【优化探究】高考物理一轮复习 第7章第3单元 实验（4）随堂课件.ppt

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 四 练习使用多用电表 二 实验原理1 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 外形见右图所示 上半部为表头 表盘上有电流 电压 电阻等多种量程的刻度 下半部为选择开关 它的四周刻有各种测量项目和量程 另外 还有欧姆表的调零旋钮 机械调零旋钮和测试笔的插孔 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 3 内部结构 多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的 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 将多用电表的选择开关旋转到电流挡 多用电表内的电流表电路就被接通 选择开关旋转到电压挡或电阻挡 表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通 三 实验器材多用电表 电学黑箱 直流电源 开关 导线若干 小电珠 二极管 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 如下图 1 所示连好电路 将多用电表选择开关置于直流电压挡 测小电珠两端的电压 5 如下图 2 所示连好电路 将选择开关置于直流电流挡 测量通过小电珠的电流 6 利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值 比较测量值和真实值的误差 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 七 注意事项1 使用多用电表 十三忌 1 忌不调零就使用多用电表 2 忌搞错连接方式 测电压需并联 测电流需串联 3 忌搞反直流电流方向 直流电要从正极测试笔插孔流入 从负极测试笔插孔流出 4 忌用手接触测试笔的金属杆 特别在测电阻时 更应注意不要用手接触测试笔的金属杆 5 忌用直流电流挡位测交流电 6 忌用多用电表测不是50hz的交流电 普通多用电表的交流电流挡位是按照50hz设计的 不能准确测量其他频率的交流电 7 忌不进行欧姆表调零 就用多用电表测电阻值 8 忌只看读数不乘倍率 9 改换欧姆挡量程后 忌不重新调零 10 忌把电池装反 11 忌把电阻同其他电路联在一起进行测量 12 忌把电池装在多用电表内长期不用 13 多用电表不用时 忌选择开关置于欧姆挡 2 用多用电表测黑箱时 一定要先用电压挡判断其内有无电源 确定无电源后才能使用欧姆挡测量 3 用多用电表测电流和电压时 要先选择量程再进行测量 且不要把量程当成倍率 八 实验改进多用电表的欧姆挡不只是可测电阻值 在实际应用中还可判断某一元件是电阻 电容器还是电感器 若某一元件用欧姆表测量时 指针指在某一刻度不动 则该元件为电阻 若某一元件用欧姆表测量时 指针先偏转 然后又缓慢回到 刻度处 则可判断该元件为电容器 若某一元件用欧姆表测量时 指针先由 逐渐减小到某一较小的固定数值 则可判断该元件为电感器 多用电表的使用和读数 2009年高考上海卷 1 用多用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零刻度 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 根据如图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 2 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 规范解答 1 测量几十千欧的电阻rx我们一般选择较大的挡位先粗测 使用前应先进行调零 然后依据欧姆表的示数 再更换挡位 重新调零 再进行测量 使用完毕应将选择开关置于off位置或者交流电压最高挡 拔出表笔 欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30k 2 使用欧姆挡当指针偏角较大时 表明待测电阻较小 应换较小的挡位 反之应换较大的挡位 电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表 每次换挡一定要进行欧姆调零 测量电阻一定要断电作业 答案 1 cabe30k 2 ac 多用电表的使用 2009年高考全国卷 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 规范解答 本题主要考查多用电表的使用 闭合电路欧姆定律等知识点 意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障 理论联系实际的能力 用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开 在点1和点2已接好的情况下 应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压 点1和点2同时断开时 可以用欧姆挡进行测量 在开关闭合时 若测得5 6两点间电压接近电源电动势 可知开关或连接点5 6出现故障 把小灯泡拆离电路后 检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡 调零后进行测量 如果电阻无穷大 说明灯泡是断路的 答案 1 电压欧姆 2 开关或连接点5 6 3 将多用电表挡位调至欧姆挡 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 若电阻为无穷大 表明小灯泡有故障 数字万用表是近年来发展起来的高科技数码产品 是传统机械表的更新换代产品 如图 甲 所示 数字万用表有测量精度高 读数方便等许多独特的优点 具体表现在 测量精度高 以型号 df930 普通数字万用表为例 其电压挡所有量程内阻高达10m 而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧 内电阻高出2 3个数量级 直流电压挡和直流电流挡的精度为 0 05 欧姆挡精度为 0 08 而指针式电压表 电流表的精度只有 2 5 欧姆表的精度更低 数字万用表内电阻非常理想 现有一块型号为 df930 的数字万用表 用它来测量一个电池的电动势和内电阻 提供的测量器材还有 一只滑动变阻器r 0 30 两只开关 导线若干 实验要求 利用这些器材 尽量采用最简单的测量方法 分两步进行 首先测量电动势 待电动势测定之后再测量其内电阻 1 连接数字多用表 在图 乙 中 电路中的各个元件都已连接妥当 数字多用表的一只表笔也已与电路连接好 请将另一只表笔正确连入电路 答 另一只表笔应接在 点 2 操作步骤 将数字多用表选择开关置于 挡 选择合适的量程 断开开关 闭合开关 记录表的示数 然后反复测量多次 取平均值并记为x 将数字多用表选择开关置于 挡 选择合适的量程 断开开关 闭合开关 记录表的示数 记为y 紧接着进行以下的操作 将选择开关置于 挡 选择合适的量程 然后同时闭合开关s1和s2 记录表的示数并记作z 把y和对应的z作为一组数据记录下来 然后反复测量多次 得到多组数据 干电池的电动势为 选填 x y 或 z 干电池的内阻表达式r 用x y z表示 将步骤 测得的数据代入公式 求出r的平均值 即为干电池的内电阻 规范解答 1 使用数字多用表测量电源的路端电压和滑动变阻器的电阻 另一只表笔应接在b点或c点 2 由于数字多用表的电压挡内阻很大 而电源的内阻很小 可以用数字多用表直接测量电源的路端电压 这时路端电压约等于电源的电动势 将数字多用表的选择开关置于电压挡 断开s1 闭合s2 测出电动势为 e x 首先测出滑动变阻器的电阻 再测电源的路端电压 因此将数字多用表选择开关置于欧姆挡 断开s2 闭合s1 测出滑动变阻器的阻值r y 再换成电压挡 同时闭合s1和s2 测出路端电压u z 本章的命题热点主要集中在以下几点 1 欧姆定律 电路的分析与计算 2 基本仪器如多用电表 滑动变阻器的使用 3 实验器材的选择及实物图的连接 4 重要实验方法及数据处理方法的考查 如伏安法测电阻 图象法处理实验数据等 1 在如图所示的电路中 电源的电动势为e 3 2v 电阻r的阻值为30 小灯泡l的额定电压为3 0v 额定功率为4 5w 当电键s接位置1时 电压表的读数为3v 那么 当电键s接位置2时 小灯泡l的发光情况是 a 很暗 甚至不亮b 正常发光c 比正常发光略亮d 有可能被烧坏 答案 a 2 现有两个电阻元件 其中一个是由金属材料制成的 它的电阻随温度的升高而增大 而另一个是由某种半导体材料制成的 其电阻随温度的升高而减小 现对其中一个元件r0进行测试 测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示 1 根据表中数据 判断元件r0可能是由上述哪类材料制成的 并简要说明理由 2 把元件r0接入如图所示的电路中 闭合开关后 电流表读数为1 80a 已知电路中电源的电动势为3v 内阻不计 此时定值电阻r的电功率为多大 3 请根据表中数据在图 a 中作出i u图象 为了求出通过该元件r0的电流i与电压u间的具体关系式 请你适当选取坐标轴 将表中有关数据进行适当计算 在图 b 中作出线性图线 并求出i和u之间的具体关系式 解析 1 该元件r0是由半导体材料制成的 对数据计算分析后发现 随着电流增大 即元件r0的发热功率越大 对应电压与电流的比值越小 即电阻值越小 2 由表中数据可知 当电流为1 80a时 u0 1 20v定值电阻两端的电压ur u u0 1 80v 定值电阻消耗的功率p uri 3 24w 3 i u图象如图 a 所示 根据i u图象的形状可以猜想i与u2成线性关系 如图 b 所示 从图 b 可得直线的斜率为1 25 所以i 1 25u2答案 1 见解析 2 3 24w 3 见解析图i 1 25u2 3 检测一个标称值为5 的滑动变阻器的阻值 可供使用的器材如下 a 待测滑动变阻器rx 全电阻约5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 b 电流表a1 量程0 6a 内阻约0 6 c 电流表a2 量程3a 内阻约0 12 d 电压表v1 量程15v 内阻约15k e 电压表v2 量程3v 内阻约3k f 滑动变阻器r 全电阻约20 g 直流电源e 电动势3v 内