2022年高考物理必考實驗精細精講 實驗十 練習使用多用電表學案

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1、2022年高考物理必考實驗精細精講 實驗十 練習使用多用電表學案 目錄 課前預習·基礎落實 課堂互動·考點突破 【實驗目的】 1.了解多用電表的構造和原理,掌握多用電表的使用方法。 2.會用多用電表測電壓、電流及電阻。 3.會用多用電表探索黑箱中的電學元件。 【實驗原理】 1.表盤 多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。外形如圖實Ⅹ-1所示:上半部為表頭,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關,它的四周刻有各種測量項目和量程。另外,還有歐姆表的調零旋鈕、指針定位螺絲和測試筆的插孔。 由于多用電表的測量項目和量程比較

2、多,而表盤的空間有限,所以并不是每個項目的量程都有專門的標度,有些標度就屬于共用標度,如圖實Ⅹ-1中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標度。 2.擋位 如圖實Ⅹ-2所示,其中1、2為電流測量端,3、4為電壓測量端,5為電阻測量端,測量時,黑表筆插入“-”插孔,紅表筆插入“+”插孔,并通過轉換開關接入與待測量相對應的測量端。 3.電流表與電壓表的改裝 改裝方案 4.多用電表的電阻擋 電阻擋是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的,它的原理如圖實Ⅹ-3所示。電阻R是可變電阻,也叫調零電阻。當紅黑表筆短接進行歐姆調零時,使指針滿偏。根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ig=,當紅黑表筆之間接有未

3、知電阻Rx時,有I=,故每一個未知電阻都對應一個電流值I。我們在刻度盤上直接標出I對應的Rx的值,則所測電阻Rx即可從表盤上直接讀出。由于I與R的非線性關系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應的電阻刻度卻是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿偏處。當Rx=Rg+R+r時,I=,指針半偏,所以歐姆表的內阻等于中值電阻。 【實驗器材】 多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。 【實驗步驟】 1.觀察多用電表的外形,認識選擇開關的測量項目及量程。 2.檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置,若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調零。 3.將

4、紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔。 4.如圖實Ⅹ-4甲所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小電珠兩端的電壓。 5.如圖實Ⅹ-4乙所示連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小電珠的電流。 6.用多用電表按下面步驟測電阻,并與標定阻值相比較 ①調整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度。 ②選擇開關置于“Ω”擋的“×1”,短接紅、黑表筆,調節(jié)歐姆調零旋鈕,然后斷開表筆,再使指針指向∞。 ③將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆。 ④選擇開關改置“×100”擋,重新進行歐姆調零。 ⑤再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端,

5、讀出指示的電阻值,然后斷開表筆。 ⑥測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 7.研究二極管的單向導電性,利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻,確定正負極。 8.探索黑箱內的電學元件 【數(shù)據(jù)處理】 1.測電阻時,電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。 2.測電壓和電流時,如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01、0.001等,讀數(shù)時應讀到最小刻度的下一位,若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等,讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。 【注意事項】 1.在使用多用電表前,應觀察指針是否指電流表的零刻度,若有

6、偏差,應用螺絲刀調節(jié)多用電表中間的定位螺絲,使多用電表的指針指向電流表的零刻度。 2.測量前,應把選擇開關旋轉到相應項目的適當量程上,讀數(shù)時要注意擋位與刻度盤的對應,直流電流擋、直流電壓擋要注意極性。 3.用多用電表探測黑箱時,一定要先用電壓擋判斷其內有無電源,確定無電源后才能使用歐姆擋測量。 4.歐姆擋的使用需要注意以下幾點: (1)合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡量指在表盤中間位置附近。 (2)換用歐姆擋的另一個量程時,一定要重新進行電阻調零,才能進行測量。 (3)讀數(shù)時,應將表針示數(shù)乘選擇開關所指的倍數(shù)。 5.實驗完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關置于“OFF”擋或交流電

7、壓最高擋.長期不用時應將多用電表中的電池取出。 課堂互動·考點突破 考點一 電表的改裝 [例1] 某同學用量程為1 mA、內阻為120 Ω 的表頭按圖實Ⅹ-5甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開關?;卮鹣铝袉栴}: (1)根據(jù)圖實Ⅹ-5甲所示的電路,在圖乙所示的實物圖上連線。 (2)開關S閉合時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”,或“電阻”);開關S斷開時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)。 (3)表筆A應為________色(填“紅”或“黑”)。 (4)定值電阻的阻

8、值R1=________Ω,R2=________Ω。(結果取三位有效數(shù)字) [解析] (1)實物連接如圖所示 (2)開關S閉合時,R1與表頭和R2并聯(lián),為電流表,因此用于測量電流;當開關S斷開時,R2與表頭串聯(lián),為電壓表,因此用于測電壓。 (3)電流應從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表,因此表筆A應為黑色。 (4)開關S斷開時為電壓表,U=Ig(Rg+R2),解得R2=880 Ω; 開關S閉合時為電流表,R1==1.00 Ω。 [答案] (1)見解析圖 (2)電流 電壓 (3)黑 (4)1.00 880 考點二 多用電表的使用及讀數(shù) [例2]  (新課標全國Ⅰ)某

9、學生實驗小組利用圖實Ⅹ-6所示電路,測量多用電表內電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內部電路的總電阻。使用的器材有: 多用電表; 電壓表:量程5 V,內阻十幾千歐; 滑動變阻器:最大阻值5 kΩ; 導線若干。 回答下列問題: (1)將多用電表擋位調到電阻“×1k”擋,再將紅表筆和黑表筆________,調零點。 (2)將圖實Ⅹ-6中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。 (3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖實Ⅹ-7甲所示,這時電壓表的示數(shù)如圖實Ⅹ-7乙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為__________kΩ和_

10、_______V。 (4)調節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零,此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內阻為________kΩ。 (5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖實Ⅹ-8所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內電池的電動勢為________V,電阻“×1 k”擋內部電路的總電阻為________kΩ。 [解析]  (1)歐姆表每次使用都需要將紅、黑表筆短接進行歐姆調零。 (2)由于紅表筆接歐姆表內置電源的負極,因此紅表筆也應

11、該與電壓表的負接線柱相連,故應和1端相連。 (3)歐姆表讀數(shù)需要“×1k”倍率,因此電阻為15 kΩ。電壓表示數(shù)3.60 V,最小刻度是1的需要精確到最小刻度的下一位。 (4)當滑動變阻器電阻為零的時候,歐姆表測得的是電壓表的內阻,因此是12 kΩ。 (5)根據(jù)歐姆表中間刻度可以判斷歐姆表的內阻為15 kΩ,根據(jù)(4)中的數(shù)據(jù)可知,當測12 kΩ的電壓表時,電壓表示數(shù)是4 V,所以I== mA,可得E=I(RV+R內)=9.00 V。 [答案] (1)短接 (2)1 (3)15 3.60 (4)12 (5)9.00 15 規(guī)律總結 多用電表的讀數(shù)技巧 1.歐姆表的讀數(shù) (

12、1)為了減小讀數(shù)誤差,指針應指在表盤到的部分,即中央刻度附近。 (2)除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 Ω時,要估讀到下一位,其余情況都不用估讀。 (3)電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。 2.測電壓、電流時的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。 考點三 多用電表探索黑箱內的電學元件 [例3] 如圖實Ⅹ-9甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。 (1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調整圖乙中多用電表的______

13、__(選填“A”、“B”或“C”)。 (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況。 (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“×1”擋,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖實Ⅹ-9乙所示。 請將記錄表補充完整,并在圖甲的黑箱圖中畫出一種可能的電路。 [解析] (1)A是機械調零,B是歐姆調零,C是功能選擇開關,故選填A。 (2)為防止a、b間存在高壓電源在持續(xù)接通時燒壞電

14、表,應采用“點觸”方式。 (3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管.由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0 Ω。因黑箱內只有三個阻值相等的電阻,由表內數(shù)據(jù)知b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故a、b間有一個電阻時a、c間兩個電阻串聯(lián);a、c間有一個電阻時a、b間兩個電阻并聯(lián),電路如圖所示。 [答案] (1)A (2)短暫 (3)5.0 電路圖見解析 考點四 用多用表判斷電路故障 [例4]  (重慶理綜)某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖實Ⅹ-10甲所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,

15、導線及其接觸完好。 維修人員使用已調好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。 (1)斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示如圖實Ⅹ-10乙所示,讀數(shù)為________V,說明________正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”“小燈”)。 (2)紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合開關后,多用表指示仍然和圖實Ⅹ-10乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”“小燈”)。 [解析]  (1)由題圖實Ⅹ-10可知,直流50 V擋的最小分度為1 V,故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應為11.5 V左右。由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標稱值,說明a、c兩點與電源之間是通路,只能是此電路之外的保險絲、開關、小燈中出現(xiàn)了斷路故障,但故障的具體位置不能確定。 (2)同理可知,兩表筆接c、b時測得結果仍等于電源電動勢,說明多用表、開關、保險絲、蓄電池形成了一閉合回路,故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障。 [答案] (1)11.5(11.2~11.8之間的值均可) 蓄電池 (2)小燈

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