人教版新高考物理一輪總復(fù)習(xí)-實(shí)驗(yàn)12　練習(xí)使用多用電表

高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI實(shí)驗(yàn)12

練習(xí)使用多用電表第八章2022內(nèi)容索引0102必備知識落實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰π纬?3鞏固提升檢測必備知識落實(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解多用電表的構(gòu)造和原理,掌握多用電表的使用方法。2.會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3.會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。二、實(shí)驗(yàn)原理1.歐姆表原理(1)構(gòu)造。如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。甲

乙丙歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx。2.多用電表(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種物理量都有幾個(gè)量程。(2)外形如圖所示,上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等不同物理量多種量程的刻度;下半部分為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程。(3)多用電表面板上還有歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處),指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置),表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。3.測電流、電壓的原理測電流和電壓的原理與電流表和電壓表改裝原理相同。(1)直流電流擋:直流電流擋的幾個(gè)擋位實(shí)際是由同一表頭并聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個(gè)量程不同的電流表。(2)直流電壓擋:直流電壓擋的幾個(gè)擋位實(shí)際是由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個(gè)量程不同的電壓表。4.二極管的單向?qū)щ娦?1)晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個(gè)極,即正極和負(fù)極,它的符號如圖甲所示。(2)晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí),它的電阻很小,電路導(dǎo)通,如圖乙所示;當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí),它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示。(3)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當(dāng)黑表筆接“正”極,紅表筆接“負(fù)”極時(shí),電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。三、實(shí)驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.觀察多用電表的外形,認(rèn)識選擇開關(guān)對應(yīng)的測量項(xiàng)目及量程。2.檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置。若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。3.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。4.測小燈泡的電壓和電流。(1)按圖甲連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓。(2)按圖乙連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。甲

乙5.用多用電表測電阻的步驟。(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度。(2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向電阻的零刻度。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(4)選擇開關(guān)改置“×100”擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(6)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。

五、誤差分析1.偶然誤差(1)歐姆擋的表盤刻度不均勻,估讀時(shí)易帶來誤差。(2)由于歐姆擋刻度的非線性,表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大,因此要選用恰當(dāng)倍率擋位,使指針在中值附近。(3)讀數(shù)時(shí)的觀察易造成偶然誤差,要垂直表盤正對指針讀數(shù)。2.系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后,電動(dòng)勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時(shí)換電池。(2)測電流、電壓時(shí),由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實(shí)值。六、注意事項(xiàng)1.歐姆擋刻度盤不同于電壓、電流擋刻度盤(1)左“∞”右“0”:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻:左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計(jì)值時(shí),應(yīng)先從中等倍率開始試測,指針偏角太小,換大倍率擋;指針偏角太大,換小倍率擋。(4)歐姆擋的讀數(shù):待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率。為了減小讀數(shù)誤差,指針應(yīng)指表盤

的部分,即中央刻度附近。2.多用電表使用的“八項(xiàng)注意”(1)使用前要機(jī)械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時(shí),電流總是“紅進(jìn)”“黑出”。(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域,要分清是測電壓、電流還是測電阻,還要分清是交流還是直流。(4)電壓、電流擋為量程范圍擋,歐姆擋為倍率擋。(5)刻度線有三條:上為電阻專用,中間為電流、電壓直流、交流共用,下為電壓交流2.5V專用。(6)測電阻時(shí)①待測電阻與電路、電源一定要斷開。②兩手一定不要接觸兩表筆金屬桿。③指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。⑤讀出示數(shù)要乘以倍率才為電阻阻值。(7)測電學(xué)黑箱時(shí),一定要先用大量程電壓擋判斷其內(nèi)部有無電源,無電源方可用歐姆擋。(8)使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰π纬赡芰π纬牲c(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作【例1】

某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻及“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有多用電表、電壓表(量程5V,內(nèi)阻十幾千歐)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值5kΩ)、導(dǎo)線若干。回答下列問題。(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”,再將紅表筆和黑表筆____________,進(jìn)行歐姆調(diào)零。

(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和____________(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。

甲

短接

1(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為______kΩ和______

V。

乙

丙

15.03.60(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零,此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為____________kΩ。

(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為____________V,電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為____________kΩ。

丁

12.09.0015.0解析:(1)多用電表歐姆擋調(diào)零的方法是先把紅、黑表筆短接,再調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針滿偏。(2)多用電表內(nèi)部電池的正極與黑表筆相連,要保證電流從電壓表的“+”接線柱流入、“-”接線柱流出,故紅表筆和“1”端相連。(3)多用電表指針指向“15.0”,擋位“×1

k”,故多用電表的讀數(shù)為15.0

kΩ;電壓表讀數(shù)時(shí)要估讀,讀數(shù)為3.60

V。(4)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零,故多用電表的讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻,RV=12.0

kΩ。(5)由題圖乙知,此時(shí)多用電表指針指向中值,故此時(shí)內(nèi)、外電阻均為15

kΩ,此時(shí)的電壓表示數(shù)為3.60

V。則解得E=9.00

V。

能力形成點(diǎn)2多用電表的使用【例2】

(2017·全國卷Ⅲ)圖甲為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250μA,內(nèi)阻為480Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆×100Ω擋。(1)圖甲中的A端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。

黑

(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是____________(選填正確答案標(biāo)號)。A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=____________Ω,R4=____________Ω。

B160880(4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為____________;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為______________;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為______________。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

1.48mA1.10×103

Ω2.96V解析:(1)根據(jù)電流從紅表筆進(jìn)入多用電表,結(jié)合歐姆擋知,A與黑表筆相連。(2)在使用多用電表之前,調(diào)節(jié)指針定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。使用歐姆擋時(shí),將兩表筆短接,調(diào)整R6進(jìn)行歐姆調(diào)零,B選項(xiàng)正確。電流擋中電路與R6無關(guān),C選項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)當(dāng)B端接“2”時(shí),電流擋的量程為1

mA,此時(shí),R1、R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),R1+R2承擔(dān)的電流為I-Ig=0.75

mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160

Ω;當(dāng)B端接“4”時(shí),電壓擋的量程為1

V,表頭與R4串聯(lián),表頭部分承擔(dān)的電壓Ug=IgRg=250×10-6×480

V=0.12

V,故R4承擔(dān)的電壓為0.88

V,所以(4)B端與“1”連接時(shí),電流擋的最大量程為2.5

mA,表盤上每1小格表示0.05

mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數(shù)為1.48

mA;B端與“3”連接時(shí),多用電表調(diào)到歐姆擋,示數(shù)為R=11×100

Ω=1.10×103

Ω;B端與“5”連接時(shí),多用電表調(diào)為量程5

V的電壓擋,每1小格表示0.1

V,則讀數(shù)為2.96

V。規(guī)律總結(jié)歐姆擋刻度盤特點(diǎn)及多用電表讀數(shù)技巧1.歐姆擋刻度盤不同于電壓、電流擋刻度盤。(1)左∞右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻:左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計(jì)值時(shí),應(yīng)先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大,且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)。2.讀數(shù)技巧。(1)歐姆擋的讀數(shù)。①為了減小讀數(shù)誤差,指針應(yīng)指在表盤

的部分,即中央刻度附近。②除非指針?biāo)诳潭缺P處每個(gè)小格表示1

Ω時(shí),要估讀到下一位,其余情況都不用估讀。③電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(2)測電壓、電流時(shí)的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時(shí)要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時(shí),不用估讀到下一位。能力形成點(diǎn)3多用電表檢測電路故障及探測黑箱元件【例3】

某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖所示,該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點(diǎn),用紅表筆分別探測電路的a、b點(diǎn)。(1)斷開開關(guān),紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用電表指示如圖所示,讀數(shù)為__________V,說明____________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常。

(2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān)時(shí),表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用電表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是____________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)。

11.5(11.2~11.8之間的值均可)蓄電池

小燈

解析:(1)因用直流50

V擋檢測,故滿偏時(shí)電壓為50

V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時(shí),讀數(shù)為11.5

V(11.2~11.8

V之間的值均可),說明蓄電池正常。(2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān),指針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后多用電表讀數(shù)與原來相同,說明保險(xiǎn)絲、開關(guān)均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈。【例4】

如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用電表對其進(jìn)行探測。甲

(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的____________(選填“A”“B”或“C”)。

(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí),一表筆接a,另一表筆應(yīng)____________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。

A短暫

乙

(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關(guān)旋至電阻“×1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測量各接點(diǎn)間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點(diǎn)間正反向阻值均相等,測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí),多用電表的示數(shù)如圖所示。請將記錄表補(bǔ)充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。5.0解析:(1)A是指針定位螺絲,B是歐姆調(diào)零旋鈕,C是選擇開關(guān),故選填A(yù)。(2)為防止a、b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時(shí)燒壞電表,應(yīng)采用“點(diǎn)觸”方式。(3)正反向阻值相等說明兩接點(diǎn)間無二極管,由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0

Ω;因黑箱內(nèi)只有三個(gè)阻值相等的電阻,由表內(nèi)數(shù)據(jù)b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故可判斷出電路圖如圖甲或乙所示。方法歸納判斷黑箱內(nèi)元件的基本思路

1.首先用多用電表電壓擋探測黑箱內(nèi)是否有電源。2.如果有電源,則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點(diǎn)間電壓,根據(jù)電壓關(guān)系判定黑箱內(nèi)電源的位置及各接點(diǎn)間電阻的關(guān)系,從而分析出黑箱內(nèi)各元件的連接情況。3.如果沒有電源,則直接用多用電表的歐姆擋測量任意兩點(diǎn)間的電阻值,根據(jù)所測量的電阻值,分析任意兩點(diǎn)間各是什么元件及其連接情況。鞏固提升檢測1.(2020·北京西城區(qū)月考)下圖為多用電表的刻度盤。選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時(shí),表針如圖所示。(1)所測電阻的阻值為____________Ω;如果要用此多用電表測量一個(gè)阻值約為2.0×104

Ω的電阻,為了使測量結(jié)果比較精確,應(yīng)選用的歐姆擋是____________(選填“×10”“×100”或“×1k”)。

(2)用此多用電表進(jìn)行測量,當(dāng)選用量程為50mA的直流電流擋測量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測電流為____________________mA;當(dāng)選用量程為250mA的直流電流擋測量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測電流為__________________mA。(3)當(dāng)選用量程為10V的直流電壓擋測量電壓時(shí),表針也指于圖示位置,則所測電壓為____________V。

1.50×103

×1k

30.7(30.5~30.9都正確)153(152~154都正確)6.1解析:(1)歐姆表讀數(shù):對應(yīng)最上一行刻度值為15.0,倍率為“×100”,讀數(shù)為1.50×103

Ω;測2.0×104

Ω電阻時(shí)應(yīng)選“×1

k”的歐姆擋。(2)選50

mA直流電流擋,則每一大格表示10

mA,每一小格表示1

mA,測量的精確度為1

mA,應(yīng)估讀到0.1

mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為30.7

mA;選擇量程為250

mA的直流電流擋,則每一大格表示50

mA,每一小格表示5

mA,測量的精確度為5

mA,應(yīng)估讀到1

mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為153

mA。(3)選擇10

V直流電壓擋,則每一大格表示2

V,每一小格表示0.2

V,測量的精確度為0.2

V,應(yīng)估讀到0.1

V,指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.1

V。2.指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測量儀器,請完成下列問題。(1)在使用多用電表測量時(shí),指針的位置如圖甲所示,若選擇開關(guān)撥至電阻“×1”擋,則測量的結(jié)果為____________;若選擇開關(guān)撥至“50mA”直流電流擋,則測量結(jié)果為____________。

甲

18.0Ω23.0mA(2)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖乙所示,電池的電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r,R0為調(diào)零電阻,Rg為表頭內(nèi)阻,電路中電流I與待測電阻的阻值Rx的關(guān)系圖像如圖丙所示,則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為_______________________。乙

丙

(3)(多選)根據(jù)圖丙中的I-Rx圖線,下列說法正確的是(

)A.因?yàn)楹瘮?shù)圖線是非線性變化的,所以歐姆表的示數(shù)左大右小B.歐姆表調(diào)零的實(shí)質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0使Rx=0時(shí)電路中的電流I=IgC.Rx越小,相同的電阻變化量對應(yīng)的電流變化量越大,所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D.測量中,當(dāng)Rx的阻值為圖丙中的R2時(shí),指針位于表盤中央位置的左側(cè)BCD解析:(1)在使用多用電表測量時(shí),若選擇開關(guān)撥至電阻“×1”擋,按照最上面刻度讀數(shù),則測量的結(jié)果為18.0×1

Ω=18.0

Ω;若選擇開關(guān)撥至“50

mA”直流電流擋,按照中間刻度讀數(shù),則測量結(jié)果為23.0

mA。(2)由閉合電路歐姆定律得