(新课改省份专用)高考物理一轮复习第八章第5节实验：用多用电表测量电学中的物理量课件

1、i T - J ： 弟5屮实验:用多用电表测量 电学中的物理量、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. 欧姆表内部电路简化如图所示。2. 根据闭合电路欧姆定律：0 0 红黑Eafi(1)当红、黑表笔短接时，/g=”j_R+厂；"当被测电阻忌接在红、黑表笔两端时，I=R +R+r+R , 当/中=孙时，中值电阻1?中=RR+r.三、头验器材多用电表、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。部分器材用途1. 多用电表可以用来测量

2、电流.电压.电阻等，并多用电表且每一种测量都有几个量程。2. 外形如图所示：上半部分为表 盘，表盘上有电流、电压、电阻 等多种量程的刻度；下半部分为 选择开关，它的四周刻有各种测 量项目和量程。3. 多用电表面板上还有：欧姆表表盘III指针定位螺丝选舁开关o 0的欧姆调零旋钮（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）。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，它的符号如图甲所示。乙不亮'I 丙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

3、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。afi3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到au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。一极管U2实验步骤黑表笔红表笔黑表笔红表笔(1) 观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。(2) 机械调零：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“ + ” “一”插孔。(4) 测量小灯泡的电压和电流。 按如图甲所示的电路

4、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。 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，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处;将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数; 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; 测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。五、误差分析 1 .偶然误差(1) 估读时易带来误差。(2) 表头指针偏转过大或过小都会使误差

5、增大。2. 系统误差 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，要及时更换电池。(2) 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。六、注意事项 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. 测电阻时指针指中值附近较准，否则换挡。(2)每换一挡必须重新欧姆调零。(3) 读出示数要乘以倍率。4. 使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。基础考法考法（一）考查多用电表的原理及读数多用 电表甲1.某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“XI k”挡内部电 路的总电阻。使用

6、的器材有：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5kQ； 导线若干。回答下列问题:将多用电表挡位调到电阻“XI k”挡，再将红表笔和黑表笔,调零点。将图甲中多用电表的红表笔和(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乙所示，这时电压表的示数如图丙所示，多用电表和电压表的读数 分别为kQ和V o(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分别为12.0 kQ和4.00 Vo从测量数据可知， 电压表的内阻为kQ。&多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电

7、池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的;电路，如图丁所示。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V,电 J阻“XI k”挡内部电路的总电阻为kQ。解析：(1)使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故 应将两表笔短接进行调零。电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1%(3)从题图乙可以看出指针指向欧姆挡15.0位置，电阻挡为“XI k” , 故读数为15.0 kQ；由于电压表量程为5 V,指针所指位置为3.60, 故读数为3.60 Vo(4) 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，多用电表读数 即为电压表内阻，所以电压表内阻为12.0 Wo设多用电表内电

8、池的电动势为£、多用电表内阻为由第(3)、(4)问可知E3.60 VR+15.0 kQ = 12.0 k£2Ei+ilokn4.00 V12.0 kil9两式联立解得：E=9.00V, R = 150kQ。答案：(1)短接(2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.02. (2017全国卷DI)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；Ri、R2、Rs、Ri和人5是固定电阻，Re是可变电阻；表头的满偏电流为250 pA,内阻为480 Q。虚线方框内为换挡开关，A端和端分别与两表笔相连。该多用 电表有5个挡位，5个挡位为：直流

9、电压1 V挡和5 V挡，直流 电流1mA挡和2.5 mA挡，欧姆X100Q挡。表头图（a）中的4端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接。关于&的使用，下列说法正确的是（填正确答案标号）。A.在使用多用电表之前，调整人6使电表指针指在表盘左端电流 “（T位置B.C.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘 右端电阻“0”位置使用电流挡时，调整人6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置根据题给条件可得=尺4 =Q。GO某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时端是与“1”相连的，则多用电表读数为:若此时端是与“3”相连的，则读数为:若此时B端是与“5”相连的，则读数为(

10、结果均保留三位有效数字)解析：(1)4端与电池正极相连，电流从A端流岀，A端与黑表笔相连。(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指 针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关,选项A错；使用欧姆挡时， 需要红、黑表笔短接，调整人6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位 置，选项B对；使用电流挡时，端与“1”或“2,湘连，与&无关，C错。(3)B端与“們2湘连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图甲所示，由电表的改装原理可知，B端与“2,湘连时， 有72=九+，號，解得Ri+1?2=160Q； B端与“4”相连时，如图乙所示，多用电表为直流电压

11、IV挡，表头并联部分电阻碍=学, l?o=88O Q。(4)B端与“1"相连时，电表读数为1.47 mA； 端与“3”相连时，多用电 表为欧姆xiooq挡，读数为11.0X100 n=i.ioxio3 n； 端与“5乃相连时，多用电表为直流电压5 V挡，读数为147.5X5V=2.95Vo250答案：黑(2)B (3)16080 (4)1.47 mA 1 10 X 1(P Q 2.考法（二）多用电表的使用3. 在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中:（1）某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是 字母）。欧姆调零，选择挡位，A.表笔接触电池两极（其中红表笔接触B.正极），读数

12、 机械调零，选择挡位,表笔接触电池两极（其中红表笔接触C.正极），读数选择挡位，机械调零,表笔接触电池两极（其中黑表笔接触D.正极），读数选择挡位，欧姆调零,表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极），读数该同学欲测量如图甲所示生活用电中插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的位置(选填A、B、C、Q)o(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为Q XlkX100>a0Xl 2.5 10 50 250 500 V 乙解析：(1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示 数稳定后读数即可，故B正确，A、

13、C、D错误。(2)题图甲所示插座的电压为220V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到题图乙所示的H位置。(3)多用电表表盘最下面一排刻度线左侧标有“丫 ”，是用于测 交流电压的，根据电表指针可知，插座的电压为U=215V。答案：(1)B(2)H (3)2154. 二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现 有一个二极管其正极记为A、负极记为B。某同学研究二极管 正.反向电阻的相关实验操作过程如下： 先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 Q, 反向电阻约为50 kQ,则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接(填或“B”)端o (2)该同学设计了如图所示的电路用伏

14、安法进一步测量该二极管 正、反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压 表的内阻约为40 kQ,选用多用电表的直流电流挡作为电流表接 在3、4之间。该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：50 jiA,内阻约为100 Q；50 mA,内阻约为50Q；250 mA,内阻约为10 0。则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱（选填“3”或“4”）相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用（选填“” “”或“”），单刀双掷开关S2应拨向接点（选填“5”或“6”） o解析：多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极，所以测二 极管的正向电阻时应与二极管的负极相连，即与B相

15、连。(2)红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接 线柱3相连；电压为2 V时，二极管反接时的电流约为40 jiA,所以 电流表应选用量程；根据电压表和电流表内阻应采用电流表内 接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6。答案：B (2)365. 某同学为了将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表，进行了如下操作:先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 kQ时，电压表 恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kQ时，电压表指针指在如图 乙所示位置，则电压表的读数为V。由以上数据可得电压表的内阻R v=kQ o甲乙（2）将图甲的电路

16、稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V”处，此处刻度应标阻值（填“（P或"CO” ）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，贝!I“1 V”处对应的电阻刻度为kfto(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定解析：(1)由题图乙所示电压表表盘可知，其分度值为

17、0.1V,示 数为150 V；电源内阻不计，由题图甲所示电路图可知，电源电动势：E=U+IR=U+悬,315由题意可知：E=3+-X3 000, E=L5+X12 000,Ivyjlvv解得：Rv=6 000Q=6kQ, E=4.5 Vo(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大， 故此处刻度应标阻值为8,当指针指向3 V时，电路中的电流为Zv=36 000A=0.000 5A,此时电阻箱的阻值为R =4.5-30.000 5Q=3 kQ。当电压表示数为IV时，有I _4.5RxRy_r亠RE &+心Rx+Ry解得心=1 kQ。(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有

18、EE测量电阻时电压表示数为g（十）+心+鸟R、Rxp欧姆表用一段时间调零时有人=71师仆厂,测量电阻时u=R、RJ比较可知r+R=rf+Rf )+R、RJ R卄RJ 9Rn+RJ+炉,所以若电流相同，则恥=Rx9即测量结果不变，C正确。答案：(1)1.50 6 81(3)C考法（三）用多用电表检测电路故障6某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12源，导线及其接触完好。aV的蓄电池为电W池 维修人员使用已.保险丝开关调好的多用电表直流50甲V挡检测故障。他将黑表笔接在c答案：11.3（11.111.5均可）蓄电池（2）小灯点，用红表笔分别探测电路的0、点。（1）断开开关，红表笔接

19、。点时多用电表指示如图乙所示，读数为 V,说明题中正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、（2）红表笔接方点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是（选 填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）。解析：（1）多用电表调至50 V量程，接°、c两点测量的是电源两端 的电压，读数为11.3 V,可见蓄电池完好。（2）断开开关，电压表指针不偏转，表明电压表被断路，开关闭合 后，读数与接。点时相同，表明蓄电池、保险丝、开关和多用电表 能组成完好回路，开关和保险丝无问题，发生故障的是小灯，小 灯断路。7.在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 Y0.3A-o合上开关S后，无论怎样移动滑动片,格计算出的电阻为Q。A、B灯都不亮。(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的挡较为合适(用字母序 号表示);测得C、间电压约为5.8 V、e、力'可电压为0,则故障是oA. A灯丝断开B. B灯丝断开C. 、e间连线断开D. B灯被短