高考物理一轮复习第七章恒定电流实验十练习使用多用电表教案.docx

实验十练习使用多用电表基本要求误差分析1.偶然误差(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差.(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针在中值附近.2.系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池.(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值.注意事项1.使用前要机械调零.2.两表笔在使用时，电流总是“红入”、“黑出”.3.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.4.测电阻时：(1)待测电阻与电路、电源一定要断开.(2)两手一定不要同时接触两笔金属杆.(3)指针指中值附近较准，否则换挡.(4)每换一次挡必须重新欧姆调零.(5)读出示数要乘以倍率.(6)电表自带电源，红表笔接电源负极、黑表笔接电源正极.5.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.考向1欧姆表的原理和使用1.构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.甲乙丙欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联.外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.2.工作原理：闭合电路欧姆定律I.3.刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零.(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”.(图乙)(3)当I时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻.典例1某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率.所用器材如下：A.干电池：电动势E1.5 V，内阻r0.5 B.电流表G：满偏电流Ig1 mA，内阻Rg150 C.定值电阻R11 200 D.电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 E.电阻箱R2：最大阻值9 999 F.开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)该实验小组按图a正确连接好电路.当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内，欧姆表的倍率是(填“1”或“10”).图a图b(2)闭合开关S.第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2且R3时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为 .解析(1)当开关S断开时，将红、黑表笔短接，由闭合电路欧姆定律有EI(rRgR1R2)，电流表达到满偏即I103 A时，代入数据解得R2149.5 ，此时R内rRgR1R21 500 .由于开关S断开时，欧姆表内阻较大，中值电阻较大，所以欧姆表的倍率是“10”.(2)当开关S闭合时，将红、黑表笔短接，由闭合电路欧姆定律有EI(RgR1)I(R2r)，此时欧姆表内阻R内rR2150 ，联立解得R214.5 ，R3150 .即当R214.5 且R3150 时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏.当电流表指针指向题图b所示的位置即0.6 mA时，闭合电路中总电流为I0.6 mA6 mA，由闭合电路欧姆定律有6103 A，解得R4100 ，即对应的欧姆表的刻度值为100 .答案(1)149.51 50010(2)14.5150100典例2如图甲所示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： 甲乙(1)调节，使电表指针停在(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(2)将选择开关旋转到欧姆挡的(填“1”“10”“100”或“1 k”)位置.(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节，使电表指针对准(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(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.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置.解析使用多用电表欧姆挡，先机械调零，测量20 的电阻时，要使用“1”的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0 .答案(1)指针定位螺丝电流(2)“1”(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19.01.欧姆表的红表笔接内部电源的负极，测量时电流从黑表笔流出，从红表笔流入.2.使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大.考向2多用电表的原理和使用1.外部构造多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示.2.多用电表内部原理示意图多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如图所示，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.如图中1、2为电流测量端，3、4为电阻测量端，5、6为电压测量端.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对应的测量端.典例3在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图.已知选用的电流表内阻Rg10 、满偏电流Ig10 mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表.该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出.甲乙(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为；选择开关接3时其读数为.(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图所示，则C处刻度应为；计算得到多用电表内电源的电动势为V.(保留两位有效数字)解析(1)选择开关接1时，多用电表为电流表，其满偏电流为10 mA，则选用0100 mA的电流刻度线，此时表盘的最小刻度为2 mA，则读数为69 mA，而电流表满偏电流为 10 mA，再把该数据缩小为原来的十分之一即为电流表的示数，故为6.9 mA.选择开关接3时，多用电表为电压表，其量程为250 V，此时表盘的最小刻度为5 V，估读数字出现在最小刻度的本位，故此时电压表读数为173 V.(2)电阻箱读数为510 1100 150 ，此时电表指针指在正中间，此电阻值即为欧姆表的中值电阻，也等于欧姆表的内阻RgR1r.选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏时，根据欧姆定律有EIg(RgR1r)1.5 V.答案(1)6.9 mA173 V(172174 V均可)(2)1501.5典例4在“练习使用多用电表”的实验中：(1)在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔(填“高”或“低”).(2)某同学把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，发现无法调零，则他应.A.用力转动欧姆调零旋钮B.先用螺丝刀转动指针定位螺丝机械调零C.更换多用电表的电池D.作报废处理，换新的多用电表(3)在用多用电表进行测量时，指针的位置如图所示，若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的挡位，请写出对应指针读数.所选择的挡位 指针读数直流电压10 V电阻“10”挡解析(1)欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源的正极相连接，在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔低.(2)把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，无法调零，可能是多用电表没有进行机械调零造成的，他可以用螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零，然后再进行欧姆调零，故选B.(3)多用电表选择直流电压10 V挡，由图示可知，其分度值为 0.2 V，示数为3.6 V；选择开关置于电阻“10”挡，由图示表盘可知，其示数为2610 260 .答案(1)低(2)B(3)3.6 V260 考向3使用多用电表检测电路故障1.断路故障的检测方法(1)将多用电表拨到电压挡作为电压表使用.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点.(2)将多用电表拨到电流挡作为电流表使用.将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路.(3)用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路.不能用欧姆表检测电源的情况.2.短路故障的检测方法(1)将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.典例5某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值为12 V的蓄电池作为电源，导线及其接触完好.维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障.他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点.图1(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图2所示，读数为V，说明(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常.图2(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”).解析(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在图示位置时，读数为11.7 V(11.611.9 之间的值均可)，说明蓄电池正常.(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯.答案(1)11.7(11.611.9之间的值均可)蓄电池(2)小灯考向4实验创新与改进多用电表当欧姆表使用时内有电源，往往会考查闭合电路欧姆定律、电动势和内阻的测定等，往往涉及的变形有：1.与电压表串联形成闭合电路，则EUr，从而计算得到E.2.与电流表串联形成闭合电路，则EI(RAr)，从而计算得到E.典例6使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干.实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点；电阻箱置于适当数值.完成下列填空：(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作，则表笔a为(填“红”或“黑”)色.甲(2)若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中a、b、c所示，则多用电表的读数为，电流表的读数为mA，电阻箱的读数为.图a 图b图c乙(3)欧姆表刻度上中间刻度值为15，计算