选修31第八章实验十一

1、实验十一 练习使用多用电表一、基本原理与操作原理电路图操作要领原理：闭合电路欧姆定律ERr RgRx(1)机械调零(2)测量定值电阻先机械调零后欧姆调零每换一挡重新欧姆调零 (3)测量小灯泡的电压和电流(4)测量二极管的正、反向电阻(5)探索黑箱内的电学元件注意事项1(1)V 、A 挡：相当于电压表、电流表 (2) 挡：闭合电路欧姆定律 (3)调零：机械调零、欧姆调零 (4)电流方向：红表笔进，黑表笔出2测电阻时(1) 指针指中值附近较准，否则换挡。 (2)读出示数要乘以倍率。3使用完毕，选择开关置于 “ OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。 误差分析1偶然误差(1) 估读时易带来

2、误差。(2) 表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。2系统误差(1) 电池用旧后，电动势会减小，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。 热点一 教材原型实验命题角度 多用电表的原理、读数及应用【例 1】 如图 1 所示为多量程多用电表的示意图。图1(1) 当接通 1或 2时，为(选填“电流”“电阻”或“电压” )挡。1的量程比 2 的量程。(选填“大”或“小” )(2) 测量某电阻时，用欧姆挡“ 10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换 用欧姆挡 (选填“ 1”或“ 100”)挡。换挡后，在测量前要先进行。(3) 该同

3、学要测量多用电表直流 “2.5V ”挡的内阻 RV(约为 20 k)。除此多用电表 外，还有以下器材：直流电源一个 (电动势 E 为 3 V ，内阻可忽略不计 )、电阻一个（阻值 R为 10 k 、）开关一个、导线若干。 要求：在方框中画出实验电路图 （多用电表用 表示 ）；写出 RV 的表达式。（用字母表示，并说明所用字母的物理意义 ）(4) 某同学使用此多用电表测电阻，多用电表的刻度盘如图2 所示，选用倍率为“10”的欧姆挡测电阻时，表针指示图示位置，则所测电阻的阻值为。如果要用此多用电表测量一个约 2.0104 的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是 (选填“ 10”“ 100”“

4、1 k”或“ 10 k”)。若测量结束后，该同学将两表笔短接，发现电表指针指在电阻“0”刻度的右侧，则上述电阻的测量值 。 (选填“偏大”“偏小”或“不受影响” )图2解析 (1)将电流计改装成电流表时要并联电阻分流，所以 1、2 是电流挡；并联 电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故 1 位置的量程较大。(2) 因偏转角度过大，则电阻小，要选用小量程，选择 “ 1”挡，换挡后电路改 变，要重新进行欧姆调零。(3) 实验电路图如图所示。在设计的电路图中， 多用电表与电阻串联， 通过它们的电流相等， 所以有 RVEU，因此 RV UR ，其中 U为多用电表直流 “2.5 V”挡的读数，

5、R为10 k，RE UE 为电源的电动势。(4) 欧姆挡读数是读最外面一圈的示数，读出来是14，读出的数再乘以倍率“ 10”，得所测电阻的阻值为 140 ；欧姆挡选挡要让中值电阻与所测电阻差 别不大，测量才会比较准确， 因阻值约为 2104 ，表盘中值为 20，则选择“ 1 k”即可；每次换挡后要进行欧姆调零，如果将两表笔短接发现电表指针指在电 阻“0”刻度的右侧，说明实际阻值本应该从 “0”刻度右侧作为起始值去读数，读出来的数会比现在测量的更大，则现在的测量值偏小。答案 (1)电流 大 (2)1 欧姆调零 (3)见解析 (4)140 1 k 偏小 命题角度 探测黑箱内部元件及连接方式 【例

6、2】 (2019湖北沙市中学模拟 )“黑盒子”表面有 a、b、c 三个接线柱，盒 内总共有两个电学元件， 每两个接线柱之间只可能连接一个元件。 为了探明盒内 元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测： 第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转； 第二步：用电阻“ 100 ”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图甲、乙所示图3(1) 第一步测量结果表明盒内 (2) 图 4 标出了 图 3 甲和 乙中欧姆 表指针所处的位 置，其 对应的 阻值是；图 5 标出了图丙中欧姆表指针所指的位置，其对应的阻值是。(3) 请在图 6 的线柱间，用电路图符号画出盒内

7、的元件及连接情况。解析 (1)使用电压挡进行测量，目的是看盒内是否有电源，由于指针不发生偏 转，因此盒内不存在电源。(2)使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧，因此读数时要从右侧读，读出数据 然后乘挡位倍率即为所测电阻阻值。所以图 4示数为： 12100 1 200 ，图 5 读数为： 5 100 500 。(3) 使用欧姆挡进行测量时，注意黑表笔是和内部电源的正极相连的，观察图 3 中的甲、乙可知，在测量 b、c 之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其 阻值相同，说明 b、c之间接有一个定值电阻；观察图 3 中的丙、丁可知，在测 量 a、c 之间电阻时，黑表笔接 c时电阻很小，接 a时电阻

8、很大，说明 a、c 之间 有二极管，而且 c应该接二极管的正极；观察图 3 中的戊可知，黑表笔接 b 时电 阻比丙中黑表笔接 c 时电阻大，说明了 a、c、b 之间串联了二极管和电阻两个元件，由图己可知， a、b 之间电阻无穷大，因此 a、b 之间应该是断路，故盒内元件的连接如图所示。 答案 (1)不存在电源 (2)1 200 500 (3)见解析热点二 实验拓展 用多用电表判断电路故障【例 3】 如图 7 是某同学连接的实验电路实物图。若 L1、L2灯都不亮，他采用 下列两种方法进行故障检查：图7(1) 应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于的量程是 ()B010 VA02.5

9、 VC050 VD0250 V(2) 该同学的测试结果如表 1 所示，在测试 a、b 间直流电压时，红表笔应接触 (填“a”或 “b”。)根据测试结果，可以判定故障是( )A灯 L1 短路B灯 L2 短路C cd段断路Ddf 段断路表1测试点a、bc、dd、f电压表示数情况有示数无示数有示数(3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表2 所示，那么进一步检查出的故障是 ( )B灯 L2 断路Dde 段断路A灯 L1 断路C灯 L1、灯 L2 都断路表2测试点c、dd、ee、f指针偏转情况解析 (1)四节干电池的总电动势为 6 V ，应用多用电表的直流电压的 10 V 挡测量，故选 B (2

10、)在测试 a、b 间直流电压时，因为电流必须从多用电表正接线柱流入，所以红 表笔应当接触 a。A 项，若灯 L1短路，L1灯不亮，而 L2灯亮，与题不符，故 A 错误；B 项，若灯 L2短路， L2灯不亮，而 L1灯亮，与题不符，故 B 错误； C项， cd段断路，则 d、 f间没有电压，无示数，故 C错误；D 项， df段断路时，电路中无电流，两灯泡 都不亮， a、b和 d、f间有电压， c、d间无电压，与题相符，故 D 正确。(3) 欧姆表的刻度无穷大在左端， 0 刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大。 根据欧姆表的读数可知， d、e间电阻无穷大， 说明 d、e间导线断路，故 D正确。答

11、案 (1)B (2)a D (3)D使用多用电表检测故障的两点注意事项(1) 多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势。(2) 使用多用电表判断电路故障时，应采用 “试触法 ”防止损坏电表。1某课外兴趣小组利用图 8 甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡 “ 1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电流表 (量程 200 mA， 内阻为几欧 )；滑动变阻器 (最大阻值 30 ；)导线若干。回答下列问题：(1) 将多用电表挡位调到欧姆挡“ 1”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点。(2) 将图甲中多用电表的黑表笔和 (填“ 1或”“ 2”端)相连，红表笔和另一端相连。(3)调节滑动变

12、阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电流表 的读数 分别为 5.0 和 150.0 mA 。从测 量数据可知，电流表的内阻为 。(4) 将滑动变阻器滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电流 表的示数如图丙所示。多用电表和电流表的读数分别为 和 mA。(5) 多用电表欧姆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 9 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，欧姆挡“ 1”挡内部电路的总电阻为。(结果保留 2 位有效数字 )解析 (1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。(2

13、)多用电表电流为 “红进黑出 ”，图甲中外电路电流由 2 到 1，所以黑表笔应连 2 端。(3) 当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即 电流表内阻，所以电流表内阻为 5.0 。(4) 根据表盘上最上面的刻度线读数可知， 结果为 10 1 10 ，由图丙知电流 表读数为 128 mA。(5) 由闭合电路欧姆定律得 E I1(rAR 内)，EI2(R 外 R 内)，代入数据解得 E 4.4 V，R 内 24 。答案 (1)短接 (2)2 (3)5.0 (4)10 128(5)4.4 242(2018 河北唐山三模 )为探究一块多用电表欧姆 100 挡的工作原理及内部参

14、 数，设计了如下实验过程：图 10(1)将多用 电表挡位旋 钮拨到欧姆 100 挡， 然后将两表 笔短接 ，进行(2)按图 10 中所示，若将多用电表、 电压表、电阻箱进行连接， 与电压表的“接线柱相连接的是多用电表的 (填“红”或“黑” )表笔。(3)闭合开关 S，调节电阻箱的阻值为 R1750 ，此时多用电表的指针指到刻度2盘满偏的 23位置，可知欧姆 100挡的内阻 r 。(4) 断开开关 S，调节电阻箱的阻值， 利用电阻箱和电压表的读数以及多用电表的 指针偏转情况，可以得到多用电表欧姆 100 挡内部电源的电动势。(5) 现用该多用电表的电阻挡分析只有一处发生断路故障的电路 (电源已断

15、开 )， 如图 11 所示。将多用电表的两个表笔接在电路的不同部位，多用电表的读数如 表格所示，可知断路故障一定为 。 (填选项字母 )图 11两表笔位置接 1、 4接 1、 2接 1、 3接 2、 4多用电表读数无穷大1 200 无穷大无穷大A.1、 2间电阻断路B2、3 间导线断路C3、4 间电阻断路解析 (1)将多用电表挡位旋钮拨到欧姆 100 挡，然后将两表笔短接， 进行欧姆 调零。(2)若将多用电表、电压表、电阻箱进行连接， 由红进黑出可知，与电压表的 “十” 接线柱相连接的是多用电表的黑表笔。(3) 闭合开关 S，调节电阻箱的阻值为 R1750 ，此时多用电表的指针指到刻度2 E 2 E盘满偏的23位置，由 IgEr，23IgREr，解得欧姆100挡的内阻 r1 500 。 (5)多用电表的读数如表格所示， 可知断路故障一定为 2、3间导线断路，即选 B。 答案 (1)欧姆调零 (2)黑 (3)1 500 (5)B 3在用伏安法测量某导体的伏安特性曲线实验中，描绘的伏安特性曲线如图12所示，图中虚线是曲线上过坐标点 (3.6 V，0.3 A)的切线。回答下列问题：(1)在导体接入电路前，利用多用电表电阻“ 1”挡直接测量导体的电阻，多用电表的指针偏转如图 13 所示，测得此时导体的电阻为 图 13(2)当通过该导体