第10章 实验(十三) 用多用电表测量电学中的物理量(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 实验十三 用多用电表测量电学中的物理量 备考目标 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.了解二极管的单向导电性。 4.会用多用电表进行简单的电路故障分析。 实验01步——理清实验过程，注意关键点 红 黑 直流电压 高 直流电流 红 “OFF” 左 右 欧姆调零 电源 很小 很大 正 负 正 负 实验02步——透析常见考法，明确常考点 类型一 教材原型实验 类型二 拓展创新实验 实验（十三） 1．认识多用电表 (1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量程。 (2)外形如图所示：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。 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(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔( 表笔插入“＋”插孔， 表笔插入“－”插孔)。 2．用多用电表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 挡，测小灯泡两端的电压，红表笔接电势 的点。 按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于 挡，测量通过小灯泡的电流，此时电流从 表笔流入电表。 3．用多用电表测定值电阻的阻值 (1)原理 电路图 I与Rx的对应关系 相当于待测电阻Rx＝0调节R使I＝Ig＝，此时指针指在Ig处(RΩ＝Rg＋r＋R) 相当于待测电阻Rx＝∞，此时I＝0，指针不偏转 待测电阻为Rx，I＝，指针指到某确定位置，此时Rx＝－RΩ 刻度特点 表头电流满偏Ig处，对应欧姆表零刻度(最右侧) 表头电流I＝0处，对应欧姆表∞刻度(最左侧) 表头电流I与电阻Rx一一对应，但不是线性关系 ，表盘刻度不均匀 (2)注意：①黑表笔与内电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”； ②当多用电表的指针指在中央时＝，知中值电阻R中＝RΩ。 (3)测量步骤 ①估测待测电阻阻值，选择合适的量程； ②欧姆调零； ③将被测电阻接在红、黑表笔之间； ④读数：指针示数乘以倍率； ⑤使用完毕：选择开关置于 挡，长期不用应取出电池。 (4)注意事项 ①区分“机械零点”与“欧姆零点”，机械零点是表盘刻度 侧“0”的位置，机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指针刻度盘 侧的“0”位置，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮。 ②使指针在中值附近，否知换挡。 ③测电阻时每换一次挡必须重新 。 ④手不能接触表笔的金属杆。 ⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和 断开。 4．用多用电表测二极管的正、反向电阻 (1)认识二极管 晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极。 特点：给二极管加正向电压时其电阻 ，当给二极管加反向电压时其电阻 。 (2)用欧姆挡判断二极管的正负极 将多用电表欧姆挡调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的 极，红表笔接触二极管的 极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的 极，红表笔接触二极管的 极(如图乙)。 5．探索黑箱内的电学元件 判断对象 应用挡位 现象 电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源 电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同 二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大 1．图(a)是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250 μA，内阻为480 Ω，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 Ω挡。 (1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相接。 (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＝________Ω，R4＝________Ω。 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(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)。 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，调整表头指针定位螺丝，使电表指针在表盘左端电流“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1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知， ＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω；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1 V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 Ω，两端电压为0.12 V，则R4两端电压为0.88 V，由串联电路中电压与电阻成正比知，R4电阻为880 Ω。 (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14.7 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11×100 Ω＝1.10 kΩ。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5 V，读数为2.94 V。 答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA　1.10 kΩ　2.94 V 2．某同学发现手边的通用技术工具箱中有几只如图1所示的发光二极管，对此电子元件产生浓厚兴趣，开展了相关的实验探究。 (1)利用多用电表测其电阻时把多用电表调到欧姆挡，选择的倍率如图2所示，两表笔短接，再欧姆调零，再按正确的步骤进行如下操作： ①当多用电表的红表笔接较短引脚B，黑表笔接较长引脚A时，读数如图2所示，此时二极管的电阻约为________Ω。两表笔互换，多用电表的指针几乎无偏转，则二极管的正极是______引脚(填“A”或“B”) 。 ②由于多用电表内的电池用了较长时间，现更换同品牌的新电池(电动势较旧电池略偏大，内阻较旧电池偏小)重复上述实验，则上述①所测的电阻示数______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)二极管正向导电时伏安特性的研究 ①为了描述发光二极管的伏安特性曲线。实验室提供如下器材：发光二极管(用符号表示)、直流电源(电动势为3.0 V，内阻为1.5 Ω)、电压表(量程为0～3 V和0～15 V)、滑动变阻器R1(500 Ω，3 A) 、滑动变阻器R2(30 Ω，3 A) ，电流表(量程为0～5 mA)、开关及导线若干。请利用上述器材，设计实验电路并把电路图画在图3的方框内。 ②按正确的电路图连接电路，操作无误，并得到图4所示的伏安特性曲线。由图可得电压为2 V时发光二极管的阻值为______ Ω； 二极管的正向电阻有何特____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 解析：(1)①此时多用电表读数为 7．0×1 kΩ＝7 000.0 Ω。 电表中的电流流向是“红进黑出”，也就是从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出，当多用电表的红表笔接在二极管的A引脚，指针几乎无偏转，说明此时测量反向电阻。根据二极管的单向导电性，可以知道A引脚是正极。 ②当换新电池时，其电动势偏大，内阻减小，从而使电路中的电流变大，电阻的示数将变小。 (2)①流过发光二极管的电流较小，电流表内接，且滑动变阻器选R2并采用分压式接法，如图所示。 ②电压为2 V时，流过发光二极管的电流约为1.5 mA，所以发光二极管的阻值约为R＝≈1 333 Ω 电压小于1.7 V时，未导通，电阻很大；电压大于1.7 V时，随电压增大，电阻变小。 答案：(1)①7 000.0　A　②变小　(2)①见解析图　②1 333(1 250～1 350)　电压小于1.7 V时，未导通，电阻很大；电压大于1. 7 V时，随电压增大，电阻变小 3．在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡 A、B规格均为“3.8 V　0.3 A”。合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B都不亮。 (1)用多用电表的直流电压挡检查故障： ①选择开关置于下列量程的______挡较为合适；(用字母序号表示) A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V ②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________。 A．A灯丝断开 B．B灯丝断开 C．d、e间连线断开 D．B灯短路 (2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”， ①测试前，一定要将电路中的开关S______； ②测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为______ Ω，此时测量的是______间电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为______Ω，它不等于测量值，原因是_____________________________________________________。 解析：(1)①四节干电池串联之后的电动势为6 V，电压表量程应选择10 V，故选B。 ②c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，而且e、f间电压为0，由此可判断短路发生在c、d间，即A灯丝断开，故选A。 (2)①使用多用电表欧姆挡测电阻时，一定要断开电源，即一定要把开关S断开。 ②c、d间短路，测出的电阻应为无穷大，则读数为6 Ω，测量的是e、f间的电阻。 根据规格计算的电阻为R＝＝ Ω≈12.7 Ω。 根据小灯泡的规格计算出的电阻它不等于测量值的原因是：高温条件下金属丝电阻率大，计算的电阻是正常工作时的高温电阻，而测量值为断电时的低温小电阻。 答案：(1)①B　② A　(2)①断开　②6　 e、f　12.7　见解析 1．(2023·四川凉山三模)某同学在实验室找到一个灵敏电流表G(量程10 mA，内阻约10 Ω)，用该电流表改装成多用表欧姆挡，实验室还有以下器材： 电源(电动势1.5 V，内阻1 Ω)；滑动变阻器；电阻箱(0～999.9 Ω)；电压表V1(量程100 mV)；电压表V2(量程3 V)；红、黑表笔和导线若干。现操作如下： (1)该同学用如图甲所示电路测量这个灵敏电流表的内阻，则电压表应选择______(选填“V1”或“V2”)。按甲图接好电路，滑动变阻器的滑片移到左端，先将单刀双掷开关打到1，调节滑动变阻器的滑片，电压表的读数为U，然后将单刀双掷开关打到2，保持滑动变阻器的滑片不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的读数仍为U，此时电阻箱的读数为11 Ω，则灵敏电流表G的内阻rg为______Ω。 (2)该同学借助题中器材，改装成如图乙所示的欧姆表，在欧姆调零时应将电阻箱的阻值调到______ Ω。用改装后的欧姆表测未知电阻时，如果指针指到图丙所示位置，则电流表G的读数为______ mA，此时被测电阻的阻值Rx＝______Ω。 (3)如果题目中电源电动势只有1.44 V，欧姆表仍然能够欧姆调零，用改装后的欧姆表测未知电阻时，指针指到丙图的位置，则被测电阻的真实值为________ Ω。 解析：(1)灵敏电流表的满偏电压约为Ug＝Igrg＝10×10－3×10 V＝0.1 V，则电压表应选择V1。灵敏电流表G的内阻与电阻箱接入电路中的电阻相等，则rg＝11 Ω。 (2)由闭合电路欧姆定律可得Ig＝，解得欧姆调零时应将电阻箱的阻值调到R＝－r－rg＝ Ω－1 Ω－11 Ω＝138 Ω，电流表的量程是10 mA，则电流表G的读数为6.0 mA。由闭合电路欧姆定律得I＝，解得被测电阻的阻值Rx＝100 Ω。 (3) 如果题目中电源电动势只有1.44 V，则进行欧姆调零时应将电阻箱的阻值调到R′＝－r－rg＝ Ω－1 Ω－11 Ω＝132 Ω，被测电阻的阻值Rx′＝－r－rg－R′＝96 Ω。 答案：(1)V1　11　(2)138　6.0　100　(3)96 【创新点剖析】　本题的创新之处在于以下两点： (1)根据闭合电路欧姆定律，利用灵敏电流表改装成多用表欧姆挡。 (2)利用相关电路测量灵敏电流表的内阻。 2.(2022·河北高考)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V，0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。 (1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是______ (多选)。 A．按下S1，L1和L2均发光 B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光 C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭 (2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是__________(填写各步骤前的字母)。 A．将选择开关旋转到“×100”位置 B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点 C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度 D．测量指示灯L1两端的阻值 E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡 操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是______断路损坏；若指针如图4所示，可判断是______断路损坏。(用电路中的元件符号表示) 解析：(1)按下S1后，L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中并联的整体电阻R并≈56.64 Ω，RL≈10.42 Ω，则回路总电阻R总＝1 067.06 Ω，则回路总电流I总＝≈0.21 A，则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并＝I总R并≈11.89 V，则流过L1的电流为IL1＝＝ A≈0.012 A，则流过L1的电流小于30 mA，则L1熄灭，B错误； 由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合，C正确； 当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为IL1′＝＝ A≈0.218 A，则此时流过L1的电流大于30 mA，则L1发光，D正确。故选CD。 (2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。 由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，由题图3可看出L1两端有1 090 Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏。 由题图4可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL＝10.42 Ω，此时选用的是“×100”挡，则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。 答案：(1)CD　(2)CABDE　L1　R1 【考题揭秘】 (1)本题综合考查了电饭煲电路的理解和多用电表的使用，重点是故障检测的使用步骤和判断。 (2)用欧姆挡检测时，应将电源断开，然后用红、黑表笔测量阻值，根据阻值的数值特点分析断路情况。 (3)分析该题时，一定要注意L1不亮，但加热和保温功能正常，说明除L1有问题外，R1也可能有问题。 $$