2022年高考物理必考实验精细精讲 实验十 练习使用多用电表学案

2022年高考物理必考实验精细精讲 实验十 练习使用多用电表学案目录课前预习基础落实课堂互动考点突破【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表盘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。外形如图实1所示：上半部为表头，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。另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔。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，如图实1中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。2挡位如图实2所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“”插孔，红表笔插入“”插孔，并通过转换开关接入与待测量相对应的测量端。3电流表与电压表的改装改装方案4.多用电表的电阻挡电阻挡是根据闭合电路欧姆定律制成的，它的原理如图实3所示。电阻R是可变电阻，也叫调零电阻。当红黑表笔短接进行欧姆调零时，使指针满偏。根据闭合电路欧姆定律有Ig，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。我们在刻度盘上直接标出I对应的Rx的值，则所测电阻Rx即可从表盘上直接读出。由于I与R的非线性关系，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RxRgRr时，I，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。【实验器材】多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。【实验步骤】1观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。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如图实4甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压。5如图实4乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流。6用多用电表按下面步骤测电阻，并与标定阻值相比较调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。选择开关置于“”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。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。选择开关改置“100”挡，重新进行欧姆调零。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。测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。7研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。8探索黑箱内的电学元件【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、0.01、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。【注意事项】1在使用多用电表前，应观察指针是否指电流表的零刻度，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使多用电表的指针指向电流表的零刻度。2测量前，应把选择开关旋转到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应，直流电流挡、直流电压挡要注意极性。3用多用电表探测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量。4欧姆挡的使用需要注意以下几点：(1)合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中间位置附近。(2)换用欧姆挡的另一个量程时，一定要重新进行电阻调零，才能进行测量。(3)读数时，应将表针示数乘选择开关所指的倍数。5实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡长期不用时应将多用电表中的电池取出。课堂互动考点突破考点一电表的改装例1某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图实5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)根据图实5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_。(结果取三位有效数字)解析(1)实物连接如图所示(2)开关S闭合时，R1与表头和R2并联，为电流表，因此用于测量电流；当开关S断开时，R2与表头串联，为电压表，因此用于测电压。(3)电流应从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，因此表笔A应为黑色。(4)开关S断开时为电压表，UIg(RgR2)，解得R2880 ；开关S闭合时为电流表，R11.00 。答案(1)见解析图(2)电流电压(3)黑(4)1.00880考点二多用电表的使用及读数例2 (新课标全国)某学生实验小组利用图实6所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k；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)将图实6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)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图实7甲所示，这时电压表的示数如图实7乙所示。多用电表和电压表的读数分别为_k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12.0 k和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为_k。 (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，如图实8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“1 k”挡内部电路的总电阻为_k。解析(1)欧姆表每次使用都需要将红、黑表笔短接进行欧姆调零。(2)由于红表笔接欧姆表内置电源的负极，因此红表笔也应该与电压表的负接线柱相连，故应和1端相连。(3)欧姆表读数需要“1k”倍率，因此电阻为15 k。电压表示数3.60 V，最小刻度是1的需要精确到最小刻度的下一位。(4)当滑动变阻器电阻为零的时候，欧姆表测得的是电压表的内阻，因此是12 k。(5)根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为15 k，根据(4)中的数据可知，当测12 k的电压表时，电压表示数是4 V，所以I mA，可得EI(RVR内)9.00 V。答案(1)短接(2)1(3)153.60(4)12 (5)9.0015规律总结多用电表的读数技巧1欧姆表的读数(1)为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。(2)除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。(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。考点三多用电表探索黑箱内的电学元件例3如图实9甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的_(选填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图实9乙所示。请将记录表补充完整，并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路。解析(1)A是机械调零，B是欧姆调零，C是功能选择开关，故选填A。(2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式。(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 。因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据知b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联。又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故a、b间有一个电阻时a、c间两个电阻串联；a、c间有一个电阻时a、b间两个电阻并联，电路如图所示。答案(1)A(2)短暂(3)5.0电路图见解析考点四用多用表判断电路故障例4 (重庆理综)某照明电路出现故障，其电路如图实10甲所示，该电路用标称值12 V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表直流50 V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点时多用表指示如图实10乙所示，读数为_V，说明_正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”“小灯”)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图实10乙相同，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”“小灯”)。解析(1)由题图实10可知，直流50 V挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V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，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。答案(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯