（新课标）2020年高考物理一轮总复习 实验十一 练习使用多用电表课件

实验探究课实验十一练习使用多用电表实验解读·核心探究实验热点·各个击破栏目导航随堂练·知能提升[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(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．2．欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示．(2)根据闭合电路欧姆定律：①当红、黑表笔短接时，Ig＝ERg＋R＋r；②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，I＝ERg＋R＋r＋Rx；③当I中＝12Ig时，中值电阻R中＝Rg＋R＋r.[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．热点一考查多用电表的原理及读数[典例1](2017·全国卷Ⅲ)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．(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)．解析：(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔．(2)R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，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．故选B.(3)B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝IgRgI1－Ig＝160Ω；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4＝U1－IgRgI1＝880Ω.(4)若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为11×100Ω＝1.10×103Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5V的电压表，则读数为2.95V.答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA(或1.48mA)1.10×103Ω2.95V1．(1)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件，使指针对准电流的“0”刻线．②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件．使指针对准电阻的(填“0刻线”或“∞刻线”)．④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到此较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤．并按的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准(2)如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为Ω；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为mA；测直流电压时，用的是50V量程，则指针所示的电压值为V.解析：(1)电表使用前要调节调零旋钮，使指针指在0刻线位置，故旋动S旋钮．(3)欧姆表测量前要进行欧姆调零，故调节T旋钮使指针指向电阻0刻线．(4)指针偏转度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零然后测量电阻，故步骤为ADC.(5)①欧姆表读数＝刻度盘读数×倍率＝16×100Ω＝1600Ω；②选用量程为100mA的电流挡，读数选取中间刻度第二排，读数为48mA，选用量程为50V的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为24V.答案：(1)①S③T0刻线④ADC(2)16004824[反思总结]1．欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(1)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．(2)刻度不均匀：左密右疏．(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率．电流、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)．2．读数技巧(1)欧姆表的读数①为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的部分，即中央刻度附近．②指针示数的读数一般取两位有效数字．③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．(2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位．热点二多用电表的使用[典例2]某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表．(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为V．由以上数据可得电压表的内阻RV＝kΩ.(2)将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为(填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为kΩ.(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将．A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定解析：(1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；电源内阻不计，由图a所示电路图可知，电源电动势E＝U＋IR＝U＋URVR，由题意可知E＝3＋3RV×3000，E＝1.5＋1.5RV×12000，解得RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V.(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V时，电路中的电流为Ig＝36000A＝0.0005A，此时滑动变阻器的阻值为R＝1.50.0005Ω＝3kΩ，当电压表示数为1V时，有1＝4.5R＋RxRVRx＋RVRxRVRx＋RV，解得Rx＝1kΩ.(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有Ig＝Er＋RV＋R＝Er＋R＋RV，测量电阻时电压表示数为U＝Er＋R＋RVRxRV＋RxRVRxRV＋Rx，欧姆表用一段时间调零时有Ig＝Er′＋RV＋R′，测量电阻时U＝Er′＋R′＋RVR′xRV＋R′xRVR′xRV＋R′x，比较可知r＋R＝r′＋R′，所以若电流相同则R′x＝Rx，即测量结果不变，C正确．答案：(1)1.506(2)∞1(3)C2．小明同学想测量一节旧干电池的电动势和内电阻，身边仅有下列器材：一个多用电表、一个定值电阻R1、一个滑动变阻器R2(0～20Ω)、一个开关S、导线若干．小明设计了实验原理图(如图甲所示)，并进行了如下实验：甲①根据原理图，连接实验器材，且S断开；②多用电表选择欧姆表的“×1”挡，先，后用红表笔接a端，黑表笔接b端，记录下R1示数(如图乙所示)；③S闭合，多用电表选择“直流电压2.5V”挡，表笔接a端，表笔接b端(填“红”或“黑”)，记录下示数U1，然后再测出b、c间的电压，记录下示数U2；④调节滑动变阻器，重复步骤③，得到如下表所示的6组数据．U1/V0.100.200.300.400.500.60U2/V1.050.900.750.700.450.30(1)请你完成上述操作步骤中的三处填空；(2)由图乙可知R1测量值为Ω；(3)请在如图丙所示的坐标纸中画出U2－U1关系图；(4)该电池的内电阻为Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)运用多用电表欧姆挡测电阻要先进行欧姆调零，测直流电压要“红正黑负”，红表笔接a端，黑表笔接b端．(2)因多用电表选择欧姆表的“×1”挡，由题图可知R1测量值为8Ω.(3)U2－U1关系图如图所示．(4)由闭合电路欧姆定律可知E＝U1＋U2＋U1R1r，所以U2＝E－U1－U1R1r＝E－(1＋rR1)U1；由图可知1＋rR1＝1.20.8，解得r＝4.0Ω.答案：(1)②欧姆调零③红黑(2)8(3)图见解析(4)4.01．(1)在“练习使用多用电表”的实验中，某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值约为十几千欧的电阻Rx.(1)该同学列出了以下可能的操作步骤，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使表针指向欧姆零点，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至×1k位置D．旋转S至×100位置E．旋转S至OFF位置，并拔出两表笔(2)该同学按正确的步骤测量Rx，表针位置如图所示，被测电阻Rx的阻值约为_____Ω.解析：(1)欧姆表每次使用应该先选挡位，然后欧姆调零，最后测量，欧姆表指针指在中间附近时，读数最准确，故即选“×1k”挡，欧姆调零，测量读数；最后旋到交流电压最大挡或OFF位置，防止漏电，故在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，操作步骤必需的是：选挡和欧姆调零，故有用的操作顺序为：CABE.(2)欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值，即为14×1000＝1.4×104Ω.答案：(1)CABE(2)1.4×1042．某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻Rg＝5Ω、满偏电流Ig＝25mA，当选择开关接3时为量程100V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数据没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为；选择开关接3时其读数为．(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图丙，则C处刻度应为Ω；③计算得到多用电表内电池的电动势为V；(保留两位有效数字)(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流，其分度值为0.5mA，示数为17.3mA；选择开关接3时测电压，其分度值为2V，其示数为69V；(2)②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1000Ω＋1×100Ω＋5×10Ω＋0×1Ω＝150Ω；(3)由图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为12.5mA＝0.0125A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150Ω，电源电动势E＝I(R＋r)＝0.0125×(150＋150)V＝3.8V；(3)根据第(1)问可知，表头所示电流为17.3mA；调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值也为17.3mA，而表内电池的电动势为E＝3.8V，表内总电阻为150Ω，由欧姆定律可知R＝(3.80.0173－150)Ω≈70Ω，所以待测电阻的阻值为70Ω.答案：(1)17.3mA(