（全国通用版）2019版高考物理一轮复习 实验十一 练习使用多用电表课件.ppt

1、实验十一 练习使用多用电表,【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.会使用多用电表探索黑箱中的电学元件。,【实验原理】 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,还有欧姆调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔。,由于多用电表的测量项目和量程比较多,而表盘的空间有限,所以并不是每个项目的量程都有专门的标度,有些标度就属于共用标度,图中的第二行就是交、直流电流和直流

2、电压共用的标度。,2.挡位: 如图所示,多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的,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。,(1)当S接通1或2时,表头与电阻并联,所以1、2为电流挡,由于并联阻值的大小不同,量程也不同,1的量程较大。 (2)当S接通3或4时,接通内部电源,此时为欧姆挡,4的倍率比3的倍率高。 (3)当S接通5或6时,表头与电阻串联,此时为电压挡,由于串联的阻值不同,6的量程比5的量程大。,3.欧姆表内部构造和原理: (1)欧姆表内部电路简化如图。,(2)多用电表测电阻阻值的原理:闭合电路欧姆定律。 红黑表笔短接,进行欧姆调零时,指针满偏,有Ig= 当红

3、黑表笔之间接有未知电阻Rx时,有I= 故每一个未知电阻都对应一个电流值I。我们在刻度盘 上直接算出I对应的Rx的值,所测电阻Rx即可从表盘上 直接读出。,由于I与R是非线性关系,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Rx=Rg+R+r时,I= 指针半偏,所以欧姆表 的内阻等于中值电阻。,4.二极管的单向导电性 (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,它的符号如图甲所示。,(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,

4、它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。,(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。,【实验器材】 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。,【实验过程】 1.准备: (1)观察多用电表的外形,认识选择开关对应的测量项目及量程。 (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。,2.测量: (1)测电压:按如图甲所示连好电路,将多用电

5、表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。 (2)测电流:按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。,(3)测电阻: 调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。 选择开关置于“”挡的“1”,红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使表针指向欧姆零点,然后断开表笔,再使指针指向。,将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。 选择开关改置“100”挡,重新进行欧姆调零。,再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。 测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。,(

6、4)探索黑箱内的电学元件。,【数据处理】 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、0.01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。,【误差分析】 1.系统误差: (1)电池用旧后,电动势会减小,致使电阻测量值偏大,要及时更换新电池。 (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。,2.偶然误差: (1)欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏特点。 (2)读数时易形

7、成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。,(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。,【注意事项】 (1)忌不调零就使用多用电表。 (2)忌搞错连接方式,测电压需并联,测电流需串联。 (3)忌搞反直流电流方向,直流电要从正极红测试笔插孔流入,从负极黑测试笔插孔流出。 (4)忌用手接触测试笔的金属杆,特别在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。,(5)忌用直流电挡位测交流电。 (6)忌不进行欧姆表调零,或换欧姆挡量程后不调零,就用多用表测电阻。 (7)忌把电阻同其他电路连在一起进行测量。 (8)忌只看读数不乘倍率。 (9)忌把电

8、池装在多用电表内长期不用。 (10)多用电表不用时,忌选择开关置于欧姆挡。,热点一欧姆表的原理及误差分析 【典例1】如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。 电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 ;电池电动势 1.5 V、内阻1 ;变阻器R0阻值05 000 。导学号04450194,(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 时仍可调零。调零后R0阻值将变_(选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300 ,则这个电阻的真实值是_ 。,(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果_(

9、选填“偏大”“偏小”或“准确”)。,【规范解答】(1)由闭合电路欧姆定律:Ig= 得:R0= -Rg-r,因为式中E变小,r变大,故R0将减小; 因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V刻度 的。测得某电阻阻值为300 时,电流表中的电流 I= 其中R = 当电池电动势下降到E= 1.45 V时,此时欧姆表的内阻R= 由闭合电路欧 姆定律得I= 解得真实值R=290 。,(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 的电池,调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确,因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。 答案:(1)小290(2)准确,【强化训练】 1.在“练习

10、使用多用电表”的实验中: (1)某同学用多用电表测量电阻,电路如图甲所示,若选择开关置于“100”挡,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值,指针位于图乙所示位置,则Rx=_ 。,(2)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将_(选填“变大”“变小”或“不变”)。,(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表,其电路如图丙所示。 关于该欧姆表,下列说法正确的是_。 A.电阻刻度的零位在表盘的右端 B.表盘上的电阻刻度是均匀的 C.测量前,不需要红、黑表笔短接调零 D.测量后,应将开关S断开,某同学进行如下操作:当Rx未接

11、入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏。当Rx接入A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,则待测电阻Rx的阻值为_。(已知电流表的内阻为Rg,电池的内阻为r,可变电阻接入电路的阻值为R),【解析】(1)欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率,即待测电阻的阻值,图示读数为7100 =700 。,(2)当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表需要重新 调零,由于满偏电流Ig不变,由公式Ig= 可知,欧姆 表内阻R内应调小,待测电阻的测量值是通过电流表的 示数体现出来的,由I= 可知, 当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了, 欧姆表的示数变大了。,(3)由图丙可知

12、,该欧姆表利用并联电路特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值,电阻刻度的零位置在表盘的左端,由闭合电路欧姆定律可知,表盘上的电阻刻度是不均匀的,测量前,不需要红、黑表笔短接调零,测量后,应将开关S断开,故选项A、B错误,C、D正确。,当Rx未接入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开,调节 可变电阻使电流表满偏,由闭合电路欧姆定律得:Ig= 当Rx接入A、B表笔之间时,若电流表的指针 指在表盘的正中央,由闭合电路欧姆定律得 联立解得Rx=,答案:(1)700(2)变大 (3)C、D,2.某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约几十千欧),该多用电表刻度盘上电阻刻度的中

13、间值为30。,(1)欧姆挡的选择开关拨至_(选填“1 k”或“100”)挡,先将红、黑表笔短接调零后,选用图1中_(选填“A”或“B”)方式连接。 (2)如图2甲所示,该同学读出欧姆表的读数为_ ;如图乙所示,电压表的读数为_ V,欧姆表电池的电动势为_ V。,【解析】(1)用多用电表测电阻时,应让指针指在中间刻度附近,因而应选“1 k”挡。多用电表测电阻时,需要用其内部电源,黑表笔接内部电源的正极,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401 k=40 k。题图 乙中电压表的读数为5.0 V。由闭合电路的欧姆定律知 欧姆表中电池

14、的电动势E=U+Ir=U+ =5.0 V+ 30103 V=8.75 V。 答案:(1)1 kA(2)41045.08.75,【反思归纳】实验原理离不开闭合电路欧姆定律和串、并联规律。 把欧姆表内电源电动势看成闭合电路电动势,欧姆表内阻即为闭合电路内电阻,待测量电阻为闭合电路外电阻。利用闭合电路欧姆定律和串、并联规律解决实际问题。,热点二多用电表的使用和创新 【典例2】如图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。导学号04450195,(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。,(2)在用多用电表的

15、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,测量记录如表。两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图所示。,请将记录表补充完整,并画出一种可能的电路。,【创新方向分析】 (1)源于教材本例同样考查了多用电表的使用方法。 (2)高于教材本例进一步考查了用多用电表探测黑箱内的电学元件。接点间不再是一个元件,且元件连接方式复杂多样。,【规范解答】(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零部

16、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5.0 ,由a、b间电阻为5.0 ,a、c间为10.0 ,b、c间为15.0 知,电路为a、b间5.0 的电阻与a、c间10.0 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见规范解答图,【强化训练】 1.某照明电路出现故障,其电路如图所示,该电路用标称值12 V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表直流50 V挡检测故障。他将

17、黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路中的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”或“小灯”)。,【解析】(1)断开开关,多用电表接a、c点可以看作直接测量蓄电池的电动势,读数接近标称值,说明蓄电池正常。 (2)闭合开关,多用电表接b、c点,测量结果应当是小灯两端的电压,根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,这个值应当小于电源电动势。但实际测量结果和(1)中相等,

18、说明bc段存在断路情况,所以出现故障的应是小灯。,答案:(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池 (2)小灯,2.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等。,(1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“1”欧姆挡测量,示数如图1(a)所示,读数为_ 。据此应选择图1中的_(选填“b”或“c”)电路进行实验。,(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐_(选填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。,(3)图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件_(选填“X”或“Y”)是非线性元件。,(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图2(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为3.00 V;断开S2,读数为1.00 V,利用图2(a)可算得E=_ V, r=_ 。(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表),【解析】(1)欧姆表的读数R=示数倍率,得R=10 ;根据实验电路产生误差的原因知应选用电流表外接,故选择“b”电路进行实验