2022年高考物理必考實驗精細(xì)精講 實驗十 練習(xí)使用多用電表學(xué)案目錄課前預(yù)習(xí)·基礎(chǔ)落實課堂互動·考點突破【實驗?zāi)康摹?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(xué)元件?！緦嶒炘怼?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量項目和量程。另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、指針定位螺絲和測試筆的插孔。由于多用電表的測量項目和量程比較多，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(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖實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(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相對應(yīng)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，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知電阻Rx時，有I，故每一個未知電阻都對應(yīng)一個電流值I。我們在刻度盤上直接標(biāo)出I對應(yīng)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(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(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)RxRgRr時，I，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻?！緦嶒炂鞑摹慷嘤秒姳?、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?！緦嶒灢襟E】1觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)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(jìn)行機(jī)械調(diào)零。3將紅、黑表筆分別插入“”、“”插孔。4如圖實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，測小電珠兩端的電壓。5如圖實4乙所示連好電路，將選擇開關(guān)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(biāo)定阻值相比較調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。選擇開關(guān)置于“”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。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。選擇開關(guān)改置“×100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆。測量完畢，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二極管兩個引線間的電阻，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(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)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可?！咀⒁馐马棥?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測量前，應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)項目的適當(dāng)量程上，讀數(shù)時要注意擋位與刻度盤的對應(yīng)，直流電流擋、直流電壓擋要注意極性。3用多用電表探測黑箱時，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(jìn)行電阻調(diào)零，才能進(jìn)行測量。(3)讀數(shù)時，應(yīng)將表針示數(shù)乘選擇開關(guān)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(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋長期不用時應(yīng)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(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 的表頭按圖實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)?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)圖實5甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。(2)開關(guān)S閉合時，多用電表用于測量_(填“電流”、“電壓”，或“電阻”)；開關(guān)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(yīng)為_色(填“紅”或“黑”)。(4)定值電阻的阻值R1_，R2_。(結(jié)果取三位有效數(shù)字)解析(1)實物連接如圖所示(2)開關(guān)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(dāng)開關(guān)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(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斷開時為電壓表，UIg(RgR2)，解得R2880 ；開關(guān)S閉合時為電流表，R11.00 。答案(1)見解析圖(2)電流電壓(3)黑(4)1.00880考點二多用電表的使用及讀數(shù)例2 (新課標(biāo)全國)某學(xué)生實驗小組利用圖實6所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×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；滑動變阻器：最大阻值5 k；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。(2)將圖實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(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖實7甲所示，這時電壓表的示數(shù)如圖實7乙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_V。(4)調(diào)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 k和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_k。 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)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(nèi)電池的電動勢為_V，電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_k。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)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 k。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)滑動變阻器電阻為零的時候，歐姆表測得的是電壓表的內(nèi)阻，因此是12 k。(5)根據(jù)歐姆表中間刻度可以判斷歐姆表的內(nèi)阻為15 k，根據(jù)(4)中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)測12 k的電壓表時，電壓表示數(shù)是4 V，所以I mA，可得EI(RVR內(nèi))9.00 V。答案(1)短接(2)1(3)153.60(4)12 (5)9.0015規(guī)律總結(jié)多用電表的讀數(shù)技巧1歐姆表的讀數(shù)(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處每個小格表示1 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?？键c三多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件例3如圖實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其進(jìn)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(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的_(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(yīng)_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(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9乙所示。請將記錄表補(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)接通時燒壞電表，應(yīng)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 。因黑箱內(nèi)只有三個阻值相等的電阻，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10甲所示，該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源，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(guān)，紅表筆接a點時多用表指示如圖實10乙所示，讀數(shù)為_V，說明_正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”“小燈”)。(2)紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖實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(guān)”“小燈”)。解析(1)由題圖實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。由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標(biāo)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(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時測得結(jié)果仍等于電源電動勢，說明多用表、開關(guān)、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(11.211.8之間的值均可)蓄電池(2)小燈