高考物理大一輪總復習 專題精講 實驗十 練習使用多用電表課件

實驗十練習使用多用電表實驗十練習使用多用電表01主干回顧固基礎【實驗目的】1. 了解多用電表的構造和原理，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元件【實驗原理】1. 外部構造(1)轉動選擇開關可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等(2)表盤的上部為表頭，用來表示電流、電壓和電阻的多種量程 (3)由于多用電表的測量項目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個項目的量程都有專門的標度，有些標度就屬于共用標度，圖中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標度2. 電流表與電壓表的改裝(1)改裝方案 (2)校正 校正電路如圖所示，校正的過程是：先將滑動觸頭移動到最左端，然后閉合開關，移動滑動觸頭位置，使改裝后的電壓表示數(shù)從零逐漸增大到量程值，移動一次記下改裝的電壓表和標準電壓表示數(shù)，并計算滿刻度時的百分誤差，然后加以校正 3. 歐姆表原理(多用電表測電阻原理)(1)構造：如圖所示，歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅黑表筆組成 歐姆表內部：電流表、電池、調零電阻串聯(lián) 外部：接被測電阻Rx. 全電路電阻R總RgRrRx. (3)刻度的標定：紅黑表筆短接(被測電阻Rx0)時，調節(jié)調零電阻R，使IIg，電流表的指針達到滿偏，這一過程叫歐姆調零 當IIg時，Rx0，在滿偏電流Ig處標為“0”(圖甲) 當I0時 ，Rx，在I0處標為“”(圖乙)4. 二極管的單向導電性(1)晶體二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號如圖甲所示(2)晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)當給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導通，如圖乙所示；當給二極管加反向電壓時，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示 (3)將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”極時，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負極【實驗器材】多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個【實驗過程】一、實驗步驟1. 觀察多用電表的外形，認識選擇開關對應的測量項目及量程2. 檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調零 3. 將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔 4. 測小燈泡的電壓和電流 (1)按如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓 (2)按如圖乙所示連好電路，將選擇開關置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流 5. 用多用電表測電阻的步驟 (1)調整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度 (2)選擇開關置于“”擋的“1”，短接紅、黑表筆，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度，然后斷開表筆，再使指針指向刻度處 (3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標定值進行比較(4)選擇開關改置“100”擋，重新進行歐姆調零(5)再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標定值進行比較(6)測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋說明：機械調零第一步，斷開表筆調螺母指針指向時，根據(jù)阻值來選擋短接表筆指零歐，測時雙手勿觸阻中值附近去讀數(shù)，測量阻值高精度勿忘得數(shù)乘倍率，用完撥回“OFF”擋6. 探索黑箱內的電學元件判斷目的判斷目的 應用擋位應用擋位現(xiàn)象現(xiàn)象電源電源電壓擋電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源源電阻電阻歐姆擋歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管二極管歐姆擋歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大電容器電容器歐姆擋歐姆擋指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“”電感線圈電感線圈歐姆擋歐姆擋示數(shù)由示數(shù)由“”逐漸減小到某一較小固定逐漸減小到某一較小固定示數(shù)示數(shù)二、數(shù)據(jù)處理1. 測電阻時，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字2. 測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時應讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可【誤差分析】1. 偶然誤差(1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差(2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當擋位，使指針在中值附近(3)讀數(shù)時的觀測易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù)2. 系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后，電動勢會減小，內阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池(2)測電流、電壓時，由于電表內阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值【注意事項】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，電阻零刻度與電流、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)再乘以擋上的倍率電流、電壓擋是量程范圍擋 在不知道待測電阻的估計值時，應先從小倍率開始，熟記，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋2. 多用電表使用的“八大注意”(1)使用前要機械調零(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”(3)選擇開關的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流 (4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋 (5)刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電流、電壓直流共用，下為電壓交流2.5 V專用 (6)測電阻時 待測電阻與電路、電源一定要斷開 兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿 指針指中值附近較準，否則換擋 每換一擋必須重新歐姆調零 讀出示數(shù)要乘以倍率 (7)測電學黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判其內部有無電源，無電源方可用歐姆擋 (8)使用完畢，選擇開關要置于OFF擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池【它案設計】(1)多用電表的歐姆擋不只是可測電阻值，在實際應用中還可判斷某一元件是電阻、電容器還是電感器(2)若某一元件用歐姆表測量時，指針指在某一刻度不動，則該元件為電阻(3)若某一元件用歐姆表測量時，指針先偏轉，然后又緩慢回到“”刻度處，則可判斷該元件為電容器(4)若某一元件用歐姆表測量時，指針先由“”逐漸減小到某一較小的固定數(shù)值，則可判斷該元件為電感器02典例突破知規(guī)律考點1多用電表的使用及讀數(shù)典例透析(1)用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量： 旋動部件_，使指針對準電流的“0”刻線 將K旋轉到電阻擋“100”的位置 將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動部件_使指針對準電阻的_(填“0刻線”或“刻線”) 將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的待測量結果，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旋轉到電阻擋“1 k”的位置 B. 將K旋轉到電阻擋“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 (2)如圖所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為_；測直流電流時，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為_mA；測直流電壓時，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為_V.嘗試解答(1)S T 0刻線 ADC (2)1700 47 23.5(1)使用前要進行機械調零，使指針指向左邊的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進行歐姆調零，使指針指向右邊的零刻度處由于測量時，指針從無窮大電阻開始偏轉，偏角過小，說明需增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近(2)若用“100”擋測電阻時，指針讀數(shù)為：170100 1700 若用量程100 mA測直流電流時，讀數(shù)為：4.710 mA47 mA若用量程50 V測直流電壓時，讀數(shù)為23.5 V.變式訓練2013課標全國卷某學生實驗小組利用圖甲所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“1 k”擋內部電路的總電阻使用的器材有： 多用電表； 電壓表：量程5 V，內阻十幾千歐； 滑動變阻器：最大阻值5 k； 導線若干 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調到電阻“1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調零點 (2)將圖甲中多用電表的紅表筆和_(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端 (3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數(shù)如圖乙所示，這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_ V. (4)調節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零，此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 k和4.00 V從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內阻為_k. (5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖丁所示根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內電池的電動勢為_V，電阻“1 k”擋內部電路的總電阻為_k.解析：(1)歐姆表每次使用都需要將紅、黑表筆短接進行歐姆調零(2)由于紅表筆接歐姆表內置電源的負極，因此紅表筆也應該與電壓表的負接線柱相連，故應和1端相連(3)歐姆表讀數(shù)需要“1 k”位率，因此電阻為15.0 k.電壓表示數(shù)3.50 V，最小刻度是1的需要精確到最小刻度的下一位(4)當滑動變阻器電阻為零的時候，歐姆表測得的是電壓表的內阻，因此是12.0 k.答案：(1)短接(2)1(3)15.03.50(4)12.0(5)9.0015.0考點2對電表原理和注意事項的考查典例透析 2013課標全國卷某同學用量程為1 mA、內阻為120 的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表圖中R1和R2為定值電阻，S為開關回答下列問題：(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實物圖上連線(2)開關S閉合時，多用電表用于測量_(填“電流”、“電壓”或“電阻”)；開關S斷開時，多用電表用于測量_(填“電流”、“電壓”或“電阻”) (3)表筆A應為_色(填“紅”或“黑”) (4)定值電阻的阻值R1_，R2_.(結果取3位有效數(shù)字)嘗試解答(1)見解析 (2)電流 電壓 (3)黑 (4)1.00880(1)如圖所示(2)本實驗考查的是電表的改裝改裝成電壓表時，要串聯(lián)電阻，改裝成電流表時，要并聯(lián)電阻根據(jù)題圖甲所畫電路，閉合開關時，電流表與電阻R1并聯(lián)，用于測電流，斷開開關時，只串聯(lián)一個電阻R2，用于測電壓(3)根據(jù)表頭可知電流應從表筆B進，從表筆A出，由“紅進黑出”可知，表筆A應為黑色變式訓練2012上海高考在練習使用多用電表的實驗中 (1)某同學連接的電路如圖所示 若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過_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擋，此時測得的是_的阻值； 若旋轉選擇開關，使其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_兩端的電壓 (2)在使用多用電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 B. 測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調零后再進行測量 C. 選擇“10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于25 D. 歐姆表內的電池使用時間太長，雖能完成調零，但測量值將略偏大解析：(1)根據(jù)電路結構，電表測得的是流過滑動變阻器R1的電流；斷開電鍵時，R1和R2串聯(lián)，故電表測得的是R1和R2的串聯(lián)電阻的阻值；閉合電鍵后若把滑片滑至最左端，則R1電阻為零，此時電表測得的是R2的電壓或電源的路端電壓(2)選D.雙手握住金屬桿時，測得的是人體和待測電阻的并聯(lián)阻值，因此測量值偏小，選項A錯；測量時若指針偏離中央刻度過大，說明被測電阻阻值偏大或偏小，則必須增大或減小倍率，重新調零后再進行測量，選項B錯；歐姆表的刻度線并不均勻，刻度線20與30的正中間的數(shù)值應小于25大于20，但是乘以10以后測量值小于250 大于200 ，選項C錯；歐姆表內的電池使用時間過長，則電池的內阻變大，電動勢變小，即使調零后，測量值也會偏大，選項D對答案：(1)R1R1和R2串聯(lián)電阻R2(或電源)(2)D考點3利用多用電表探索黑箱內的元件典例透析2012江蘇高考如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件，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，應先調整圖乙中多用電表的_(選填“A”“B”或“C”) (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_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉情況 (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關旋至“1”擋，調節(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)如圖乙所示 請將記錄表補充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路.兩表筆接的接點兩表筆接的接點 多用電表的示數(shù)多用電表的示數(shù)a、b_a、c10.0 b、c15.0 嘗試解答(1)A (2)短暫 (3)5 電路圖見解析(1)此時應進行機械調零，要用調零定位螺絲A.(2)為防止損壞電表，要用試觸法，故應短暫接觸(3)每對接點間正反向電阻阻值均相等，說明內部電路中沒有二極管，只有三個相同阻值的電阻，結合串、并聯(lián)電路的特點，可以判斷a、b接點的電阻為5 ，可能的電路圖如圖：變式訓練2012大綱全國卷在黑箱內有一由四個阻值相同的電阻構成的串、并聯(lián)電路，黑箱面板上有三個接線柱1、2和3.用歐姆表測得1、2接線柱之間的電阻為1 ，2、3接線柱之間的電阻為1.5 ，1、3接線柱之間的電阻為2.5 .(1)在虛線框中畫出黑箱中的電阻連接方式：(2)如果將1、3接線柱用導線連接起來，1、2接線柱之間的電阻為_.解析：(1)三次測量電阻不同，三個接線柱里電阻連接肯定不是對稱關系，電阻連接方式如圖所示，每個電阻為1 .(2)如果將1、3接線柱用導線連接起來，1、2接線柱之間的電阻可等效為1 電阻和1.5 電阻并聯(lián)，阻值為0.6 .答案：(1)如圖所示(2)0.6考點4用多用電表檢測電路故障多用電表對電路故障的檢測高中階段對電路故障的考查只限于斷路和短路兩種，且故障一般只有一處(1)斷路故障的檢測方法將多用電表撥到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)若電壓表的示數(shù)為零，則說明該部分電路完好，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 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 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 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 用電流表檢測，串聯(lián)在電路中的電流表若示數(shù)不為零，故障應是短路典例透析在測定金屬電阻率的實驗中，某同學連接電路如圖所示閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導線均完好，電源電動勢為E)： (1)若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E，則發(fā)生故障的是_(填“待測金屬絲”“滑動變阻器”或“電鍵”) (2)若電流表、電壓表示數(shù)均為零，該同學利用多用電表檢查故障先將選擇開關旋至_擋(填“歐姆100”“直流電壓10 V”或“直流電流2.5 mA”)，再將_(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線柱若只有滑動變阻器斷路，則多用電表的示數(shù)依次是_、_、_.嘗試解答(1)待測金屬絲 (2)直流電壓 10V 紅 0 E E(1)電流表示數(shù)為零，說明電路斷路，由于電壓表示數(shù)為E，說明電壓表兩端與電源相連，因而故障是待測金屬絲斷路(2)電源已接入電路，不能再用歐姆擋測電阻的方法檢測電路故障，若用直流電流擋檢測，容易使電源短路，損壞電表，所以應使用多用電表的直流電壓擋電流應從多用電表的紅表筆流入，因而紅表筆應與a接線柱相連當只有滑動變阻器斷路時，黑表筆接b時，多用電表不能與電源形成閉合回路，示數(shù)為零；黑表筆接c、d時，多用電表與電源兩極相連，示數(shù)為電源電動勢 變式訓練 如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各點連接 (1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已搭好的情況下，應當選用多用電表的_擋在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的_擋 (2)在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明_可能有故障 (3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟解析：(1)在1、2兩點接好的情況下，應當選用多用電表的電壓擋，在1、2同時斷開的情況下，應選用歐姆擋(2)表明5、6兩點可能有故障(3)調到歐姆擋，將紅黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作，測量小燈泡的電阻，如電阻無窮大，表明小燈泡有故障答案：(1)電壓歐姆(2)開關或連接點5、6(3)調到歐姆擋；將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；測量小燈泡的電阻，如電阻無窮大，表明小燈泡有故障.