《2023届新高考新教材物理人教版一轮学案-第八章创新实验课(11) 用多用电表测量电学中的物理量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考新教材物理人教版一轮学案-第八章创新实验课(11) 用多用电表测量电学中的物理量.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、实验基础知识一、实验基本技能1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)会用多用电表检测二极管，探索黑箱中的电学元件2实验原理(1)多用电表的工作原理：闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联(2)认识多用电表：如图所示是一种多用电表的外形图表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程(3)二极管的单向导电性晶体二极管：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晶体二极管具有单向导电性：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
2、路截止，如图丙所示3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4实验步骤(1)观察多用电表：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
3、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(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡二、规律方法总结1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2误差分析(1)电池用旧后，电动势会
4、减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池(2)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(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(4)测电流、电压时，由于电表内部结构的影响，测得的电流、电压值一般均小于真实值(5)读数时的观测易产生偶然误差，要垂直表盘正对指针读数3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“”孔，黑表笔插入“”孔，注意电流的实际方向(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定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧
5、的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮(3)测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联(4)测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零(5)由于欧姆表盘难于估读，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(6)使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用两只手同时接触测试笔的金属杆(7)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(8)如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出(9)在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管
6、，否则极易烧坏二极管命题点一多用电表的使用及读数某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无读数，他们判断电路可能出现故障经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路已知保护电阻R15 ，电流表量程为050 mA.操作步骤如下：将多用电表挡位调到欧姆1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R020 时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如
7、图丁所示回答下列问题：(1)图丙中的多用电表读数为_；图丁中的电流表读数为_mA.(2)操作步骤中，多用电表红表笔应接_(选填“c”或“e”)点(3)电路的故障可能是_A灯泡短路B灯泡断路C保护电阻R短路 D保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E_V(结果保留三位有效数字)解析：(1)欧姆表的读数为241 24 ，电流表的最小分度是1 mA，需估读到0.1 mA，所以图丁中的电流表读数为38.0 mA.(2)根据电流必须从电流表正接线柱流入，电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，电路中电流表在e端为负极，即电流经过电流表的方向为de，则操作步骤中，
8、多用电表黑表笔应接c点，红表笔应接e点(3)将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转，说明ac间有断路将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数不为零，所以电路的故障是灯泡断路(4)欧姆表的中值电阻等于其内阻，则知欧姆表的内阻为R欧15 .根据闭合电路欧姆定律得：I， 又R0RmA24 ，故EI(R0RmAR欧) 38.0 103 (2415) V1.48 V.答案：(1)2438.0(2)e(3)B(4)1.48多用电表的读数技巧(1)欧姆表的读数：电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积(2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01
9、时要估读到下一位，精确度是2、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位 对点演练1在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选)用多用表测电流或电阻的过程中_A在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图所示位置若选择开关处于“10 V”挡，其读数为_V；若选择开关处于“10”电阻挡，其读数_200 (选填“大于”“等于”或“小于”)解析：(1)测量电阻时，每次换挡后电表内部结构发生变化，需重新进行欧姆调零，机械调零只在实验
10、前进行一次，所以电流表更换量程不需要进行调零，A正确，B错误；测量未知电阻时，不必先选最大倍率或最小倍率，但所选的倍率一定使指针偏在中间位置附近，C错误；测量未知电流时，为了保护电表，必须要从最大量程开始试测，D正确(2)由于没有10 V刻度线，可用50 V刻度线读数后除以5，即读数为5.4 V；多用电表欧姆挡的刻度线不均匀，从右向左逐渐变窄，读数要小于200 .答案：(1)AD(2)5.4小于命题点二用多用电表判断电路故障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 V，0.3 A”合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮(1)用多用电表的直流电压挡检查故障选择
11、开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)；A2.5 VB10 VC50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V、e、f间电压为0，则故障是_AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB灯被短路(2)接着练习使用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，测试前，一定要将电路中的开关S_；测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为_，此时测量的是_间电阻根据小灯泡的规格计算出的电阻为_.解析：(1)由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，B正确灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表
12、，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e、f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A正确(2)使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开欧姆表读数应该为6.0 .由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 ，说明测量的应该是e、f间电阻由R可求得电阻为12.7 .答案：(1)BA(2)断开6.0e、f12.7使用多用电表检测故障的两点注意事项(1)多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势(2)使用多用电表判断电路故障时，应采用“试触法”防止损坏电表 对点演练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
13、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_正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)(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)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.7(11.511.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用电表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器
14、件只能为小灯答案：(1)11.7(11.511.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯命题点三用多用电表探索黑箱内的电学元件在“练习使用多用电表”的实验中：(1)在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势_(填“高”或“低”)(2)某同学把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，发现无法调零，则他应_A用力转动欧姆调零旋钮B先用螺丝刀转动指针定位螺丝机械调零C更换多用电表的电池D作报废处理，换新的多用电表(3)在用多用电表进行测量时，指针的位置如图所示，若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的挡位，请写出对应指针读数所选择的挡位指针读数直流电压10 V电阻“10”挡(4)(多选)小
15、徐同学要进行二极管正反向电阻测量实验，他可选用以下器件中的_(填字母)解析：(1)欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接，在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势低(2)把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，无法调零，可能是多用电表没有进行机械调零造成的，他可以先用螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零，然后再进行欧姆调零，故选B.(3)多用电表选择直流电压10 V挡，由图示可知，其分度值为0.2 V，示数为3.6 V；选择开关置于电阻“10”挡，由图示表盘可知，其示数为2610 260 .(4)由图示可知，A是电容器，C是电阻，B、D是二
16、极管，因此可以选择B、D进行实验答案：(1)低(2)B(3)3.6 V260 (4)BD对点演练3(2022渭南模拟)如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱，黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件，但任两个接线柱间最多只连接有一个元件(1)某同学要用多用电表探测黑箱，探测的第一步应该是_A用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻B用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压C用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流(2)探测结果表明，黑箱里没有电源，并测得任两意个接线柱间的电阻如下表所示：红表笔ABACBC黑表笔BACACB测得阻值/20020011.2 k27011 k70
17、由此可以判断，黑箱里的元件一定有_，用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接(3)多用电表的表盘如图乙所示，在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从_(填“A”或“C”)接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，测电阻的挡位选择的应是_(填“1 k”“100”或“10”)乙解析：(1)因黑盒子内部可能有电源，则不能先用多用电表的欧姆挡测量，可先用电压挡判断内部是否有电源故选B.(2)根据题表中的测量值可以断定：A、B间肯定有电阻，B、C之间肯定有二极管，A、C间肯定有电阻和二极管的串联，电路连接如图所示或(3)在上面探测A、C两接线
18、柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从C接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，指针应指在中值附近，测电阻的挡位选择的应是“1 k”答案：(1)B(2)电阻、二极管电路连接见解析(3)C1 k命题点四创新拓展实验实验情境的创新实验数据的分析实验原理的拓展多用电表可以应用到日常生活中，对家用电器、电子元件进行测量或故障检测，被测元件可以是一般电阻，也可以是二极管、黑箱等.换用不同挡位，所测的量不同，读数方法不同，精确度要求也不同一般情况下，用多用电表测出的值只能作为参考.多用电表可以和很多电学实验配合使用，先粗略测出电阻值，作为设计电路、选择器材的参考.小明在实
19、验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是_A阻值一直为0B阻值先不变，后阶段变小C阻值恒定且远大于R2D阻值先不变，后阶段变大(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其iu图线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其iu图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由
20、此可判断图甲中D的黑色端是它的_极(填“正”或“负”)(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框端是其内部等效电路，已知电源电动势E9 V，电表满偏电流Ig3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为_；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为_.解析：(1)因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则未知元件阻值若先不变，后阶段变小，能符合测量结果，故B正确(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色端为负极(3)由R总，解得R总3000 ；D恰好处于稳
21、压工作区时，其两端电压U6 V，而U，解得RD6000 .答案：(1)B(2)负(3)3000(或3103) 6000(或6103)对点演练4电磁式多用电表是实验室中常用的测量仪器，通过转换开关挡位的调节可实现不同的测量功能(1)测量时多用电表指针在如图1所示的位置，若选择开关处于“10 mA”挡，其读数为_mA；若选择开关处于“10 ”挡，指针指在“5”和“10”的正中间，指针附近的其他刻度模糊，则被测电阻的阻值_75 (选填“大于”“等于”或“小于”)图1(2)多用电表处于欧姆挡时，其电路原理如图2所示，表内电源电动势为E，测量电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图像如图3所示则图2中A为
22、_(填“红表笔”或“黑表笔”)；图3中图线的函数表达式为I_(用题以及题图中符号表示)解析：(1)根据电流表读数规则可知，若选择开关处于“10 mA”挡，其读数为6.8 mA；由于欧姆挡刻度不均匀，越靠近最大电阻，单位刻度所代表的阻值越大，所以指针指在“5”与“10”正中间，所测电阻的阻值应小于75 .(2)由欧姆表内部电源正极连接黑表笔知，A为红表笔；欧姆表的中值电阻等于欧姆挡的内部电阻，根据题图3知，欧姆挡的内部电阻为R1，根据闭合电路欧姆定律得I.因ER1Ig，故又有I或I.答案：(1)6.8小于(2)红表笔I或I5在“练习使用多用电表”的实验中：(1)如图甲为一正在测量中的多用电表表盘
23、甲同学利用多用电表的直流50 mA挡测量电流，则读数为_mA.(2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时，他用电阻“100”挡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“1 k”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“0 ”(3)丙同学想设计一个实验，测量多用电表“1 ”挡的内部总电阻和内部电源的电动势指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成给定的器材有：待测多用电表，量程为1
24、00 mA的电流表，最大电阻为20 的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干实验过程如下实验前将多用电表调至“1 ”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指向电阻的零刻度用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图乙的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整调节滑动变阻器，读出多用电表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数，记录在下面的表格中，请根据表格数据在图丙的坐标系中描点作图R/4710141820I/103A78.067.060.052.045.043.0/A112.814.916.719.222.223.2请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为_V，内部总电阻为_.(结果保留三位有效数字)电流表存
25、在一定的内阻，这对实验结果_填“有影响”或“无影响”)解析：(1)直流50 mA挡最小刻度是1 mA，估读一位，读数为20.0 mA.(2)指针偏转角度过小，说明阻值较大，应改为大倍率挡，重新进行欧姆调零后，再进行测量故操作顺序为ADC.(3)多用电表内部电源的正极与黑表笔接触；同时滑动变阻器采用限流接法；测量电路如图1所示根据描点法可得出对应的图像如图2所示根据闭合电路欧姆定律可知I，变形可得Rr，则由图可知，当电阻为零时，10，故010Er，图像的斜率表示电源的电动势，则E V1.54 V，多用电表内阻r15.4 .由于使用欧姆表直接读出的阻值中包含了电流表内阻，故电流表内阻对实验没有影响答案：(1)20.0(19.820.0均可)(2)ADC(不可以改变顺序)(3)见解析图1见解析图21.54(1.451.55均可)15.4(14.515.5均可)无影响