【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验十练习使用多用电表理论指导新人教版.docx

【创新方案】 2014 年高考物理一轮复习实验十练习使用多用电表(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。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 10 1 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。另外，还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和测试笔的插孔。图实 101由于多用电表的测量项目和量程比较多，程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，压共用的标度。2欧姆表的原理而表盘的空间有限， 所以并不是每个项目的量如图中的第二行就是交、 直流电流和直流电图实 1021欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图实10 2 所示。R为调零电阻，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I gE，当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx 时，有 I E，故每一个未知电Rg R rRg R r Rx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 R 的值，则所测电阻 R 即可从表xx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x g 时，II g，指针半偏，所以欧R R R r2姆表的内阻等于中值电阻。3内部结构多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如图实103 所示，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。如图中 1、 2 为电流测量端， 3、 4 为电阻测量端， 5.6 为电压测量端，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。图实 103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。(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 10 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。2图实 104(6) 利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将测量值和真实值进行比较。(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。判断目的应用挡位现 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固定示数(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 、 0.001 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。1欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(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，即读出的示数再乘以挡上的倍率。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，指针偏角太小， 换大倍率挡；指针偏角太大，换小倍率挡。(4) 欧姆表的读数：312待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率。为了减小读数误差， 指针应指表盘 3到 3的部分，即中央刻度附近。2多用电表使用的“八大注意”(1) 使用前要机械调零。(2) 两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。(3) 选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、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，中间为电流、 电压、 交流、直流共用， 下为交流2.5V 专用。(6) 测电阻时待测电阻与电路、电源一定要断开。两手一定不要同时接触两笔金属杆。指针指中值附近较准，否则换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率。(7) 测电学黑箱时， 一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡。(8) 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。(1) 电池用旧后， 电动势会减小， 内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。(2) 欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。(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，使指针指中值附近。(4) 读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。(1) 多用电表的欧姆挡不只是可测电阻值，在实际应用中还可判断某一元件是电阻、电容器还是电感器。(2) 若某一元件用欧姆表测量时，指针指在某一刻度不动，则该元件为电阻。(3) 若某一元件用欧姆表测量时，指针先偏转，然后又缓慢回到“”刻度处，则可判断该元件为电容器。(4) 若某一元件用欧姆表测量时，指针先由“”逐渐减小到某一较小的固定数值，则可判断该元件为电感器。4多用电表的使用及读数 例 1(1) 用如图实 10 5 所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K 和两个部件 S、 T。请根据下列步骤完成电阻测量：图实 105旋动部件 _，使指针对准电流的“ 0”刻线。将 K 旋转到电阻挡“ 100”的位置。将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件_ 。使指针对准电阻的_( 填“0刻线”或“刻线” ) 。将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤。并按_的顺序进行操作，再完成读数测量。A将 K 旋转到电阻挡“ 1 k ”的位置B将 K 旋转到电阻挡“ 10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准(2) 如图实 10 6 所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_ ；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为 _mA；测直流电压时， 用的是 50 V量程，则指针所示的电压值为_V。图实 106 解析 (1) 使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度处。由于测量时， 指针从无穷大电阻开始偏转，偏角过小，说明需增大倍率，使指针指向欧姆表中间刻度附近。(2) 若用“ 100”挡测电阻时，指针读数为：5170100 1 700若用量程 100 mA 测直流电流时，读数为：4710 mA 47 mA若用量程 50 V 测直流电压时，读数为23.5 V 。 答案 (1) ST0 刻线ADC(2)1 7004723.5用多用电表探索黑箱内的元件 例 2(2012 江苏高考) 如图实 10 7 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。图实 107(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乙所示。请将记录表补充完整，并在黑箱图中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_a， c10.0b， c15.06 解析 (1) 使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“ 0”刻度线处。(2) 为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。(3) 欧姆表的读数为 51 5 ；每对接点间正反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计的电路图如图所示。 答案 (1)A(2) 短暂(3)5.0见解析图同类实验的拓展与创新 例 3(2011 大纲版全国卷) 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源( 一般为电池 ) 、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。 现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有： 待测多用电表， 量程为 60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：图实 108(1) 仪器连线如图实 10 8 所示 ( a 和 b 是多用电表的两个表笔 ) 。若两电表均正常工作，则表笔 a 为_( 填“红”或“黑” ) 色；(2) 若适当调节电阻箱后，图实 10 8 中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图实 10 9(a) 、(b) 、(c) 所示，则多用电表的读数为_ ，电流表的读数为_mA，电阻箱的读数为_ ；7图实 109(3) 将图实 10 8 中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_mA；( 保留 3 位有效数字 )(4) 计算得到多用电表内电池的电动势为_V。( 保留 3 位有效数字 ) 解析 (1) 根据所用电器“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表， 电流从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a 表笔接在电流表的正极，故电流经过多用电表从a 表笔流出，故a 表笔为多用电表的黑表笔。(2) 欧姆表读数为 R 14 ；电流表读数为 I 53.0 mA；电阻箱读数为 41 60.1 4.6。(3) 多用电表接外电路时，考虑到多用电表表头的电流刻度是均匀的，其表头偏转的格数与表盘总格数之比为2650，而多用电表接外电路时，外电路电流表示数为I 53.0 mA，设两表笔短接时通过多用电表的电流为026I0I ，则 50 I0，解得 I 102 mA。(4) 设多用电表内阻为r，已知外电路电阻为 14 ，多用电表接外电路时：(rRE IR) ，多用电表两表笔短接时： E I 0r ，联立解得多用电表内的电池电动势E1.54 V 。 答案 (1) 黑(2)1453.04.6(3)102(4)1.548