2020版高考物理总复习8第6讲实验：练习使用多用电表教案新人教版.docx

第6讲实验：练习使用多用电表一、实验目的1练习使用多用电表测电阻。2用多用电表探索黑箱内的电学元件。二、实验器材多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。三、实验原理多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图所示)，表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百A，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、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：Ig当表笔间接入待测电阻Rx时，有Ix联立式解得由式知当RxR中时，IxIg，指针指在表盘刻度中间，故称R中为欧姆表的中值电阻，由式或式可知每一个Rx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Rx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，表盘上的电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。四、多用电表的使用方法1使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。2根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。如测量20 mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100 mA量程处；在刻度盘上，如果看最下面一行刻度，即量程刻度为10的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。如图。五、实验步骤1练习使用多用电表准备：(1)观察多用电表的外形，认清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刻度位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔。测电压和电流：(1)将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池的电压。(2)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V的交流电压。(3)将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 电阻串联回路的电流。测电阻：(1)将选择开关置于欧姆表的“1”挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。(2)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。(3)将选择开关置于欧姆表的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。(4)选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。2用多用电表探测黑箱内的电学元件(1)黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。(2)二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极。将二极管和小灯泡按如图甲所示的电路连接起来，即给二极管加上正向电压，可以看到，小灯泡正常发光；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光(如图乙所示)。这说明二极管具有单向导电性。当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。六、注意事项1由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出。使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势。2要区分开“机械零点”与“欧姆零点”。“机械零点”是指针在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”是指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。3合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。4每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。5由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两个有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率。6测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表。7多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。若长期不用电表时还应把电池取出。8用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。七、误差分析1欧姆表刻度不均匀造成误差。2多用电表内电池用旧了导致电动势下降带来误差。(判断正误，正确的画“”，错误的画“”。)1使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零。()2表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的。()1(欧姆表的原理)如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig300 A，内阻Rg100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx为_k。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“”进“”出，即回路中电流从标有“”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即Rx0)时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，此时有关系Ig得R内5 k；当指针指在刻度盘的正中央时I，有，代入数据可得RxR内5 k；当电源电动势变小、内阻变大时，由于电流表满偏电流Ig不变，由公式Ig得，欧姆表内阻R内应调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大。答案红5变大2(多用电表的使用)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：(1)旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻线。(2)将K旋转到电阻挡“100”的位置。(3)将插入“”“”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_(填“0刻线”或“刻线”)。(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量。(填选项字母)A将K旋转到电阻挡“1 k”的位置B将K旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准解析本题考查多用电表的使用及操作要点，考查考生对多用电表使用的熟练程度。答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC考点多用电表的原理和使用考|点|速|通1欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(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，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。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)。2读数技巧(1)欧姆表的读数为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。(2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位。典|例|微|探【例】(2017全国卷)图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡。(1)图甲中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_。(填选项字母)A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_。(结果均保留三位有效数字)解析(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。(2)R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B项正确。(3)B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1R2160 ；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4880 。(4)若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆100 挡，则读数为1 100 ；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5 V的电压表，则读数为2.95 V。答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA(或1.48 mA)1.10103 2.95 V题|组|冲|关1某学生实验小组利用如图所示电路，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5 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_，调零点。(2)将图中多用电表的红表笔和_(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所示，这时电压表的示数如图所示。多用电表和电压表的读数分别为_ k和_ 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_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_ V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为_ k。解析(1)欧姆表调零前，需要将两表笔短接。(2)应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接电压表正极，即黑表笔接2，红表笔接1。(3)欧姆表选用的挡位是1 k，欧姆表的读数为15.01 k15.0 k；电压表量程5 V，最小分度0.1 V，读数时需要估读一位，为3.60 V。(4)当滑动变阻器的阻值为0时，欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻，所以为12.0 k。(5)由(4)知，电压表内阻12.0 k，在(3)中，欧姆表的读数为15.0 k，所以此时接入电路的滑动变阻器的阻值为3 k，设电动势为E，多用电表内阻为R，根据(3)和(4)中给的两组数据可知，两式联立得E9.0 V，R15.0 k。答案(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.015.02某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_(填“电流”“电压”或“电阻”)。(3)表笔A应为_(填“红”或“黑”)色。(4)定值电阻的阻值R1_ ，R2_ 。(结果保留三位有效数字)解析(1)如图所示。(2)本实验考查的是电表的改装。改装成电压表时，要串联电阻，改装成电流表时，要并联电阻。根据题图甲所画电路，闭合开关时，电流表与R2串联后再与电阻R1并联，用于测电流，断开开关时，只串联一个电阻R2，用于测电压。(3)根据表头可知电流应从表笔B进，从表笔A出，由“红进黑出”可知，表笔A应为黑色。(4)断开开关S时，多用电表为1 V的电压表，故R2880 ，闭合开关S时，多用电表为1 A的电流表，故R11.00 。答案(1)见解析(2)电流电压(3)黑(4)1.008801(2018全国卷)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900 )；电阻箱R1(阻值范围0999.9 )；电阻箱R2(阻值范围099 999.9 )；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表，组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1_，R2_。(保留到个位)解析(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示；改装电流表需要并联一个电阻，要改装1 mA的电流表需要并联的电阻R并100 ，所以表头与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为R90 ，要改装3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R串2 910 。答案(1)如解析图所示(2)1002 9102(2019衡水中学滁州分校培养卷)某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15。(1)欧姆挡的选择开关拨至_挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中_方式连接。(2)在实验中，某同学读出如图乙所示欧姆表的读数为_，这时电压表的读数为_V，欧姆表电池的电动势为_V。解析当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：示数倍率读数知，选择1 k 的挡；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：401 k40 k；电压表的读数为5.0 V，由题意知欧姆表的内阻为15 k，与电压表的内阻40 k串联，由欧姆定律可知EI(Rr)(1.51044104)6.875 V。答案(1)1 kA4.0104(2)5.06.8753在练习使用多用电表的实验中：(1)某同学连接的电路如图所示。若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过_的电流。若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是_的阻值。若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压。(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若_。(填选项字母)A双手捏住两表笔金属杆，则测量值将偏大B测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量C选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 D欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大解析(1)滑动变阻器滑到最左端，R1电阻为零，电压表测得的是R2两端的电压，即路端电压。(2)双手捏住两表笔金属杆相当于把人体电阻并联进去，测量值将偏小，A项错误；指针偏离中央刻度过大，有可能是偏角过大，应减小倍率；也有可能是偏角过小，应增大倍率，B项错误；由于欧姆表刻度右侧稀左侧密，因此在20与30正中间应小于25，但由于是“10”的倍率，测量值应小于250 ，C项错误；欧姆表内的电池使用时间太长，电池的内阻偏大，使测量电路的电流偏小，测得的电阻值偏大，D项正确。答案(1)R1R1和R2串联R2(或电源)(2)D4如图甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、