2019年度高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十一练习使用多用电表学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 实验十一 练习使用多用电表 一、电流表与电压表的改装 1.改装方案 改装为电压表 改装为大量程 的电流表 原理 串联电阻分压 并联电阻分流 改装原 理图 分压电 阻或分 流电阻 U Ig(Rg R) 故 R UIg Rg IgRg (I Ig)R 故 R IgRgI Ig改装后电 表内阻 RV Rg RRg RA RRgR RgRg 2.校正 (1)电压表的校正电路如图 1 所示，电流表的校正电路如图 2 所示 . 图 1 图 2 (2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表 (电流表 )示数从零逐渐增大到量程

2、值，每移动一次记下改装的电压表 (电流表 )和标准电压表 (标准电流表 )的示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正 . 二、欧姆表原理 (多用电表测电阻原理 ) 1.构造： 如图 3 所示，欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R 和红、黑表笔组成 . 【 精品教育资源文库 】 图 3 欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联 . 外部：接被测电阻 Rx. 全电路电阻 R 总 Rg R r Rx. 2.工作原理 ： 闭合电路欧姆定律， I ERg R r Rx. 3.刻度的标定： 红、黑表笔短接 (被测电阻 Rx 0)时，调节调零电阻 R，使 I Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆

3、调零 . (1)当 I Ig时， Rx 0，在满偏电流 Ig处标为 “ 0”.( 图甲 ) (2)当 I 0 时， Rx ，在 I 0 处标为 “ ”.( 图乙 ) (3)当 I Ig2时， Rx Rg R r，此电阻值等于欧姆表的内阻值， Rx叫 中值 电阻 . 三、多用电表 1.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 . 图 4 2.外形如图 4 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 (

4、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 ). 四、二极管的单向导电性 【 精品教育资源文库 】 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 5 甲所示 . 图 5 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，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

5、数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极 . 1.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 . 2.实验步骤 (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 “ ” 、 “ ” 插孔 . (4)测量小灯泡的电压和电流 . 按如图 6 甲所示的电路图连好电路，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 . 图 6 按如图乙所示的电路图连好电路，将选择

6、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 . 【 精品教育资源文库 】 1.多用电表使用注意事项 (1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入 “ ” 插孔，黑表笔插入 “ ” 插孔，注意

7、电流的实际方向应为 “ 红 入 ” 、 “ 黑 出 ”. (2)区分 “ 机械零点 ” 与 “ 欧姆零点 ”. 机械零点是表盘刻度 左 侧的 “0” 位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘 右 侧的 “0” 位置，调整的是欧姆调零旋钮 . (3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率 . (4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆 . (5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和 电源 断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表 . (6)测电阻时每换一挡必须重新 欧姆调零 . (

8、7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或 “ OFF” 挡 .长期不用，应把表内电池取出 . 2.多用电表对电路故障的检测 (1)断路故障的检测方法 用直流 电压挡： a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源 良好 ，若电压表示数为零，说明电源 损坏 . b.在电源完好时，再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 . 用直流电流挡： 将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路 断 路 . 用欧姆挡检测 将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值 (或有电流 )说明元件完好，若电阻无穷大 (或

9、无电流 )说明此元件 断 路 . (2)短路故障的检测方法 将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明 电源被 短 路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路 . 用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路 . 命题点一 教材原型实验 例 1 (2017 全国卷 23) 图 7(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； R1、 R2、 R3、R4和 R5是固定电阻， R6是可变电阻；表头 的满偏电流为 250A ，内阻为 480. 虚线方框内为换挡开关， A端和 B 端分别与两表笔相连 .该多用电表有 5 个挡位， 5 个挡位为：

10、直流电压 1V 挡和 5V 挡，直流电流 1mA 挡和 2.5mA 挡，欧姆 100 挡 . 【 精品教育资源文库 】 图 7 (1)图 (a)中的 A 端与 (填 “ 红 ” 或 “ 黑 ”) 色表笔相连接 . (2)关于 R6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 R6使电表指针指在表盘左端电流 “0” 位置 B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表指针指在表盘右端电阻 “0” 位置 C.使用电流挡时，调整 R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得 R1 R2 ， R4 . (4)某次测量时该多用电表指针位置如

11、图 (b)所示 .若此时 B 端是与 “1” 相连的，则多用 电表读数为；若此时 B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 .(结果均保留 3 位有效数字 ) 答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47mA 1.10k 2.94V 解析 (1)当 B 端与 “3” 连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从 A 端流出，故 A 端与黑色表笔相连接 . (2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流 “0” 位置，选项 A 错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表指针指在表盘右端电阻 “0” 位置，选项

12、 B 正确；使用电流挡时，电阻 R6不在闭合电路中，调节无效，选项 C 错误 . (3)根据题给条件可知，当 B 端与 “2” 连接时，表头与 R1、 R2组成的串联电路并联，此时为量程 1mA 的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知， RgR1 R2 1 0.250.25 31，解得 R1 R2 160. 当 B 端与 “4” 连接时，表头与 R1、 R2组成的串联电路并联后再与 R4串联，此时为量程 1V 的电压挡，表头与R1、 R2 组成的串联电路并联后的总电阻为 120 ，两端电压为 0.12V，由串联电路中电压与 电阻成正比知： R4两端电压为 0.88V，则 R4电阻为 88

13、0. (4)若此时 B端是与 “1” 连接的 ， 多用电表作为直流电流表使用 ， 量程为 2.5 mA，读数为 1.47 mA. 若此时 B 端是与 “3” 连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为 11100 1.10k. 若此时 B 端是与 “5” 连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为 5V，读数为 2.94V. 变式 1 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 10V)的内阻 (大约几十千欧 )，该多用【 精品教育资源文库 】 电表刻度盘上电阻刻度的中间值为 30. 图 8 (1)欧姆挡的选择开关拨至 (选填 “1k” 或 “100”) 挡，先将红、黑表笔短接调

14、零后，选用图 8 中 (选填 “A”或 “B”) 方式连接 . (2)如图 9 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. 图 9 答案 (1)1k A (2)410 4 5.0 8.75 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 “1k” 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 401k 40k. 题图乙中电压表的读数为 5.0V.由闭合电路的欧姆定律知欧姆表中电池的电动势 E U Ir U URr 5.0V 5.04010 33010 3V 8.75V. 变式 2 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： (1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为 10 ，反向电阻约为 50k ，则在测量二极管 的正向电阻时，电表的红表笔应接 (填 “ A” 或 “ B”) 端 . (2)该同学设计了如图 10 所示的电路用伏安法进一步测量该二极