实验14 用多用电表测量电学中的物理量 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“用多用电表测量电学量”实验专题，依据高考评价体系覆盖多用电表原理、测量（电压、电流、电阻、二极管）、电路故障检测及黑箱探测等核心考点，通过要点梳理与典例分析明确“电阻测量”“故障判断”等高频题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“原理-操作-误差-应用”的系统训练，如通过电阻测量中挡位选择与欧姆调零、故障检测中电压挡与电阻挡对比等典型题型，培养学生科学探究与科学思维素养。特设误差分析（系统与偶然误差）和注意事项指导，助力学生掌握实验答题技巧，教师可据此高效开展针对性复习。

实验14 用多用电表测量电学中的物理量 要点梳理 一、多用电表的原理与使用 1.用多用电表测量电压和电流 测电压: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。红表笔接电势高的点。 测电流: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,此时电流从红色表笔流入电表。 2.用多用电表测量电阻 (1)选择合适的挡位,把两表笔短接,进行欧姆调零。 (2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后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。 (3)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 3.用多用电表判断二极管的单向导电性 (1)晶体二极管是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。 (2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。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,电路截止,如图丙所示。 (3)用多用电表的两表笔测量时,当红表笔接二极管负极时,二极管导通,电阻很小,如图丁所示,当红表笔接二极管正极时,二极管截止,电阻很大,如图戊所示。 4.多用电表检测电路故障的方法 (1)电流挡检测:将多用电表串联在电路中,若示数为零,说明与电流表串联的部分电路断路。 (2)电压挡检测:将多用电表与部分电路并联,若示数为零,由于有多种可能原因,故无法做出具体判断;若示数等于电动势,说明该部分电路中某处断路,进一步缩小并联范围可以找出断路的位置。 (3)电阻挡检测:将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若电阻无穷大说明此元件断路;若电阻为零说明此元件短路。 5.用多用电表探测黑箱内的电学元件 判断元件 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 电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同 二极管 电阻挡 正接时示数很小,反接时示数很大 电容器 电阻挡 指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞” 电感线圈 电阻挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数 二、多用电表的读数 1.测电阻时,电阻阻值等于指针的示数与倍率的乘积。电阻挡的刻度是不均匀的,因此不同量程范围处其分度值不同。 2.测电压和电流时要估读,同电流表、电压表读数规则。 三、误差分析 1.偶然误差 (1)电阻表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。 (2)由于电阻表刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当倍率挡位,使指针指在中值附近。 (3)读数时易造成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。 2.系统误差 (1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。 (2)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。 四、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“红进”“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,电阻挡为倍率挡。 5.刻度线有三行:上为电阻专用,中间为直流电流、电压共用,下为交变电压2.5 V专用。 6.测电阻时 (1)待测电阻与电路、电源一定要断开。 (2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 (3)指针指中值附近较准,不能指在中值附近时换挡。 (4)每换一挡必须重新进行欧姆调零。 (5)读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。 7.使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。 方法指导 一、练习使用多用电表 典例　(1)小明同学用多用电表“直流电压2.5 V挡”直接粗略测量一节干电池的电动势,在测量前应该调节图甲中电表上的部件　　　　(选填“A”或“B”),测量时多用电表的黑表笔应该接干电池的　　　　(选填“正极”或“负极”),将选择开关置于合适的位置,下列符合要求的是　　　　(填选项字母)。  甲 A 负极　 B (2)正确连接后,指针示数如图乙所示,读数为　 　　 V。  乙 1.45 (3)小明找来一只多用电表(已进行机械调零),他将红、黑表笔分别插在“+”“-”插孔,选择开关置于图丙所示的位置,欧姆调零后测量Rx,电表指针位置如图丁所示,此时的测量结果为　　　　 Ω。若小明不慎将红、黑表笔分别插在“-”“+”插孔,其他操作不变,这对电阻的测量结果　　　　(选填“有”或“无”)影响。  丙 丁 110　 无 (4)测量一未知电阻的大小,下列操作正确的是　　 。(填选项前的字母)   A.先用“×1”挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再测 B.先用中等倍率的某个电阻挡位试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再测 C.测量同一电阻,换用不同倍率,可以依据实际情况决定是否需要重新“欧姆调零” B (5)下列关于多用电表的使用说法正确的是　　　。(填选项前的字母)  A.探究感应电流的产生条件,用多用电表的直流电压挡 B.探究感应电流的产生条件,用多用电表的交流电压挡 C.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系,用多用电表的交流电压挡 D.测量充电后平行板电容器两极板间的电势差U,用多用电表的直流电压挡 (6)电阻表“×1”挡,使用一段时间后,电源电动势从1.5 V减到1.4 V,将两支表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,仍能使指针指向满偏电流Ig,再在两表笔间接一电阻R,指针半偏,此时电阻测量值为15 Ω,而电阻R的实际阻值为____ Ω, 此时,测量值和真实值之间存在的误差属于　　　　　　　　 。(选填“系统误差”或“偶然误差”)   CD 14　 系统误差 解析 (1)在使用电压挡时应先调节机械调零旋钮进行调零,即调节图甲中电表上的部件A;测量时多用电表的电流应从红表笔流入、从黑表笔流出,即黑表笔应与干电池的负极相接;用多用电表“直流电压2.5 V挡”测量电动势时,B正确。 (2)图乙指针读数为1.45 V。 (3)由图丙可知,电阻表的挡位为“×10”挡,结合图丁中指针位置,可得电阻的测量结果为R=11.0×10 Ω=110 Ω;红、黑两表笔只是外观颜色不同,其本质都是导线,分别插在“-”“+”插孔,对电阻的测量结果不会产生影响。 (4)测量一未知电阻的大小,应先用中等倍率的某个电阻挡位试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再测,测量同一电阻,换用不同倍率,应重新“欧姆调零”,故B正确,A、C错误。 (5)探究感应电流的产生条件,用多用电表的直流电流挡,故A、B错误;探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系,应用多用电表的交流电压挡,故C正确;测量充电后平行板电容器两极板间的电势差U,用多用电表的直流电压挡,故D正确。 (6)电源电动势为1.5 V时,电阻表内阻R内=,电源电动势为1.4 V时,电阻表内阻R内'=,由闭合电路欧姆定律得I=,解得R真=14 Ω,该误差属于系统误差。 二、用多用电表测电阻 典例　某实验小组成员用多用电表测电压表的内阻和电阻表电池的电动势。电压表量程为0~10 V,内阻未知。一多用电表的表盘如图甲所示,其中多用电表上的三个重要部件分别用字母A、B、C标记。测量电压表内阻时操作过程如下。 甲 乙 (1)在测量前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件　　　　(选填“A”“B”或“C”),使多用电表的指针指在表盘最　　　　(选填“左”或“右”)端的零刻度线位置。  (2)测电压表内阻时,将选择开关置于电阻“×100”挡,发现指针偏转角度过小,则该同学应将选择开关置于“　　　　”(选填“×10”或“×1 k”)挡。   A 左 ×1 k (3)选择合适的挡位后,该同学先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中_______　　　　(选填“A”或“B”)所示方式连接,选择正确方式后,电阻表和电压表读数分别如图丙、丁所示,某同学读出电阻表的示数为　　　　 Ω,电压表的示数为　 　　V,则电阻表电池的电动势为　 　　V。(已知电阻表表盘刻度中间值为15)  丙 丁 A 　4.0×104　 5.0　 6.875 解析 (1)使用前要进行机械调零,调节部件A,使指针指向左边的零刻度处。 (2)电阻表指针偏转角度过小,说明所测电阻阻值大,应换高倍率挡位,故倍率选择“×1 k”挡位。 (3)电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出;电流从电压表的正接线柱流入电压表,从电压表的负接线柱流出,故A方式正确;由读数规则可知,电阻表读数=表盘读数×倍率=40×1 kΩ=40 kΩ,电压表读数为5.0 V,此时电阻表内阻等于中值电阻,为r=15 kΩ,根据闭合电路的欧姆定律有E=Ir+U=r+U= V=6.875 V。 三、利用多用电表检测电路故障 典例　某同学连接的实验实物图如图所示,闭合开关S后,发现灯A、B都不亮,他采用下列两种方法检查故障: (1)用多用电表的直流电压挡进行检查 ①在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触　　　　(选填“a”或“b”)点。  ②该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可以判定故障是________ 。 　　　　(假设只有下列的某一项有故障)   测试点 电压示数 a、b 有示数 c、b 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 A.灯A断路　　　　B.灯B短路 C.cd段断路 D.df段断路 a　 D (2)用电阻挡检查 ①测试前,应将开关S　　　　 。(选填“断开”或“闭合”)   ②测试结果如下表所示,由此可以断定故障是　　　　。  A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路 断开 D 解析 (1)测试时红表笔应接电势高的a点。根据测试结果,a、b间有示数,说明b→电源→a完好;c、b间有示数,说明b→电源→a→c完好;c、d间无示数,说明c→灯→d间完好;d、f间有示数,说明f→b→电源,d→c→a→电源完好,故应是d、f段断路,另外,若灯B短路,则d、f间应无示数。故D正确。 (2)用电阻挡检查时,测试前应首先将开关S断开。根据表针偏转情况,接c、d时有示数,说明不是灯A断路;接e、f时有示数,说明也不是灯B断路;接d、e时有电阻无穷大,可以断定是d、e间导线断路。故D正确。 四、利用多用电表探测电学“黑箱”问题 典例　“黑箱”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测。 第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针不发生偏转; 第二步:用电阻“×100 Ω”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示。 图1 (1)第一步测量结果表明盒内　　 　　　。  (2)图2标出了图1甲和乙中表盘指针所处的位置,其对应的阻值是_____ Ω; 图3标出了图1丙中表盘指针所指的位置,其对应的阻值是　　　　 Ω。  图2 图3 不存在电源 1 200　 500　 (3)请在图4的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。 图4 见解析图 解析 (1)使用电压挡进行测量,目的是看盒内是否有电源,由于指针不发生偏转,因此盒内不存在电源。 (2)使用电阻表读数时注意其零刻度在右侧,读出数据然后乘挡位倍率即为所测电阻阻值。所以题图2示数为12×100 Ω=1 200 Ω,题图3读数为 5×100 Ω=500 Ω。 (3)使用电阻挡进行测量时,注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,观察题图1中的甲、乙可知,在测量b、c之间的电阻时,对两个接线柱进行正反测量,其阻值相同,说明b、c之间接有一个定值电阻;观察题图1中的丙、丁可知,在测量a、c之间电阻时,黑表笔接c时电阻很小,接a时电阻很大,说明a、c之间有二极管,而且c应该接二极管的正极;观察题图1中的戊可知,黑表笔接b时电阻比丙中黑表笔接c时电阻大,说明了a、c、b之间串联了二极管和电阻两个元件,由题图1己可知,a、b之间电阻无穷大,故盒内元件的连接如图所示。 测试点 表头指示位置 c、d d、e e、f $