第十章 实验十二 练习使用多用电表-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT
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内容正文:
实验十二 练习使用多用电表
第十章 电路 及其应用 电能 能量守恒定律
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第十章 电路 及其应用 电能 能量守恒定律
高考总复习 物理
突破 实验热点
02
夯实 基础实验
01
课后 素养提能
03
高考总复习 物理
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第十章 电路 及其应用 电能 能量守恒定律
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[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量程的倍率.
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,更应注意不要用手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,否则极易烧坏二极管.
[误差分析]
1.电池用旧后,电动势会减小,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,要注意其左密右疏的特点.
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,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值.
5.读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数.
热点一 多用电表的原理与读数
[典例1] (2025·广东惠州市一模)某同学想利用多用电表欧姆挡测量电压表内阻,所选用电压表有3 V和15 V两个量程.
(1)测量电压表3 V量程的内阻
①先对多用电表进行机械调零,再将选择开关旋至欧姆挡“×100 Ω”倍率处,短接两表笔,进行 ________ ;测量时,电压表的“-”极连接多用表的 ________ (填“红表笔”或“黑表笔”);
②测量时欧姆表的指针如图甲,则电压表3 V量程的内阻为 ________ Ω;
(2)电压表15 V量程和3 V量程由同一个表头改装的,则可推算出15 V量程的内阻等于 ________ Ω;
(3)若该多用电表欧姆挡可选用电动势为“1.5 V”或“9 V”两个规格的干电池,根据图甲、乙中欧姆表盘及电压表示数,可以推断选择“×100 Ω”倍率时所用干电池电动势为 ____________ V.
[解析] (1)①先对多用电表进行机械调零,再将选择开关旋至欧姆挡“×100 Ω”倍率处,短接两表笔,进行欧姆调零.
测量时,欧姆表的黑表笔接电源的正极,则电压表的“-”极连接多用电表的红表笔.
②电压表3 V量程的内阻为
RV=30×100 Ω=3 000 Ω;
(2)由串联分压eq \f(U1,U2)=eq \f(RV,R),
15 V量程的内阻等于
R=eq \f(U2RV,U1)=eq \f(15×3 000,3) Ω=15 000 Ω;
(3)选择“×100 Ω”倍率时所用干电池电动势为
E=U+eq \f(U,RV)R中=1.00 V+eq \f(1.00,3 000)×1 500 V=1.5 V.
[答案] (1)①欧姆调零 红表笔 ②3 000
(2)15 000 (3)1.5
[典例2] (2025·安徽马鞍山高三一模)图甲所示为某种多用电表内部电路图,图乙为其刻度盘.表头的满偏电流Ig=50 mA,多用电表选择开关S接1、2时,分别为量程为500 mA、100 mA的电流表;选择开关S接3、4时,分别为倍率为“×1”“×10”的欧姆表.
甲
乙
(1)某同学用该表测量某定值电阻的阻值,选择不同的倍率时指针位置分别如乙图中的a、b所示,则该电阻阻值为 ________ Ω.
(2)若该表使用一段时间后电源电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法测量上述电阻,其测量结果将 ________ (选填“变大”“变小”或“不变”).
(3)根据题干信息可知:R1∶R2= ________ ;电源E的电动势的值为 ________ V.
[解析] (1)选择开关S接3、4时,分别为倍率为“×1”“×10”的欧姆表,为了读数准确,应使指针指在中间部分,根据图像可知选择的是“×10”挡位,则电阻阻值为110 Ω.
(2)当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式Ig=eq \f(E,R内)可知,欧姆表内阻R内需要调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由I=eq \f(E,R内+Rx)=eq \f(IgR内,R内+Rx)=eq \f(Ig,1+\f(Rx,R内)),可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了.
(3) 选择开关接1时,对应的电流表量程为I1=Ig+eq \f(IgRg+R2,R1)=500 mA,选择开关接2时,对应的电流表量程为I2=Ig+eq \f(IgRg,R1+R2)=100 mA,解得R1∶R2=1∶4,根据图像可知,“×1”挡位中值电阻即欧姆表内阻为15 Ω,所以E=I2R内=1.5 V.
[答案] (1)110 (2)变大 (3)1∶4 1.5
热点二 多用电表的使用
[典例3] (2025·北京延庆区高三一模)多用电表是物理实验室常用的仪表之一,在练习使用多用电表的实验中
(1)小敏同学测量20 V左右的交流电压
①下列操作不合理的是 ________ .
A.先调节图乙中的T旋钮,使指针指向左侧零刻度
B.将挡位K调至eq \o(V,\s\do4(~))50 V
C.测量并读数
②指针位置如图甲所示,则此交变电流的电压为 ________ V.
甲
乙
(2)小白同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×100”挡位,测量时发现指针偏转过小.
①应适当使流过欧姆表表头的电流变 ________ .
②接下来的操作顺序是 ________ .
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×10”挡
d.将选择开关旋到“×1 k”挡
e.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
[解析] (1)①先调节图乙中的机械调零旋钮S,使指针指向左侧零刻度,故A错误; 将挡位K调至eq \o(V,\s\do4(~))50 V,指针指在读数20左右,测量并读出数值,故B、C正确.
②指针指在刻度21.5,则此交变电流的电压为21.5 V.
(2)①指针偏转过小,即流过欧姆表表头的电流太小,应适当使流过欧姆表表头的电流变大.
②应选择更大的挡位,将选择开关旋到“×1 k”挡;然后将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔;将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔;最后旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔,所以操作顺序是daeb.
[答案] (1)①A ②21.5 (2)①大 ②daeb
[典例4] (2025·福建泉州高三监测)某同学用多用电表做了以下两个实验:
(1)用欧姆挡测量一电阻的阻值(约580 Ω~610 Ω),进行了如图甲所示的a、b、c、d四个操作,正确的顺序是 ________ ;其中步骤b的指针指在图乙所示的刻度处,该同学选择的倍率为 ________ (选填“×1”“×10”或“×100”).
甲
乙
(2)欧姆挡进行电阻调零后,为了测量红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im,该同学设计了如图丙所示的电路,但电路中有一处接线错误,请指出:
__________________________________________________________
_________________________________________________________;
正确连接线路后,闭合开关,改变电阻箱的阻值,可得到多组电流表示数I和电阻箱阻值R,作出eq \f(1,I)-R图线如图丁,该图线纵轴截距为b,若忽略毫安表内阻,可得出Im= ________ ;若考虑到毫安表内阻的影响,这个测量值 ________ 真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).
[解析] (1) 机械调零,用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处;将选择开关旋至合适的挡位;欧姆调零,两个表笔短接,调整调零旋钮,让指针指在零的位置;连接待测电阻测量,读出表盘电阻的读数,乘以挡位开关倍数,乘积为电阻值;测完后多用电表挡位调到交流电压的最高挡,或断开挡.故正确的顺序是adcb;由于电阻的阻值(约580 Ω~610 Ω),根据在图乙所示的刻度,可知选择的倍率为×10.
(2)多用电表欧姆挡表内自带电源,电流红进黑出,而对于毫安表,电流应从正接线柱进,负接线柱出,因此电流表的正负接线柱接反;
欧姆表测量原理为
I=eq \f(E,RΩ+R)(设毫安表无内阻),
即eq \f(1,I)=eq \f(R,E)+eq \f(RΩ,E)=eq \f(R,E)+b,
当R为零时,eq \f(1,I)=eq \f(1,b),
即Im=eq \f(1,b),
由于Im=eq \f(E,R总),
当考虑到毫安表内阻的影响,R总增大,这个测量值小于真实值.
[答案] (1)adcb ×10 (2)电流表的正负接线柱接反 eq \f(1,b) 小于
热点三 拓展创新实验
创新角度
实验装置图
创新解读
应用多用电表检测二极管
(1)二极管具有单向导电性,正向导通时红表笔应接二极管的负极.
(2)应用多用电表欧姆挡测量二极管的电阻时,表针应指在表盘中央附近.
多用电表检测电路故障
(1)用多用电表的欧姆挡检测电路故障.
(2)利用多用电表的电流挡测量多用表内部电池的电动势.
用多用电表探索黑箱内的电学元件
根据不同元件的特性判断黑箱内的元件及其连接方式.
[典例5] 某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点.
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.
(3)将红、黑表笔 ________ ,进行欧姆调零.
(4)测反向电阻时,将 ______ 表笔接二极管正极,将 ______ 表笔接二极管负极,读出电表示数.
(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘 ________ (填“左侧”“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复(3)、(4).
(6)测量完成后,将选择开关拨向 __________ 位置.
[解析] (3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将红表笔接二极管正极,将黑表笔接二极管负极,读出电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央.(6)测量完成后,将选择开关拔向“OFF”或交流电压最高挡位置.
[答案] (3)短接 (4)红 黑 (5)中央
(6)“OFF”或交流电压最高挡
[典例6] 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,并测得任两个接线柱间的电阻如下表所示:
红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
测得阻
值/Ω
200
200
11.2 k
270
11 k
70
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”).
[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:
(3)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,指针应指在中间附近,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)C ×1 k
[典例7] 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,电流表无示数,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R=15 Ω,电流表量程为0~50 mA.操作步骤如下:
①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;
②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;
③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;
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示.
回答下列问题:
(1)图丙中的多用电表示数为 ________ Ω;图丁中的电流表示数为 ________ mA.
(2)操作步骤④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)欧姆表的示数为24×1 Ω=24 Ω,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示数为38.0 mA.
(2)根据电流必须从电流表的正接线柱流入,电流从欧姆表的红表笔流入,黑表笔流出,电路中电流经过电流表的方向为d→e,则操作步骤④中,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a、c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)由操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度,根据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 Ω.根据闭合电路欧姆定律得I=eq \f(E′,R0+RmA+R欧),又R0+RmA=24 Ω,故E′=I(R0+RmA+R欧)=38.0×10-3×(24+15)V≈1.48 V.
[答案] (1)24 38.0 (2)e (3)B (4)1.48
$$