2012高考物理总复习(精品课件) 实验十练习使用多用电表

实验十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．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．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，外形见下图：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的周围标有测量功能的区域和量程．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．2．挡位如下图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端．测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端．使用时，电路只有一部分起作用．3．多用电表测电阻的原理——欧姆表的原理(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：闭合电路的欧姆定律I＝ERg＋R＋r＋Rx，(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，这一过程叫欧姆表调零．①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．③当I＝Ig2时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻等于欧姆表的内阻，也叫中值电阻．3．二极管的单向导电性晶体二极管是半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如图甲所示．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．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．将多用电表选择开关置于直流电压挡，如图(甲)所示连好电路，测小电珠两端的电压．5．将选择开关置于直流电流挡，如图(乙)所示连好电路，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间正、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“0Ω”后逐渐增大到“∞”，且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五、数据处理1．测电阻时，电阻值等于表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．如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等，读数时应该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，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．六、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，要及时换电池．2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差．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．4．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．七、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“＋”孔，黑表笔插“－”孔，注意电流的实际方向．2．区分“机械零点”和“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定位螺丝；“欧姆零点”指表盘刻度右侧的“0”位置，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．由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时应注意乘以相应量程的倍率．6．使用多用电表时，手不能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．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，甚至可能会损坏电表．8．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，如果长期不使用欧姆表时，把表内电池取出．(2009年上海)(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___________________.根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω.(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，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【解析】本题考查欧姆表的使用．(1)题目中要求测量几十千欧的电阻．所以应该选择×1k的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至指向交流500V挡，拔出表笔，所以顺序为c、a、b、e，根据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表的读数为30kΩ.(2)指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项正确；电阻的阻值与电流的流向无关，所以红黑表笔接反，不影响测量结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位，就不用重新调零，D项错误．【答案】(1)c、a、b、e30k(2)AC(2010年山东)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，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“电键”)．(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__________、__________、__________.【解析】(1)若发生故障的是滑动变阻器或电键，则电流表和电压表的示数均为零，若待测金属丝发生故障，则电流表示数为零，电压表测的是电源电动势E.【答案】(1)待测金属丝(2)直流电压10V红0EE(2)由于电流表的示数为零，故不能选用直流电流挡，应通过测电压来判断故障所在，故应选直流电压10V挡．红表笔应接电源正极，故红表笔固定在a接线柱．若只有滑动变阻器断路，则a、b间的电压为零，a、c间和a、d间的电压均为电动势E.1．实验桌上摆放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形很相似．现将多用电表的转换开关拨到R×100挡，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，R正＝R反＝0.5kΩ；测乙元件时，R正＝0.5kΩ，R反＝100kΩ；测丙元件时，开始指针偏转到0.5kΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100kΩ上，则甲、乙、丙三个元件分别是()A．电容、电阻、二极管B．电阻、电容、二极管C．电阻、二极管、电容D．二极管、电阻、电容答案：C2．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．在某次实验中使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示，若选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.答案：5002解析：由题图可知，a指在50处，则电阻值为50×10Ω＝500Ω，由题图可知，b指在8处，则电压值为84V＝2V.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Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，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＝________kΩ.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________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．答案：红5变大解析：接线柱A是与电源负极相连的，应该为红表笔，当指针指在刻度盘正中央时，Rx＝R内＝EIg＝1.5300×10－6Ω＝5kΩ，由于电池电动势变小，内阻变大，若使表针指在相同的位置时，应减小待测电阻Rx，但由于电表已校好示数，测量相同的电阻时，通过电流表的电流变小，所以测量值要大于待测电阻的真实值．4．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数．(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(选填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．(6)测量完成后，将选择开关拨向________________位置．解析：本题主要考查多用电表的使用，多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要继续欧姆调零，因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；多用电表作为欧姆表使用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“＋”插孔)与电池负极相连，黑表笔(插入“－”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拔出表笔，将选择开关置于OFF挡位置．答案：(3)短接(4)红黑(5)中央(6)OFF挡5．(2010年辽宁沈阳)某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，通过一块电压表和一块多用电表的欧姆挡接成电路就能一次性既能测出电压表的内阻又能测出多用电表中欧姆挡的内部电源的电动势．已知电压表的内阻约在15～25kΩ之间，量程为15V，多用电表欧姆挡的电阻刻度中间值为20.(1)请用笔迹代替导线将红、黑表笔连在电压表上．(2)他们在实验过程中，欧姆的选择开关应拨至倍率为“×________”．(3)在实验中，同学们读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，由此可得欧姆表内电池的电动势的表达式为________．解析：(1)欧姆表内电源正极接在欧姆表的负接线柱上，故红表笔应接电压表的负接线柱，黑表笔应接电压表的正接线柱．(2)电压表的内阻较大，故欧姆挡选择开关应选倍率为“×1k”．(3)欧姆表的内电阻为20×103Ω.电压表的电阻为n×103Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Un×103×20×103＝U＋20Un＝n＋20nU.答案：(1)如图所示(2)1k(3)E＝U＋20Un＝n＋20nU6．(2009