（课标通用版）2020版高考物理总复习 第八章 07 实验十一 练习使用多用电表课件

实验十一练习使用多用电表一实验目的二实验原理三实验器材基础过关四实验步骤五数据处理六注意事项七误差分析考点一实验原理和实验操作考点二实验数据处理和误差分析考点三实验拓展和实验创新考点突破基础过关一、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.外部构造(如图所示)(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻。(2)表盘的上部为表头。2.欧姆表原理(多用电表测电阻原理)(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:闭合电路欧姆定律I= 。(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,这一过程叫欧姆调零。①当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)②当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)gxERRrR③当I= 时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。(图丙)三、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。g2I四、实验步骤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。4.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,闭合开关,测小灯泡两端的电压。5.按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,闭合开关,测量通过小灯泡的电流。 6.用多用电表测电阻的步骤:(1)调整指针定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。(2)将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡,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。7.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“0”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,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。2.测电压和电流时,如果所读表盘的分度值为1、0.1、0.001等,读数时应读到分度值的下一位,若表盘的分度值为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与分度值位数相同即可。六、注意事项1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向。2.区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是刻度盘左侧的“0”位置,对应调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,对应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.由于欧姆表盘刻线不均匀,估读时误差较大,故测量结果不估读,读数时注意乘倍率。6.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,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.如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出。9.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。将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电表示数较小,反之电表示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。七、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,要及时更换新电池。2.欧姆表刻度不均匀读数时要注意其左密右疏的特点。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,尽可能使指针指向表盘的中间区域。4.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。5.读数时易产生偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。考点一多用电表的读数及使用例1(2018课标Ⅱ,22,6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100μA,内阻900Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。考点突破回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。 (2)电阻箱的阻值应取R1=Ω,R2=Ω。(保留到个位)答案(1)如图所示(2)1002910 解析将量程为100μA的微安表头改装成量程为1mA的直流电流表,应并联一个分流电阻,分流电阻的阻值为 =100Ω,选用R1;再串联一分压电阻可改装成量程为3V的电压表,分压电阻的阻值为 = Ω=2910Ω,选用R2。gggIRIIggUIRI4339001010变式1(2017课标Ⅲ,23,9分)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250μA,内阻为480Ω。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1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡。图(a)图(b)(1)图(a)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R1+R2=Ω,R4=Ω。(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”相连的,则多用电表读数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连的,则读数为。(结果均保留3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10×103Ω2.95V解析本题考查电表的改装与应用。(1)为了确保通过电表的电流“红”进“黑”出,A端应与“黑”色表笔相连接。(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻,故B项正确。(3)当换挡开关接“2”时,为直流电流1mA挡,满足IgRg=(I-Ig)(R1+R2),得R1+R2=160Ω。当换挡开关接“4”时,为直流电压1V挡,则满足U=I(R并+R4),R并=120Ω,得R4=880Ω。(4)若B端与“1”相连,则为直流电流2.5mA挡,由1/5估读法可得读数为1.47mA。若B端与“3”相连,则为欧姆×100Ω挡,可得读数为1.10×103Ω。若B端与“5”相连,则为直流电压5V挡,可得读数为2.95V。考点二元件探测和故障检测例2某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50V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点时多用电表指示如图2所示,读数为V,说明正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。图1图2②红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图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①11.5(11.2~11.8之间的值均可)蓄电池②小灯解析①由题图2可知,直流50V挡的分度值为1V,故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值,说明a、c两点与电源之间是通路,只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障,但故障的具体位置不能确定。②同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用电表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用电表并联的小灯发生了断路故障。变式2在如图甲所示的电路中,四节干电池串联作为电源,小灯泡A、B的规格均为“3.8V0.3A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,A、B灯都不亮。 甲(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。①选择开关置于下列量程的挡较为合适(用字母序号表示)。A.2.5VB.10VC.50VD.250V②测得c、d间电压约为5.8V,e、f间电压为0,则故障是 ()A.A灯丝断开B.B灯丝断开C.d、e间连线断开D.B灯被短路(2)接着利用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零。①测试前,一定要将电路中的开关S;②测c、d间和e、f间的电阻时,某次测量结果如图乙所示,读数为Ω,此时测量的是间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为Ω,它不等于测量值,原因是:。乙答案(1)①B②A(2)①断开②6e、f12.7欧姆表测量时小灯泡未工作,小灯泡温度低,电阻小解析(1)①因电源为四节干电池,故电动势E=6V,则多用电表应选直流电压10V挡较合适;②因c、d间电压为5.8V,而e、f间电压为0,故故障应为A灯丝断开。(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时,一定要将电路断开;由题图乙读数知阻值为6Ω,应为灯泡B的阻值,即测量的为e、f间电阻;由R= 得灯泡B的阻值R≈12.7Ω,与欧姆表测得的阻值相差较大,这是因为欧姆表测量的是小灯泡未通电工作时的阻值,温度较低,阻值较小。UI创新角度实验装置\原理图创新解读实验原理的创新 1.电表的改装。2.多用电表的使用和读数实验过程的创新 1.多用电表数据处理。2.电压表内阻已知,根据其示数计算出通过电压表的电流考点三实验拓展和实验创新例3(2019甘肃民乐一中期中)电动自行车的电瓶用久以后性能会下降,表现之一为电池的电动势变小,内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电,取下四块电池,分别标为A、B、C、D,测量它们的电动势和内阻。(1)用多用电表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。测量电池A时,多用电表的指针如图甲所示,其读数为V。甲乙(2)用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电阻,其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的 -R图线,如图丙。由图1I线C可知电池C的电动势E=V,内阻r=Ω。 丙(3)分析图丙可知,电池(选填“A”“B”“C”或“D”)较优。答案(1)11.0(2)121(3)C解析(1)用多用电表直流电压50V挡测量每块电池的电动势,可以从表盘中的中间刻度读出正确结果,由指针指示可知:E=11.0V。(2)根据闭合电路欧姆定律有:E=I(R0+r)+IR,因此有: = ×R+ ×(R0+r),由此可知,图像的斜率表示 ,纵轴截距为: 。由图像可知:k= = , =0.5,由此解得:E=12V,r=1Ω。(3)电动势大、内阻小的电源最优,由图像可知C图像代表的电源电动势最大,内阻最小,因此最优。1I1E1E1E0rRE1121E0rRE变式3某同学通