2022年高考物理大一轮复习 第七章 实验十 练习使用多用电表高效演练

2022年高考物理大一轮复习 第七章 实验十 练习使用多用电表高效演练一、电流表与电压表的改装1改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻UIg(RgR)故RRgIgRg(IIg)R故R改装后电表内阻RVRgRRgRARg(1)电压表的校正电路如图甲所示，电流表的校正电路如图乙所示(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移动到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正二、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RgRrRx.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Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”(图甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”(图乙)(3)当I时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻三、多用电表1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2外形如“基础再现”栏目中的实验原理图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程3多用电表面板上还有：欧姆表的调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正负插孔(红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔)四、二极管的单向导电性1晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示2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3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，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极学生用书P146一、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会使用多用电表探索黑箱中的电学元件二、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)三个三、实验步骤1观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程2机械调零：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测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路，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)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流5测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；(2)将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；(3)读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；(4)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡一、多用电表对电路故障的检测1断路故障的检测方法(1)将多用电表拨到电压挡作为电压表使用将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点(2)将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路(3)用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路不能用欧姆表检测电源的情况2短路故障的检测方法(1)将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路二、使用多用电表的注意事项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扭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由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时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，特别是在测电阻时，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，甚至可能损坏电表8如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出三、欧姆表测电阻的误差分析1电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大2欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常使表针指在中央刻度附近，即表盘的范围内，误差较小考点一对多用电表读数的考查 学生用书P147如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”、“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_V.解析(1)欧姆表读数：对应最上面一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为1.5103 ；测2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为154 mA.(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时为1/2估读)，指针对应的读数为6.1 V.答案(1)1.51031 k(2)30.8(30.730.9都正确)154(3)6.1总结提升多用电表的读数技巧(1)欧姆表的读数选用“1 ”倍率时，要估读到下一位，其余情况都不用估读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、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位考点二多用电表测电阻学生用书P148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比较准确的测量结果，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“1 k”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，对电表进行校准解析机械调零应旋动S，使指针对准I0或.欧姆调零应旋动T，使指针对准电阻的“0刻线”指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率，重新进行欧姆调零，所以应按ADC顺序操作答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC总结提升(1)倍率挡的选择：指针小角度偏，改换大倍率，大角度偏，改换小倍率(2)改换倍率，必须重新欧姆调零考点三用多用电表检查电路故障 学生用书P148在如图所示的电路中，四节干电池串联作为电源，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V,0.3 A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑动片，A、B灯都不亮(1)用多用电表的直流电压挡检查故障选择开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)A2.5 VB10 VC50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是()AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB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测试前，一定要将电路中的开关S _；测c、d间和e、f间的电阻时，某次测量结果如图所示，读数为_，此时测量的是_间电阻根据小灯泡的规格计算出的电阻为_，它不等于测量值，原因是：_.解析(1)因电源为四节干电池，故电动势E6 V，则应选电压表10 V量程挡较合适；因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；由题图读数知电阻的阻值为6.0 ，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；由R得R12.7 ，与欧姆表测得的阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻的阻值是未通电工作时的电阻的阻值，温度较低，电阻率偏小，阻值偏小答案(1)BA(2)断开6.0e、f12.7欧姆表测量时灯泡未工作，灯泡温度低，电阻小学生用书P148多用电表当欧姆表使用时内有电源，往往会考查闭合电路欧姆定律、电动势和内阻的测定等，往往涉及的变形有：1与电压表串联形成闭合电路，则EUr，从而计算得到E；2与电流表串联形成闭合电路，则EI(RAr)，从而计算得到E.使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点；电阻箱置于适当数值完成下列填空：甲(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)若两电表均正常工作，则表笔a为_(填“红”或“黑”)色；(2)若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为_，电流表的读数为_mA，电阻箱的读数为_；乙(3)计算得到多用电表内电池的电动势为_V(保留3位有效数字)；(4)欧姆表刻度上中间刻度值为15，若将两表笔短接，流过多用电表的电流为_mA(保留3位有效数字)解析(1)根据所用电器“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，电流从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极，故电流经过多用电表从a表笔流出，故a表笔为多用电表的黑表笔(2)欧姆表读数为R14 ；电流表读数为I53.0 mA；电阻箱读数为41 60.1 4.6 .(3)欧姆表的内阻rR中15 ，由欧姆定律得：EI(Rr)1.54 V.(4)两表笔短接，则I0102 mA.答案(1)黑(2)1453.04.6(3)1.54(4)102点评该实验把仪表读数、欧姆表测电阻和安阻法测电源电动势巧妙地融合在一起考查，只要掌握了欧姆表的原理和测电动势的方法，就不难解决学生用书P1491使用欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是()A测量前应检查指针是否停在“”刻度线的“”处B每一次换挡，都要重新进行一次调零C在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔D测量时，若指针偏转很小(靠近附近)，应换倍率更大的挡进行测量解析：选ABD.测电阻前，先进行机械调零和电阻调零，故A正确；每次换挡，都必须进行电阻调零，B正确；在外电路，电流从黑表笔流向红表笔，C错；指针偏角小说明待测电阻较大，而指针在中央附近误差小，故应换大倍率的挡测量，故D正确2实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用表转换开关拨到R100 挡，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，R正R反0.5 k；测乙元件时，R正0.5 k，R反100 k；测丙元件时，开始指针偏转到0.5 k，接着读数逐渐增加，最后停在100 k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、电容解析：选C.应明确各元件的特性：二极管具有单向导电性，正向电阻很小，反向电阻很大；电容器充电时有电流而稳定后电流为零，而欧姆表内接有电源，因而刚开始给电容器充电时电流大，电阻示数小，稳定后电流为零，电阻示数为无穷大3(1)某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障检查前，应将开关S_.(填“闭合”或“断开”)(2)若(1)中同学检查结果如下表所示，由此可以确定()测试点b、fb、eb、dd、e多用电表示数无穷大无穷大500 无穷大A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路解析：(1)用欧姆挡检查电路需将电路断开(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间答案：(1)断开(2)D4有一内阻未知(20 k60 k)、量程010 V的直流电压表(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的内阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率_(选填“10”、“100”或“1 k”)挡先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中_(选填“A”或“B”)方式连接(2)在实验中，欧姆表和电压表的指针分别如图乙、丙所示，某同学读出欧姆表的读数为_，这时电压表的读数为_V计算出欧姆表中电池的电动势为_V.解析：(1)多用电表测电阻时，应让开关指在中间刻度附近，因而应选“1 k”挡多用电表测电阻时，用其内部电源，黑表笔接内部电源的正极，又因电压表的两接线柱中，“”接线柱应接高电势端，因而A电路的连接方式正确(2)题图乙中欧姆表的读数为401 k40 k.题图丙中电压表的读数为5.0 V.欧姆表中电池的电动势E5.0 V30 V8.75 V.答案：(1)1 kA(2)40 k5.08.755(xx高考新课标全国卷)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻，S为开关回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_色(填“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值R1_，R2_.(结果取3位有效数字)解析：(2)开关S闭合时，电阻R1与电流表并联，多用电表用于测量电流；开关S断开时，电阻R2与电流表串联，多用电表用于测量电压(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进，从负接线柱出，即从表笔A出，表笔A应为黑色，表笔B应为红色(4)开关S断开时，由串联电路知识知，Ig(R2Rg)U，解得R2880 ；开关S闭合时，由并联电路知识知，Ig(R2Rg)(IIg)R1，解得R11.00 .答案：(1)连线如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008806多用电表的欧姆挡刻度盘是根据电动势为1.5 V的内电池标注的，所以多用电表内电池的电动势对电阻的测量有一定的影响某学生想利用一个电流表和一个电阻箱来测量多用电表内电池的电动势使用的器材有：多用电表，电流表(量程050 mA，内阻约20 )，电阻箱(最大阻值999.9 ，额定电流10 mA)，导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到欧姆“1”挡，再将红、黑表笔_，进行欧姆调零(2)将图甲中多用电表的红表笔和_(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将电阻箱的旋钮调到如图乙所示位置，这时电流表的示数如图丙所示电阻箱的阻值R和电流表的读数I分别为_和_mA.(4)调节电阻箱的阻值，分别记录对应的电阻箱和电流表的读数，作出图丁所示的图象，则此多用电表内电池的电动势为_V.(5)当用装有该电池的多用电表测量电阻时，所测得的阻值将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)解析：(1)使用多用电表的欧姆挡时需要进行欧姆调零(2)多用电表的电流从黑表笔流出，红表笔流入(3)电阻箱的读数为35.0 ，电流表的精度为1 mA，需要估读到0.1 mA.(4)设欧姆表的内阻为R0，电流表的内阻为RA，图象的斜率可以利用图象在纵轴上的截距和(3)中的数据求出，进而得到电动势为1.4 V.(5)测电阻R时电流I，故E减小时，I减小，对应测得的阻值偏大答案：(1)短接(2)1(3)35.020.0(4)1.4(5)偏大