骤补充完整.(1)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零，则应调节可调部件旋钮使指针指零.(2)将红黑表笔分别插入、插孔.(3)将选择开关K置于欧姆表的挡，短接红黑表笔，转动欧姆表的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置.(4)若测量发现估计值不准，且将选择开关置于欧姆挡的“×10”挡，则应重新调整.解析：使用仪器测量前要调零，使用多用电表测电阻，先要进行电流调零(表笔断开，电流为零，电阻为无限大)，然后进行电阻调零(表笔短接，电阻为零，电流最大).通常“红”表示电势高，“黑”表示电势低，使用多用电表测电流、电压时，电流从红表笔进、黑表笔出；而作为欧姆表使用时，红表笔恰好与内电源的负极相连，保证电流从同一方向流进表头.欧姆挡每换一次挡位，都改变了内电路，必须重新调整欧姆调零旋钮T.答案：(1)S(或机械调零)(2)“＋”“－”(3)“×1”T(或欧姆调零)(4)T(或欧姆调零)2.用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻的阻值，根据图示的表盘，被测电阻的阻值为Ω.若将该表的选择旋钮置于1 mA挡测某电路中的电流时，表盘也如图所示，则被测电流为mA.答案：2200.403.如图甲所示，一暗盒外有四个接线柱A、B、C、D，盒内有四个阻值都是6 Ω的电阻，分别通过导线接在接线柱上.用多用电表的欧姆挡“×1”挡测得各接线柱间的电阻值如下：R AB＝6 Ω，R AC＝R AD＝10 Ω，R CD＝R BC＝4 Ω.试画出暗盒内电阻的连接图.答案：如图乙所示4.在如图所示的电路中，闭合开关时灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的故障.在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，用一个多用电表的直流电压挡、直流电流次序操作步骤现象和结论(1)闭合开关，选直流电压挡，红黑表笔分别指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)解析：用电压挡检测电路时，若灯泡断路，则电表的示数等于电动势；若灯泡短路，则电表的示数等于零，(1)正确.用电流挡检测时，若灯泡断路，则有电流通过电表；若灯泡短路，则无电流通过电表，(2)正确.使用欧姆挡检测电路的电阻时，一定要把待测电路与电源断开.在本例中，断开开关，若灯泡断路，则欧姆表的示数为无穷大；若灯泡短路，则欧姆表的示数减小为零，(3)错误、(4)正确.答案：ABD(二)传感器的简单应用体验成功1.如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔分别与光敏电阻R的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央.若用不透光的黑纸将R包裹起来，则表针将向(填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射R，则表针将向(填“左”或“右”)转动.解析：光敏电阻受光照越强，电阻越小，电流越大，所以将R包裹起来时电阻增大，电流减小，表针向左转动，反之则向右转动.答案：左右2.当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值(填“变大”、“不变”或“变小”).半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随变化而改变的特性制成的.[2008年高考·海南物理卷]解析：光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料电阻，半导体材料的电阻率随温度的升高而减小.答案：变小温度3.如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源的电动势为E，内阻为r，则在偏振片Q由图示位置转动90°A.变大，变小C.变小，变大D.变小，变小解析：光源发出的自然光通过偏振片P后成为偏振光，当偏振片Q与偏振片P的透振方向平行时(如题图所示)，透过偏振片Q的光最强，在偏振片Q由图示位置转动90°角的过程中，透过偏振片Q的光逐渐减弱，则照射到光敏电阻R上的光强度逐渐减弱，因光敏电阻的阻值随光强度的减弱而增大，故由电路图可知，电路中的总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，即电压表的示数变大；由欧姆定律可知，R2两端的电压减小，则R1两端的电压增大，所以电流表的示数变大.答案：B4.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干，如图甲所示.试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时电炉丝自动通电供热，超过某一温度时又可以自动断电，画出电路图并说明其工作过程.甲解析：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路.电路图如图乙所示.乙工作过程：闭合开关S，当温度低于设计值时热敏电阻的阻值大，通过电磁继电器的电流较小不能使它吸下P，K接通，电炉丝加热；当温度达到设计值时，热敏电阻的阻值减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热.当温度低于设计值时，又重复前述过程.答案：如图乙所示，工作过程略实验十三把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内阻用多用电表探索黑箱内的电学元件传感器的简单应用选择题部分共4小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.将四个相同的小量程电流表(表头)图所示的方式接入电路，则下列说法正确的是()A.B.C.D.解析：本题考查电流表的改装原理及串、并联电路的特点.由于表头相同，不管是并联还是串联，流过表头的电流相同，故四个表的偏转角相同，所以选项B错误、D正确.又由A正确、C错误.答案：AD2.有一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示.将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2，则它们之间的大小关系为()甲 乙 丙A.P 1＝4P 2B.P D ＝P9C.P 1＜4P 2D.P D ＞P 2解析：由图甲可知，电阻器D 的阻值随电压的增大而减小，当D 接入丙图所示电路时有：U D ＜U ，R D ＞R 2＝R 1，故R D 与R 2并联后的阻值大于R 12，U 1＜23U ，U D ＝U 2＞13U ，可得选项A 、B 、D 错误，C 正确.答案：C3.氧化锡传感器主要用于检测汽车尾气中一氧化碳的浓度，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化.在图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器不同的电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳的浓度有了对应关系，观察仪表的指针就能判断一氧化碳的浓度是否超标.有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的电导(即电阻的倒数)－浓度曲线如图乙所示.请判断丙图中，电压表的示数U 0与一氧化碳浓度C 之间的对应关系正确的是( )丙解析：由图乙可知，CO 浓度增大时，R 传变小→I 干变大→U 0增大.又由定量关系：R 传∝1C ，U 0＝E R 传＋R ＋R 0·R 0，可知U 0与C 不是线性关系，故选项B 正确.答案：B4.图示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R 1为光敏电阻，R 2为定值电阻，此光敏电阻自动计数器的基本工作原理是( )A.当有光照射R 1时，信号处理系统获得高电压B.当有光照射R 1时，信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：当光被挡住时，R 1的阻值变大，分得的电压变大，R 2两端的电压变小，控制系统的输入电压就减小.答案：AC非选择题部分共8小题，共76分.5.(8分)有一电流表，其内阻R g＝100 Ω，满偏电流I g＝100 μA.今欲将其改装成量程为3 V的电压表.(1)应在电流表上串联一阻值为Ω的电阻.(2)若与标准的电压表比较，此改装的电压表每次的测量值均略偏小，则应.A.在R旁再串联一个适当的小电阻B.在R旁再串联一个适当的大电阻C.在R两端并联一个适当的小电阻D.在R两端并联一个适当的大电阻(3)校正成准确的电压表后，某次测量示数如图所示.此时所测量的电压为V.解析：(1)由电压表的原理，得：U＝I g(R g＋R)解得：R＝29900 Ω.(2)要使该电表变得准确，即要在某电压下通过表头的电流略为变大，故需在R两端并联一适当的大电阻.答案：(1)29900(2)D(3)2.046.(8分)利用如图所示的电路可以测出电源的电动势和内阻.当滑动变阻器的滑片在某一位置时，理想电流表和电压表的示数分别是2 mA和1.98 V；当滑片滑到另一位置时，电流表和电压表的示数分别是 4 mA和 1.96 V.则电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω.解析：由闭合电路的欧姆定律，列方程组：E＝1.98＋0.002rE＝1.96＋0.004r解得：E＝2.0 V，r＝10 Ω.答案：2.0107.(10分)在用如图所示的电路测电流表的内阻的实验中，备用的器材有：A.电流表(量程为100 μA)；B.标准电压表(量程为5 V)；C.电阻箱(阻值范围为0～9999 Ω)；D.可变电阻(阻值范围为0～99999 Ω)；E.电源(电动势为2 V，有内阻)；F.电源(电动势为6 V，有内阻)；G.滑动变阻器(阻值范围为0～50 Ω，额定电流为1.5 V)；H.若干开关和导线.如果想得到较高的精确度，在以上备用的器材中，可变电阻R应选用，可变电阻R′应选用，电源应选用.(填器材前的字母序号)答案：D C F8.(10分)图示为一多用电表，S为选择开关，Q为欧姆挡调零旋钮.现在要用它先后测量阻值大约分别为R1＝170 Ω和R2＝2.2 kΩ两个电阻的阻值，下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线空白处.A.旋动S使其尖端对准OFF挡B.旋动S使其尖端对准欧姆挡×1 kC.旋动S使其尖端对准欧姆挡×100D.旋动S使其尖端对准欧姆挡×10E.旋动S使其尖端对准欧姆挡×1F.旋动S使其尖端对准V1000G.将两表笔分别接到R 1的两端，读出R 1的阻值 H.将两表笔分别接到R 2的两端，读出R 2的阻值I.两表笔短接，调节Q 使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开所选择操作及合理顺序为(用字母序号填写)： . 答案：DIGCIHA9.(10分)电流—电压两用电表的电路如图甲所示.已知图中S 是双刀双掷开关，如图乙所示，a 、b 、c 、d 、e 、f 为接线柱，双刀双掷开关的触刀掷向a 、b 时，e 与a 接通，f 与b 接通；掷向c 、d 时，e 与c 接通，f 与d 接通.灵敏电流表的量程是0.001 A ，内阻是100 Ω；电阻R 1的阻值为9900 Ω，R 2的阻值是1.01 Ω.那么：甲 乙(1)触刀掷向a 、b 时，此两用电表为 表，量程为 . (2)触刀掷向c 、d 时，此两用电表为 表，量程为 .解析：(1)触刀掷向a 、b 时，表与R 1串联组成一电压表，其量程U V ＝0.001×(100＋9900) V ＝10 V.(2)触刀掷向c 、d 时，与R 2并联，组成一电流表，其量程I A ＝0.001 A ＋0.001×1001.01A＝0.1 A.答案：(1)电压 10 V (2)电流 0.1 A10.(10分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约40～50 Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(电动势为3 V ，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约为1 Ω)、直流电压表(内阻约为5 kΩ)、滑动变阻器(阻值范围为0～10 Ω)、开关、导线若干. (1)图甲所示的a 、b 、c 三条图线中，能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是 .(2)在图乙所示的虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小.乙(3)根据电路图，在图丙所示的实物图上连线.答案：(1)c(2)电路图如图丁所示，其中R x 为热敏电阻，R P 为滑动变阻器.丁 戊(3)实物图连线如图戊所示11.(10分)如图甲所示，数字多用电表是近年来发展起来的高科技数码产品，是传统机械式电表的更新换代产品.数字多用电表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点.以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所用量程的内阻高达10 MΩ，而机械指针式电压表的内阻一般为几千欧到几十千欧，内阻高出2～3个数量级.甲 现有一个型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一个电池的电动势和内阻.提供的测量器材还有：一个滑动变阻器R (阻值范围为0～30 Ω)、两个开关、导线若干.实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行.首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内阻.现按图乙所示的电路图连接好电路. 操作步骤：(1)将数字多用电表的选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a .(2)将数字多用电表的选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，记为b ；紧接着进行以下操作：将选择开关置于 挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关 和 ，记录表的示数并记为c ，把b 和对应的c 作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据.(3) 即为干电池的电动势.(填“a ”、“b ”或“c ”)(4)干电池的内阻的表达式r ＝ (用a 、b 、c 表示)，将步骤(2)中测得的数据代入公式，求出r 的平均值，即为干电池的内阻.答案：(1)电压 S 1 S 2(2)欧姆 S 2 S 1 电压 S 1 S 2(3)a (4)ab －cbc12.(10分)在如图甲所示的虚线框中有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成的.这个发热装置的电路与虚线框外的电路相连接，当开关S 扳到A 点时为高温，扳到B 点时为低温(电源的路端电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生热量的2倍.试在虚线框内画出该装置内的电路图.解析：由焦耳定律结合欧姆定律有Q ＝U 2Rt ，在U 、t 相同的条件下，Q ∝1R ，故有Q A Q B ＝R B R A ＝12，R B ＝2R A ，所以，可得电路图如图乙所示.答案：如图乙所示实验十四 验证动量守恒定律体验成功1.实验“验证动量守恒定律”的主要步骤为：A.测出球的直径和质量m 1、m 2，若m 1<m 2，则用质量为m 2的球作为入射球B.把被碰球放在斜槽末端，让入射球从斜槽上同一高度滚下，与被碰球做正碰，重复多次，找出落点的平均位置C.使入射球从斜槽上某一固定高度滚下，重复多次，找出落点的平均位置D.测出入射球碰撞前后落点的水平距离和被碰球落点的水平距离E.调整斜槽末端，使槽口的切线水平以上步骤合理的排列顺序是 .答案：AECBD2.如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C 、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M 的滑块A 、B 做“验证动量守恒定律”的实验，实验步骤如下： a.把两滑块A 、B 紧贴在一起，在A 上放质量为m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A 、B ，在A 、B 的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧在水平方向上处于压缩状态. b.按下电钮使电动卡销放开，同时启动记录两滑块运动时间的电子计时器，当滑块A 、B 与挡板C 、D 碰撞的同时，电子计时器自动停止计时，记下A 至C 的运动时间t 1和B 至D 的运动时间t 2.c.将两滑块A 、B 仍置于原位置，重复几次上述实验，并对多次实验记录的t 1、t 2分别取平均值.(1)在调整气垫导轨时，应注意 .(2)应测量的数据还有 .(3)只要满足关系式 ，即可验证动量守恒.解析：由于滑块和气垫导轨间的摩擦力很小，可以忽略不计，可认为滑块在导轨上做匀速直线运动，因此两滑块作用后的速度可分别表示为：v A ＝L 1t 1，v B ＝L 2t 2. 若(M ＋m )L 1t 1＝M L 2t 2成立，则(M ＋m )v A ＝Mv B 成立，即动量守恒. 答案：(1)用水平仪测量使导轨水平 (2)A 至C 板的距离L 1，B 至D 板的距离L 2 (3)(M ＋m )L 1t 1＝M L 2t 2 3.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(即碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球按下述步骤做了如下实验. a.用天平测出两个小球1、2的质量(分别为m 1和m 2，且m 1>m 2). b.按照图示安装好实验装置：将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC 连接在斜槽末端.c.先不放小球2，让小球1从斜槽顶端的A 处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置.d.将小球2放在斜槽前端边缘处，让小球1从斜槽顶端的A 处滚下，使它们发生碰撞，记下小球1和小球2在斜面上的落点位置.e.用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B 的距离.图中D 、E 、F 点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B 点的距离分别为L D 、L E 、L F .根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球1与2发生碰撞后，1的落点是图中的 点，2的落点是图中的 点. (2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量是守恒的. (3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞. 解析：设斜面的倾角为θ，小球做平抛运动，由L sin θ＝12gt 2、L cos θ＝vt ，得其抛出速度v ∝L ；验证动量是否守恒的表达式为m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F ；若没有机械能损失，则12m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22，代入v ∝L ，得m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F . 答案：(1)D F (2)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F (3)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F 实验十五 验证机械能守恒定律 体验成功 1.如图所示，用一小钢球及下述装置测定弹簧被压缩时的弹性势能：光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP 是可绕O点转动的轻杆，该轻杆摆到某处就能停在该处，作为指示钢球位置的标杆.(1)还需要的器材是 、 .(2)该实验是间接测量弹簧的弹性势能，实际上是把对弹性势能的测量转化为对 的测量，进而转化为对 和 的直接测量.解析：先用球将弹簧压缩到某一位置，此时弹簧具有弹性势能E p 弹，放开小球则弹簧会将弹性势能全部转化为小球的动能；接着小球冲上光滑圆弧，将动能全部转化为重力势能，即E p 弹＝mgh .故只要测出质量m 与高度h 即可.答案：(1)天平 刻度尺 (2)重力势能 质量 高度2.在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用图甲所示的装置进行实验，得到图乙所示的纸带，测出点A 、C 间的距离为14.77 cm ，点C 、E 间的距离为16.33 cm ，已知当地的重力加速度为9.8 m/s 2，重物的质量m ＝1.0 kg ，则重物在下落过程中受到的平均阻力大小f ＝ N.。

第6讲 实验：练习使用多用电表微知识1 实验目的1．练习用多用电表测电阻。

2．用多用电表探索黑箱内的电学元件。

微知识2 实验器材多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。

微知识3 实验原理 多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图所示)，表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百μA ，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。

测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有：I g ＝E r ＋r g ＋R ＝E R 中① 当表笔间接入待测电阻R x 时，有I x ＝E R 中＋R x ② 联立①②式解得I x I g ＝R 中R x ＋R 中③ 由③式知当R x ＝R 中时，I x ＝12I g ，指针指在表盘刻度中心，故称R 中为欧姆表的中值电阻，由②式或③式可知每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。

微知识4 多用电表的使用方法1．使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。

如不在，应进行机械调零。

方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

2．根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。

读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。

如测量20 mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100 mA量程处；在刻度盘上，如果看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。

如图。

微知识5 实验步骤1．练习使用多用电表准备：(1)观察多用电表的外形，认清选择开关的测量项目及量程。

(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。

实验多用电表(万用表)的使用【多用电表测电阻（欧姆表）】1．实验目的（多用表测电阻）（欧姆表）了解多用电表的结构，明确多用电表的使用方法，学会用多用电表测电阻。

2．多用电表特点多用电表是一种多用仪表，一般可以用来测电流、电压和电阻。

每一测量项目有几个量程。

用途广泛，使用方便，但准确度稍低。

3．实验器材多用电表一块，定值电阻若干(含几欧、几十欧、几千欧多种规格电阻)，小螺丝刀、电灯泡。

4．实验步骤(1)机械调零：检查多用表指针是否停在表盘刻度线左端的零位置，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝。

(2)选档：先将两表笔分别插入所对应插孔中，根据定值电阻大小，旋动选择开关使其尖端对准欧姆档的合适量程档。

(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

方法：红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指向最右方0处．(4)测量、读数：将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接，表针示数乘以量程倍率，即为待测电阻的阻值。

(5)重复步骤(2)、(3)、(4)。

对其他定值电阻进行测量时，要注意每次换档后都要重新调零，并将测定值与标定值进行比较；对灯泡、电炉丝或人体电阻测量时，注意先粗测或估计其阻值，选择好适当量程。

(6)实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。

如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池。

5. 欧姆表测电阻电路图及表盘刻度问题：相对于其他电表欧姆表的表头有什么特点？①零刻度在右边，左边为无限大②刻度不均匀，左边密、右边稀疏6.使用步骤7．注意事项(1)测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不要用手接触表笔。

(2)合理选择欧姆档量程，应尽可能使指针指在中央位置附近(指针处在表盘中央时读数比较准确)。

(3)指针偏转角太大，小电阻，换用小倍率；指针偏转角太小，大电阻，换用大倍率。

(4)换用欧姆档的另一量程时，一定要重新进行“欧姆调零”，才能进行测量。

实验十二用多用电表探索黑箱内的电学元件【教学目的】1、了解多用电表的测量项目、量程和表盘刻度的分度特点。

2、初步掌握多用电表的使用方法。

3、用多用电表探测黑箱内的电学元件。

【教学重点】多用电表的使用。

【教学难点】多用电表的使用以及探测黑箱内的电学元件。

【提问导入】二极管有什么特性？如何判断黑箱内的电学元件是二极管还是电阻？【实验原理】多用电表是一种多用仪表，一般可用来测量电流、电压和电阻。

多用电表主要由表头和测量转换电路两部分组成，旋转装在面板上的选择开关，就可以进行不同物理量和不同量程的测量。

【注意事项】1、用多用电表探索黑箱内的电学元件时，首先要用多用电表的直流电压档确定箱内有无电池，如果箱内的电池，则绝对不能用多用电表的欧姆档去测各接线柱间的电阻，否则容易烧坏多用电表。

2、使用完毕后，不要将选择开关置于欧姆档。

【实验器材】1、电池盒2个，2、5号电池2节，3、导线2根，4、多用电表，5、黑箱。

【实验步骤】1、多用电表的使用：观察多用电表，认识多用电表的表盘、选择开关及其周围测量功能和量程。

进行测量前，检查表头的机械零点。

测量时，把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，使用欧姆档时，先选好倍率，原则是使测量时指针尽可能靠近刻度盘的中央位置。

随后进行欧姆调零。

测量时，还应注意待测电阻要跟别的元件和电源断开，而且不要用手碰触表笔的金属。

每换用欧姆档的另一量程或连续使用同一量程较长时间，都要重新进行欧姆调零，读数时，读出表盘上相应的刻度值乘以所选的倍率，才是被测电阻值。

2、用多用电表探测黑箱内的元件。

先学习二极管的导电特性，再用多用电表欧姆档测量二极管的正、反向电阻。

最后，用多用电表探测黑箱内的电学元件。

3、根据测量结果绘出黑箱内的电路图。

【实验小结】该实验中学生能够正确判断黑箱内的电学元件种类，但有相当多的学生不能正确画出黑箱内的电路图。

【作业布置】根据测量结果绘出黑箱内的电路图并且写上姓名、组号上交老师查验。

多用电表是电学实验中的常用仪器，高考中要求正确使用仪器，会进行正确读数，高考考查频率较高，是高三复习的重要知识点。

【实验目的】练习使用多用电表测电阻。

研究二极管的单向导电性 【实验原理】一．多用电表欧姆档原理多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百μA ，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。

测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有 I g =R r r g ++ε=中R ε（1）当电笔间接入待测电阻R x 时，有 I x =xR R +中ε（2）联立（1）、（2）式解得g xI I =中中R R R x + （3） 由（3）式知当R x =R 中时，I x =21I g ，指针指在表盘刻度中心，故称R 中为欧姆表的中值电阻，由（2）式或（3）式可知每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。

二．多用表表盘结构 多用电表的表面结构多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示。

其表面分为上下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的。

中间的刻度线是用于测电流和直流电压的，其刻度是均匀分布的，最下面一条刻度线左侧标有“v”，是用于测交流电压的，其刻度线分布不均匀。

多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。

将多用电表的选择开关旋转到电流档，多用电表就能测量电流强度，当选择开关旋转到其他功能区域时，就可用于测量电压或电阻。

十三. 实验：用多用电表探索黑箱内的电学元件【要点导学】1．实验原理：分别用多用电表的电流档、电压档、欧姆档与黑箱内的电学元件相连接，根据欧姆定律和串并联电路的特点，对连接后多用电表反映出来的信息判断出黑箱内电学元件的名称和连接方式。

2．电学黑箱：一些电学元件按某种规则连接好，藏于箱内，接线柱露于箱外的箱子叫电学黑箱子。

一般的“电学黑箱子”有四种，一是纯电阻黑箱子；二是纯电源黑箱子；三是由电阻和电源组成的闭合电路黑箱子；四是含电容器、二极管的黑箱子。

3．本实验所用的主要器材有：多用电表、二极管若干只，电学黑箱、电阻、小螺丝刀、电池、滑动变阻器、导线若干。

4．多用电表的使用方法：（1）观察多用电表外形，认识选择开关、量程选择及测量方法，检查指针是否停在表盘左端的电流零刻度线上。

若不指零，用小螺丝刀进行调零，然后将红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

（2）电流测量可以用干电池和电阻组成简单电路，让学生测量电路中的电流。

（3）电压测量可以让学生测量干电池两端的电压，指导学生选择电压档及合适的量程，分清楚红表笔是电压表、电流表的正接线柱，黑表笔是负接线柱。

（4）电阻的测量要选择欧姆档，先进行电阻调零（将红、黑表笔短接，调节调零电位器，使表的指针指示电阻零点，即满偏电流处），然后将电阻接入两表笔间，读出电阻值。

还可以让学生测量小灯泡灯丝的电阻。

（5）用欧姆表测二极管的电阻，让学生了解二极管的单向导电性。

交换二极管的两极测电阻，一次电阻很大，一次较小。

由于欧姆表内部有电源，黑表笔为内部电源的正极，红表笔是负极。

当测到二极管电阻较小（导通）时，与黑表笔连接的是二极管的正极，由此可以判别二极管的极性。

5．二极管及其单向导电性：晶体二极管是由半导体材料制成的电学元件，熟悉图14—13—1中的二极管的外观、种类和符号；在电路中的符号如图所示，用图14—13—2中的实验可以了解它的单向导电性。

实验：练习使用多用电表本节分析“让生活走近物理，让物理走向社会”是新课程的重要理念，学以致用，培养学生的动手实践能力是物理教学承担的教育功能之一，教材在《多用电表的原理》一节之后安排了《实验：练习使用多用电表》正体现了这一意图．使学生对多用电表的原理更加明了，又要求会使用多用电表，增强了实践运用能力．本节是一节实验课，采用分组实验和讨论交流的方式进行，并通过“学习任务单”引导学生完成实验任务．学情分析学习本节前，学生已学习了闭合电路的欧姆定律和多用电表的原理，了解了多用电表的内部结构和测量电阻的原理，会利用闭合电路的欧姆定律解决简单电路问题，为使用多用电表奠定了基础．教学目标●知识与技能1．会用多用电表测电压、电流、电阻．2．会用多用电表测量二极管的正反向电阻．3．初步会用多用电表探索黑盒中的电学元件和结构．●过程与方法1．通过操作多用电表测电流、电压、电阻，感受使用多用电表的过程．2．通过动手实验和思考，认识一般物理测量的操作步骤和过程．●情感、态度与价值观1．通过分组实验活动，激发合作意识，养成严谨的科学态度，增强理论联系实际的自觉性．2．通过探索黑盒中电子元件及结构，激发学习的兴趣，培养探究意识．教学重难点1．多用电表测电阻．2．使用多用电表测电阻的操作规范及探索黑盒的过程．教学方法采用多媒体教学、演示实验、分组实验．教学准备1．实验器材演示实验器材：（1）电源、开关、小灯泡、导线；（2）黑盒（内由电学元件构成）．学生分组实验器材：（1）多用电表及红、黑表笔；（2）电阻、导线、干电池、开关、二极管若干；（3）黑盒（内由电学元件构成）．2．媒体资源（1）多媒体教室；（2）实物投影；（3）自制课件．教学过程设计）当选择开关位置旋至“mA”挡中的“25____________.）当选择开关位置旋至“V”挡中的“50____________.）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×__________.）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次）电阻测量：正向电阻较小，反向电阻较大，可用多用电表判断它的正、负极或区分它的好坏.9实验：练习使用多用电表一、认识多用电表1．选择开关2．表盘二、使用多用电表1．测直流电压和电流2．测电阻3．探究黑盒4．二极管的单向导电性教学反思本节是一节实验课，上一节已经学习了多用电表的原理与构造，因此本节的设计依据是加强实验操作技能培养与练习，注重学生动手能力和探究能力的培养，以“情景引入→认识观察→测量使用→问题探究”的思路设计本课，侧重多用电表的使用练习．本节需突出的教学重点是利用多用电表测电阻，方法是分阶段、有层次的进行实验活动和学习．首先通过分组实验，初步学习多用电表测电阻；其次通过交流对话和问题思考，明确多用电表测电阻的操作规范；再通过探究黑盒内电子元件，进一步提升多用电表测电阻的技能，使多用电表测电阻成为课堂教学的主线．本节需突破的教学难点是多用电表测电阻的操作规范以及黑盒探究的过程，方法是分散难点，各个突破．如在认识多用电表阶段，解决多用电表（A/V/Ω）的读数问题；在分组实验后的交流对话中解决操作规范的问题．本设计坚持以“学生发展为本”，通过实验活动重视学生技能的形成，使学生在有控开放的时空中，通过动手实验，问题思考、交流对话，体验知识技能的形成和获取的过程，体现理论联系实际，使学生对学习感到有兴趣、有成就感！。