1、一、電學測量儀器的使用與讀數一、電學測量儀器的使用與讀數1電流表、電壓表、歐姆表的比較電流表、電壓表、歐姆表的比較2多用電表的使用多用電表的使用“三注意三注意”(1)電流的流向：電流的流向：由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都要從電由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都要從電表的表的“”插孔插孔(紅表筆紅表筆)流入，從流入，從“”插孔插孔(黑表筆黑表筆)流出，所以使流出，所以使用歐姆擋時，多用電表內部電池的正極接的是黑表筆，負極接用歐姆擋時，多用電表內部電池的正極接的是黑表筆，負極接的是紅表筆。的是紅表筆。(2)要區分開要區分開“機械零點機械零點”與與“歐姆零點歐姆零點”：“機械

2、零點機械零點”在表盤刻度左側在表盤刻度左側“0”位置。調整的是表盤下邊中位置。調整的是表盤下邊中間的定位螺絲；間的定位螺絲；“歐姆零點歐姆零點”在表盤刻度的右側電阻刻度在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置，位置，調整的是歐姆擋的調零旋鈕。調整的是歐姆擋的調零旋鈕。(2)電表的選擇：電表的選擇：一般根據電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電一般根據電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表；根據待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的壓表；根據待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應使電表的指針擺動的幅度較大，一般應使指針能達到量程應使電表的指針擺動的幅度較大，一般應使指針能達到半偏

3、以上，以減小讀數的偶然誤差，提高精確度。半偏以上，以減小讀數的偶然誤差，提高精確度。二、電流表內外接法的比較與選擇二、電流表內外接法的比較與選擇比較項目比較項目電流表內接法電流表內接法電流表外接法電流表外接法電路電路誤差來源誤差來源電流表的分壓電流表的分壓電壓表的分流電壓表的分流測量結果測量結果R測測U/IRx，偏大，偏大R測測U/IRx，偏小，偏小適用條件適用條件RxRA(測大電阻測大電阻)RVRx(測小電阻測小電阻)三、控制電路三、控制電路(滑動變阻器的接法滑動變阻器的接法)的比較與選擇的比較與選擇1控制電路的比較控制電路的比較2控制電路的選擇：控制電路的選擇：(1)優先選用限流式。優先選

4、用限流式。(2)以下情況考慮分壓式：以下情況考慮分壓式：要求待測電路的要求待測電路的U、I從從0變化；變化；R滑滑Rx；選用限流式時，選用限流式時，Ux、Ix過大過大(超過電表量程，燒壞電表、超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等電源或用電器等)例例1(2012上海高考上海高考)在練習使用多用表的實驗中在練習使用多用表的實驗中(1)某同學連接的電路如圖某同學連接的電路如圖1221所示所示圖圖1221若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測得的若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過是通過_的電流；的電流；若斷開電路中的電鍵，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆若斷開電路中的電鍵，旋轉

5、選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是擋，此時測得的是_的電阻；的電阻；若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵，若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是_兩兩端的電壓。端的電壓。(2)(單選單選)在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若 ()A雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大B測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調零后再進行測量重新調零后再進行測量C選擇選擇“10

6、”倍率測量時發現指針位于倍率測量時發現指針位于20與與30正中間，正中間，則測量值小于則測量值小于25 D歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測量值將略偏大量值將略偏大解析解析(1)若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時多用電表與此時多用電表與R1串聯，測量的是通過串聯，測量的是通過R1的電流。的電流。斷開電路中的電鍵，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此斷開電路中的電鍵，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時時R1和和R2串聯接入歐姆表，因而測量的是串聯接入歐姆表，因而測量的是R1和和R2串聯的電阻。

7、串聯的電阻。旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，動變阻器的滑片移至最左端，R10，此時測量的是，此時測量的是R2兩端的電壓。兩端的電壓。(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小，選項雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小，選項A錯誤。測量錯誤。測量時發現指針偏離中央刻度過大，若在中央刻度左邊，需要增大倍率；時發現指針偏離中央刻度過大，若在中央刻度左邊，需要增大倍率；若在中央刻度右邊，需要減小倍率，重新調零后再進行測量，選項若在中央刻度右邊，需要減小倍率，重新調零后再進行測量，選項B錯誤。選擇錯誤。選擇“1

8、0”倍率測量時若指針位于倍率測量時若指針位于20與與30正中間，測量值要正中間，測量值要小于小于250 ，選項，選項C錯誤。歐姆表內的電池使用時間太長，電池內阻錯誤。歐姆表內的電池使用時間太長，電池內阻變大，雖然完成調零，但測量值將略偏大，選項變大，雖然完成調零，但測量值將略偏大，選項D正確。正確。答案答案(1)R1R1和和R2串聯串聯R2(或電源或電源)(2)D多用電表的使用注意事項多用電表的使用注意事項(1)在使用多用電表時，應將歐姆調零旋鈕與調整定位螺絲在使用多用電表時，應將歐姆調零旋鈕與調整定位螺絲區分開。區分開。(2)讀數時，視線要垂直于刻度表面，還要明確刻度盤上每讀數時，視線要垂直

9、于刻度表面，還要明確刻度盤上每一大格表示多少，每一小格表示多少，還應注意讀到的有效數一大格表示多少，每一小格表示多少，還應注意讀到的有效數字的位數。字的位數。(3)使用多用電表測電壓和電流時，應盡量使指針超過滿量使用多用電表測電壓和電流時，應盡量使指針超過滿量程的一半；測電阻時，應盡量使指針指向表盤刻度中央，指針程的一半；測電阻時，應盡量使指針指向表盤刻度中央，指針偏轉角度太大或太小，都應換擋后調零重測。偏轉角度太大或太小，都應換擋后調零重測。(4)測量電壓和電流時，特別是在測大電流、高電壓時，測量電壓和電流時，特別是在測大電流、高電壓時，不能在電路接通的情況下轉動轉換旋鈕，以免在觸點之間產生

10、不能在電路接通的情況下轉動轉換旋鈕，以免在觸點之間產生電弧燒壞觸點，或造成短路損壞電表。電弧燒壞觸點，或造成短路損壞電表。(5)測電阻時，應使待測電阻與其他電路斷開，不能用多測電阻時，應使待測電阻與其他電路斷開，不能用多用電表直接測電源的內阻。用電表直接測電源的內阻。(6)多用電表不使用時，選擇開關應置于交流電壓的最高多用電表不使用時，選擇開關應置于交流電壓的最高擋或擋或OFF擋，長期不用時應將表內電池取出。擋，長期不用時應將表內電池取出。 例例2某同學用如圖某同學用如圖1222所示電路，測繪標有所示電路，測繪標有“3.8 V,0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓隨電壓U變

11、化的圖象。變化的圖象。圖圖1222(1)除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：電流表電流表A1(量程量程100 mA，內阻約，內阻約2 )；電流表電流表A2(量程量程0.6 A，內阻約，內阻約0.3 )；電壓表電壓表V1(量程量程5 V，內阻約，內阻約5 k)；電壓表電壓表V2(量程量程15 V，內阻約，內阻約15 k)；滑動變阻器滑動變阻器R1(阻值范圍阻值范圍010 )；滑動變阻器滑動變阻器R2(阻值范圍阻值范圍02 k)；電源電源E1(電動勢為電動勢為1.5 V，內阻為，內阻為0.2 )電源電源E2(電動勢為電動勢為4 V，內阻約為，內阻約為

12、0.04 k)為了調節方便，測量準確，實驗中應選用電流表為了調節方便，測量準確，實驗中應選用電流表_，電壓表電壓表_，滑動變阻器，滑動變阻器_，電源，電源_。(填器材填器材的符號的符號)(2)根據實驗數據，計算并描繪出根據實驗數據，計算并描繪出RU的圖象如圖的圖象如圖1223所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為_ ；當所加電壓為當所加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為時，燈絲電阻為_ ，燈泡實際消耗，燈泡實際消耗的電功率為的電功率為_ W。圖圖1223(3)根據根據RU圖象，可確定小燈泡消耗電功率圖象，可確定小燈泡消耗電功率P與外加電壓與外

13、加電壓U的關系。符合該關系的示意圖是下列圖中的的關系。符合該關系的示意圖是下列圖中的_。圖圖1224答案答案(1)A2V1R1E2(2)1.511.50.78(3)A器材選取問題的策略器材選取問題的策略1.器材選取三原則器材選取三原則(1)安全性原則：要能夠根據實驗要求和客觀條件選用合安全性原則：要能夠根據實驗要求和客觀條件選用合適的儀器，使實驗切實可行，能達到預期目標。另外還要注意適的儀器，使實驗切實可行，能達到預期目標。另外還要注意測量儀器的量程，各類用電器實際通過的電流不能超過其允許測量儀器的量程，各類用電器實際通過的電流不能超過其允許通過的最大電流等。通過的最大電流等。(2)精確性原則

14、：根據實驗的需要，選用精度合適的測量精確性原則：根據實驗的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個實驗來講，精確程度夠用即可，并不是精度越工具，但對某個實驗來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好。高越好。(3)方便性原則：實驗時需考慮調節方便，便于操作，如滑方便性原則：實驗時需考慮調節方便，便于操作，如滑動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實驗要求的情況下，還要考慮阻值大小范圍，在二者都能滿足實驗要求的情況下，還要考慮阻值大小對實驗操作是否調節方便的問題。對實驗操作是否調節方便的問題。2.器材選取三具

15、體要求器材選取三具體要求(1)根據不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首根據不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程。務必使指針有較大偏轉量程，然后合理選擇量程。務必使指針有較大偏轉(一般取滿偏一般取滿偏的的1/32/3左右左右)，以減少測量和讀數的誤差。，以減少測量和讀數的誤差。(2)根據電路中可能出現的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器，根據電路中可能出現的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器，注意流過滑動變阻器的電流不能超過它的額定值。對高阻值的變注意流過滑動變阻

16、器的電流不能超過它的額定值。對高阻值的變阻器，如果滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜阻器，如果滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。采用。(3)應根據實驗的基本要求來選擇儀器。對于這種情況，只應根據實驗的基本要求來選擇儀器。對于這種情況，只有熟悉實驗原理，才能做出恰當的選擇。有熟悉實驗原理，才能做出恰當的選擇。3.器材選取的一般步驟器材選取的一般步驟(1)找出惟一且必須的器材；找出惟一且必須的器材；(2)畫出電路圖畫出電路圖(暫不把電表接入暫不把電表接入)；(3)估算最大值估算最大值(在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最小值在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最小值)或估算

17、最小值或估算最小值(在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最大值在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最大值)；(4)考慮能否使電壓表、電流表都達到滿偏的考慮能否使電壓表、電流表都達到滿偏的1/3以上。以上。例例3某研究性學習小組利用如圖某研究性學習小組利用如圖1225左圖所示電左圖所示電路測量電池的電動勢路測量電池的電動勢E和內電阻和內電阻r。由于該電池的內電阻。由于該電池的內電阻r較小，較小，因此在測量電路中接入了一阻值為因此在測量電路中接入了一阻值為2.00 的定值電阻的定值電阻R0。(1)請根據實驗原理圖，用筆畫線表示導線，將圖請根據實驗原理圖，用筆畫線表示導線，將圖1225中的實物連接成能夠完成

18、實驗的電路。中的實物連接成能夠完成實驗的電路。圖圖1225 (2)實驗時，閉合開關實驗時，閉合開關K，調整電阻箱，調整電阻箱R的阻值，讀出電壓表的阻值，讀出電壓表相應的示數，得到了如下數據相應的示數，得到了如下數據(R和和U分別表示電阻箱讀數和電分別表示電阻箱讀數和電壓表讀數壓表讀數)。R/40.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35 為了比較準確地得出實驗結果，該小組的同學準備用圖象為了比較準確地得出實驗結果，該小組的同學準備用圖象來處理實驗數據，圖象的縱坐標表示電壓表讀數來處理實驗數據，圖象的縱坐標表示電壓表讀數U，則圖象的，

19、則圖象的橫坐標表示的物理量應該是橫坐標表示的物理量應該是_。計算出與各組數據對應。計算出與各組數據對應的該物理量數值的該物理量數值(結果精確到結果精確到0.01)填在表格中，并在如圖填在表格中，并在如圖1226所示的坐標系中作圖。所示的坐標系中作圖。圖圖1226(3)根據作出的圖象求得根據作出的圖象求得E_ V，r_ 。1.測電源電動勢和內阻的三種方法測電源電動勢和內阻的三種方法(1)用電壓表、電流表和可變電阻用電壓表、電流表和可變電阻(如滑動變阻器如滑動變阻器)測量，如測量，如圖圖1227所示，測出兩組所示，測出兩組U、I值，根據值，根據EUIr，通過計算，通過計算或利用圖象就能求出電源的電

20、動勢和內阻。或利用圖象就能求出電源的電動勢和內阻。圖圖1227圖圖1228圖圖12292數據處理數據處理本實驗在利用圖象處理數據時，要明確：本實驗在利用圖象處理數據時，要明確：(1)圖線的縱坐標是路端電壓，它反映的是：當電流圖線的縱坐標是路端電壓，它反映的是：當電流I增大時，增大時，路端電壓路端電壓U將隨之減小，將隨之減小，U與與I成線性關系，成線性關系，UEIr。(2)電阻的伏安特性曲線中，電阻的伏安特性曲線中，U與與I成正比，前提是成正比，前提是R保持一保持一定，而這里的定，而這里的UI圖線中，圖線中，E、r不變，外電阻不變，外電阻R改變，正是改變，正是R的的變化，才有變化，才有I和和U的

21、變化。的變化。 例例4(2012重慶高考重慶高考)某中學生課外科技活動小組利用銅某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉盛產的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電片、鋅片和家鄉盛產的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢池的電動勢E和內阻和內阻r，并探究電極間距對，并探究電極間距對E和和r的影響。實驗器的影響。實驗器材如圖材如圖12210所示。所示。圖圖12210(1)測量測量E和和r的實驗方案為：調節滑動變阻器，改變電源兩端的的實驗方案為：調節滑動變阻器，改變電源兩端的電壓電壓U和流過電源的電流和流過電源的電流I，依據公式，依據公式_，利用測量數據作出，利用測量數據作出UI圖象，得出

22、圖象，得出E和和r。(2)將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果的影響，請在圖的影響，請在圖12210中用筆畫線代替導線連接電路。中用筆畫線代替導線連接電路。(3)實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的的UI圖象如圖圖象如圖12211中中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：所示，由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢_(填填“增增大大”、“減小減小”或或“不變不變”)，電源內阻，電源內阻_(填填“增大

23、增大”、“減小減小”或或“不不變變”)。曲線曲線(c)對應的電源電動勢對應的電源電動勢E_V，內阻，內阻r_。當外電路總電阻為當外電路總電阻為2 500 時，該電源的輸出功率時，該電源的輸出功率P_mW。(均保留三位有效數字均保留三位有效數字)圖圖12211 解析解析(1)根據歐姆定律，路端電壓等于電動勢減去內電根據歐姆定律，路端電壓等于電動勢減去內電壓，即壓，即UEIr。 (2)該實驗要求路端電壓測量準確，故電壓表應直接接在電該實驗要求路端電壓測量準確，故電壓表應直接接在電源的兩端，滑動變阻器只需能改變路端電壓的值即可，故采用源的兩端，滑動變阻器只需能改變路端電壓的值即可，故采用限流式接法。

24、限流式接法。答案答案(1)UEIr(2)如圖所示如圖所示(3)不變增大不變增大0.9754780.268(1)解決設計型實驗問題的關鍵是確定實驗原理，然后確定應當解決設計型實驗問題的關鍵是確定實驗原理，然后確定應當測量哪些物理量，如何安排實驗步驟，如何處理數據等。電學設計測量哪些物理量，如何安排實驗步驟，如何處理數據等。電學設計型實驗常用的方法有轉換法、替代法、控制變量法等。型實驗常用的方法有轉換法、替代法、控制變量法等。轉換法：將不易測量的物理量轉換成可以轉換法：將不易測量的物理量轉換成可以(或易于或易于)測量的物測量的物理量進行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉換測理量進行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉換測量法量法(簡稱轉換法簡稱轉換法)，如在測量金屬電阻率的實驗中，雖然無法直接，如在