第十章 第5讲　实验 用多用电表测量电学中的物理量练习含答案-高考物理一轮专题

这是一份第十章 第5讲　实验 用多用电表测量电学中的物理量练习含答案-高考物理一轮专题，共18页。试卷主要包含了实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项，误差分析等内容，欢迎下载使用。
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。
二、实验原理
根据闭合电路欧姆定律
(1)当红、黑表笔短接时,Ig=ERg+R+r。
(2)当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=ERg+R+r+Rx。
(3)当I=12Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r,此电阻等于多用电表的内阻。
三、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。
四、实验步骤
1.测量定值电阻的阻值
(1)机械调零:调整定位螺丝,使指针指向左端的零位置。
(2)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,进行欧姆调零。
(3)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(4)改变选择开关挡位时,需重新进行欧姆调零。
(5)测量完毕,将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
2.测量小灯泡的电压和电流
3.测量二极管的正、反向电阻
4.探索黑箱内的电学元件
五、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。
2.测电流和电压时,如果表盘最小刻度为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。
六、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“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
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指针定位螺丝;欧姆零点是表盘刻度右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
3.电阻表读数时注意乘相应挡位的倍率。
4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
5.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。
6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7.使用完毕,选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
七、误差分析
1.偶然误差
(1)估读时易带来误差。
(2)指针偏转过大或过小都会使误差增大。
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,要及时更换电池。
(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压均小于真实值。
考点一 基础性实验
[例1] 【多用电表的原理】(2024·云南昆明阶段检测)电流表G1的量程为0～5 mA,内阻为290 Ω。把它改装成如图所示的一个多量程多用电表,电流和电压的测量都各有两个量程。当开关S接到1或2位置时为电流挡,其中小量程为0～10 mA,大量程为0～100 mA。
(1)对于此多用电表,当开关S接到位置5时是 挡。
(2)开关S接位置 (选填“1”或“2”)时是小量程的电流挡,图中电阻R2= Ω。
(3)已知图中的电源E的电动势为3 V,短接A、B表笔进行欧姆调零后,此电阻挡的内阻为
Ω。现用该挡测一未知电阻的阻值,指针偏转到电流表G1满偏刻度的35处,则该未知电阻的阻值为 Ω。
【答案】 (1)电压 (2)2 261 (3)300 200
【解析】 (1)当开关S接位置5、6时,为电压挡。
(2)当开关S接到2位置时,并联的电阻大,分流小,其电流表的量程小,因此开关S接位置2时是小量程的电流挡。设开关S接1时的最大电流为I1,接2时的最大电流为I2,由题意可知,当开关接到1时,有Ig(r+R2)=(I1-Ig)R1,当开关接到2时,有Igr=(I2-Ig)(R1+R2),代入数据解得R2=261 Ω。
(3)由上述分析可知,当开关S接到位置3时,电路中的满偏电流Im=10 mA,根据闭合电路欧姆定律可得R内=EIm=310×10-3 Ω=300 Ω,由指针偏转到电流表G1满偏刻度的35处可得,35Im=ER内+Rx,解得Rx=200 Ω。
掌握多用电表原理的两点注意
(1)多用电表根据闭合电路欧姆定律I=ERx+R+Rg+r得到的Rx与电流I是一一对应关系。
(2)R+Rg+r为电阻表的内阻。
[例2] 【多用电表的使用】(2024·广东模拟)小明同学练习使用多用电表测电阻。
(1)如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 (选填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻“×10”挡的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动 (选填“S”或“T”),使指针对准电阻挡的“0”刻线。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
(2)正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为 Ω。
(3)若电阻表内用一个新电池(电动势为1.5 V,内阻较小),测得该电阻读数为R;然后更换其他品牌的新电池(电动势为1.5 V,内阻较大),调零后测得该电阻读数为R′,则R (选填“>”“