（通用版）2022年高考物理一轮复习 第八章 第53课时 练习使用多用电表（实验增分课）讲义（含解析）

（通用版）2022年高考物理一轮复习 第八章 第53课时 练习使用多用电表（实验增分课）讲义（含解析）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(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)表的上部为表盘，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。(3)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，图中的第二行就是直流电流、直流电压和高压交流电压共用的标度。2欧姆表内部构造和原理(1)欧姆表内部电路简化如图。(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，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。由于I与R是非线性关系，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。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。谨记部分器材用途多用电表可测量电压、电流和电阻等电学黑箱内有很多未知元件，可用多用电表进行探索二极管可用多用电表检测其单向导电性四、实验步骤1测量前准备(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电流刻度的零位置。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。2直流电压和直流电流的测量(1)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，测小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。3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)将选择开关置于欧姆“1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置。(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)选择开关改置欧姆“100”挡，重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触阻值为几千欧的定值电阻两端，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。4探索黑箱内的电学元件电学元件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向某一小阻值，后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小阻值五、数据处理1测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01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。2测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数方法与电压表、电流表一致。六、误差分析1电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。2欧姆表的表盘刻度不均匀，读数时易带来误差，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值刻度附近。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读数时的观测易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。七、注意事项1使用前要机械调零。注意机械调零和欧姆调零的区别。2两表笔在使用时，电流总是“红进黑出”。3选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流还是电阻，还要分清是交流还是直流。4电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。5刻度线有三条：上为电阻专用，中间为直流电流、直流电压和高压交流电压共用，下为交流2.5 V专用。6测电阻时，换挡后要重新欧姆调零。7使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。考法一多用电表读数1如图所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测定的是_(选填“甲电阻”“乙电阻”或“总电阻”)的电流，测得电流的大小是_。解析：由题图中电路连接情况知，多用电表两表笔与乙电阻串联，故测定的是乙电阻的电流。由题图知选择的电流量程为100 mA，故指针指示读数为50 mA。答案：乙电阻50 mA2如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用直流2.5 V挡测量电压，则读数为_V。(2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为_mA。(3)如果是用欧姆“100”挡测量电阻，则读数为_。解析：(1)用多用电表测直流电压、电流时，需根据第二行刻度读数。用直流2.5 V挡时，最小刻度值为 V0.05 V，故所测电压U0.0532.2 V1.61 V。(2)用直流5 mA挡时，最小刻度值为 mA0.1 mA，故所测电流I0.132.2 mA3.22 mA。(3)用多用电表测电阻时，需根据第一行刻度读数。由于选用欧姆“100”挡，故所测电阻R8.0100 800.0 。答案：(1)1.61(2)3.22(3)800.0(1)用不同的挡位所测的量不同，读数方法不同，精确度的要求也不同。(2)多用电表虽然只能粗略地测量电阻值，但可以为精确测量电阻时选择器材、设计电路等提供参考。 考法二原理和操作步骤3用多用电表的电阻挡测量阻值约几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上电阻的0刻度，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使其尖端对准欧姆1 k挡d旋转S使其尖端对准欧姆100挡e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔合理顺序为_。根据如图所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为_。解析：使用欧姆表的步骤是选挡(根据被测电阻的大概阻值知，应选欧姆1 k挡)、欧姆调零、测量读数、将选择开关旋到交流电压的最高挡或OFF挡，故正确步骤并按合理顺序排放为c、a、b、e。根据欧姆表读数的规则知读数为301 k30 k3104 。答案：cabe31044为确定某电子元件的电气特性，进行如下测量。(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择_(填“10”或“1 k”)倍率的欧姆挡，并_，再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结果为_。 (2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图乙所示。增加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。解析：(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“10”倍率的欧姆挡，并重新欧姆调零后，再进行测量，测量结果为7.010 70.0 。(2)要测量该元件完整的伏安特性，滑动变阻器必须采用分压接法，如图所示。本实验中使用多用电表测电压，该元件的额定电压为9 V，故多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。答案：(1)10重新欧姆调零70.0(2)见解析图直流电压10 V(1)使用欧姆表测电阻时，欧姆表调零是关键的步骤。(2)使用多用电表，无论是测电阻、电压还是电流，都要让电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 例1为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，提供的器材有：A电流表G，内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mAB电压表V，量程为6 VC螺旋测微器，毫米刻度尺D电阻箱R0 (099.99 )E滑动变阻器R(最大阻值为5 )F电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 )G一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_(选填“1”或“100”)挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示。(2)把电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0_(结果保留三位有效数字)。(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整。(4)测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I。请用已知量和测量量的字母符号写出计算电阻率的表达式_。 三步化“新”为“熟”1本题的实验目的是测定电阻丝的电阻率，涉及到多用电表欧姆挡的使用、电流表的改装和电路设计。2根据多用电表内部电路原理，指针偏角越大，被测电阻越小，指针偏角过大，测量不精确，应换用较小的挡位。3应用电阻定律和电路的串并联关系，根据测量的物理量，可以得出电阻率的表达式。解析(1)多用电表电阻刻度不均匀，指针指在电阻刻度中值电阻附近时读数较准，当用“10”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率过大，应选择“1”挡。(2)将电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表，电流表G的内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mA，因此电阻箱的阻值应调为R0 1.21 。(3)由题图甲可知，待测电阻阻值为15.0 ，因电流表内阻已知，故电流表应采用内接法，滑动变阻器最大阻值为5 ，远小于待测电阻阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示。(4)由电阻定律可知，电阻Rx，则电阻率，由URxIRg得Rx，电阻率。答案(1)1(2)1.21(3)见解析图(4)例2在练习使用多用电表的实验中：(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值Rx约为数十千欧的电阻。以下是测量过程中的一些主要实验步骤：A将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔B旋转选择开关至交流电压最大量程处或“OFF”挡，并拔出两表笔C旋转选择开关至欧姆“1 k”挡D将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔以上实验步骤的正确顺序是_(填写步骤前的字母)。实验中，多用电表的指针位置如图甲所示，则此被测电阻的阻值约为_k。(2)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry，采用图乙所示的电路，电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_(选填“红”或“黑”)表笔。闭合开关，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R的关系如图丙所示，则Ry_，电源电压U_V。 三步化“新”为“熟”1本题实验目的是用多用电表测电阻，并根据所得数据求出电源电压。2根据欧姆定律I，可以推出RURy，因此可以画出R图像。3研究函数式和图像的关系，由图像纵轴截距的绝对值可得到Ry的值，由图像的斜率可得到电源电压的值。解析(1)测阻值约为几十千欧的电阻Rx，应选择欧姆“1 k”挡，然后进行欧姆调零，用欧姆表测待测电阻阻值，读出其示数，最后要把选择开关置于交流电压最大量程处或“OFF”挡，因此合理的实验步骤是C、A、D、B；由题图甲可知，被测电阻阻值为17.01 k17.0 k。(2)电流从红表笔流入多用电表，a点接电源正极，故a点应接多用电表的红表笔。由题图乙可知，电阻为串联关系，则有：I，变形可得：RURy，由题图丙可知，图像中纵轴截距的绝对值为Ry，故Ry200 ；图像的斜率表示U，故U V8 V。答案(1)CADB17.0(2)红2008 创新角度归纳实验情境的创新多用电表可以应用到日常生活中，对家用电器、电子元件进行测量或故障检测，被测元件可以是一般电阻，也可以是二极管、黑箱等实验数据的分析换用不同挡位，所测的量不同，读数方法不同，精确度要求也不同。一般情况下，用多用电表测出的值只能作为参考实验原理的拓展多用电表可以和很多电学实验配合使用，先粗略测出电阻值，作为设计电路、选择器材的参考