步步高高三物理新课标一轮讲义实验10练习使用多用电表Word格式.docx
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接被测电阻Rx.
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx.
E
2.工作原理:
闭合电路欧姆定律
I=Rg+R+r+Rx.
3.刻度的标定:
红、黑表笔短接
(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻
R,使I=Ig,电流表的
指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.
(1)
当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)
(2)
当I=0
时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”.(图乙)
Ig
时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,
Rx叫中值电阻.
(3)当I=2
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)外形如图4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.
图4
(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5甲所
示.
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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.
图5
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.
基本实验要求
规律方法总结
1.实验器材
1.多用电表使用注意事项
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红
导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、
表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电
中、小)三个.
流的实际方向应为“红入”,“黑出”.
2.实验步骤
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是
(1)观察:
观察多用电表的外形,认识选择
表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间
开关的测量项目及量程.
的定位螺丝;
欧姆零点是指刻度盘右侧的“
0”位
(2)机械调零:
检查多用电表的指针是否停
置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.
在表盘刻度左端的零位置.若不指零,则
(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位
可用小螺丝刀进行机械调零.
有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率.
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(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6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.
图6
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.
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆.
(5)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.
(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零.
(7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用,应把表内电池取出.
2.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.
a.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.
b.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.
考点一对多用电表使用的考查
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例1在“练习使用多用电表”实验中,某同学进行了如下的操作:
(1)用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时,该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔
进行欧姆调零(如图7a所示),然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图b所示),这两步
操作是否合理?
________(选“a合理”或“b合理”或“都不合理”)
(2)用多用电表电流挡测量电路中电流,该同学将选择开关置于直流50mA挡,连接的
电路如图c所示,图中多用电表测量的是________(填“甲电阻的电流”、“乙电阻的
电流”或“总电流”),测得的值是________.
图7
(3)该同学要测量多用电表直流“
2.5
V”挡的内阻RV(约为20kΩ).除此多用电表外,
还有以下器材:
直流电源一个(电动势E为2V,内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值R为
10kΩ)、电键一个、导线若干.要求:
(Ⅰ)画出实验电路图(多用电表用
表示);
(Ⅱ)写
出RV的表达式(用字母表示).
解析
(1)b会受人体电阻的影响;
(2)在题图c中,多用电表与乙电阻串联,
因此测的是
(3)多用电表与电阻串联,通过它们的电流相等,所以有:
E-U
乙电阻的电流;
RV=
R
,
因此:
RV=UR
(U为多用电表直流“2.5V”挡的读数).
答案
(1)a合理
(2)乙电阻的电流
25.0mA(±
0.1都可以)(3)(Ⅰ)实验电路图如图所
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示
(Ⅱ)RV=UR(U为多用电表直流“2.5V”挡的读数)
考点二
对多用电表读数的考查
例2
如图8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8所示,则:
图8
(1)所测电阻的阻值为________Ω;
如果要用此多用电表测量一个阻值约为
2.0×
104Ω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“×
1k”).
(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA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250mA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10V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:
对应最上一行刻度值为15,倍率为“×
100”,读数为1.5×
103
Ω;
测2.0×
104Ω电阻时应选“×
1k”的欧姆挡.
(2)选50mA直流电流挡,则每一大格表示10mA,每一小格表示1mA,测量的精确度
为1mA,应估读到0.1mA(此时为1/10估读),指针对应的读数为30.8mA;
选择量程
为250mA的电流挡,则每一大格表示50mA,每一小格表示5mA,测量的精确度为5
mA,应估读到1mA(此时为1/5估读),指针对应的读数为154mA.
(3)选择10V电压挡,则每一大格表示2V,每一小格表示
0.2V,测量的精确度为
0.2V,
应估读到0.1V(此时应为1/2估读),指针对应的读数为
6.1V.
答案
(1)1.5×
×
1k
(2)30.8(30.7~30.9都正确)
154
(3)6.1
欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧
(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘
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①左∞右0:
电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合.
②刻度不均匀:
左密右疏.
③欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率.电流、电压挡是量程范围挡.
在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大
角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处).
(2)读数技巧
①欧姆表的读数
a.为了减小读数误差,指针应指在表盘
1到
2的部分,即中央刻度附近.
3
b.除非指针所在刻度盘处每个小格表示
1Ω时,要估读到下一位,其余情况都不用估
读.
c.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.
考点三用多用电表检查电路故障
例3在如图9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“3.8V,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.
图9
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障.
①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示).
A.2.5VB.10VC.50VD.250V
②测得c、d间电压约为5.8V,e、f间电压为0,则故障是()
A.A灯丝断开B.B灯丝断开
C.d、e间连线断开D.B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.
①测试前,一定要将电路中的开关S____________;
②测c、d间和e、f间的电阻时,某次测量结果如图10所示,读数为________Ω,此
时测量的是______间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω,它不等于测
量值,原因是:
______________________________________________________.
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图10
解析
(1)①因电源为四节干电池,故电动势E=6V,则应选电压表10V量程挡较合适;
②因c、d间电压为5.8V,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
6.0Ω,应为灯泡B的阻值,即测量的为e、f间电阻;
由R=I得R=12.7Ω,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)①B②A
(2)①断开②6.0e、f12.7欧姆表测量时灯泡未工作,灯泡
温度低,电阻小
考点四用多用电表探索黑箱内的电学元件
例4如图11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.
图11
(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12中多用电表
的________(选填“A”、“B”或“C”).
图12
(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
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别接a、b时,多用电表的示数如图12所示.
请将记录表补充完整,并画出一种可能的电路.
两表笔接的接点多用电表的示数
a、b________Ω
a、c10.0Ω
b、c15.0Ω
解析
(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零部件为A.
(2)使用多用电表测量电压时,为保证电表不被损坏往往要进行试触,即让两表笔进行
短暂接触,观察指针偏转情况,若持续接触则有可能损坏电表.
(3)黑箱中无电源且每对接点间正、反阻值相等,由多用电表读数可知所缺数据为5.0Ω,由a、b间电阻为5.0Ω,a、c间为10.0Ω,b、c间为15.0Ω知,电路为a、b间5.0Ω的电阻与a、c间10.0Ω的电阻串联而成,故可能的电路图如图所示.
答案
(1)A
(2)短暂(3)5.0见解析图
创新实验设计
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
E=U+RV·
r,从而计算得到
E;
2.与电流表串联形成闭合电路,则
E=I(RA+r),从而计算得到
E.
例5
有一内阻未知(20kΩ~60kΩ)、量程0~10V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“1k”)挡.先将红、黑表笔短接调零后,选用图13中________(选填“A”
或“B”)方式连接.
图13
(2)在实验中,欧姆表和电压表的指针分别如图14甲、乙所示,某同学读出欧姆表的读
数为________Ω,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.
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图14
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“×
1k”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)题图甲中欧姆表的读数为40×
1kΩ=40kΩ.
题图乙中电压表的读数为5.0V.
5.0
欧姆表中电池的电动势E=5.0V+×
30V=8.75V.
答案
(1)×
1kA
(2)40k5.08.75
1.多用电表表头的示意图如图15所示.在正确操作的情况下:
图15
(1)若选择开关的位置如
a箭头所示,则测量的物理量是
________,测量结果为________.
(2)若选择开关的位置如
b箭头所示,则测量的物理量是
(3)若选择开关的位置如
c箭头所示,则测量的物理量是
(4)若选择开关的位置如c箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来
的正确操作步骤应该依次为:
____________,____________,_____________.
(5)全部测量结束后,应把选择开关拨到______或者______.
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从______色表笔经______插孔
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流入电表.
答案
(1)直流电压1.57V
(2)直流电流48mA
(3)电阻1.6kΩ(4)改用“×
1k”倍率重新欧姆调零测量、读数(5)OFF挡交
流电压最高挡(6)红正
2.
(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的最可能的实验操作
步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确的步骤前的字母按合理
的顺序填写________.
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的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使其尖端对准欧姆挡“×
1k”
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡“×
e.旋转S使其尖端对准交流“500V”挡,并拔出两表笔
根据如图16所示指针位置,此时被测电阻的阻值约为________Ω.
图16
(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()
A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零
后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该先把该电阻与外电路断开
D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零
答案
(1)c、a、b、e30k
(2)AC
解析
(1)题目中要求测量几十千欧的电阻,所以应该选择“×
1k”的欧姆挡,再进行
欧姆调零,然后进行测量,最后将S旋至交流“500V”挡,拔出表笔,所以顺序为c、
a、b、e.根据欧姆表的读数原理,可以得出被测电阻的阻值为30kΩ.
(2)指针偏角过大,说明电阻较小,所以应选择倍率较小的挡位,A项正确;
电阻的阻
值与电流的流向无关,所以红、黑表笔接反,不影响测量结果,B项错误;
不将被测电
阻与外电路断开,流经欧姆表的电流会影响读数甚至烧毁器材,C项正确;
只要不换挡
位,就不用重新调零,D项错误.
3.如图17所示的电路中各元件均完好,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合
后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的元件有:
电源、开关、
第11页共15页
小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.
为了检测小灯泡、开关以及3根导线,
图17
(1)在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡,进行检查;
(2)在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡,进行检查;
(3)在开关闭合的情况下,若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势,则表明________.
答案
(1)电压
(2)欧姆(3)小灯泡断路
4.(2013新·
课标Ⅰ·
23)某学生实验小组利用图18所示电路,测量多用电表内电池的电动势
和电阻“×
1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:
图18
多用电表;
电压表:
量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:
最大阻值5kΩ;
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19中多用电表的红表笔和________(选填“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19所示,这时电压表的
示数如图20所示.多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
图19图20
(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
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分别为12.0kΩ和4.00V.从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ.
(5)多用电表欧姆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21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_
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- 步步 高高 物理 新课 一轮 讲义 实验 10 练习 使用 多用 电表