《2019年高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 實驗十一 練習使用多用電表學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019年高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 實驗十一 練習使用多用電表學案（15頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、實驗十一練習使用多用電表板塊一主干梳理夯實基礎實驗原理與操作實驗目的1.了解多用電表的構造和原理，掌握多用電表的使用方法。2.會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3.會用多用電表探索黑箱中的電學元件。實驗原理1.多用電表(1)外部構造多用電表可以用來測電流、電壓和電阻，又稱萬用電表，其表面結構如圖所示。其表面分為上、下兩部分，上半部分為表盤，共有三條刻度線，最上面的刻度線的左端標有“”，右端標有“0”，是用于測電阻的，其刻度是不均勻的，從右向左越來越密；中間的刻度線是用于測直流、交流的電流和電壓，其刻度是分布均勻的；最下面一條刻度線左側標有“”，是交流2.5 V專用，其刻度是不均勻的。多用電表表
2、面的下半部分為選擇開關，周圍標有測量功能的區(qū)域和量程。將多用電表的選擇開關旋轉到電流擋，多用電表就測量電流；當選擇開關旋轉到其他功能區(qū)域時，就可測量電壓或電阻。多用電表表面還有一對正、負插孔。紅表筆插“”插孔，黑表筆插“”插孔，插孔上面的旋鈕叫歐姆調零旋鈕，用它可進行歐姆調零。另外，在表盤和選擇開關之間還有一個指針定位螺絲，即機械調零旋鈕，用它可以進行機械調零，即旋轉該調零螺絲，可使指針(在不接入電路中時)指在左端“0”刻線。(2)內部構造多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，如圖所示，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用。如圖中1、2為電流測量端，其中接1為大量
3、程；5、6為電壓測量端，其中接6為大量程；3、4為電阻測量端，其中接4為大倍率。測量時，黑表筆插入“”插孔，紅表筆插入“”插孔，并通過選擇開關接入與待測量相對應的測量端。2.測電流、電壓的原理測電流和電壓的原理與電流表和電壓表改裝原理相同。(1)直流電流擋：直流電流擋的幾個擋位實際是由同一表頭并聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電流表。(2)直流電壓擋：直流電壓擋的幾個擋位實際是由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電壓表。3.歐姆表的原理(1)構造：歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。(2)工作原理：由閉合電路的歐姆定律I，可知Rx與電流I相對應。(3)刻度的標定：紅
4、、黑表筆短接(被測電阻Rx0)時，調節(jié)調零電阻R，使IIg，電流表的指針達到滿偏。當IIg時，Rx0，在滿偏電流Ig處標為“0”(圖甲)。當I0時，Rx，在I0處標為“”(圖乙)。當I時，RxRgRr，此電阻等于歐姆表的內阻，也叫中值電阻(圖丙)。(4)電源極性：紅表筆接內部電源的負極，黑表筆接內部電源的正極。4. 二極管的單向導電性(1)晶體二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號如圖甲所示。(2)晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當電流從正極流入時，它的電阻比較小，如圖乙所示；當電流從正極流出時，它的電阻比較大，如圖丙所示。(3)將多用電
5、表的選擇開關撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”極時，電阻示數較小，反之電阻示數很大，由此可判斷出二極管的正、負極。實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。實驗步驟1.觀察多用電表的外形，認識選擇開關對應的測量項目及量程。2.檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置。若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調零。3.將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔。4.測小燈泡的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路，將選擇開關置
6、于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。5.用多用電表測電阻的步驟 (1)調整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。 (2)選擇開關置于“”擋的“1”，短接紅、黑表筆，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度，然后斷開表筆，再使指針指向刻度處。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標定值進行比較。(4)選擇開關改置“100”擋，重新進行歐姆調零。(5)再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標定值進行比較。(6)測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。6.探索黑箱內的電學元件數據處理與分析數據處理1.測
7、電阻時，電阻值等于指針的示數與倍率的乘積。指針示數的讀數一般讀兩位有效數字。2.測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01、0.001等，讀數時應讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為2、0.2、0.02、0.002等，或5、0.5、0.05、0.005等，讀數時只讀到與最小刻度位數相同即可，并按二分之一或五分之一估讀，即把最小刻度分成二等份或五等份，觀察判斷指針靠近哪一個等分線，進而估讀到該等分線對應的數值。誤差分析1.偶然誤差(1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差。(2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當倍率擋位，使指針
8、在中值附近。(3)讀數時的觀察易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數。2.系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后，電動勢會減小，內阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池。(2)測電流、電壓時，由于電表內阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值。注意事項1.歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數再乘以擋上的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應先從中等倍率開始試測，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋。 (4)歐姆表的讀數：待
9、測電阻的阻值應為表盤讀數乘以倍率。為了減小讀數誤差，指針應指表盤到的部分，即中央刻度附近。2.多用電表使用的“八大注意” (1)使用前要機械調零。 (2)兩表筆在使用時，電流總是“紅進”“黑出”。 (3)選擇開關的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流。(4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。(5)刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電流、電壓直流、交流共用，下為電壓交流2.5 V專用。 (6)測電阻時待測電阻與電路、電源一定要斷開。兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。指針指中值附近較準，否則換擋。每換一擋必須重新歐姆調零。讀出示數要乘以倍率才為電阻阻值。 (7)測電
10、學黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判斷其內部有無電源，無電源方可用歐姆擋。 (8)使用完畢，選擇開關要置于OFF擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池。實驗拓展多用電表的歐姆擋不只是可測電阻值，在實際應用中還可判斷某一元件是電阻、電容器還是電感器：(1)若某一元件用歐姆表測量時，指針指在某一刻度不動，則該元件為電阻。(2)若某一元件用歐姆表測量時，指針先偏轉，然后又緩慢回到“”刻度處，則可判斷該元件為電容器。(3)若某一元件用歐姆表測量時，指針先由“”逐漸減小到某一較小的固定數值，則可判斷該元件為電感器。板塊二考點細研悟法培優(yōu)考點1多用電表的使用及讀數例1(1)用如圖所示的多用電表測量電阻，要用
11、到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量：旋動部件_，使指針對準電流的“0”刻線。將K旋轉到電阻擋“100”的位置。將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動部件_。使指針對準電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)。將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的待測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟。并按_的順序進行操作，再完成讀數測量。A將K旋轉到電阻擋“1 k”的位置B將K旋轉到電阻擋“10”的位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準(2)如圖所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“100”擋，這時指
12、針所示被測電阻的阻值應為_；測直流電流時，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為_mA；測直流電壓時，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為_V。嘗試解答(1)S_T_0刻線_ADC_(2)1700_47_23.5。(1)使用前要進行機械調零，使指針指向左邊電流的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進行歐姆調零，使指針指向右邊電阻的零刻度處。由于測量時，指針從無窮大電阻值開始偏轉，偏角過小，說明需增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近。(2)若用“100”擋測電阻時，指針讀數為：17.0100 1700 若用量程100 mA測直流電流時，看中排刻度線，此時最小刻度是2 mA，要估讀到最小刻度
13、的同一位，并按二分之一估讀，指針靠近46 mA和48 mA的“中間線”，所以讀數為47 mA。若用量程50 V測直流電壓時，看中排刻度線，此時最小刻度是1 V，要估讀到最小刻度的下一位，讀數為23.5 V。2017山東濰坊壽光月考某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱形元件的伏安特性，步驟如下：(1)用多用電表“100”倍率的電阻擋測量該元件的電阻時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，此時需換用_(填“10”或“1 k”)倍率的電阻擋，并重新進行_后再進行測量，表盤的示數如圖1所示，則該電阻的阻值R0_。(2)該同學想更精確地測量其電阻，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：待測元件電阻R0電流表A1(量程010 mA，
14、內阻約50 )電流表A2(量程050 mA，內阻約30 )電壓表V1(量程03 V，內阻約30 k)電壓表V2(量程015 V，內阻約50 k)直流電源E(電動勢4 V)滑動變阻器R1(阻值范圍050 ，允許通過的最大電流0.5 A)、開關S、導線若干。要求較準確地測出其阻值，電流表應選_，電壓表應選_。(選填電表符號)根據以上器材，該同學按圖2所示連接實驗電路，在實驗中發(fā)現(xiàn)電流表示數變化范圍較小，現(xiàn)請你用筆在圖中添加一條線對電路進行修改，使電流表示數的變化范圍變大。修改后的電路其測量結果比真實值偏_(選填“大”或“小”)。(3)為了進一步測量該元件的電阻率，該同學用游標卡尺和螺旋測微器測量了
15、該元件的長度和直徑，如圖3所示，由圖可知其長度L_mm；其直徑D_mm。答案(1)10歐姆調零300(2)A1V1圖見解析小(3)50.204.700解析(1)用多用電表“100”倍率的電阻擋測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，說明被測電阻阻值較小，此時需換用小倍率，故應換“10”擋；更換不同倍率電阻擋后都應重新進行歐姆調零后再進行測量；表盤讀數為：3010 300 。(2)電源電動勢為4 V，故電壓表應選擇量程為03 V的V1，由歐姆定律估測電路中的最大電流約為10 mA，故電流表選A1。為了使電流表示數變化較大，滑動變阻器應采用分壓式接法，修改后如圖所示。電流表外接，由于電壓表有分流作用，故電流測量
16、值偏大，根據歐姆定律知電阻的測量值偏小。(3)游標卡尺的主尺讀數為：5 cm50 mm，游標尺上第4條刻線和主尺上某一刻線對齊，所以游標尺讀數為40.05 mm0.20 mm，所以游標卡尺讀數為：50 mm0.20 mm50.20 mm；螺旋測微器的固定刻度為4.5 mm，可動刻度為20.00.01 mm0.200 mm，所以最終讀數為4.5 mm0.200 mm4.700 mm?？键c2實驗原理與操作問題例22013全國卷某學生實驗小組利用圖(a)所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“1 k”擋內部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻
17、值5 k；導線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)將多用電表擋位調到電阻“1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調零點。(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和_(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數如圖(b)所示，這時電壓表的示數如圖(c)所示。多用電表和電壓表的讀數分別為_k和_ V。(4)調節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零，此時多用電表和電壓表的讀數分別為12.0 k和4.00 V。從測量數據可知，電壓表的內阻為_k。(5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖(d)所示。根據前
18、面的實驗數據計算可得，此多用電表內電池的電動勢為_V，電阻“1 k”擋內部電路的總電阻為_k。嘗試解答(1)短接 (2)1 _(3)15.0 _3.60(4)12.0_(5)9.00 _15.0。(1)多用電表歐姆擋調零的方法是先把紅、黑表筆短接，再調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針滿偏。(2)多用電表內部電池的正極與黑表筆相連，要保證電流從的“”接線柱流入“”接線柱流出，故紅表筆應和“1”端相連。(3)多用電表指針指向“15”，擋位“1 k”，故多用電表的讀數為15.0 k；電壓表讀數時要估讀，讀數為3.60 V。(4)滑動變阻器接入電路的阻值為零，故多用電表的讀數即為電壓表內阻。(5)由題圖(b)知
19、，此時多用電表指針指向中值，故此時內、外電阻均為15 k，此時的電壓表示數為3.60 VUEE，E V9.00 V。用甲圖所示電路精確測量某一未知電阻，先用歐姆表10 倍率擋粗測其阻值，讀數如圖乙所示?？梢赃x擇的器材有A電流表A1(量程00.6 A，內阻約0.2 )B.電流表A2(量程00.6 A，內阻約0.02 )C.電壓表V1(量程03 V，內阻約2 k)D.電壓表V2(量程03 V，內阻10 k)E.滑動變阻器R1(最大電阻20 )F.電源E(電動勢4 V，內阻0.8 )G.開關S及導線若干(1)根據歐姆表讀出電阻的阻值為_。(2)電壓表應選用_；電流表選用_。(3)若圖乙中歐姆表內部的
20、電池用舊了，電動勢略減小，可以認為不變，內阻明顯變大，但是仍然能調零，分析用歐姆表測得的電阻值_(選填“偏大”“偏小”或“準確”)。答案(1)190 (2)DA或B(3)準確解析(1)根據歐姆表的讀數規(guī)則，可知Rx1910 190 。(2)題圖甲中電阻的測量值實際上是電壓表內阻與Rx的并聯(lián)值，電壓表V2內阻10 k已知，根據測量值即可求出Rx的真實值，故電壓表選D。由于電流表采用外接法，電流表的內阻對測量結果無影響，故電流表選A或B均可。(3)當歐姆表內所裝的電池用舊之后，內阻r變大，由Ig可知，要使指針仍然指在滿刻度，R0必須重新調整。使用新電池時Ig，I；使用舊電池時Ig，I；因為EE，所
21、以II，測同一電阻時，指針偏角相同，故在電池用舊了后，若電動勢可以認為不變，被測電阻的測量值還是等于真實值?？键c3利用多用電表探測黑箱內的元件例3如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件，小明使用多用電表對其進行探測。(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應先調整圖乙中多用電表的_(選填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉情況。(3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關旋至“1”擋，調節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正反向阻值均相
22、等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數如圖乙所示。請將記錄表補充完整，并在圖甲黑箱中畫出一種可能的電路。兩表筆接的接點多用電表的示數a、b_a、c10.0 b、c15.0 嘗試解答(1)A(2)短暫(3)5.0電路圖如圖所示。(1)此時應進行機械調零，要用調零定位螺絲A。(2)為防止損壞電表，要用試觸法，故應短暫接觸。(3)每對接點間正反向電阻阻值均相等，說明內部電路中沒有二極管，只有三個相同阻值的電阻，結合串、并聯(lián)電路的特點，可以判斷a、b接點的電阻為5.0 ，可能的電路圖見嘗試解答。用多用電表探測右圖所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、
23、F兩點間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆接E點，紅表筆接F點，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內元件的接法可能是下圖中的()答案B解析黑表筆接E，紅表筆接F，電阻很小，此時二極管導通，電流從黑表筆流出，正向通過二極管，再從紅表筆流進，電流方向從E到F，只有B正確?？键c4用多用電表檢測電路故障多用電表對電路故障的檢測高中階段對電路故障的考查只限于斷路和短路兩種，且故障一般只有一處。(1)斷路故障的檢測方法將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用。a.將多用電表與電源并聯(lián)，若示數不為零，說明電源良好，若示數為零，說明電源損壞。b.在電源完好時，再將多用電表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若示數為零，則說明該
24、部分電路完好，若示數等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點。將多用電表撥到電流擋，串聯(lián)在電路中，若示數為零，則說明與多用電表串聯(lián)的部分電路斷路。用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。(2)短路故障的檢測方法將多用電表撥到電壓擋，如果多用電表示數為0，則與之并聯(lián)路段內有短路。用多用電表歐姆擋測量某段電路的阻值，若測量值很小或為零時，表示該部分短路。例42017湖南益陽檢測在如圖甲所示的電路中，4節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V0.3 A”。合上開關S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮。(1
25、)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。選擇開關置于下列量程的_擋較為合適(用字母序號表示)；A.2.5 V B10 V C50 V D250 V測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是_。A.A燈絲斷開 BB燈絲斷開C.d、e間連線斷開 DB燈被短路(2)接著練習使用歐姆表的“1”擋測電阻，歐姆表經過“歐姆調零”。測量前，一定要將電路中的開關S_；測c、d間和e、f間電阻時，某次測量結果如圖乙所示，讀數為_，此時測量的是_ 間電阻。根據小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為_ 。嘗試解答(1)B A (2)斷開6.0 e、f 12.7。(1)由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動勢為6 V，電壓表量程應選
26、10 V，選項B正確。燈泡不亮，說明電路斷路或短路，電壓表接c、d端時有示數且接近電源電動勢，說明有電流通過電壓表，c、d間以外其他部分電路是通路，電壓表接e、f時無示數，說明c、d間燈泡斷路，選項A正確。(2)使用歐姆表時，待測電阻與電源一定要斷開，故填“斷開”。歐姆表讀數應該為6.0 。由于A燈泡斷路，電阻無窮大，而歐姆表示數為6.0 ，說明測量的應該是e、f間電阻。由R可求得根據小燈泡規(guī)格計算出的電阻為12.7 。燈泡正常工作時，燈絲的溫度較高，電阻較大，根據小燈泡規(guī)格計算出的電阻是燈絲溫度較高時的電阻，測量出的電阻是燈絲常溫下的電阻，所以兩者不同。某物理小組準備探究某種元件Q(標有4
27、V2 W字樣)的伏安特性曲線，他們找來了下列器材：A.電壓表V1(05 V，內阻約10 k)B.電壓表V2(010 V，內阻約20 k)C.電流表A(00.6 A，內阻約0.4 )D.滑動變阻器R1(5 ，1 A)E.滑動變阻器R2(500 ，0.2 A)(1)為使實驗誤差盡量減小，實驗中電壓表應選用_。要求電壓從零開始變化且多取幾組數據，滑動變阻器應選用_，請將圖中的實物連線補充完整。(2)考慮電表內阻的影響，該元件電阻的測量值_(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。(3)檢查實驗電路連接正確，然后閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑動頭，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉。在不斷開電路的情況下，檢查電路故障，應該使用多用電表的_擋；檢查過程中將多用電表的紅、黑表筆與電流表“”“”接線柱接觸時，多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉，說明電路故障是_。答案(1)V1R1如圖所示(2)小于(3)直流電壓電流表斷路解析(1)根據元件Q的標稱參數，可知電壓表應選V1；因要求電壓從零開始變化且多取幾組數據，所以滑動變阻器采用分壓式接法，應選用R1；因元件Q的阻值遠小于RV，所以電流表應外接。(2)因電流表外接，電壓表有分流作用，即有，所以測量值小于真實值。(3)因不斷開電路，所以要用直流電壓擋檢測，因多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉，說明電流表斷路。15
2019年高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 實驗十一 練習使用多用電表學案
