《2019版高考物理总复习实验创新增分专题十一练习使用多用电表学案20180517399.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理总复习实验创新增分专题十一练习使用多用电表学案20180517399.doc（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、实验十一练习使用多用电表一、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会使用多用电表探索黑箱中的电学原件。二、多用电表的构造和原理1外部构造(如图所示)(1)调节选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。(3)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，表盘的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。2欧姆表内部构造和原理(1)欧姆表内部电路简化如图。(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律
2、。红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig。当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I，故每一个未知电阻都对应一个电流值I。由于I与R是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，所以其对应的电阻刻度却是不均匀的。电阻的零刻度在电流满偏处，即表盘刻度的最右端。当RxRgRr时，I，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。三、实验步骤1测量前准备(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。2直流电压和直流电流的测量(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表
3、选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。3用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，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，使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔。(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阻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“OF
4、F”挡。4探索黑箱内的电学元件判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数四、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。指针示数的读数一般读两位有效数字。2测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位；若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时不用估读。五、误差分析1系统误差(1)电池用旧后，电动势
5、会减小，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。(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。2偶然误差(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点。(2)读数时易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。(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，使指针指中值附近。六、注意事项1多用电表的红表笔连接的是“”插孔，黑表笔连接的是“”插孔，测直流电流或电压时，电流从红表笔进入电表，从黑表笔流出电表。测电阻时，多用电表的黑表笔与内部电池的正极相连，红表笔与内部电池的负极相连，电路闭合时，正好符合电流从红表笔流
6、入，从黑表笔流出。2区分“机械零点”与“欧姆零点”，机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的调零定位螺丝；欧姆调零即电阻调零，指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是电阻挡的调零旋钮。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由于电阻挡的刻度不均匀，难以估读，故测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率。6使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别在测电阻时，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多用
7、电表使用完毕，应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡，如果长期不用，应把表内电池取出。考点1基础实验 例1某学生实验小组利用如图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表(量程5 V，内阻十几千欧)；滑动变阻器(最大阻值5 k)；导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调欧姆零点。(2)将图甲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乙所示，这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为
8、_k和_V。(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 k和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为_k。(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，如图丁所示。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“1 k”挡内部电路的总电阻为 _k。解析(1)使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故应将两表笔短接。 (2)电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1”。 (3)从题图乙可以看出多用电表中的指针指向表盘最上行刻度15位置，电阻挡为“1 k”，
9、故读数为15 k；由于电压表量程为5 V，电压表中的指针所指位置为3.60，故读数为3.60 V。 (4)当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，多用电表读数即为电压表内阻，所以电压表内阻为12 k。 (5)多用电表内电池的电动势为E，内阻为R，由(3)(4)问可知， ，两式联立解得E9.00 V，R15 k。答案(1)短接(2)1(3)153.60(4)12(5)9.0015欧姆表刻度盘特点及欧姆表读数技巧(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。刻度不均匀：左密右疏。欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流
10、、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)。谨记每次选挡后都要进行欧姆调零。(2)欧姆表读数技巧为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“1 k”挡内部电池的电动势E。(1)该小组采用图甲的电路进行实验，请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整。(2)请将下面的实验步骤补充完整
11、：插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“1 k”位置，将红、黑表笔_，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到表盘右侧“0”处；按照电路图连接好电路；接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图丙所示。多用电表和微安表的读数分别为_k和_A；断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到_位置。(3)由以上信息可得多用电表“1 k”挡内部电池的电动势为_V。(结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示 (2)短接 22 240(238242均可)“OFF”挡或交流电压最高挡 (3)9.0解析(1)根据电路图，连接实物图，注意电流为“红入黑出”。(2)根据欧姆表的使用
12、方法可知，选挡后应将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；欧姆表的读数为R221 k22 k，微安表的读数为240 A(238242 A均可)。(3)欧姆表调零后，欧姆表内阻等于其中值电阻，由图丙所示多用电表可知，多用电表“1 k”挡的中值电阻为15 k，即欧姆表内阻R015 k。根据闭合电路欧姆定律可得EI(RR0)，I表示微安表的读数、R表示多用电表的读数，代入数据有E240106(2215)103 V8.88 V9.0 V。考点2创新实验例2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
13、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(4)小徐同学要进行二极管正反向电阻测量实验，他可选用以下器件中的_。(填字母)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
14、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 。(4)由图示可知，A是电容器，C是电阻，B、D是二极管，因此可以选择B、D进行实验。答案(1)低 (2)B (3)3.6 V 260 (4)BD(1)要学会如何检测元件好坏。如二极管具有单向导电性，正向电阻很小，反向电阻很大，可以用多用表判定好坏和极性。(2)判断黑箱内元件首先用多用表电压挡探测黑箱内是否有电源，如果有电源，则探测黑箱外任意两点间的电
15、压，根据电压关系判定电源的位置，及各接点间的电阻关系。如果没有电源，则直接用欧姆挡测量任意两点间的阻值，根据阻值，分析是什么关系及其连接情况。(2017太原模拟)如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请判定黑箱内的结构。红表笔AABCCB黑表笔BCCBAA阻值/1001505020002100100答案见解析解析先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接BC和CB时测量结果不同，故在BC间一定有二极管存在；同理可知在AC间也有二极管存在，并且AC间的正向电阻大于BC之间，
16、说明AC间包含电阻；而接AB和BA时电阻不变；故说明AB间只有电阻，BC间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。1如图所示为多量程多用电表的示意图。(1)当接通1或2时，为_(填“电流”“电阻”或“电压”)挡。1的量程比2的量程_(填“大”或“小”)。(2)测量某电阻时，用“10 ”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_(填“1 ”或“100 ”)挡，换挡后，在测量前要先进行_。(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”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：在虚线框
17、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)答案(1)电流 大 (2)1 欧姆调零(3)如图所示RV(U为多用电表直流“2.5 V”挡的读数，E为电源电动势，R为电阻阻值)解析(3)在题图中，多用电表与电阻串联，通过它们的电流相等，所以有，因此RV(U为多用电表直流“2.5 V”挡的读数)。2(2017南京模拟)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择_(填“10”或“1 k”)倍率的电阻挡，并_再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结
18、果为_。(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路，如图乙所示。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。答案(1)10 重新欧姆调零 70(2)如图所示 直流电压10 V解析(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“10”倍率的电阻挡，并重新欧姆调零后再进行测量，测量结果为70 。(2)要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成滑动变阻器分压式电路。本实验中使
19、用多用电表测电压，待测元件额定电压为9 V，多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。3.如图为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig300 A，内阻Rg100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx_k，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将_ (填“变大”“变小”或“不变”)。答案红5变大解析由I及Ig知，指针指中央时，IIg150 A，Rx5 k；欧姆表内
20、阻R内RgrR，当电池电动势变小、内阻r增大时，欧姆表得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表示数体现出来的，由I，可知当R内变小时，I变小，指针偏左，欧姆表示数变大。4(2017汕头模拟)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：(1)在使用多用电表测量时，指针的位置如图a所示，若选择开关拨至“1”挡，则测量的结果为_；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为_。(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图b所示，电源的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图c所示，
21、则该图象的函数关系式为_。(3)下列根据图c中IRx图线做出的解释或判断中正确的是()A因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左大右小B欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx0时电路中的电流IIgCRx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D测量中，当Rx的阻值为图c中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧答案(1)18 23.0 mA(2)I(3)BCD解析(1)在使用多用电表测量时，指针的位置如题图a所示，若选择开关拨至“1”挡，按照最上面刻度读数，则测量的结果为181 18 ；若选择开关拨至“50 mA”挡，按照中间刻度读数，则测量结果为23.0 mA。(
22、2)由闭合电路欧姆定律，I。(3)因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的刻度是不均匀的。欧姆表的示数左大右小是因为电流随待测电阻阻值的增大而减小，A错误；当Rx0时，调节R0使电路中的电流达到多用电表的满偏电流Ig，B正确；由闭合电路欧姆定律I得出Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，C正确；测量中，当电路中的电流等于半偏电流的时候，指针位于表盘的中央，当未知电阻阻值为R2时，电路中的电流明显小于半偏电流，因此指针应指在表盘中央位置的左侧，D正确。5(重庆高考)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线接触完好。维修人
23、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。(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为_V，说明题中_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”“小灯”)正常。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。答案(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯解析(1)多用电表调至50 V量程最小分度为1 V，应估读到下一位，故接ac两点测量的是电源两端的电压，读数为11.5 V，可见蓄电池完好。(2)断开开关，电
24、压表指针不偏转，表明电压表被断路，开关闭合后，读数不变，表明蓄电池、保险丝、开关和多用表能组成完好回路，开关和保险丝无问题，发生故障的是小灯，小灯断路。6(天津高考)现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有： 多用电表(仅可使用欧姆挡)； 一个电池组E(电动势6 V)； 一个滑动变阻器R(020 ，额定电流1 A)； 两个相同的电流表G(内阻Rg1000 ，满偏电流Ig100 A)； 两个标准电阻(R129000 ，R20.1 )； 一个电键S、导线若干。(1)(多选)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨
25、满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。A这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。答案(1)AC(2)如图所示解析(1)欧姆挡的零刻线在右侧，偏转越大时阻值越小，故A正确。要使指针指在中间刻度线附近，由“阻值读数倍率”可知所选倍率应减小以增大读数，故C正确。(2)由电路能耗较小的要求可知控制电路应采用限流式。因器材中只有两个内阻已知的电流表，故
26、可考虑改装：由题给数据可知电流表G与R1可改装为一个量程为3 V的电压表。电流表G与R2可改装为一个量程为1 A的电流表。改装后的内阻分别为RV30000 与RA0.1 ，而被测电阻的阻值约为几欧，属于小电阻，故测量电路应采用外接法，电路图见答案。7(2017全国卷)图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡。(1)图a
27、中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)。A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”连接的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_。(结果均保留三位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1
28、.47 mA1.10 k2.95 V解析(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，解得R1R2160 。当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 ，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 。(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11100 1.10 k。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。18