2022年高考物理必考實(shí)驗(yàn)精細(xì)精講 實(shí)驗(yàn)十 練習(xí)使用多用電表學(xué)案

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1、2022年高考物理必考實(shí)驗(yàn)精細(xì)精講 實(shí)驗(yàn)十 練習(xí)使用多用電表學(xué)案 目錄 課前預(yù)習(xí)·基礎(chǔ)落實(shí) 課堂互動(dòng)·考點(diǎn)突破 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。 2．會(huì)用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻。 3．會(huì)用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。 【實(shí)驗(yàn)原理】 1．表盤 多用電表可以用來測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。外形如圖實(shí)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(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程。另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、指針定位螺絲和測(cè)試筆的插孔。 由于多用電表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較

2、多，而表盤的空間有限，所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖實(shí)Ⅹ－1中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標(biāo)度。 2．擋位 如圖實(shí)Ⅹ－2所示，其中1、2為電流測(cè)量端，3、4為電壓測(cè)量端，5為電阻測(cè)量端，測(cè)量時(shí)，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)量相對(duì)應(yīng)的測(cè)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(shí)Ⅹ－3所示。電阻R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻。當(dāng)紅黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，使指針滿偏。根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ig＝，當(dāng)紅黑表筆之間接有未

3、知電阻Rx時(shí)，有I＝，故每一個(gè)未知電阻都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值I。我們?cè)诳潭缺P上直接標(biāo)出I對(duì)應(yīng)的Rx的值，則所測(cè)電阻Rx即可從表盤上直接讀出。由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對(duì)應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處。當(dāng)Rx＝Rg＋R＋r時(shí)，I＝，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻。 【實(shí)驗(yàn)器材】 多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1．觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)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(jìn)行機(jī)械調(diào)零。 3．將

4、紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔。 4．如圖實(shí)Ⅹ－4甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測(cè)小電珠兩端的電壓。 5．如圖實(shí)Ⅹ－4乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測(cè)量通過小電珠的電流。 6．用多用電表按下面步驟測(cè)電阻，并與標(biāo)定阻值相比較 ①調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。 ②選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”，短接紅、黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)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(guān)改置“×100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。 ⑤再將兩表筆分別接觸標(biāo)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(cè)量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 7．研究二極管的單向?qū)щ娦?，利用多用電表的歐姆擋測(cè)二極管兩個(gè)引線間的電阻，確定正負(fù)極。 8．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 【數(shù)據(jù)處理】 1．測(cè)電阻時(shí)，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(cè)電壓和電流時(shí)，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01、0.001等，讀數(shù)時(shí)應(yīng)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(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。 【注意事項(xiàng)】 1．在使用多用電表前，應(yīng)觀察指針是否指電流表的零刻度，若有

6、偏差，應(yīng)用螺絲刀調(diào)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(cè)量前，應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)項(xiàng)目的適當(dāng)量程上，讀數(shù)時(shí)要注意擋位與刻度盤的對(duì)應(yīng)，直流電流擋、直流電壓擋要注意極性。 3．用多用電表探測(cè)黑箱時(shí)，一定要先用電壓擋判斷其內(nèi)有無電源，確定無電源后才能使用歐姆擋測(cè)量。 4．歐姆擋的使用需要注意以下幾點(diǎn)： (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(gè)量程時(shí)，一定要重新進(jìn)行電阻調(diào)零，才能進(jìn)行測(cè)量。 (3)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將表針示數(shù)乘選擇開關(guān)所指的倍數(shù)。 5．實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電

7、壓最高擋．長期不用時(shí)應(yīng)將多用電表中的電池取出。 課堂互動(dòng)·考點(diǎn)突破 考點(diǎn)一　電表的改裝 [例1]　某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 Ω 的表頭按圖實(shí)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(guān)。回答下列問題： (1)根據(jù)圖實(shí)Ⅹ－5甲所示的電路，在圖乙所示的實(shí)物圖上連線。 (2)開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”，或“電阻”)；開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)。 (3)表筆A應(yīng)為________色(填“紅”或“黑”)。 (4)定值電阻的阻

8、值R1＝________Ω，R2＝________Ω。(結(jié)果取三位有效數(shù)字) [解析]　(1)實(shí)物連接如圖所示 (2)開關(guān)S閉合時(shí)，R1與表頭和R2并聯(lián)，為電流表，因此用于測(cè)量電流；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，R2與表頭串聯(lián)，為電壓表，因此用于測(cè)電壓。 (3)電流應(yīng)從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表，因此表筆A應(yīng)為黑色。 (4)開關(guān)S斷開時(shí)為電壓表，U＝Ig(Rg＋R2)，解得R2＝880 Ω； 開關(guān)S閉合時(shí)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(diǎn)二　多用電表的使用及讀數(shù) [例2]　 (新課標(biāo)全國Ⅰ)某

9、學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖實(shí)Ⅹ－6所示電路，測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻“×1 k”擋內(nèi)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(nèi)阻十幾千歐； 滑動(dòng)變阻器：最大阻值5 kΩ； 導(dǎo)線若干。 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調(diào)零點(diǎn)。 (2)將圖實(shí)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(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖實(shí)Ⅹ－7甲所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖實(shí)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零，此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測(cè)量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為________kΩ。 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖實(shí)Ⅹ－8所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為________V，電阻“×1 k”擋內(nèi)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(jìn)行歐姆調(diào)零。 (2)由于紅表筆接歐姆表內(nèi)置電源的負(fù)極，因此紅表筆也應(yīng)

11、該與電壓表的負(fù)接線柱相連，故應(yīng)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(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻為零的時(shí)候，歐姆表測(cè)得的是電壓表的內(nèi)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(nèi)阻為15 kΩ，根據(jù)(4)中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)測(cè)12 kΩ的電壓表時(shí)，電壓表示數(shù)是4 V，所以I＝＝ mA，可得E＝I(RV＋R內(nèi))＝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(jié) 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(yīng)指在表盤到的部分，即中央刻度附近。 (2)除非指針?biāo)诳潭缺P處每個(gè)小格表示1 Ω時(shí)，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(cè)電壓、電流時(shí)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(shí)要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時(shí)，不用估讀到下一位。 考點(diǎn)三　多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 [例3]　如圖實(shí)Ⅹ－9甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。 (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(yīng)先調(diào)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(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等，測(cè)量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖實(shí)Ⅹ－9乙所示。 請(qǐng)將記錄表補(bǔ)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(jī)械調(diào)零，B是歐姆調(diào)零，C是功能選擇開關(guān)，故選填A(yù)。 (2)為防止a、b間存在高壓電源在持續(xù)接通時(shí)燒壞電

14、表，應(yīng)采用“點(diǎn)觸”方式。 (3)正反向阻值相等說明兩接點(diǎn)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(nèi)只有三個(gè)阻值相等的電阻，由表內(nèi)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(cè)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(gè)電阻時(shí)a、c間兩個(gè)電阻串聯(lián)；a、c間有一個(gè)電阻時(shí)a、b間兩個(gè)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(diǎn)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(shí)Ⅹ－10甲所示，該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源，

15、導(dǎo)線及其接觸完好。 維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測(cè)故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)。 (1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用表指示如圖實(shí)Ⅹ－10乙所示，讀數(shù)為________V，說明________正常(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”“小燈”)。 (2)紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖實(shí)Ⅹ－10乙相同，可判定發(fā)生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”“小燈”)。 [解析]　 (1)由題圖實(shí)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(yīng)為11.5 V左右。由于測(cè)得的電壓基本等于蓄電池電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)稱值，說明a、c兩點(diǎn)與電源之間是通路，只能是此電路之外的保險(xiǎn)絲、開關(guān)、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(shí)測(cè)得結(jié)果仍等于電源電動(dòng)勢(shì)，說明多用表、開關(guān)、保險(xiǎn)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