2016版《全程复习方略》高考物理(全国通用)总复习配套课件：实验十-练习使用多用电表

实验十练习使用多用电表【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。【实验原理】1.外部构造：(1)转动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,图中的第二行就是交、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。①红黑表笔短接,进行欧姆调零时,指针满偏,有Ig=②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。③由于I与R是非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,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。当Rx=Rg+R+r时,I=,指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻。gERRr；gxERRrR；gI2【实验器材】多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。【实验过程】一、实验步骤1.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.测量：(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表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选择开关置于“Ω”挡的“×1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,然后断开表笔,再使指针指向∞。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标定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“OFF”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“∞”电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数二、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、0.001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,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。【误差分析】1.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)读数时的观测易形成偶然误差,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。【注意事项】1.多用电表使用的“七注意”：(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时,电流总是“红入黑出”。(3)选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流、电阻,还要分清是交流还是直流。(4)电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡。(5)刻度线有三条：上为电阻专用,中间为电压、交流、直流共用,下为交流2.5V专用。(6)测电阻时：①待测电阻与电路、电源一定要断开。②两手一定不要同时接触两笔金属杆。③指针指中值附近较准,否则换挡。④每换一挡必须重新欧姆调零。⑤读出示数要乘以倍率。(7)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。2.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向。3.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定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。4.在研究二极管的单向导电性时,切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器,不能只连接一个二极管,否则极易烧坏二极管。【实验改进】可用数字式多用电表替代机械指针式多用电表。优点：(1)测量读数方便。(2)测量精度高。缺点：学生对数字式多用电表的测量原理和内部结构难以掌握。热点1多用电表原理的理解【例证1】(2013·新课标全国卷Ⅰ)某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表;电压表：量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器：最大阻值5kΩ;导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点。(2)将图甲中多用电表的红表笔和(选填“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kΩ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12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知,电压表的内阻为kΩ。(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“×1k”挡内部电路的总电阻为kΩ。【解题探究】(1)多用电表欧姆挡测电阻的主要步骤有：选挡、_____、测量。(2)测电阻“×1k”挡内部总电阻时,用到的物理规律为__________________,此时电压表的读数意义为__________________。调零闭合电路欧姆定律其内阻RV两端的电压【解析】(1)欧姆表调零：将红表笔和黑表笔短接,使指针指电阻0刻度。(2)多用电表欧姆挡测电压表的内阻应使电流从电压表的“+”接线柱流入、“-”接线柱流出,而黑表笔连接多用电表内电池的正极,所以多用电表的红表笔和“-”端相连,黑表笔连接“+”端。(3)多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60V。(4)由图甲可知多用电表欧姆“×1k”挡直接测量电压表的内阻RV,所以RV=12.0kΩ。(5)设多用电表内电池的电动势为E,多用电表电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为Rg,依题给条件由欧姆定律得：E=(15+Rg),E=(12+Rg),又RV=12.0kΩ,解得：E=9.00V,Rg=15.0kΩ。答案：(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0V3.6RV4R热点2多用电表的使用和读数【例证2】(2014·合肥模拟)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出了最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,并拔出两表笔根据如图所示指针位置,此时被测电阻的阻值约为Ω。(2)(多选)下列关于用多用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【解题探究】(1)欧姆表选挡的原则是测量电阻时使指针___________。(2)欧姆表读数为指针所指的示数乘以_____。在中值附近倍率【解析】(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)A、C高考考情演变实验目的的创新1.应用多用电表还可以检测电路故障,判定电路是否发生断路或短路。如果电压表示数为零,说明电压表上无电流通过,则可能电压表所在支路有断路或并联路段内有短路。2.用电流表同样可按上述方法检测电路故障,因为无论是应用电压表还是应用电流表,目的是检测电路的通与断。3.用多用电表鉴别电阻、电容器和电感器。将多用电表选择开关旋到欧姆挡,用两表笔接触电学元件,若发现指针示数稳定,则说明元件为电阻;若发现指针迅速向右摆动,而后慢慢转到表盘左端,则说明元件为电容器;若发现指针从左端慢慢转到右端,则说明元件为电感器。实验命题的创新1.考查多用电表的使用方法。2.考查用多用电表探测黑箱内的电学元件。