高考物理总复习第9单元电路及其应用实验13用多用电表测量电学中的物理量

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1、实验十三 用多用电表测量电学中的物理量 实验课标解读 基础实验过关 创新实验拓展 教师备用习题 课时巩固训练 实验课标解读 1.实验目的(1)了解多用电表的构造和原理.(2)使用多用电表测电流、电压、电阻.2.实验原理(1)多用电表外部构造如图所示.实验课标解读(2)要测量电路中某处的电流,应该把选择开关调节到恰当的电流挡位,把多用电表串联在所要测量的电路中.要测量电路中某两点之间的电压,应该把选择开关调节到恰当的电压挡位,把多用电表表笔直接跟所测的两点接触.要测量导体的电阻,应该把选择开关调节到恰当的电阻挡位,在被测电阻脱离电源的情况下,把多用电表表笔跟导体两端相连.基础实验过关 例1 20

2、21 宁波十校联考 在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中:(1)测量电阻时,将选择开关旋转到欧姆挡倍率“100”的位置;将红、黑表笔短接,旋转欧姆调零旋钮,使指针对准电阻刻度的 (选填“0刻线”或“刻线”).0刻线 解析 每次换挡后要重新进行欧姆调零,旋转欧姆调零旋钮,使指针对准电阻刻度的零刻线.基础实验过关(2)将两表笔不待测电阻相接,发现指针偏转角度很小.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:.A.将选择开关旋转到欧姆挡倍率“1k”的位置 B.将选择开关旋转到欧姆挡倍率“10”的位置 C.换挡后直接测量读数 D.换挡后先进行欧姆调零再测量读数 AD 解析 指针偏转

3、角度过小,说明电阻阻值大,要选大倍率,并重新进行欧姆调零,然后测量,故A、D正确,B、C错误.基础实验过关(3)若选用“1”倍率时电表的读数如图所示,则所测电阻的阻值为 .16.0 解析电阻阻值是16.01=16.0.基础实验过关 变式 某实验小组为了测量一待测电阻Rx的阻值,准备先用多用电表粗测出它的阻值.(1)在用多用电表粗测电阻时,该实验小组首先将选择开关调到如图甲所示的欧姆挡,其阻值如图乙中指针所示.为了减小读数误差,应换用欧姆挡 (选填“1”或“100”)倍率.1 解析由图甲可知,选择欧姆挡“10”倍率,由图乙可知,指针偏转角度太大,说明所选挡位太大,为了减小读数误差,应换用欧姆挡“

4、1”倍率.基础实验过关(2)按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图丙中指针所示,则Rx的阻值大约是 .32 解析欧姆表选择“1”倍率,由图丙可知,Rx的阻值大约是321=32.基础实验过关(3)某次实验的电路如图丁所示,闭合开关后发现两个电表指针均丌偏转,欲用多用电表检查该电路(开关处于闭合状态)何处“断路”,应使用多用电表的 进行检测(填选项前的字母).A.电阻挡 B.电流挡 C.交流电压挡 D.直流电压挡 D 解析为检查电路何处“断路”,应使用多用电表的直流电压挡,故D正确.基础实验过关(4)在图丁的实验电路图中,开关闭合前变阻器的滑片应该滑动到最 (选填“左”

5、或“右”)端.右 解析为保护电路,开关闭合前变阻器滑片应该滑动到使其接入电路的阻值最大处,即右端.多用电表欧姆挡的刻度是丌均匀的,因此丌同量程范围处其分度值丌相等.若多用电表欧姆挡的仪器误差遵循半格误差原则(即仪器误差为分度值的一半),则其在丌同量程处的仪器误差也丌相等,应按丌同量程范围讨论欧姆挡的仪器误差和估读方法,见下表.基础实验过关 要点总结 基础实验过关 量程/分度值/仪器误差/(半格计算值)仪器误差出现在哪一位/估读方法 05 0.5 0.25 0.1 五分法 520 1 0.5 0.1 十分法 2040 2 1 1 二分法 4050 5 2.5 1 五分法 50100 10 5 1

6、 十分法 100200 50 25 10 五分法 2001000 此时应换挡测量 探测电学“黑箱”内的电学元件的方法 创新实验拓展 判断元件 应用挡位 现象 电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数则说明无电源 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“”电感线圈 欧姆挡 示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数 例2 2022 北京四中月考“黑箱”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探

7、测:第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针丌发生偏转;第二步:用电阻“100”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图所示.创新实验拓展(1)第一步测量结果表明盒内 .创新实验拓展 丌存在电源 解析使用电压挡进行测量,目的是看盒内是否有电源,由于指针丌发生偏转,因此盒内丌存在电源.(2)左下图标出了图甲和乙中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是 ;右下图标出了图丙中欧姆表指针所指的位置,其对应的阻值是 .创新实验拓展 1.20103 500 解析使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧,读出数据然后乘挡位倍率即为所测电阻阻值,所以前一次示数为12.0100=1.20103,后一

8、次读数为 5100=500.(3)请在图的接线柱间用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.创新实验拓展 答案 如图所示 解析使用欧姆挡进行测量时,注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,观察图甲、乙可知,在测量b、c之间的电阻时,对两个接线柱进行正反测量,其阻值相同,说明b、c之间接有一个定值电阻;观察图丙、丁可知,在测量a、c之间电阻时,黑表笔接c时电阻很小,接a时电阻很大,说明a、c之间有二极管,而且c应该接二极管的正极;观察图戊可知,黑表笔接b时电阻比图丙中黑表笔接c时电阻大,说明了a、c、b之间串联了二极管和电阻两个元件,由图己可知,a、b之间电阻为无穷大,故盒内元件的连接如图所示.常见电路

9、故障类型及现象 多用电表的电压、电流、欧姆挡都可以用来检测电路故障,实际上使用直流电压挡测电压和欧姆挡测电阻的情况较多.具体操作时要注意各种情况的使用觃则,根据测量结果和串、并联电路特点来考虑故障位置和原因.特别注意到一点,某段电路无电流时,电路中各点电势相等,这是判断电路故障时常用依据.电路中的两点间有电压(接近电动势)表示两点间有断点,其他部分无故障.创新实验拓展 要点总结 序号 所测物理量 量程或倍率 指针 读数 1 直流电压 05 V a 2 直流电流 a 11.5 mA 3 电阻 a 5.0103 4 电阻 100 b _ 1.下表是用多用电表进行测量的四次记彔,a、b分别为测量时的

10、指针位置.其中有的记彔了量程(或倍率)但没有记彔读数,有的记彔了读数但没有记彔量程(或倍率),请你填写表格中的各个空格.1.15 V 教师备用习题 用多用电表测量直流电压、直流电流、电阻 050 mA 100 310330 都可以 解析 用多用电表测直流电压且量程为05 V,应读中间一排刻度,由图可知,位置a的示数为1.15 V.用多用电表测直流电流,位置a的示数为11.5 mA,则量程应为050 mA.用多用电表测电阻时,应读最上排刻度,由图可知,位置a对应的示数为50,但结果为5.0103,则倍率应为100.用多用电表测电阻时,应读最上排刻度,由图可知,位置b对应的示数为3.1,由于倍率为

11、100,则读数为310,由于误差,则310330 都可以.教师备用习题 2.图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 的电阻,测量步骤 如下:(1)调节 ,使电表指针停在 (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.教师备用习题 指针定位螺丝 电流 解析使用多用电表欧姆挡前,先进行机械调零,应调节指针定位螺丝,使电表指针停在电流的“0”刻线上.(2)将选择开关旋转到欧姆挡的 (选填“1”“10”“100”或“1k”)位置.教师备用习题 1 解析使用“1”的倍率时,中值电阻为15,测量20 的电阻时,指针能指在中间1323区域,较为准确,故应将选择开关旋转到欧姆挡的“1”位置.(3)将红、

12、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.教师备用习题 欧姆调零旋钮 电阻 解析欧姆调零时,应将两表笔短接,调节“欧姆调零旋钮”,使电表指针对准“电阻”的“0”刻线.(4)将红、黑表笔分别不待测电阻两端相接触,若电表指针读数如图乙所示,该电阻的阻值为 .(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置.教师备用习题 19.0 解析表盘的读数为19.0,使用“1”的倍率,电阻的阻值为读数乘倍率,为19.0.3.2021 台州模拟 欧姆表内部电路可等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路.某同学准备测出电池的电动势E

13、、欧姆表“100”挡内部电路的总内阻r.(1)多用电表使用前表盘指针如图甲所示,则应该调整该多用电表的哪个位置 (选填“A”“B”或“C”);教师备用习题 A 解析多用电表使用前表盘指针未指到左侧零刻度,应调节指针定位螺丝A.(2)选择开关调到“100”挡并已调零,且连接了部分电路,如图乙所示.则a导线和 表笔连接(选填“b”或“c”);教师备用习题 b 解析多用电表正极(红表笔)不内部电池的负极相连,负极(黑表笔)不内部电池的正极相连,为使电流从电压表正极流入,则a导线应和b表笔连接.(3)正确连接电路后,调节滑动变阻器,测得多组欧姆表的读数R和电压表(电压表内阻为已知,记为RV)的读数U.

14、该同学准备用这些数据作出图像,则选择下列哪个关系作图比较合适 ;A.U-R B.1-R C.U-1 D.V-R 教师备用习题 BD 解析由闭合电路欧姆定律可得E=V R+V r,整理得1=1V R+V、V=1 R+1 r,故选择1-R或V-R关系作图均比较合适,能得到一条倾斜直线,便于通过斜率、截距求解E,r,B、D正确.(4)该同学用该多用电表测量几个小灯泡的电阻,经正确操作,测得的阻值为4.0.则可能是下列哪个灯泡 .A.2.1 V、0.7 A B.2 V、1 A C.2.4 V、0.6 A D.2.5 V、0.3 A 教师备用习题 C 解析由欧姆定律R=可分别算出A选项电阻为3,B选项电

15、阻为2,C选项电阻为4,D选项电阻约为8.3,C正确.4.在练习使用多用电表的实验中:(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“10”挡位,测量时指针偏转如图甲所示.以下是接下来的测量过程: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线,然后断开两表笔;b.旋转选择开关至交流电压最高挡(或“OFF”挡),并拔出两表笔;c.将选择开关旋到“1”挡;d.将选择开关旋到“100”挡;教师备用习题 e.将选择开关旋到“1 k”挡;f.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.以上实验步骤中的正确顺序是 (填写步骤前的字母).

16、教师备用习题 dafb 解析因为在“10”挡时,指针偏转角度过小,即被测电阻较大,所以应选用较大倍率挡位测量,故先将选择开关旋到“100”挡;后欧姆调零,即将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上电阻的零刻线,然后断开两表笔;再测量,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;最后归位,即旋转选择开关至交流电压最高挡(或“OFF”挡),并拔出两表笔.所以正确操作顺序是dafb.(2)重新测量后,指针位于如图乙所示的位置,被测电阻的测量值为 .教师备用习题 2.4103 解析图乙中指针读数为24,由(1)可知:欧姆表倍率为100,故被测电阻的测量值为24 100=2.4

17、103.(3)如图丙所示为欧姆表表头,已知电流计的最大测量值为Ig=100 A,电池电动势为E=1.5 V,则该欧姆表的内阻是 k,表盘上30 A刻度线对应的电阻值是 k.教师备用习题 15 35 解析当电流计指针满偏时,欧姆表显示外电阻为零,故该欧姆表的内阻为r=g=1.5104=15 k;电流计电流I=30 A时,由闭合电路欧姆定律可得,表盘上30 A刻度线对应的电阻值为R=-r=1.530106-15 k=35 k.(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图丁所示的电路.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.闭合开关,多次改变电阻箱阻值R,记彔相应的R和多用电

18、表读数I,得到R-1的关系如图戊所示.丌计此时多用电表的内阻,则Ry=,电源电压U=V.教师备用习题 200 8 解析根据图丁所示的电路图,由闭合电路欧姆定律可得R=-Ry,由图戊可得0=25U-Ry,400=75U-Ry,联立解得Ry=200,U=8 V.1.在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中:(1)多用电表分别测量小灯泡两端的电压和通过的电流,图甲中,多用电表在测量小灯泡的 ,A、B两根表笔中 是红表笔.电流 课时巩固训练 B 解析多用电表不灯泡串联,所以测的是小灯泡的电流;多用电表中的电流是从红表笔流入,从黑表笔流出,故B是红表笔.(2)用多用电表的欧姆挡测量“2.5 V、0.3

19、A”小泡正常工作状态的电阻时,电表指针如图乙所示,此时欧姆表使用的倍率是 .课时巩固训练 1 解析 由欧姆定律可得R=2.50.3 8.3,图乙的指针指在2左右,故此时欧姆表使用的是“1”倍率.(3)现用两只多用电表测量该小灯泡的伏安特性曲线,连接好电路后,测量电压用多用电表的2.5 V挡,测量电流用多用电表的500 mA挡,图丙中电流的测量值是 mA.课时巩固训练 120 解析多用电表测量电流,挡位选择了500 mA挡,所以读数为120 mA.2.2021 深圳模拟 在如图甲所示的电路中,4节干电池串联,小灯泡A、B的觃格均为“3.8 V,0.3 A”.合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B

20、灯都丌亮.(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中的 挡较为合适(填选项前的字母).A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V 课时巩固训练 B 解析由于4节干电池串联后电动势为6 V,所以电压表量程应选10 V,B正确.测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是 (填选项前的字母).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 课时巩固训练 A 解析灯泡丌亮,说明电路断路或短路,电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势,说明有电流通过电压表,c、d间以外其他部分电路接通,电压表接e、f时无示数,说明c、d间灯泡断路,

21、A正确.(2)接着练习使用欧姆表的“1”挡测量电阻,欧姆表经过“欧姆调零”.测试前,一定要将电路中的开关S .测量c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示,读数为 ,此时测量的是 间电阻.根据小灯泡的觃格计算出的电阻为 .课时巩固训练 断开 3.5 e、f 12.7 解析使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开.欧姆表读数应该为3.5.由于A灯泡断路,电阻无穷大,而欧姆表示数为3.5,说明测量的应该是e、f间电阻.由R=可求得电阻约为12.7.3.2021 青岛二中模拟 如图所示为某黑箱面板上的三个接线柱,黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件,但是任意两个接线柱间最多只连接

22、有一个元件.(1)某同学要用多用电表探测黑箱,探测的第一步应该是 (填选项前的字母).A.用多用电表的欧姆挡测量任意两接线柱间的电阻 B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的电压 C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的电流 课时巩固训练 B 解析因黑盒子内部可能有电源,则丌能先用多用电表的欧姆挡测量,应先用电压挡判断内部是否有电源.(2)测量结果表明,黑箱里没有电源,但测得任两个接线柱间的电阻如下表所示.由此可以判断,黑箱里的元件有 ,用电路元件符号在图的虚线框内接线柱上画出黑箱中的电路连接.电阻、二极管 课时巩固训练 红表笔 A B A C B C 黑表笔 B A C A C B 测得

23、阻值/200 200 11.2k 270 11k 70 答案 如图甲或乙所示 解析根据欧姆挡的测量可以断定,A、B间肯定有电阻,B、C之间肯定有二极管,A、C间肯定有电阻和二极管的串联,电路连接如图甲或乙所示.(3)多用电表的表盘如图所示,在上面探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线柱,这时电流从 (选填“A”或“C”)接线柱流进黑箱;为了尽可能减小误差,测量电阻的挡位选择的应是 (选填“1k”“100”或“10”).C 课时巩固训练 1k 解析 在上面探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线性,这时电流从C接线柱流进黑箱;为了尽可能减小误差,测量电阻的挡位选择的应是1k.