2019-2020年高中物理二轮总复习 多用电表、探测黑箱内电学元件及传感器简单应用教案.doc

2019-2020年高中物理二轮总复习 多用电表、探测黑箱内电学元件及传感器简单应用教案 解答“多用电表，探测黑箱内电学元件及传感器简单应用”一类试题，主要掌握以下内容：合理选择欧姆档的量程，使指针尽量指在表盘中间的位置附近(指针偏转在 范围)；换档时一定要重新进行电阻调零，才能进行测量读数时，应将指针示数乘以选择开关所指的倍数.对于黑箱内纯电阻元件的探索，一般从最小阻值入手，先推测最小阻值电跑得路，然后从小到大对每一电路逐一推测，单独画出电路图最后画入黑箱内. 高考最新热门题1 (典型例题)根据试题要求填空或作图(1)图21-31(a)为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为2030的定值电阻，测量的某些操作步骤如下： 调节可调部件_，使电表指针停在_位置； 调节可调部件K，使它的尖端指向_位置； 将红、黑表笔分ZIj插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件_，使电表指针指向_ 位置 (2)在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2131(b)所示，该电阻的阻值为_(3)现用伏安法测量(1)问中的那个定值电阻只Rx的阻值(约为2030)所供器材如下：电压表V(量程015 V，内阻20k)，电流表A1(量程050mA，内阻20)，电流表A2(量程030mA，内阻4)，滑动变阻器R(最大阻值为50，额定电流为1A)，直流电源E(电动势约9V，内阻约0.5)，电键K连线用的导线若干根在以上器材中选出适当的器材，画出电路图，要求在图上标出所选器材的符号(4)该电阻是由电阻丝绕成的，为了求得该电阻线材料的电阻率，需用螺旋测微测量电阻丝的直径，结果如图(c)其读数为_.命题目的与解题技巧：本题考查多用电表的使用、螺旋测微器的使用和伏安法测电阻、考查学生对基本仪器的使用和基本实验技能的掌握欧姆表的使用中应注意机械调零和欧姆调零每次换挡测量前必须重新欧姆调零 解析 (1)拿到一个多用表首先要看指针是否在“0”刻度处，若不在，要进行机械调零，用螺丝刀调节面板上的螺钉 S，使指针指在表左端的“0”刻度；测电阻时，先要把“选择开关”K拨到电阻挡，题中给出的未知电阻的阻值约为2030，所以拨到档的1”挡；接下来应把红、黑表笔短接，调节“调零旋钮”使指针偏转到左端的“0”刻度 (2)测量另一电阻时，表盘“选择开关“指在“1K”位置，指针示数为20.0，则该电阻的测量值为20.0k(3)实验电路如图所示滑动变阻器的最大阻值为50，为便于改变电流应采用分压电路的连接；Rx的阻值在2030之间，与电压表相比属于小电阻，应采用“外接法”连接；电源电动势9 V，分压电路要以保证电阻上公得的电压小于9V，要使电流表指针偏转尽于能大一些又不至于超出量程，应选用A2电流表(4)读螺旋测微器主尺刻度为0.5 mm，再读旋外套上刻度为20.00.01=0.200mm，相加得0.700mm 答案 (1)S 左端的“0”挡的1T右端的“0” (2)20.0k(3)如上图所示(4)0.700mm 2 (典型例题)某同学对黑箱(见图2132(1)中一个电学元件的伏安特性进行研究通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律 当-15VUad0V时，I近似为零当Uab0时，Uab和I的实验数据见下表：编号1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA0.000.150.250.601.704.257.50(1)在图21-3-2(2)中画出Uab0时该元件的伏安特性曲线；(可用铅笔作图) (2)根据上述实验事实，该元件具有的特性是_； (3)若将此黑箱接人图2132(3)电路中，并在该电路的 cd两端输入如图21324)(甲)所示的方波电压信号 Ud请在图213-2(4)(乙)中定性画出负载电阻R0上的电压信号uef的波形 答案:(1)见图D 21-14 (2)单向导电性 (3)见图D 21-15指导：由题中数据很容易画出图D 21-14，黑箱中的电学元件具有单向导电性，这是二极管的典型特征，由此不难得到3 (典型例题)如21-33为一正在测量中的多用电表表盘(1)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为_V. (2)如果是用100挡测量电阻，则读数为_.(3)如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为 _mA 答案:(1)65 (2)80102 (3)325 指导：在多用电表的同一表盘上读数，要注意分清各自的量程及最小刻度值，欧姆挡读数为：读数1000ll=801024 (典型例题)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程下列属于这类传感器的是 A.红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关 C.自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器答案:A 指导：题中说明了遥控器一类传感器，作用是把光信号转化为电信号这时所说的光信号应该理解为电磁波信号题给四个选项中惟一与电磁波有关的是红外报警装置，所以只有A项对 题点经典类型题 1 (典型例题) (1)为了测量电流表A1的内阻，采用2134所示电路，图中A2为标准电流表接好电路后，将可变电阻R2和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷开关S2接到1处接通开关S1，调节可变电阻R2，使电流表A2的读数为某一较大的值，该值不超过A1的量程然后将单刀双掷开关接到2处调节电阻箱R1，使标准电流表A2的读数仍为上述值若此时电阻箱的电阻为92.8，则电流表A1的内阻RG=_ (2)要测量一块多用电表直流10mA挡的内阻RA(约为40n)，除此多用电表外，还用下列器材：直流电源一个(电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计)电阻一个(阻值约为150)，电键一个，导线若干要求： 写出实验步骤；给出RA的表达式命题目的与解决技巧：本题考查替代法测量A表的内阻及灵活应用多用电表各档位测量其自身电阻 解析 (1)替代法测量A表电阻Rg=R1=92.8(2)多用电表可以先测电源电动势E及电阻及的阻值串联电路中多用电表置于直流档作电流表使用可以测得电路电流值I由全电路欧姆定律E=I(RA+R)所得RA=. 答案 (1)92.8 (2)(a)用万用表的直流电压挡测出电源的电动势E(b)用万用表的欧姆挡测出电阻的阻值兄(c)将万用表置于直流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端，合上电键，记下万用电表的读数I 2 (典型例题)21-3-5所示电路，闭合开关时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的在不能拆开电路的情况下(开 关可闭合，可断开)，现用一个多用表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障和出如下判断(如表所示)：次序操作步骤1闭合开关，选直流电压挡，红黑表笔分别接a、b有示数，灯断路，无示数，灯短路2闭合开关，选直流电流挡，红黑表笔分别接a,b有示数，灯断路，无示数，灯短路3闭合开关，选欧姆挡，红黑表笔分别接a、b指针不动，灯断路，指针偏转，灯短路4断开开关，选欧姆挡，红黑表笔分别接a,b指针不动，灯断路，指针偏转，灯短路 以上判断，正确的是 A只有1、2对 B只有3、4对 C只有1、2、4对 D全对答案:C 指导：根据题目给定条件灯不亮是由灯泡断路或短路引起的，1，2中直流电电流档测量描述符合实际但对欧姆档测量要求灯泡必须同电路断开，所以3不对 3 (典型例题)如2136所示，盒内可能有干电池、电阻、晶体二极管等元件，盒外有A、O、C三个接线柱，用多电表测量结果如下： A.用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压 B用欧姆挡测量，A、C间正反接电阻相等 C.用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有电阻、阻值比第二步测得的大；反接电阻很大 D用欧姆挡测量，黑笔接A点，红笔接B点，有电阻；反接电阻很大试在图中画出盒内电路结构答案:见图D 21-16指导：第一步说明盒内无电源，第二步说明A、C间有一个电阻，第三步说明A、B间有个二极管，且A连接二极管正极第四步B、c之间有一电容器，故盒内电路如右图所示 4 (典型例题)在图2137所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源，电阻器只R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将多用表的红表笔直接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1，的b端和R2的c端，并观察多用表指针示数，在下列选挡中符合操作规程的是 A直流10V挡 B直流0.5 A挡 C直流2.5 V挡D欧姆挡答案: A 指导：本题考查的是多用表的操作规程，根据题中所给条件，首判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须同外电路断开先考虑电压挡，将黑表笔接在b端，如果表针偏转，说明R1与R2电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动热6V基于这一点，C不能选，否则会烧毁多用表；如果指针不偏转，说明R1，与电源的连结是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源导线其中之一是坏的，再把黑表笔接在c点，如果表头指针偏转，说明只：与及：之间的导线是断的，否则则说明只：与电池之间的导线是断的，A项正确再考虑电流挡，如果黑表笔接在b端，表针有示数则说明R1与电源间的导线是断的，此时表头指针示数04 A没有超过量程；如果指针不偏转，说明R2与电源之间的导线其中之一是断的；黑表笔接在C点时，如果表头指针有示数，证明R1与R2间的导线是断的，此时表头指针示数： =12A超过表的量程，故B不选 新高考命题方向预测1 在图2138所示的四个电路中，电源内阻不计，灯炮的额定电压等于电源的电动势，闭合电路后，小灯炮能正常工作的是 答案: AC 指导：由于二极管具有单向导电性只有正极接高电势才能导通，故B选项中灯不亮由于=极管正向电阻很可忽略，故A图中灯所加电压为电源电压正常发光，D图中=极管正向导通电阻很小，可忽略灯泡被短路，故灯不能正常发光，因而正确选项为A、C.2 用欧姆表可以测量二极管的好坏与极性，下列说法正确的是 A.应用红黑表笔与二极管的两极正、反向各接触一次，即测量两次 B若两次测量中，阻值相差很大，则此二级管是好的 C在两次测量中，电阻较小的那一次，与欧姆表红表笔接触的一端为二极管的正极D在两次测量中，电阻较小的那一次，与欧姆表黑表笔接触的一端为二极管的正极 答案: ABD 指导：用欧姆表测=极管的极性和好坏时，用表笔分别接=极管两极若阻值相差很大，说明=极管的单向导电性能好，电阻较小的一 次与黑表笔接的一端为=极管的正极，这时欧姆表给=极管加的是正向电压，由此可知A、B、D正确 3 调零后“10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是 A.这个电阻阻值很小 B这个电阻阻值很大 C为了把电阻测得更准一些，应换用“1”挡，重新测量D为了把电阻测得更准一些，应换用“100”挡，重新测量 答案: 4 如图2139所示，闭合开关S后，指示灯L不亮，已确认是指示灯工断路或短路引起的，现在分别用多用电表在不拆开电路的情况下，请你分别把多用电表当电压表、电流表和欧姆表来用，对故障作出具体的判断把结果填入下表的相应位置方法步骤（接在何处，如何接）现象及结论当电压表用当电流表用当欧姆表用答案: BD 指导：由于R10挡指针偏角极小，说明被测电阻很大，因而B选项正确，A选项错误为了准确测出电阻值，应使指针中值附近，故应换R100挡，因此D选项正确，C选项错误 考场热身探究性命题综合测试 1 在商店选购一个10F的电容器，在只有一台多用表的情况下，为了挑选一个优质产品，应该选用哪一个量程：直流电流挡直流电压挡欧姆挡交流电压挡；选好量程以后，再将多用表两根测试笔接待检电容器，如果电容器是优质的，电表指针应该：不偏转偏转至最右边偏转至中值偏转一下又返回最左边；正确的是 A BC D 答案: D 指导：应选用多用电表的欧姆挡，当两测试笔接待测电容器时，若电容器是优质的，电容器被充电，指针偏转，当电容器充电结束，充电电流减为零，指针又返回最左边，故正确2 一个用电器，标有“10V，2W”，为测定它在不同电压下的实际功率及额定电压下的功率，需测定不同工作状态下的通过用电器的电压和电流，现有器材如下： A.直流电源12V(内阻可不计) B直流电流表00.6A3A.(内阻0.1 以下) C直流电流表0300mA(内阻约5 ) D直流电压表115V(内阻约15k ) E滑动变阻器10、2A F滑动变阻器1 k、0.5 A (1)除以上器材外，还有必须的导线开关，实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示) (2)为使实验误差尽量减小，画出实验电路图 (3)图Z211的4个图象中哪个可能是正确的?简单说明理由答： _答案: (1)CE (2)如图D 21-17 (3)D 电压U增大时，R增大；减小指导：(1)用电器正常工作时包流I=0.2 mA，故电流表可选C，用电器的电阻R=由于，故电流表可用外接法，选E， (2)电路图如图D 21-17所示 (3)D可能正确，因为P=，该图象的斜为，当电压U增大时，减小 3 “测金属丝的电阻率”的实验中 (1)测金属丝直径时，千分尺刻度如Z212所示，由此可知，金属丝的直径为_m (2)在用伏安法测金属丝电阻时，应采用的电路是 A.电流表内接 B电流表外接 (3)若实验中电压表、电流表的读数是准确的，那么引起误差的主要原因是 A.电压表分流，造成电流表读数偏大 B电压表分流，造成电流表读数偏小 C电流表分压，造成电压表读数偏大 D电流表分压，造成电压表读数偏小 (4)该实验由于上述原因会使得电阻的测量值_(填“大于”、“等于”或“小于”)电阻的真实值答案: (1)090010-3 (2)B (3)A (4)小于指导：(1)直径为090010-3m (2)伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较，一般采用电流表外接，故选B (3)A (4)金属丝的实际值为R=，故电阻的测量值偏小 4 如图Z213所示，一暗盒外有四个接线柱A、B、C、D，盒内有四个阻值都是6的电阻，分别通过导线接在接线柱上当多用电表欧姆挡R1挡测得各接线柱间的电阻值如下RAB=6 ,RAC=RAD=10 ，RCD=RBC=4 试画出暗盒内电阻的连接图 答案:指导：根据串联电路的特点，由RCD=RBC=4ll6ll可推知A与C、D间的电路如图0 21-18(b)，综合各点间的电路可得结果如图D21-18所示5 电流表的内阻Rg=3k ，满偏电流Ig=100A，这个电流表能量度的最大电压Ug_V，要把这个电流表改装成能量度3 V的电压表，那么应在电流表上_联一个阻值R1=_k的分压电阻如果在此基础上，要使这个电压表能量度15V的电压，则应在电压表上再_联一个阻值R2=_k 的分压电阻 答案:03 串 27 串 120 指导：电流表改装成电压表需串联一个分压电阻扩大电压表的量程，需再串联一个分压电阻，如图图所示 电流表可量度的最大电压 Ug=IgRg=03V设量程为U1=3V时，需串联电阻R1 因Ug+IgR1=U1，所以R1=ll=120kll，设量程为U2=15 V时，需再串联电阻R2， 所以U1+IgR2=U2，所以R2=6 在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约3 ，为减小误差，要求金属发热功率P0.75 W，备有的部分仪器有：6V电池组A；电流表B(O0.6A，内阻0.5 )；电流表C(03A，内阻0.01 )；电压表D(03A，内阻1 m)；电压表E(015V，内阻5K)；滑动变阻器F(01002，额定电流1 A)；滑动变阻器G(020 ，额定电流1 A)(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到_mm (2)上述器材中应选用的是_(用字母代替) (3)在框内画出实验电路图；(4)在图Z21-4中将各器材连成实验电路 答案: (1)0001，01 (2)A、B、D、G (3)见图D 21-20 (4)见图D 21-21 指导：(1)0001，1 (2)A、B、D、G由于电源只有一个，A必选，由P=I2R075W，知Im05A，可知电流表选B由P=I2R075W，知Um15V，电压表选 D，滑动变阻器F阻值太大(与Rx比较)，按器材选择原则，不便于操作，所以不选，而选用c时，虽然A= 026AR，且为了测多组数据，要求调节范围大些，故变阻器必须采用分压电路，所以符合要求的实验电路图如图D21-22所示9 用图Z21-6(a)中所给的实验器材测量一个“12V，5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A、06A两档，内阻可忽略，电压表有15V、3V两档，内阻很大测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V调到12V(1)按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好)(2)某次测量时电流表的指针位置如图Z216(b)所示，其读数为_A. 答案:如图D21-23所示 (2)0.36指导：对于“12V,5W”的小灯泡其额定电流大的是I=A 06A，安培表的量程应选006A，根据测量要求，电压连续地从0 V调到12 V应接成分压电路，而不应接限 流电路，又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大的电路无影响，电流表内接或外接都可以10 图Z217中，图(a)为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知R为保护电阻，阳值未知电源E的电动势未知 S1、S2均为单刀双掷开关A为电流表，其内阻不计 (1)按图(a)所示的电路，在图(b)的实物图上连线 (2)测量Rx的步骤为：将S2向d闭合，S1向_闭合，记下电流表读数I1，再将S2向C闭合，S1向_闭合，记下电流表数I2，计算Rx的公式是Rx=_.(1) 如图D 2124所示(2)a b 指导：(1)见图D 21-24所示 (2)将S2向d闭合，S1向 a闭合时，Rx与R并联，I1是流过及Rx的电流；当S2向c闭合，S1向b闭合时， Rx与R并联I2是流过R的电流，R是保护电阻，阻值应该很大，才能保证电路结构变化时起保护作用，也就是说Rx和R并联电路两端可以看作恒压，有I1Rx=I2R，所以Rx=I2RI1