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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。
用多用电表探索黑箱内的电学元件目的：会正确使用多用电表，并能用多用电表探索黑箱内的电学元件。
（一）练习使用多用电表1．多用电表的刻度（图多---1）2．多用电表的选择开关与量程（图多---2）在多用电表的选择开关中，包含二个内容：一是转换测量的物理量（电阻、电压、电流），二是选择对应测量物理量的量程。
在测电阻档内，它的测量倍率有×1、×10、×100、×1K的四个。
在测量交流电压档内，它的测量量程有2．5V、10V、50V、250V、500V五个。
在测量直流电压档内，它的测量量程有2．5V、10V、50V、250V、500V五个。
在测量直流电流档内，它的测量量程有1mA、10mA、100mA三档。
选择开关量程指示端对在OFF上时，表明多用电表与外界切断。
3．多用电表的使用方法与读数先检查多用电表指针是否停在表刻度的左端“0”刻度上，如果没有，用小螺丝刀轻轻转动机械调零螺丝，使指针指在“0”刻度线上。
然后在多用电表的“＋”插入红表笔，在“－”插入黑表笔。
测直流电压：把选择开关拨到直流电压档，并选择适当的量程（最好是满偏的2/3及以上）测量值的读数：从表刻度的第二条弧形刻度读得，其中2．5V、250的量程从此刻度下的第一项获得，如你用2．5V的量程，指针偏到200处，这时的测量值为2．00Ｖ(此刻度的最小分格为0．０5V),如选用量程10V,指针偏到200与250的中间,这时的测量值为9．0V(最小分格是0．２Ｖ).测直流电流：把选择开关拨到直流电流档，并选择适当的量程（最好是满偏的2/3及以上）,测量值的获得与直流电压的方法一样,而且是同一条刻度上.测交流电压：把选择开关拨到交流电压档，并选择好适当的量程.测量值读数在第三条弧形刻度,其中左端很小范围内刻度不均匀,此范围内测量不精确,最好不用.测量值的获得与上述方法类同.测电阻：把选择开关拨到测电阻档，并选择好适当的倍率(最好在中值附近,即指针半偏处),红、黑表笔短接,这时指针偏在右端的欧姆刻度“0”位置上.如果不在“0” 位置上，用欧姆调零钮进行欧姆调零。
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。
J 单元 电路J1 部分电路及其规律4．M2J1[2012·海南卷] 如图，理想变压器原，副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V”，“6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A ．120 V,0.10 AB ．240 V,0.025 AC ．120 V,0.05 AD ．240 V,0.05 A 4．D [解析] 两灯泡都正常工作时，副线圈中电压U 2＝U ＝12 V ，电流为I 2＝2I ＝2＝1A ，根据n 1n 2＝U 1U 2和n 1n 2＝I 2I 1，U 1＝n 1n 2U 2＝240 V ，I 1＝n 2n 1I 2＝0.05 A ，D 选项正确．J2 闭合电路的欧姆定律J3 电路综合问题9．(2)J3 [2012·天津卷] 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．①他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台填字母代号)．A ．保证摆动过程中摆长不变B ．可使周期测量得更加准确C ．需要改变摆长时便于调节D ．保证摆球在同一竖直平面内摆动②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L ＝0.9990 m ，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为________mm ，单摆摆长为________m.③下列振动图象真实地描述了对摆长为1 m 的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A 、B 、C 均为30次全振动的图象，已知sin5°＝0.087, sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是____________(填字母代号)．9．(2)[答案] ①AC②12.00.9930③A[解析] ①摆长是影响单摆周期的一个因素，在某一次测量中应采用控制变量法保证摆长不变；在探究摆长与周期的关系时，需要改变摆长，开有狭缝的橡皮正是基于此目的设计的．②单摆的摆长为悬点到摆球球心的距离．摆球自然悬垂时，用悬点到摆球最低点的距离减去小球的半径，即为单摆的摆长．③在摆角较小的情况下，摆球的运动才可看作简谐运动．由振动图象读出单摆的振幅，结合题目给出的正弦值，可知图象A、B对应于单摆在摆角小于5°时的摆动情况，而图象C、D对应于单摆在摆角大于15°时的摆动情况；为使时间的测量更加准确，应该从小球经过平衡位置时开始计时．综上所述，选项A正确．19．J3[2012·全国卷] 一台电风扇的额定电压为交流220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示．这段时间内电风扇的用电量为()A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度19．B[解析] 分段计算用电量，前10 min用电W1＝220×0.3×600 J＝39600 J，中间10 min用电W2＝220×0.4×600 J＝52800 J，后40 min用电W3＝220×0.2×2400 J＝105600 J，一个小时总的用电量W＝W1＋W2＋W3＝198000 J，换算成度为1980001000×3600度＝5.5×10－2度．J4 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线22．(2)J4[2012·四川卷] 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；电压表V，量程3 V，内阻r V＝9 kΩ标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干．图2图3图4①甲同学设计了如图l所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω.②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L 上的电压值是________V.③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图．并在图上标明所选器材代号．22．(2)[答案] ①5②4③如图所示．答图1[解析] ①由图2知，电压表的读数为2.30 V，根据欧姆定律，L的电阻R L＝UI＝2.300.46Ω＝5 Ω；②电压表与电阻R2串联，电压表两端的电压3 V，根据串联电路电阻与电压的关系，电阻R2两端的电压为1 V，灯泡L两端的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和，即为4 V；③如答图1和答图2所示．22．Ⅱ.J4[2012·安徽卷] 图12为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，______；③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．图13Ⅱ.[答案] (1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)如图所示[解析] (1)①为了保护电表不被损坏，不会因为合上开关时电流过大而超过电表量程，应将滑片移至滑动变阻器的最左端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；②要测绘小灯泡的伏安特性曲线，应增加电压，记下多组电流和电压值，要使数据有明显的变化，并且在移动滑动变阻器时要注意不得超过电表的量程．(2)画电路图时应注意：电流表为外接法，滑动变阻器为分压接法．21．J5(2)[2012·山东卷]待测金属丝：R x(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；E2(电动势12 V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．21．(2)[答案] ①1.773(1.771～1.775均正确)②A1E1电路如图所示[解析] 0.5 A，所以电流表选择A1.本实验滑动变阻器采用限流法，所以滑动变阻器与待测电阻丝串联，如果选择电动势为12 V的电源，电路中的最小电阻为120.5Ω＝24 Ω，滑动变阻器必须全部接入电路，不能得到多组数据，影响测量精度，所以电源选择E1.34．J5[2012·广东卷] (1)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15(a)和图15(b)所示，长度为________cm，直径为图7②按图7(c)连接电路后，实验操作如下：(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280 Ω；③由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.34．(1)①5.01 5.315(5.310～5.320)②(a)大(b)大③1280[解析] ①游标卡尺的读数＝主尺上的读数＋游标上的读数，本题主尺上的读数是5 cm，游标上的读数是1×0.1 mm＝0.01 cm，故游标卡尺的读数为5.01 cm；螺旋测微器的读数＝固定尺的读数＋可动尺的读数×0.01，即5 mm＋31.5×0.01 mm＝5.315 mm，最后一位是估计位，可以不同．②(a)将滑动变阻器R1的阻值调至最大，可以起到保护电流表及电源的作用；(b) 将电阻箱R2的阻值调至最大，目的也是为了保护电流表及电源；③本题的实验方法为替代法．由I0＝ER1＋R A＋r＋R x、I0＝ER1＋R A＋r＋R2得，R x＝R2＝1280 Ω.21．J5[2012·北京卷] 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为____________mm(图(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：x“乙”)．图2(3)图3是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．图3(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________Ω(保留两位有效数字)．(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________________________________________________________________________ (有多个正确选项)．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图象处理数据求金属线电阻可以减小偶然误差21．[答案] (1)(0.395～0.399)(4)如图4(4.3～4.7)(5)C(6)CD[解析] (1)测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．(2)从表格可以看出，电压表是从很小开始读数，所以采用分压式接法．(5)由公式R ＝ρl S可得，电阻率约为1×10－6Ω·m ，C 项正确． (6)读数引起的误差为偶然误差，电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，A 、B 项错误；计算时，将电流表、电压表的内阻考虑在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，C 项正确；采用图象法，可以减小偶然误差，D 项正确．J6 实验：把电流表改装成电压表9．(3)J6 [2012·天津卷] 某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G 1来校对待测电流表G 2的满偏电流和测定G 2内阻的电路，如图所示．已知G 1的量程略大于G 2的量程，图中R 1为滑动变阻器，R 2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．填步骤的字母代号)；A ．合上开关S 2B ．分别将R 1和R 2的阻值调至最大C ．记下R 2的最终读数D ．反复调节R 1和R 2的阻值，使G 1的示数仍为I 1，使G 2的指针偏转到满刻度的一半，此时R 2的最终读数为rE ．合上开关S 1F ．调节R 1使G 2的指针偏转到满刻度，此时G 1的示数为I 1，记下此时G 1的示数 ②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G 2内阻的测量值与真实值相比____________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)；③若要将G 2的量程扩大为I ，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G 2上并联的分流电阻R S 的表达式，R S ＝______________.9．(3)[答案] ①BEFADC ②相等 ③I 1r I －I 1[解析] ①只闭合S 1(S 2不闭合)，标准电流表G 1与待测电流表G 2串联，通过两表的电流相同，使待测电流表G 2满偏即可由标准电流表G 1读出其满偏电流I 1.再闭合S 2后，反复调节R 1和R 2的阻值，使G 1的电流仍为I 1，而G 2的电流为12I 1，则此时通过电阻箱R 2的电流也为12I 1，据并联电路的特点知，电阻箱R 2的阻值与G 2的内阻相等．②从实验设计的原理上，可准确得到待测电流表G 2的内阻．③若要将G 2的量程扩大为I ，需并联一个分流电阻R S ，G 2满偏时通过分流电阻R S 的电流应为I －I 1，此时分流电阻R S 两端的电压与G 2的满偏电压相等，为I 1r ，所以R S ＝I 1r I －I 1.J7 实验：测定电源的电动势和内阻22．J7 [2012·重庆卷] (1)如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a 、b 、c 的位置相同，且插在c 位置的针正好挡住插在a 、b 位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d 、e 两点，如图所示，计算折射率时，用________(填“d ”或“e ”)得到的值较小，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值误差较小．(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E E和r的影响，实验器材如图所示．①测量E和r U和流过电源的电流I，依据公式______，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图中(a)(b)(c)(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．曲线(c)对应的电源电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω，当外电路总电阻为2500 Ω)(2)①U＝E－Ir③不变 增大 0.975 478 0.268[解析] (1) 玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定．连接dc 、 ec 并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d 点时，折射角大，折射率小；对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，ec 连线与入射光线平行，误差小．(2)①根据闭合电路的欧姆定律，U ＝E －Ir .②如图所示．③图线与纵轴的交点的纵坐标即为电动势，交点纵坐标不变，所以电动势不变，为0.975 V ；图线斜率的绝对值即为内阻，斜率的绝对值变大，内阻变大．(c )对应图线斜率绝对值约为478(从线上选取两点即可求斜率)，电源的输出功率P ＝⎝⎛⎭⎫E R ＋r 2R ＝⎝⎛⎭⎫0.9752500＋4782×2500 W ＝2.68×10－4 W ＝0.268 mW.19．(2)J7、J8 [2012·福建卷] 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E .①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________V .②然后，用电压表V 0测定该电池电动势．(ⅰ)(ⅱ)闭合开关S ，调整电阻箱阻值R ，读出电压表V 相应示数U .该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R 、U 数据，并计算出相应的1R 与1U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1U －1R图线．19．(2)[答案](ⅱ)如图所示(ⅲ)9.5～11.1[解析] ①量程为10 V 0.2 V ，指针指在47小格，其对应的电压为0.2×47 V ＝9.4 V(由于最小刻度为0.2 V ，所以结果只需保留到0.1 V 即可)；②根据闭合电路的欧姆定律有：E ＝U R(r ＋R 0)＋U ，两边同时除以EU ，整理可得1U ＝r ＋R 0E ·1R ＋1E ，对照1U －1R 图象可知，图象的斜率表示r ＋R 0E，图象与纵坐标的交点表示1E，代入相关数值即可得出E ＝10.0 V.J8 实验：多用电表的使用(用多用电表探索黑箱内的电学元件)22．J8[2012·全国卷] 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1 Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5 Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5 Ω.(1)(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为________Ω.22．[答案] (1)黑箱内电阻串并联方式如图所示．(2)0.6[解析]息．需要经过推理、猜想、验证多个环节．根据已知条件，画出猜测的草图，然后整体验证所画草图是否与已知条件有矛盾，没有矛盾就是正确的，有矛盾再逐步修正．因为1、2接线柱之间的电阻为1 Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5 Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5 Ω.可见1、2接线柱之间是最简单的，猜测1、2接线柱之间只有一个1 Ω电阻；因为2、3接线柱之间的电阻为1.5 Ω，猜测2、3接线柱之间两个1 Ω电阻并联再跟一个1 Ω电阻串联，经验证，这种电路是正确的．10．J8[2012·江苏卷] 如图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．图8(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________(选填“A”、“B”或“C”)．(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应______(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图所示．两表笔接的接点多用电表的示数a、b ________Ωa、c 10.0 Ωb、c 15.0 Ω10.[答案] (1)A(2)(3)5.0如图所示[解析] (1)在使用多用电表时发现指针不在左边“0”刻度线处，则需要进行机械调零，即调节A；(2)在用直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否有电源时，一个表笔接a，另一个表笔应短暂接b，防止电流过大烧毁电表；(3)每对接点间正反向电阻相等，说明黑箱中只有电阻，由于选择开关选择的是“×1”挡，因此两表笔分别接a、b时，多用电表的示数从表盘中读出为5.0 Ω；根据表格中数据，可知各接点间的电阻连接如图所示．19．(2)J7、J8[2012·福建卷] 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________V.②然后，用电压表V0测定该电池电动势．(ⅰ)(ⅱ)闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1R与1U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1U－1R图线．19．(2)[答案] ①9.4②(ⅰ)如图所示(ⅱ)如图所示 (ⅲ)9.5～11.1[解析] ①量程为10 V 0.2 V ，指针指在47小格，其对应的电压为0.2×47 V ＝9.4 V(由于最小刻度为0.2 V ，所以结果只需保留到0.1 V 即可)；②根据闭合电路的欧姆定律有：E ＝UR(r ＋R 0)＋U ，两边同时除以EU ，整理可得1U ＝r ＋R 0E ·1R ＋1E ，对照1U －1R 图象可知，图象的斜率表示r ＋R 0E ，图象与纵坐标的交点表示1E ，代入相关数值即可得出E ＝10.0 V.J9 实验：传感器的简单应用J10 电学实验综合23．J10[2012·课标全国卷] 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D 为位于纸面内的U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱；A 为电流表；S 为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．图8(1)在图中画线连接成实验电路图． (2)完成下列主要实验步骤中的填空： ①按图接线．②保持开关S 断开，在托盘内加入适量细沙，使D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m 1.③闭合开关S ，调节R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D ______；然后读出______，并用天平称出________．④用米尺测量________．(3)用测得的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出B ＝________. (4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．23．[答案] (1)如图所示(2)③重新处于平衡状态 2 ④D 的底边长度l (3)|m 2－m 1|g Il(4)m 2＞m 1[解析] 将电源、开关、电流表、电阻箱和U 形金属框串联成闭合电路．设U 形金属框质量为m ，当开关S 断开时，有mg ＝m 1g ，当开关S 闭合时，有mg ＋BIL ＝m 2g ，联立解得：B ＝|m 2－m 1|Ilg .若m 2＞m 1，U 形金属框所受的安培力向下，磁感应强度方向垂直纸面向外；反0磁感应强度方向垂直纸面向里．。
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。
