人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第8章恒定電流實驗12用多用電表測量電學(xué)中的物理量課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

實驗十二　用多用電表測量電學(xué)中的物理量一、實驗?zāi)康?．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。2．會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3．會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。二、實驗原理與要求[基本實驗要求]1．實驗器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。2．實驗步驟(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目及量程。(2)機械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔。(4)測量小燈泡的電壓和電流。①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。(5)測量定值電阻①根據(jù)被測電阻的估計阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處；②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果；④測量完畢，拔出表筆，并將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。[規(guī)律方法總結(jié)]1．使用多用電表的注意事項(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，注意電流的實際方向應(yīng)為“紅入”“黑出”。(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。(3)由于歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率。(4)使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿。(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表。(6)測電阻時每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。長期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取出。2．多用電表對電路故障的檢測(1)斷路故障的檢測方法①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用。a．將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞。b．在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點。②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。③用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路，不能用歐姆表檢測電源的情況。(2)短路故障的檢測方法①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。②用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。命題點一　教材原型實驗　多用電表的使用及注意事項[典例1]　(2021·山東濰坊檢測)(1)用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T。請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：①旋動部件________，使指針對準(zhǔn)電流的0刻線。②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置。③將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件________。使指針對準(zhǔn)電阻的________(選填“0刻線”或“∞刻線”)。④將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的待測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按________的順序進行操作，再完成讀數(shù)測量。A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1 k”的位置B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準(zhǔn)[解析]　(1)①電表使用前要調(diào)節(jié)指針定位螺絲，使指針指在電流的0刻線位置，故調(diào)節(jié)部件S；③歐姆表測量前要進行歐姆調(diào)零，故調(diào)節(jié)部件T(歐姆調(diào)零旋鈕)使指針指向電阻0刻線；④指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明電阻偏大，故需選擇較大的倍率，每次換擋要重新調(diào)零然后測量電阻，故步驟為A、D、C。[答案]　(1)①S?、跿　0刻線?、蹵DC(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，下列說法正確的是_______。A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小B．測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量C．選擇“×100”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值等于2 500 ΩD．歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大[答案]　 (2)AD 　多用電表的原理及讀數(shù)[典例2]　圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V 擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 Ω 擋。(1)圖(a)中的A端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號)。A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置[答案]　(1)黑　(2)B　(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為________。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)[答案]　 (3)160　880(4)1.45 mA　1.10×103 Ω　2.90 V規(guī)律總結(jié)1．歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左∞右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)。2．多用電表的讀數(shù)應(yīng)注意的問題(1)歐姆表的讀數(shù)：電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(2)電壓表、電流表的讀數(shù)：要根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、0.1時，要估讀到最小分度的下一位，精確度是0.02、0.5、5時，估讀到最小分度的所在位。命題點二　實驗創(chuàng)新設(shè)計　實驗?zāi)康膭?chuàng)新[典例3]　(2019·高考全國卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為 98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度?？蛇x用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99 999.9 Ω)，干電池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。(1)歐姆表設(shè)計將圖(a)中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為_______Ω；滑動變阻器選______(選填“R1”或“R2”)。(2)刻度歐姆表表盤通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖(b)所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為_____、________。[答案]　(1)如圖所示　900　R1 (2)45　5(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向________kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量。若校準(zhǔn)某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為________Ω。[解析]　(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調(diào)零，此時應(yīng)將紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動變阻器，使歐姆表指針指在0 kΩ上。電阻箱的阻值為(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1 000×5＋10 000×3) Ω＝35 000.0 Ω。[答案]　　(3)0　35 000.0創(chuàng)新評價本實驗創(chuàng)新點體現(xiàn)在由電表的使用變?yōu)闅W姆表的設(shè)計并進行刻度和校準(zhǔn)，屬于多用電表的原理的遷移與拓展。　　實驗?zāi)康膭?chuàng)新[典例4]　如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進行探測。(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖2中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”)。[解析]　(1)多用電表使用前應(yīng)進行機械調(diào)零，機械調(diào)零裝置為A。[答案]　(1)A(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。[解析]　(2)在用直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否有電源時，一個表筆接a，另一個表筆應(yīng)短暫接b，防止電流過大燒毀電表。[答案]　 (2)短暫(3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖2所示。請將記錄表補充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。[解析]　(3)黑箱中無電源且每對接點間正、反阻值相等，故為電阻元件，由多用電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0 Ω。由a、b間電阻為5 Ω，a、c間為10 Ω，b、c間為15 Ω知，電路圖如答案圖所示。[答案]　 (3)5.0　電路圖如圖創(chuàng)新評價本實驗創(chuàng)新之處是利用多用電表探測黑箱內(nèi)元件、檢測電路故障，同時考查了多用電表的讀數(shù)及電路設(shè)計?！?　實驗設(shè)計創(chuàng)新 [典例5]　小明在實驗室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件D，設(shè)計了如圖甲所示電路進行實驗探究，請按要求回答問題：(1)小明按圖甲連接好電路，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器滑片緩慢地從a端移到b端，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，若D為電阻元件，則該過程中它的電阻值的變化情況可能是________。A．阻值一直為0B．阻值先不變，后續(xù)階段變小C．阻值恒定且遠大于R2D．阻值先不變，后階段變大[解析]　(1)因在滑片移動過程中，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，則知元件阻值可能先不變，后續(xù)階段變小，故B正確。[答案]　(1)B(2)根據(jù)元件D銘牌上的部分信息，小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管，它有正、負極之分，在電路中當(dāng)D的正極接高電勢時，其iu圖線如圖乙中OC所示；當(dāng)D的負極接高電勢時，其iu圖線如圖乙中OAB所示，其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū)，由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的________極(選填“正”或“負”)。[解析]　(2)結(jié)合第(1)問中所給條件，可知D元件黑色部分為負極。[答案]　 (2)負(3)小明接著設(shè)計了用多用電表歐姆擋按圖丙對該元件進行探究，圖丙中虛線框部分是其內(nèi)部等效電路，已知電源電動勢E＝9 V，電表滿偏電流Ig＝3 mA。實驗時小明先進行歐姆調(diào)零，則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為________Ω；調(diào)零后按圖丙連接元件D進行測量，若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，則此時測得元件D的阻值應(yīng)為________Ω。[答案]　(3)3 000(或3×103)　 6 000(或6×103)創(chuàng)新評價本實驗創(chuàng)新之處體現(xiàn)在實驗設(shè)計上，由多用電表原理與讀數(shù)拓展為探究未知元件的特性，充分考查了對多用電表原理的理解。　1．(2021·廣西桂林等三市高三聯(lián)考)如圖甲為一多用電表的表盤，圖乙是其原理簡化示意圖。(1)按正確使用方法將選擇開關(guān)置于“×10”擋測量電阻R的阻值時，指針指在刻度盤的正中央15刻線處，則Rx＝________Ω。解析：(1)將選擇開關(guān)置于“×10”擋測量電阻Rx的阻值，指針指在刻度盤的正中央15刻線處，則電阻阻值Rx＝15×10 Ω＝150 Ω。答案：(1)150(2)把該多用電表的歐姆擋和一塊內(nèi)阻約為幾十千歐的電壓表接成電路，就能一次性既能測出電壓表的內(nèi)阻，又能測出多用電表中歐姆擋的內(nèi)部電源的電動勢及內(nèi)部靈敏電流表的滿偏電流。①在多用電表連接電壓表之前，正確的操作是________________；A．將選擇開關(guān)置于倍率“×1”擋，兩表筆短接進行歐姆調(diào)零，再將兩表筆接在電壓表接線柱上B．將選擇開關(guān)置于倍率“×1k”擋，兩表筆短接進行歐姆調(diào)零，再將兩表筆接在電壓表接線柱上C．兩表筆接在電壓表接線柱上，再將選擇開關(guān)置于倍率“×1”擋，兩表筆短接進行歐姆調(diào)零D．兩表筆接在電壓表接線柱上，再將選擇開關(guān)置于倍率“×1k”擋，兩表筆短接進行歐姆調(diào)零②圖中的A表筆是________(選填“紅”或“黑”)表筆，在多用電表連接電壓表時，與電壓表“＋”接線柱連接的是________(選填“A”或“B”)表筆；③在實驗中，同學(xué)們讀出電壓表的讀數(shù)為2 V，歐姆表指針?biāo)傅目潭热鐖D甲所示，并且在實驗過程中，一切操作都是正確的，由此可得電壓表的內(nèi)阻為________kΩ，歐姆表內(nèi)電池的電動勢為________V，內(nèi)部電流表的滿偏電流為________mA(保留三位有效數(shù)字)。解析：(2)①電壓表的內(nèi)阻約為幾十千歐，為了減小誤差，應(yīng)選擇×1k擋，換擋后兩表筆短接進行歐姆調(diào)零，再將兩表筆接在電壓表接線柱上，故B正確，A、C、D錯誤。②由題圖所示可知，圖中的A表筆與歐姆表內(nèi)置電源正極相連，電流從A表筆流出多用電表，則A筆是黑表筆。連接電壓表時，應(yīng)該讓電流從電壓表的“＋”接線柱流入電壓表，所以電壓表“＋”接線柱接黑表筆。答案： (2)①B?、诤凇　③50　2.6　0.1732．(2021·湖北省部分重點中學(xué)高三聯(lián)考)某型號多用電表歐姆擋的電路原理圖如圖甲所示。微安表G是歐姆表表頭，其滿偏電流Ig＝500 μA，內(nèi)阻Rg＝950 Ω。電源電動勢E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝1 Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0～9 999 Ω。(1)甲圖中的a端應(yīng)與________(選填“紅”或“黑”)表筆連接。(2)某同學(xué)將圖甲中的a、b端短接，為使微安表G滿偏，則應(yīng)調(diào)節(jié)R1＝________ Ω；然后在a、b端之間接入一電阻Rx，發(fā)現(xiàn)微安表半偏，則接入的電阻阻值為Rx＝________ Ω。(3)如圖乙所示，該同學(xué)將微安表G與電阻箱R2并聯(lián)，利用該電路圖組裝一個×100倍率的歐姆表，要求歐姆表的表盤刻度如圖丙所示，其中央刻度標(biāo)“15”，則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2＝________ Ω；用此歐姆表測量一個阻值約2 000 Ω的電阻，測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1＝________ Ω。答案：(1)紅　(2)2 049　3 000　(3)950　1 0243．(2021·湖北鄂州、黃岡高三調(diào)考)如圖所示為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。(1)圖中的B端與________(選填“紅表筆”或“黑表筆”)相連接。(2)某小組同學(xué)們發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻度線不均勻，分析在同一個擋位下通過待測電阻的電流I和它的阻值Rx的關(guān)系，他們分別畫出了如圖所示的幾種圖象，其中可能正確的是________(填選項下面的字母)。答案：(1)黑表筆　(2)AC(3)現(xiàn)有部分電路裝在一個小盒子里，它與盒外的接線柱A、B、C、D相連。若該部分電路僅由兩個組值均為R的電阻連接而成，且兩個接線柱之間最多只能接一個元件?，F(xiàn)將多用電表選擇開關(guān)旋至歐姆擋，測得A、B間電阻為R，B、C間的電阻為2R；用導(dǎo)線將C、D連接后，測得A、B間的電阻為0.5R。請在方框中畫出盒子內(nèi)這兩個電阻的連接圖。解析：(3)將多用電表選擇開關(guān)旋至歐姆擋，測得A、B間電阻為R，B、C間的電阻為2R；用導(dǎo)線將C、D連接后，測得A、B間的電阻為0.5R；若該部分電路僅由兩個阻值均為R的電阻連接而成，B、C間由兩電阻串聯(lián)；A、B間只有一個電阻，若用導(dǎo)線將C、D連接后，A、B間由兩電阻并聯(lián)；所以電路圖如圖所示。答案：(3)圖見解析(4)若該歐姆表使用一段時間后，內(nèi)部電源電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法測量某電阻阻值，則測得的阻值應(yīng)________(選填“大于”“小于”或“等于”)電阻的真實值。答案：(4)大于4．(2021·廣東佛山高三模擬)小明手里有一塊多用電表A，其功能完好，但刻度值已不清晰。他想通過實驗測定該多用表(簡稱A表，下同)“×10 Ω”擋歐姆調(diào)零后的內(nèi)阻R0和內(nèi)置電源的電動勢E。他找來了另一個多用電表B(簡稱B表，下同)、一個電阻箱、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線作為實驗的器材。實驗的操作如下：(1)小明將A表調(diào)到“×10 Ω”擋，將B表調(diào)到“mA”擋，準(zhǔn)備將所有的器材串聯(lián)起來作為實驗電路。請你在圖甲中連好剩余的導(dǎo)線；(2)先使用B表的電流擋測量A表“×10 Ω”擋的滿偏電流。將電阻箱阻值調(diào)為0，將A表調(diào)到歐姆擋“×10 Ω”擋位置。幾次試測后，確定B表應(yīng)使用“10 mA”擋，調(diào)節(jié)A表的歐姆調(diào)零旋鈕直至A表滿偏，此時B表的讀數(shù)如圖乙所示，記錄下B表讀數(shù)為________mA；(3)斷開開關(guān)，保持A、B表擋位不變，將A表________短接進行歐姆調(diào)零，然后重新連入原來電路；解析：(1)電路連線如圖；解析：(2)因為B表使用“10 mA”擋，則B表讀數(shù)為8.0 mA；(3)斷開開關(guān)，保持A、B表擋位不變，將A表紅黑表筆短接進行歐姆調(diào)零，然后重新連入原來電路；答案：(1)圖見解析　(2)8.0 (3)紅黑表筆　(4)調(diào)節(jié)電阻箱，閉合開關(guān)，當(dāng)B表讀數(shù)為6.0 mA時，讀出電阻箱阻值為R1(Ω)；繼續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)B表讀數(shù)為4.0 mA時，讀出電阻箱阻值為R2(Ω)；(5)斷開電路，整理器材。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)，可算出A表“×10 Ω”擋內(nèi)置電源的電動勢E＝________V，A表“×10 Ω”擋歐姆調(diào)零后的內(nèi)阻R0＝________Ω，B表量程“10 mA”擋的內(nèi)電阻RB＝________Ω。(以上三空的結(jié)果用R1、R2表示)

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