2024年高考物理第一轮复习课件：第九章 实验十　用多用电表测量电学中的物理量

这是一份2024年高考物理第一轮复习课件：第九章 实验十　用多用电表测量电学中的物理量，共37页。PPT课件主要包含了教材原型实验，多用电表的使用，实验创新设计，答案见解析等内容，欢迎下载使用。
1．实验目的(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)会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
2．实验原理(1)外部构造(如图所示)
①转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。②表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。(2)欧姆表原理①内部电路简化如图所示。
3．实验器材多用电表，电学黑箱，直流电源，开关，导线若干，小灯泡，二极管，定值电阻(大、中、小)三个。
4．实验步骤(1)观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。(4)按如图甲所示连好电路，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。
(5)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。
5．用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞。(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6．用多用电表探索黑箱内的电学元件
1．数据处理(1)测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。(2)测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。
2．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挡位的倍率。(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，更应注意不要用两只手同时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。
3．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，由于电表内部结构的影响，测得的电流、电压值一般均小于真实值。(5)读数时的观测易产生偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。
【例1】　在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________(选填字母)。A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数
B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数D．选择挡位，欧姆调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数
(2)该同学欲测量如图甲所示生活用电中插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的_____(选填“A”“B”“C” …“Q”)位置。(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V。
[解析]　(1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B正确，A、C、D错误。(2)题图甲所示插座的电压为220 V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到题图乙所示的H位置。(3)根据电表指针可知，插座的电压U＝200 V。
【例2】　某实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干。
回答下列问题。(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V。
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为______V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ。
[解析]　(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。(2)多用电表电流为“红进黑出”，题图甲中外电路电流由2到1，所以红表笔应连1端。(3)多用电表挡位为“×1 k”，指针指15，则R＝15×1 kΩ＝15 kΩ，由图丙知电压表读数为3.60 V。(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电压表内阻，所以电压表内阻为12 kΩ。
【例3】　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。
应用多用电表检测二极管
(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________(选填“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。
“OFF”或交流电压最高挡
[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，将选择开关拨向“OFF”或交流电压最高挡位置。
【例4】　某同学连接的实验实物图如图所示，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
应用多用电表检测电路故障
(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”)。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________(假设只有下列中的某一项有故障)。
A．灯A断路　　　　　　B．灯B短路C．c、d段断路 D．d、f段断路(2)用欧姆挡检查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[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d→e→灯B→f→b间存在断路或A灯短路，又灯B也不亮，故只能是前一种情况；d、f间有示数，说明f→b→电源及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。
(2)用欧姆挡检查时，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时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。[创新评价]　本实验通过多用电表的电流挡、电压挡和欧姆挡测电路故障，体现了物理知识和规律在生产生活中的应用，考查了科学思维、科学探究与科学态度与责任等核心素养。
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，说明该部分电路完好。若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。(3)欧姆挡检测：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。
【例5】　(2022·山东潍坊模拟)如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请判定黑箱内的结构。
应用多用电表探测电学“黑箱”问题
[解析]　先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理可知在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间，说明A、C间包含电阻；而接A、B和B、A时电阻不变；故说明A、B间只有电阻，B、C间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。
[创新评价]　以使用多用电表探究黑箱内的电学元件为题，引导学生利用多用电表自主探究进而了解黑箱的内部结构，培养了学生的动手能力和创新能力。