2020版高考物理总复习第八章第7节实验：练习使用多用电表教学案新人教版.docx

第7节实验：练习使用多用电表夯实基础【p149】一、实验目的1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法2会使用多用电表测电压、电流及电阻3会用多用电表探索黑箱中的电学元件二、多用电表(一)表盘多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程表盘如图所示：上半部分为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目的标识、挡位和量程另外，还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和表笔的插孔由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度(二)欧姆表1原理：依_闭合电路的欧姆定律_制成，用来粗略测量_电阻_2电路图：特别提醒：黑表笔插“”插孔，连接表内电源的“”极3刻度的原理：红、黑表笔_短接_，_调节R_，使满偏，此时接在两表笔间的电阻为0，在电流Ig刻度处刻上电阻值“0”，如图甲(Ig_)红、黑表笔_断开_，中无电流，此时接在两表笔间的电阻为，在电流刻度“0”处，刻上电阻值“”，如图乙在红、黑表笔间接入电阻Rx，指示电流Ix(Ix_)，在电流刻度“Ix”处，刻上电阻值“Rx”，如图丙设欧姆表总内阻为rg，rgRgRr，若在两表笔间接入一个电阻Rrg，则指针指在刻度盘的正中央处，所以在电流刻度处刻上电阻值R，这个R叫_中值电阻_，它_等于_欧姆表总内阻由于Ix与Rx不成正比，所以欧姆表的刻度_不均匀_，低阻区刻度_稀_高阻区刻度_密_使用欧姆表时，为使读数比较准确，应恰当选择挡位，使指针指在_中央刻线的附近_4使用步骤及注意事项先看指针是否指在表盘左侧电流的_零刻度线_(电阻)，若有偏差，要进行机械调零(即用螺丝刀调节定位螺丝)选挡位(依估计的电阻大小选择1、10、100、1 k几个挡位中的一个)欧姆调零两表笔_短接_，调节_调零旋钮_，使指针指在表盘右侧满偏电流Ig的刻度线(电阻的零刻度线)处两表笔与被测电阻接触，依指针偏转情况，确定要不要换挡(偏转角度过小时，要换用_大倍率_的挡位；偏转角度过大时，要换用_小倍率_的挡位)，换挡后，要重新进行欧姆调零读数，示数只要读取两位有效数字，被测电阻值等于示数乘以_挡位倍率_注意事项：测电阻时，要把被测电阻与别的元件_断开_，手不要接触表笔的_金属部分_使用完毕，要把_选择开关_调至“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用时，要取出表内的电池(三)多用电表的内部结构多用电表是由一个小量程的电流表和若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用如图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入插孔，红表笔插入插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管和定值电阻(大、中、小)三个四、实验步骤1观察多用电表的外形，认识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若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零3将红、黑表笔分别插入“”“”插孔4如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡测小灯泡两端的电压5如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流6利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将选择开关扳到合适的倍率挡，先进行欧姆调零，然后测量，读出指针指示数，再乘以倍率；若换挡，要重新进行欧姆调零7研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极8探索黑箱内的电学元件.判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡黑表笔接“”极时示数较小，黑表笔接“”极时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0 ”后逐渐增大到“”，且指针偏转越来越慢自感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数9.实验完毕拔出红黑表笔，选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡五、注意事项1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合(2)刻度不均匀：左密右疏(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率电流、电压挡是量程挡在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)(4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率为了减小读数误差，指针应指表盘到的部分，即中央刻度附近2多用电表使用的“八大注意”(1)使用前要机械调零(2)在使用时两表笔，电流总是“红入”“黑出”(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流(4)电压、电流挡为量程，电阻挡为倍率(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用(6)测电阻时待测电阻与电路、电源一定要断开两手一定不要同时接触两笔金属杆指针指中值附近较准，否则要换挡每换一挡必须重新欧姆调零读出示数要乘以倍率(7)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡(8)使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池【p151】考点突破例1如图所示为一多用电表，S为选择开关，Q为欧姆调零旋钮现在要用它检测两个电阻的阻值(图中未画电阻)已知阻值分别为R160 ，R247 k，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出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，并将它们按合理的顺序填写在后面的横线上A旋转S使其尖端对准电阻挡1 kB旋转S使其尖端对准电阻挡100C旋转S使其尖端对准电阻挡10D旋转S使其尖端对准电阻挡1E旋转S使其尖端对准OFFF将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后立即断开G将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后立即断开H两表笔短接，调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0，随后立即断开所选择操作及顺序为(用字母代号填写)：_(操作步骤可以重复选用)【解析】多用电表测量电阻时，倍率的选择以指针指在中央刻度线附近为依据，由表盘中值示数约15 可知，测R160 的电阻时，从图上看选择“10”挡比选择“1 k”挡更靠近中值电阻刻度线，测R247 k时，应选择“1 k”挡并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行欧姆调零，然后再进行测量，所以题目中所给操作H需重复选用，在测量过程中对R1和R2测量的先后没有什么限制，但测量完毕后，选择开关必须旋离电阻挡，拨至交流电压最高挡或“OFF”处，所以合理的操作及顺序为AHGCHFE或CHFAHGE.【答案】AHGCHFE或CHFAHGE针对训练1如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 的电阻，测量步骤如下：(1)调节_指针定位螺丝_，使电表指针停在_电流_的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)(2)将选择开关旋转到“ ”挡的_1_位置(填“1”“10”“100”或“1 k”)(3)将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔，并将两表笔短接，调节_欧姆调零旋钮_，使电表指针对准_电阻_的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_19_ .(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置【p151】考点突破例2如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_ ；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_V.【解析】(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值约为14，倍率为“100”，读数为1.4103 .指针指在中间附近时，读数更准确，故应选用“1 k”挡位(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为估读)，指针对应的读数为31.3 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA；测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为估读)，指针对应的读数为157 mA.(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为估读)，指针对应的读数为6.3 V.【答案】(1)1.41031 k(2)31.3157(3)6.3针对训练2多用电表表头的示意图如图所示在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是_直流电压_，测量结果为_1.20_V_(2)若选择开关的位置如b箭头所示，则测量的物理量是_直流电流_，测量结果为_48_mA_(3)若选择开关的位置如c箭头所示，则测量的物理量是_电阻_，测量结果为_1.6_k_(4)若选择开关的位置如c箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_改用“1_k”倍率_，_重新欧姆调零_，_测量、读数_(5)全部测量结束后，应把选择开关拨到_OFF挡_或者_交流电压最高挡_(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_红_色表笔经_正_插孔流入电表【p152】考点突破例3多用电表在科研和生活中有着广泛的用途例如探测黑箱内的电学元件，如图甲所示，是黑箱上的三个接线柱，两个接线柱之间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个，某实验小组进行了以下操作，步骤是：用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；改用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变；用欧姆挡测量，黑表笔接A，红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大；用欧姆挡测量，黑表笔接C、红表笔接B时测得阻值比黑表笔接A、红表笔接B时测得的阻值大(1)上述第步实验操作中说明了_(2)多用电表在调至欧姆挡后，正式测量电阻前需要进行的实验操作是_(3)该小组选择了“100”挡正确操作后，第步实验操作测得的示数如图乙，则阻值为_ .(4)请在图甲中画出该黑箱内的元件及正确的接法(5)该实验小组选择了多用电表的某个功能挡和电阻箱来测量电源的电动势和内阻，作出R图象如图丙所示(图中单位均采用国际单位制中的单位)，则该电源的电动势E_V，内阻r_ .实验中测量的电动势_(选填“大于”“小于”或“等于”)电源真实的电动势【解析】利用电压挡测量无电压说明黑箱内无电源，A、C接线柱间正、反接时阻值不变，说明A、C接线柱间只是电阻，A、B接线柱间正、反接时阻值变化较大，说明其间有二极管，导通方向为A到B.第(5)问中利用代入法写表达式，即选用电流挡得出REr，所以与纵轴的截距为r，斜率为E.利用电流表和电阻箱测电源的电动势和内阻的方法中，考虑电流表内阻RA时的函数式为RE(rRA)，可见，电动势的测量值不存在系统误差，而内电阻的测量值r测r真RAr真【答案】(1)黑箱内无电源(2)短接表笔欧姆调零(3)2 200(4)如图所示(5)1.52.5等于【小结】用多用电表探测黑箱内的电学元件，不妨按照下列顺序来判断：先用电压挡测量黑箱各接线柱之间有无电压，从而判断出黑箱中有没有电池，并找出电池来再用多用电表的欧姆挡正反测量各接线柱之间的电阻如果有电阻且正接、反接其阻值不变，则所测二柱间为电阻，如果有电阻且正接反接阻值差别很大，便可判断出此二柱间接的应该是二极管然后再用欧姆挡扩大电阻的测量范围，即将2个元件一起测，进一步确定和检验黑箱内的基本电学元件的类型本实验中的黑箱限定只有三个接线柱，2个基本电学元件，较为简单，同时也有利于同学们对这些基本电学元件的电学特征的初步了解，这就为以后在生活中接触的电子电路的知识打下基础针对训练3如图1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(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2中多用电表的_A_(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_短暂_(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2所示.两表笔接的接点多用电表的示数a，b_5.0_ a，c10.0 b，c15.0 请将记录表补充完整，并在图1的黑箱图中画出一种可能的电路_如图所示_【解析】(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 ，由a、b间电阻为5 ，a、c间为10 ，b、c间为15 知，电路为a、b间5 的电阻与a、c间10 电阻串联而成，电路图如图所示考 点 集 训【p324】1在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V0.3 A”合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮(1)用多用电表的直流电压挡检查故障选择开关置于下列量程的_B_挡较为合适(用字母序号表示)；A2.5 V B10 VC50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是_A_AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB灯被短路(2)接着使用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，测试前，一定要将电路中的开关S_断开_；测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为_6_ ，此时测量的是_e、f_间电阻根据小灯泡的规格计算出的电阻为_12.7_ .【解析】(1)由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，B正确灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e，f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A正确(2)使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)欧姆表读数应该为6 .由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6 ，说明测量的应该是e、f间电阻由R可求得电阻为12.7 .2在“练习使用多用电表”实验中(1)某同学欲测量一节干电池两极间的电压，下述操作正确的是_B_(填字母)A欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的_H_位置(选填A、B、C、Q字母)(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为_200_V.【解析】(1)多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择B.(2)插座电压大约为220 V，且是交流电，所以多用电表选择开关应打到交流250 V，即应打到图乙所示的H位置(3)根据电压表的读数规则，插座的电压应为200 V.3(1)关于多用电表，下列说法正确的一项是_B_A用多用电表“10”挡测电阻R1、R2时，流过电表的电流分别为满偏电流的、，则R22R1B用多用电表测量电流、电压、电阻时，电流都是从红表笔流入电表C用多用电表测电阻时，选用不同挡位，调试准确后，电表的内阻相同D多用电表使用前应先进行欧姆调零，再进行机械调零(2)用如图所示的电路测电阻Rx的阻值，已知Rx约为1 k.电流表的量程为01 mA、内阻r100 (电流表的内阻是已知的)；电压表的量程为01.5 V、内阻约为1 k；电源电动势为3 V、内阻不计；滑动变阻器的调节范围为0100 .请把滑动变阻器画入电路图，将实验电路图补充完整_电路图如图所示_若电流表示数为0.9 mA、电压表示数为0.9 V，则Rx_900_ .【解析】(1)当使用欧姆挡时，多用电表的内部电池作为电源，根据闭合电路欧姆定律I，电流与待测电阻的倒数不是正比关系，A选项错误；欧姆挡电表的内阻是电源内阻、表头内阻与滑动变阻器电阻之和，不同挡位滑动变阻器电阻不同，所以用多用电表测电阻时，选用不同挡位，调试准确后，电表的内阻不相同，C选项错误；多用电表使用前应先进行机械调零，再进行欧姆调零，D选项错误(2)滑动变阻器的调节范围为0100 ，如果按限流式接入电路，电流表将会超量程，所以滑动变阻器要按分压式接入电路若电流表示数为0. 9 mA、电压表示数为0. 9 V，根据欧姆定律I，代入数据可得Rx900 .4某学生实验小组利用如图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k” 挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程05 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡，再将红表笔和黑表笔_短接_，调零点(2)将图中多用电表的红表笔和_1_(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示多用电表和电压表的读数分别为_15.0_k和_3.60_V. (4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 k和4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_12.0_k. (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_9.00_V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为_15_k.【解析】(1)红、黑表笔短接进行调零(2)多用电表的黑表笔接多用电表内电池的正极，红表笔接电表内电池的负极，因此红表笔应与电压表的负极相连，即红表笔接“1”(3)多用电表的示数15 k，电压表读数为3.60 V，注意电压表的估读(4)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表测量的是电压表的内阻，多用电表读数为12.0 k，则电压表的内阻为12.0 k.(5)设多用电表内电池的电动势为E，而电阻“1 k”挡的内阻为R1，根据以上测量，由闭合电路的欧姆定律得E(RRVR1)其中R为滑动变阻器接入电路的电阻，E(R1RV)开始多用电表测量的是滑动变阻接入电路的电阻R和电压表串联的总电阻，即RRV15.0 k，即RV12.0 k，故R3.0 k.由代入数据有E(R115.0 k)E(R112.0 k)联立得E9.00 V，R115.0 k.5用多用电表探测如图所示的黑箱，发现：用直流电压挡测量时，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大那么，该黑箱内元件的接法可能是图中的(B)【解析】红表笔接F，电阻很小，此时二极管导通，电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进，电流方向从E到F，而C图中E、G间二极管截止，电压挡没有示数，只有B正确6某实验小组为测量某型号LED灯(发光二极管)正常工作时的电阻值，连接的实物电路如图所示请根据要求完成下列操作：(1)为尽可能准确地测量出LED灯正常工作时的电阻值，要求滑动变阻器以分压方式接入电路；请在图中画线将电路图补充完整_实物图如图所示_(2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_左端_(填“右端”或“左端”)，用此电路测量LED灯正常工作时的电阻值比真实值_偏小_(填“偏大”或“偏小”)(3)若发光二极管(LED)未标明极性，请你写出利用多用电表判断二极管极性的正确方法：_先把多用电表挡位开关扳到欧姆挡，再欧姆调零，然后黑表笔接LED的一端，红表笔接另一端，如果此时阻值较小，则黑表笔接的为LED的正极；如果此时阻值较大，则黑表笔接的为LED的负极_【解析】(1)滑动变阻器以分压式接入电路时，其接法应为“两下一上”，实物连接如图所示(2)为了保护用电器，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最左端；由于测量电路为电流表外接，电压为真实的电压，测得的电流值偏大，则由R可知电阻的测量值偏小(3)先把多用电表挡位开关扳到欧姆挡，再欧姆调零，然后黑表笔接LED的一端，红表笔接另一端，如果此时阻值较小，则黑表笔接的为LED的正极