2020高考物理专题复习实验 多用电表的原理及使用课件.ppt
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1、多用电表的原理及使用多用电表的原理及使用一、实验目的一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理.2.使用多用电表测电阻.3.探测黑箱内的电学元件.二、实验原理二、实验原理1.外部构造(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等.(2)表盘的上部为表头,用来表示电流、电压和电阻的多种量程或挡位.实验溯本求源实验溯本求源(3)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,如图S11-1中的第二行就是直流电流和直流电压共用的标度.实验溯本求源实验溯本求源图S11-12.欧姆表原理(1)内部电路简化如图S11-2所示.(
2、2)测电阻的原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表,可直接读出电阻值,比用伏安法测电阻方便.实验溯本求源实验溯本求源图S11-2实验溯本求源实验溯本求源特别提醒:由于I与Rx是非线性关系,所以欧姆表的刻度是不均匀的,从表盘上看,“左密右疏”,电阻零刻度是电流最大刻度,电阻“”刻度是电流零刻度.三、实验器材三、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、小螺丝刀.四、注意事项四、注意事项1.欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘:(1)左右0:电阻无限大刻度与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合.实验溯本求源实
3、验溯本求源实验溯本求源实验溯本求源2.多用电表使用的“七大注意事项”:(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)选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流还是电阻,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)刻度线有三部分:上面为电阻专用,中间为直流电压、电流及交流电压、电流共用,下面为交流电压2.5 V量程专用.实验溯本求源实验溯本求源(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表笔金属杆.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.读出示数要乘倍率.(7)使用完毕,选择开关要置于“OFF
4、”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池.实验溯本求源实验溯本求源一一实验原理与实验操作实验原理与实验操作实验探究实验探究例例1 (1)用多用电表的欧姆挡测量阻值为几十千欧的电阻Rx,以下给出最可能的实验操作步骤,其中为选择开关,为欧姆调零旋钮.把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上:.a.将两表笔短接,调节使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度,断开两表笔b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔c.旋转使其尖端对准欧姆挡“1k”d.旋转使其尖端对准欧姆挡“100”e.旋转使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔实验探究实验探究根据如图S11-3所示指针位置,
5、此时被测电阻的阻值约为.(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(填选项前的字母).A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零图S11-3实验探究实验探究解析解析(1)题目中要求测量几十千欧的电阻,所以应该选择“1k”的欧姆挡,再进行欧姆调零,然后进行测量,最后将旋至指向交流500 V挡,拔出表笔,所以顺序为c、a、b、e.根据欧姆表的读数原理,可以得出欧姆表的读数为30 k.(2)指针偏角过
6、大,说明电阻较小,所以应选择倍率较小的挡位,A正确;电阻的阻值与电流的流向无关,所以红、黑表笔接反,不影响测量结果,B错误;不将被测电阻与外电路断开,流经欧姆表的电流会受影响,影响读数甚至烧毁器材,C正确;只要不换挡位,就不用重新调零,D错误.实验探究实验探究变式题变式题 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
7、零,表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极),读数实验探究实验探究(2)该同学欲测量如图S11-4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.(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V.图S11-4实验探究实验探究实验探究实验探究 要点总结要点总结二二多用电表的原理及读数多用电表的原理及读数实验探究实验探究例例2 某学生实验小组利用图S11-5甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:多用电表;电压表:量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5 k;导线若干.回答下列问题:实验探究实验探究(1)将
8、多用电表挡位调到电阻“1k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点.(2)将图甲中多用电表的红表笔和(选填“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k和V.(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 k和4.00 V.从测量数据可知,电压表的内阻为k.实验探究实验探究(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、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
9、阻“1k”挡内部电路的总电阻为k.甲乙丙图S11-5丁实验探究实验探究答案答案(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0解析解析(1)多用电表调零时把两表笔短接相当把电路接通.(2)根据流经电压表的电流是从正极流向负极,可判断出电流的方向;再根据对多用电表来说“红进黑出”即电流从红表笔流入,从黑表笔流出,可判断出红表笔接1.(3)根据读数原则,最小刻度是1、0.1、0.01的都要估读一位.图乙中的指针指在15,而1020间的最小刻度为1,所以读数为15.0;图丙中的电压表的最小刻度为0.1 V,指针指在36格,所以读数为3.60 V.(4)当把滑动变阻器的电阻
10、调为零时,相当于多用电表测的是电压表的电阻,所以多用电表的读数即为电压表的内阻.实验探究实验探究实验探究实验探究变式题变式题 图S11-6甲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G的满偏电流为250 A,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:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆100 挡.甲图S11-6乙实验探究实验探究(1)图甲中的A端与(选填“红”或“黑”)色表笔相连接.(2)关于R6的使用,下列说法正确的是(填选项前的字母
11、).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图乙所示.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)实验探究实验探究答案答案(1)黑(2)B(3)160880 (4)1.47 mA1.10103 2.95 V实验探究实验探究实验探究实验探究 要点
12、总结要点总结实验探究实验探究量程/最小分度值/仪器误差/(半格计算值)仪器误差出现在哪一位/估读方法050.50.250.1五分法52010.50.1十分法2040211二分法405052.51五分法501001051十分法100200502510五分法2001000此时应换挡测量三三用多用电表判断电路故障及黑箱内结构用多用电表判断电路故障及黑箱内结构实验探究实验探究例例3 某照明电路出现故障,其电路如图S11-7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电表直流50 V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.图S11-7实验
13、探究实验探究(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图S11-8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S11-8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”).图S11-8实验探究实验探究实验探究实验探究变式题变式题 如图S11-9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.图S11-9红表笔AABCCB黑表笔BCCBAA
14、阻值/100 150502000 2100 100实验探究实验探究解析解析 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.实验探究实验探究 要点总结要点总结常见电路故障类型及现象多用电表的电压、电流、欧姆挡都可以用来检测电路故障,实际上使用直流电压挡测电压和欧姆挡测电阻较多.具体操作时要注意各种情况的使用规则,根据测量结果和串、并联电路特点来考
15、虑故障位置和原因.特别注意到一点,某段电路无电流时,电路中各点电势相等,这是判断电路故障时常用依据.电路中两点间无电压,表示两点间电路无故障;电路中的两点间有电压(接近电动势)表示两点间有断点,其他部分无故障.课时巩固训练课时巩固训练1.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.(1)如图S11-10所示为某同学设计的多量程多用电表的原理示意图,虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.在这个电路中,测电流和测电压时各有两个量程,测电阻时有“10”和“1k”两个挡位.其中E1E2,R1的最大阻值小于R2的最大阻
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