高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第6讲 实验 练习使用多用电表课件.ppt

课标版物理 第6讲实验 练习使用多用电表 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 实验原理 1 外部构造 如图所示 1 转动选择开关可以使用多用电表测量电流 电压 电阻 2 表盘的上部为表头 2 欧姆表原理 多用电表测电阻原理 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 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 rg r r rx 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rx 0 时 调节调零电阻r 使i ig 电流表的指针达到满偏 这一过程叫欧姆调零 当i ig时 rx 0 在满偏电流ig处标为 0 图甲 当i 0时 rx 在i 0处标为 图乙 当i 时 rx rg r r 此电阻值等于欧姆表的内阻值 rx叫中值电阻 图丙 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 定值电阻 大 中 小 三个 实验步骤 1 观察多用电表的外形 认识选择开关对应的测量项目及量程 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 按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 闭合开关 测小灯泡两端的电压 5 按如图乙所示连好电路 将选择开并置于直流电流挡 闭合开关 测量通过小灯泡的电流 6 用多用电表测电阻的步骤 1 调整指针定位螺丝 使指针指向电流的零刻度 2 将选择开关置于 挡的 1 挡 短接红 黑表笔 调节欧姆调零旋钮 然后断开表笔 再使指针指向 3 将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端 读出指示的电阻值 然后断开表笔 再与标定值进行比较 4 选择开关改置 100 挡 重新进行欧姆调零 5 再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端 读出指示的电阻值 然后断开表笔 与标定值进行比较 6 测量完毕 将选择开关置于交流电压最高挡或 off 挡 7 探索黑箱内的电学元件 数据处理 1 测电阻时 电阻值等于指针的示数与倍率的乘积 2 测电压和电流时 如果所读表盘的分度值为1 0 1 0 001等 读数时应读到分度值的下一位 若表盘的分度值为0 2 0 02 0 5 0 05等 读数时只读到与分度值位数相同即可 注意事项 1 表内电源正极接黑表笔 负极接红表笔 但是红表笔插入 孔 黑表笔插入 孔 注意电流的实际方向 2 区分 机械零点 与 欧姆零点 机械零点是刻度盘左侧的 0 位置 对应调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝 欧姆零点是指刻度盘右侧的 0 位置 对应调整的是欧姆调零旋钮 3 测电压时 多用电表应与被测元件并联 测电流时 多用电表应与被测元件串联 4 测量电阻时 每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零 5 由于欧姆表盘刻度估读时误差较大 故测量结果通常只需取两位有效数字 读数时注意乘以倍率 6 使用多用电表时 手不能接触表笔的金属杆 特别是在测电阻时 更应注意不要用手接触表笔的金属杆 7 测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开 否则不但影响测量结果 甚至可能损坏电表 8 如果长期不用欧姆表 应把表内电池取出 9 晶体二极管具有单向导电性 符号上的箭头表示允许电流通过的方向 当给二极管加正向电压时 它的电阻很小 电路导通 如图乙所示 当给二极管加反向电压时 它的电阻很大 电路截止 如图丙所示 将多用电表的选择开关拨到欧姆挡 红 黑表笔接到二极管的两极上 当黑表笔接 正 极 红表笔接 负 极时 电阻示数较小 反之电阻示数很大 由此可判断出二极管的正 负极 误差分析 1 电池用旧后 电动势会减小 内电阻会变大 致使电阻测量值偏大 要及时更换新电池 2 欧姆表刻度不均匀 估读时易带来误差 要注意其左密右疏的特点 3 由于欧姆表刻度的非线性 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 尽可能使指针指向表盘的中值附近 4 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 5 读数时易产生偶然误差 要垂直表盘正对指针读数 考点一多用电表的使用及读数典例1 2013课标 23 8分 某学生实验小组利用图 a 所示电路 测量多用电表内电池的电动势和电阻 1k 挡内部电路的总电阻 使用的器材有 图 a 多用电表 电压表 量程5v 内阻十几千欧 滑动变阻器 最大阻值5k 导线若干 回答下列问题 1 将多用电表挡位调到电阻 1k 挡 再将红表笔和黑表笔 调零点 2 将图 a 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 b 所示 这时电压表的示数如图 c 所示 多用电表和电压表的读数分别为k 和v 图 b 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 0k 和4 00v 从测量数据可知 电压表的内阻为k 图 c 图 d 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 d 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 1k 挡内部电路的总电阻为k 答案 1 短接 2 1 3 15 03 60 4 12 0 5 9 0015 0解析 1 多用电表欧姆挡调零的方法是先把红 黑表笔短接 再调节欧姆调零旋钮 使指针满偏 2 多用电表内部电池的正极与黑表笔相连 要保证电流从的 极流入 极流出 故红表笔和 1 端相连 3 多用电表指针指向 15 挡位 1k 故多用电表的读数为15 0k 电压表读数时要估读 读数为3 60v 4 滑动变阻器接入电路的阻值为零 故多用电表的读数即为电压表内阻 5 由题图 b 知 此时多用电表指针指向中值 故此时内外电阻均为15 0k 此时的电压表示数为3 60v3 60v e e解得e 9 00v 1 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 使电表指针停在的 0 刻线 填 电阻 或 电流 2 将选择开关旋转到 挡的位置 填 1 10 100 或 1k 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 5 测量完毕 将选择开关旋转到 off 位置 答案 1 指针定位螺丝电流 2 1 3 欧姆调零旋钮电阻 4 19解析使用多用电表前 先机械调零 使指针对准电流的 0 刻线 测量20 的电阻时 要选用 1的倍率 然后进行欧姆调零 由刻度盘上指针位置和倍率可知 被测电阻的阻值为19 1 2 1 用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻rx 以下给出的是可能的实验操作步骤 其中s为选择开关 p为欧姆挡调零旋钮 把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上 a 将两表笔短接 调节p使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度 断开两表笔b 将两表笔分别连接到被测电阻的两端 读出rx的阻值后 断开两表笔c 旋转s使其尖端对准欧姆挡 1kd 旋转s使其尖端对准欧姆挡 100e 旋转s使其尖端对准交流500v挡 并拔出两表笔 根据图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 2 多选题 下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 a 测量电阻时 如果指针偏转过大 应将选择开关s拨至倍率较小的挡位 重新调零后测量b 测量电阻时 如果红 黑表笔分别插在负 正插孔 则会影响测量结果 c 测量电路中的某个电阻 应该把该电阻与电路断开d 测量阻值不同的电阻时 都必须重新调零答案 1 c a b e30k 或30000 2 ac解析 1 使用欧姆表时 指针指在 中值 附近较为准确 由图知 指针示数指在30 位于表盘中间区域 而被测电阻rx为几十千欧 故选用 1k挡 测量前必须欧姆调零 实验完毕后 将选择开关拨至交流电压最高挡 故操作顺序应为 c a b e 2 指针偏角过大 说明电阻示数太小 即选用倍率过高 应换用倍率较小挡位 且重新欧姆调零 a正确 利用欧姆表测电阻时 因使用表内电源 故电阻不能在通路时测试 c正确 考点二用多用电表判断电路故障典例2在如图所示的电路中 四节干电池串联作为电源 小灯泡a b的规格均为 3 8v0 3a 合上开关s后 无论怎样移动滑动变阻器的滑片 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挡较为合适 用字母序号表示 a 2 5vb 10vc 50vd 250v 测得c d间电压约为5 8v e f间电压为0 则故障是 a a灯丝断开b b灯丝断开c d e间连线断开d b灯被短路 2 接着利用欧姆表的 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 测c d间和e f间的电阻时 某次测量结果如图所示 读数为 此时测量的是间电阻 根据小灯泡的规格计算出的电阻为 它不等于测量值 原因是 答案 1 b a 2 断开 6e f12 7欧姆表测量时小灯泡未工作 小灯泡温度低 电阻小解析 1 因电源为四节干电池 故电动势e 6v 则多用电表应选直流 电压10v挡较合适 因c d间电压为5 8v 而e f间电压为0 故故障应为a灯丝断开 2 用欧姆表测电路中电阻的阻值时 一定要将电路断开 由题图读数知阻值为6 应为灯泡b的阻值 即测量的为e f间电阻 由r 得灯泡b的阻值r 12 7 与欧姆表测得的阻值相差较大 这是因为欧姆表测量的是小灯泡未通电工作时的阻值 温度较低 电阻率偏小 阻值偏小 2 1 1 某同学按如图所示的电路图连接元件后 闭合开关s 发现a b灯都不亮 该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障 检查前 应将开关s 填 闭合 或 断开 2 若 1 中同学检查结果如下表所示 由此可以确定 a 灯a断路b 灯b断路c 灯a b都断路d d e间导线断路答案 1 断开 2 d解析 1 用多用电表的欧姆挡检查电路的故障时需将电路断开 2 b f之间电阻无穷大说明b f间有断路 b e之间电阻无穷大说明b e间有断路 d e之间电阻无穷大说明d e间有断路 b d之间电阻有一定的数值 说明b d之间没有断路 综合分析知断路在d e之间 2 2如图所示的电路中 1 2 3 4 5 6为连接点的标号 在开关闭合后 发现小灯泡不亮 现用多用电表检查电路故障 需要检测的有 电源 开关 小灯泡 3根导线以及电路中的各连接点 1 为了检测小灯泡以及3根导线 在连接点1 2已接好的情况下 应当选用多用电表的挡 在连接点1 2同时断开的情况下 应当选用多用电表的挡 2 在开关闭合情况下 若测得5 6两点间的电压接近电源的电动势 则表明可能有故障 3 将小灯泡拆离电路 写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤 答案 1 电压欧姆 2 开关或连接点5 6 3 调到欧姆挡 将红黑表笔相接 检查欧姆挡能否正常工作 测量小灯泡的电阻 如果电阻无穷大 表明小灯泡有故障 解析 1 当连接点1 2已接好时 电路中已有电压存在 故需用电压挡来检测电路 当连接点1 2同时断开时 电路中没有电源提供电压 要检测电路故障 只有通过测各段电路的电阻是否异常 故采用欧姆挡 2 当电路中两点间有电压时 这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的 当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时 就可以确定断路位置在此两点之间 3 见答案 2 3在测定金属丝电阻率的实验中 某同学连接电路如图所示 闭合开关后 发现电路有故障 已知电源 电表和导线均完好 电源电动势为e 1 若电流表示数为零 电压表示数为e 则发生故障的是 填 待测金属丝 滑动变阻器 或 开关 2 若电流表 电压表示数均为零 该同学利用多用电表检查故障 先将选择开关旋至挡 填 欧姆 100 直流电压10v 或 直流电流2 5ma 再将 填 红 或 黑 表笔固定在a接线柱 把另一支表笔依次接b c d接线柱 若只有滑动变阻器断路 则多用电表的示数依次是 答案 1 待测金属丝 2 直流电压10v红0ee解析 1 由于电流表示数为零 说明电路断路 由于电压表示数为e 说明电压表两端与电源相连 因而故障是待测金属丝断路 2 判断电路故障问题 应利用多用电表的直流电压挡 电流应从多用电表的红表笔流入多用电表 因而红表笔应与a接线柱相连 当只有滑动变阻器断路时 黑表笔接b时 多用电表不能与电源形成闭合回路 示数为零 黑表笔接c d时 多用电表与电源两极相连 示数为电源电动势e 考点三用多用电表探索黑箱内的电学元件典例3如图甲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 甲 乙 1 在使用多用电表前 发现指针不在左边 0 刻度线处 应先调整图乙中多用电表的 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 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乙所示 请将记录表补充完整 并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路 答案