一轮复习学案实验十三用多用电表测量电学中的物理量

实验十三用多用电表测量电学中的物理量实验溯本求源●注意事项1．多用电表使用注意事项(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①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．2．电路故障检测注意事项将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用．在电源完好时，将电压表与外电路的各部分电路并联．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．●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增大．2．系统误差(1)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、电压表均小于真实值．实验热点探究热点一多用电表的原理、读数及使用例1[2020·武汉武昌区三模]如图甲所示是一多用电表的简化电路图．其表头满偏电流Ig＝500μA、内阻Rg＝50Ω.该多用电表有两个电流挡，量程分别为0～10mA和0～1mA.已知R2＝45Ω，R3＝2475Ω.(1)转换开关S接入________(填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”)端时，为较小量程的电流挡，正确测量时电流应从A表笔________(填“流出”或“流入”)多用电表．(2)当转换开关S接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻．测量之前，先进行欧姆调零，使指针偏转到刻度盘最________(填“左”或“右”)侧．某次测量电阻时使用的倍率为“×1”，指针如图乙，则待测电阻的阻值为________Ω.(3)当转换开关S接入“5”端时，多用电表的功能是测________(填“电流”“电压”或“电阻”)，其量程为________．练1[2020·广东湛江质检]某同学用多用电表测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节________，使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻度线．(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．(3)将红、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________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻度线．(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，电表读数如图所示，该电阻的阻值为________Ω.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．练2在“练习使用多用电表”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________(填选项前的字母)．A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)读数C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数D．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(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________(填字母)位置．经过正确操作后，电表指针指向如下图所示，则插座的电压为________V.图1练3在“多用电表的使用”实验中，(1)如图1所示，为一正在测量中的多用电表表盘．如果用电阻挡“×100”测量，则读数为________Ω；如果用“直流5V”挡测量，则读数为________V.(2)甲同学利用多用电表测量电阻．他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小，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，操作顺序为________(填写选项前的字母)．A．将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”(3)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量．以下操作正确的是________．图2图3A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡两端的电压B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡的电阻C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3的电路测量通过小灯泡的电流D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流图4(4)丙同学利用多用电表探测图4所示黑箱时发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么该黑箱内元件的接法可能是图5中的________．图5(5)丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表A，设计了如图6所示的电路，已知电流表内阻RA＝0.4Ω，R1＝RA，R2＝7RA.若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为________A；若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为________V.图6练4某兴趣小组对市场中电线进行调查，(1)如图1所示，采用绕线法测得该电线直径为________mm.(2)取长度为100m的电线，欲测其电阻：①先用多用电表进行粗略测量，将多用电表选择开关置于“×10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图2所示．为了使测量值更准确，选择开关应置于________(选填“×1”“×100”或“×1k”)挡，并将两表笔短接，调节图3中________(选填“A”或“B”)重新调零后进行测量．②用伏安法测量其电阻，并设计如图4所示的电路，则电压表的另一端应接________(选填“a”或“b”)，测量得电压表示数为4.50V，而电流表示数如图5所示，则所测的电阻为________Ω.热点二用多用电表检测电路故障及探索黑箱内结构师生共研题型1|检测电路故障(1)电流挡检测：将电流表串联在电路中，若示数为0，说明与电流表串联的部分电路断路．(2)电压挡检测：将电压表与部分电路并联，若示数为0，说明该部分电路完好．若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点．(3)欧姆挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路．例2某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用电表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常．(2)红表笔接b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，可判断发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．题型2|探索黑箱内的电学元件判断元件应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡示数很小说明黑表笔接二极管正极，示数很大说明黑表笔接二极管负极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例3如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上．用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示．请判定黑箱内的结构．红表笔AABCCB黑表笔BCCBAA阻值/Ω1001505020002100100练5在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学连接了如图甲所示的实物图．闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表的示数为零．(1)他借助多用电表检查小灯泡，先断开开关，把多用电表的选择开关旋到“×1Ω”挡，再进行____________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘如图乙所示，说明小灯泡正常，此时灯丝的电阻为________Ω.(2)他将多用电表的选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱，闭合开关，发现电压表的示数约等于电源的电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了________(选填“断路”或“短路”)．(3)排除故障后，为了使电流表的示数从零开始，要在________(选填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端．练6为了探究一块多用电表欧姆×100挡的工作原理及内部参数，设计了如下实验过程：(1)将多用电表挡位旋钮拨到欧姆×100挡，然后将两表笔短接，进行________________________________________________________________________．(2)按图中所示，若将多用电表、电压表、电阻箱进行连接，与电压表的“＋”接线柱相连接的是多用电表的______(填“红”或“黑”)表笔．(3)闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1＝750Ω，此时多用电表的指针指到刻度盘满偏的23位置，可知，欧姆×100挡的内阻r＝(4)断开开关S，调节电阻箱的阻值，利用电阻箱和电压表的读数以及多用电表的指针偏转情况，可以得到多用电表欧姆×100挡内部电源的电动势．(5)现用该多用电表的电阻挡分析只有一处发生断路故障的电路(电源已断开)，如图所示，将多用电表的两个表笔接在电路的不同部位，多用电表的读数如表格所示，可知断路故障一定为________．(填选项字母)两表笔位置接1、4接1、2接1、3接2、4多用电表读数无穷大1200Ω无穷大无穷大A．1、2间电阻断路B．2、3间导线断路C．3、4间电阻断路实验十一练习使用多用电表实验热点探究例1解析：(1)接入“1”或“2”都是电流挡，但接入“2”时，R1、R2两个电阻串联，阻值较大，分得的电流较小，因此是较小量程的电流挡；由于电流都是“红进黑出”，如果作为欧姆表，根据表内电池的正负极，电流从黑表笔流出可知，B是黑表笔，因此作为电流表，电流也应从A表笔(红表笔)流入．(2)由于欧姆表的零刻度线在表盘的最右侧，因此欧姆调零时，红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表的零刻度，也就是指针指到最右侧；由于恰好对准19.0Ω的位置，而且使用的是“×1”挡位，因此阻值为19.0Ω.(3)由于S接“2”时，是量程为0～1mA的电流表，当开关打到“5”时，该电流表与电阻R3串联，测量电压的最大值为U＝IR3＋IgRg＝(1×10－3×2475＋500×10－6×50)V＝2.5V，因此量程为0～2.5V.答案：(1)2流入(2)右19.0(3)电压0～2.5V练1解析：(1)使用多用电表，要先调节指针定位螺丝进行机械调零，使电表指针对准电流的“0”刻度线．(2)由图可知，中值电阻为15Ω，则测量20Ω的电阻时应使用“×1”的倍率．(3)用多用电表测电阻前需要欧姆调零，两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻度线．(4)由刻度盘和倍率可知，该电阻的阻值为19.0Ω.答案：(1)指针定位螺丝电流(2)“×1”(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19.0练2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、C、D错误．(2)插座接220V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到H位置，根据电表指针可知，插座的电压为U＝195V.答案：(1)B(2)H195练3解析：(1)多用电表测电阻时不需要估读，选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为6×102Ω，测电压时，由于精度为0.1V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.60V.(2)欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，操作顺序为ADC.(3)多用电表一定是红表笔电流流入，黑表笔电流流出，图2是测电压，测电阻应断开开关，选项A正确，B错误；图3是测电流，表笔位置正确，选项C正确，D错误．(4)根据测黑箱电压结果可知，电源一定在G的支端；根据测黑箱电阻结果可知，E、F之间是二极管，二极管的通电电流方向为E到F，选项B正确．(5)由题意可知各电阻R1＝RA＝0.4Ω，R2＝2.8Ω，接线柱1、2接入电路时，原电流表改装为2倍量程的电流表，最大测量电流是1.0A；接线柱1、3接入电路时，原电流表改装为15倍量程的电压表，总电阻R＝3.0Ω，最大测量电压为3.0V.答案：(1)6×1023.60(2)ADC(不可以改变顺序)(3)AC(可以改变顺序)(4)B(5)1.03.0练4解析：(1)由图可知，10匝线圈的直径之和为12.5mm，则导线的直径为eq\f(12.5,10)mm＝1.25mm.(2)①欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应换用小倍率挡；换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节图中的B旋钮(欧姆调零旋钮)，使指针指到欧姆零刻度．②因待测电阻的阻值较小，应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；电流表量程为3A，分度为0.1A，则读数为2.50A，故电阻R＝eq\f(4.50,2.50)Ω＝1.80Ω.答案：(1)1.25(2)①×1B②a1.80例2解析：本题考查多用电表的读数、电路的故障分析．用多用电表的电压挡分析故障时，电压表有示数说明电源和电压表等组成了闭合回路，可能与电压表并联的部分电路发生故障，而与电压表串联部分未发生故障，若无示数则正好相反．根据这个原理，a、c间接上电压表，断开开关，表针偏转，说明蓄电池正常，b、c间接上电压表，断开开关，表针不偏转，说明小灯发生故障，闭合开关后表针偏转，说明开关和保险丝正常．答案：(1)11.5(11.2～11.8均可)蓄电池(2)小灯例3解析：先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理，在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间，说明A、C间包含定值电阻；而接A、B和B、A时电阻不变，说明A、B间只有定值电阻，B、C间接二极管．所以黑箱内的结构如图所示．答案：如解析图所示练5解析：(1)多用电表测电阻时应先进行欧姆调零；多用电表的表盘的读数为6.0Ω.(2)电压表的示数约等于电源电动势，说明电压表直接接在开路的电源上，②、③接线柱间的导线出现了断路．(3)为了使电流表的示数从零开始，滑动变阻器要采用分压式接法，要在③、④接线柱间再连接一根导线；初始时刻灯泡两端电压最小，滑片应置于最左端．答案：(1)欧姆6.0(2)断路(3)③、④左练6解析：(1)将多用电表挡位旋钮拨到欧姆“×100”挡，然后将两表笔短接，进行欧姆调零．(2)若将多用电表、电压表、电阻箱进行连接，由红进黑出可知，与电压表的“＋”接线柱相连接的是多用电表的黑表笔．(3)闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1＝750Ω，此时多用电表的指针指到刻度盘满偏的eq\f(2,3)位置，由Ig＝eq\f(E,r)，eq\f(2,3)Ig＝eq\f(E,R1＋r)，解得欧姆×100挡的内阻r＝1500Ω.(5)多用电表的读数如表格所示，可知断路故障一定为2、3间导线断路，即选B.答案：(1)欧姆调零(2)黑(3)1500(5)B实验十一练习使用多用电表实验热点探究例1解析：(1)接入“1”或“2”都是电流挡，但接入“2”时，R1、R2两个电阻串联，阻值较大，分得的电流较小，因此是较小量程的电流挡；由于电流都是“红进黑出”，如果作为欧姆表，根据表内电池的正负极，电流从黑表笔流出可知，B是黑表笔，因此作为电流表，电流也应从A表笔(红表笔)流入．(2)由于欧姆表的零刻度线在表盘的最右侧，因此欧姆调零时，红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表的零刻度，也就是指针指到最右侧；由于恰好对准19.0Ω的位置，而且使用的是“×1”挡位，因此阻值为19.0Ω.(3)由于S接“2”时，是量程为0～1mA的电流表，当开关打到“5”时，该电流表与电阻R3串联，测量电压的最大值为U＝IR3＋IgRg＝(1×10－3×2475＋500×10－6×50)V＝2.5V，因此量程为0～2.5V.答案：(1)2流入(2)右19.0(3)电压0～2.5V练1解析：(1)使用多用电表，要先调节指针定位螺丝进行机械调零，使电表指针对准电流的“0”刻度线．(2)由图可知，中值电阻为15Ω，则测量20Ω的电阻时应使用“×1”的倍率．(3)用多用电表测电阻前需要欧姆调零，两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻度线．(4)由刻度盘和倍率可知，该电阻的阻值为19.0Ω.答案：(1)指针定位螺丝电流(2)“×1”(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19.0练2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、C、D错误．(2)插座接220V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到H位置，根据电表指针可知，插座的电压为U＝195V.答案：(1)B(2)H195练3解析：(1)多用电表测电阻时不需要估读，选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为6×102Ω，测电压时，由于精度为0.1V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.60V.(2)欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，操作顺序为ADC.(3)多用电表一定是红表笔电流流入，黑表笔电流流出，图2是测电压，测电阻应断开开关，选项A正确，B错误；图3是测电流，表笔位置正确，选项C正确，D错误．(4)根据测黑箱电压结果可知，电源一定在G的支端；根据测黑箱电阻结果可知，E、F之间是二极管，二极管的通电电流方向为E到F，选项B正确．(5)由题意可知各电阻R1＝RA＝0.4Ω，R2＝2.8Ω，接线柱1、2接入电路时，原电流表改装为2倍量程的电流表，最大测量电流是1.0A；接线柱1、3接入电路时，原电流表改装为15倍量程的电压表，总电阻R＝3.0Ω，最大测量电压为3.0V．答案：(1)6×1023.60(2)ADC(不可以改变顺序)(3)AC(可以改变顺序)(4)B(5)1.03.0练4解析：(1)由图可知，10匝线圈的直径之和为12.5mm，则导线的直径为12.510mm＝1.25(2)①欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应换用小倍率挡；换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节图中的B旋钮(欧姆调零旋钮)，使指针指到欧姆零刻度．②因待测电阻的阻值较小，应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；电流表量程