2027届高三物理一轮复习课件第10章 第7讲 实验13：用多用电表测量电学中的物理量

这是一份2027届高三物理一轮复习课件第10章 第7讲 实验13：用多用电表测量电学中的物理量，共39页。PPT课件主要包含了强基础·教考衔接，研考点·精准突破，考点一教材原型实验，×10，CAB，×100，几乎不偏转，R断路，I-Uac等内容，欢迎下载使用。
目 录 索 引
一、电流表与电压表的改装1.改装方案
2.校正(1)电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示。(2)校正的过程:先将滑动变阻器的滑片移动到最左端,然后闭合开关,移动滑片,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到最大量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正。
三、练习使用多用电表1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。2.机械调零: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.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连接好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示的电路图连接好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
5.测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在电阻表的“0”刻度,若不指在电阻表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的“0”刻度处;(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;(3)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;(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6.探索黑箱内的电学元件
7.误差分析(1)偶然误差:①估读时易带来误差;②表头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测量电流、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。
8.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“红入”“黑出”。(3)测量电阻时: ①指针指中值附近较准,否则换挡;②每换一挡必须重新欧姆调零;③读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕,将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
考向一　电表的改装典题1 (2026黑龙江哈尔滨模拟)多用电表是一种多功能的测量工具,它能测量电阻、电流、电压等多个电学量。如图为某多用电表的简化电路图,包含直流电流10 mA挡、直流电压2.5 V挡和不同倍率的电阻挡,R1、R2为定值电阻,灵敏电流表G的满偏电流为2 mA,内阻为100 Ω,A、B为多用电表的两表笔,S为选择开关。(1)定值电阻R1=　　　　Ω。
(2)用此多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流电压2.5 V挡,则示数为　　　　 V。
(3)关于使用该多用电表的电阻挡测电阻,下列说法正确的是　　　　。A.进行欧姆调零时,红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指到表盘左侧“0”刻度线处B.图甲中B为黑表笔,若用该多用电表的电阻挡对图丙中二极管的正向电阻进行粗略测量,多用电表的B表笔应与二极管的D端相连C.若采用电阻挡“×10”倍率测量时,发现指针偏转角过大,应换“×1”倍率,并且更换倍率后需要重新进行欧姆调零D.实验时,双手触碰表笔的金属杆会使测量值偏大
(4)学习过电表改装后,实验小组同学想自己组装电阻表,已选取的实验器材有:纽扣电池(电动势、内阻均未知)、微安表(量程0~250 μA)、定值电阻、导线若干、滑动变阻器。如图为组装好的电阻表,进行欧姆调零后,用一阻值为7.2 kΩ的电阻进行试测,电流表读数为160 μA,可知纽扣电池的电动势为　　　　 V,将该电流表盘按照欧姆定律刻画成电阻表盘;只将纽扣电池换成电动势为1.2 V的电池,重新进行欧姆调零,表盘仍用之前刻好的电阻表盘,读取刻度数后需再乘一系数k即可,k=　　　　。
考向二　多用电表的原理典题2 (2025安徽卷)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”倍率和“×10”倍率)的电阻表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流Ig=20 mA,内阻Rg=45 Ω,定值电阻R0=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时电阻表处于“×1”倍率挡,将红表笔与黑表笔　　　　,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向　　　　(选填“0”或“∞”)刻度位置。(2)用该电阻表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用电阻表的　　　　(选填“×1”或“×10”)倍率挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为　　　　Ω。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调到228 Ω时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA);当电阻箱的阻值调为88 Ω时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)。由测量的数据计算出电源电动势为　　　　 V。(结果保留2位有效数字) 
解析 (1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时电阻表处于“×1”倍率挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。(2)用该电阻表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用电阻表的×10倍率挡;进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为16×10 Ω=160 Ω。(3)根据闭合电路欧姆定律E=I1(r+Rg+R阻),E=I2(r+Rg+R阻'),代入数据I1=10 mA,I2=20 mA,联立可得E=2.8 V。
考向三　多用电表电阻挡的使用典题3 (2024新课标卷)学生实验小组要测量量程为0~3 V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5 V),电压表V1(量程0~5 V,内阻约3 kΩ),定值电阻R0(阻值为800 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),开关S,导线若干。完成下列填空:(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应　　　　(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。A.将红、黑表笔短接B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆C.将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的　　　　　　　(选填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,电阻表的指针位置如图中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到电阻挡　　　　(选填“×1” “×100”或“×1k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为　　　 kΩ(结果保留1位小数)。
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图所示的电路,其中滑动变阻器应选　　　　(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“a”或“b”)端。(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1和待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=　　　　(用U1、U和R0表示)。(4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,则待测电压表内阻RV=　　　 kΩ(结果保留3位有效数字)。
考点二　多用电表的拓展实验
考向一　用多用电表探究“黑箱问题”典题4 如图所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内有一只定值电阻和一个二极管,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,该实验小组用多用电表的电阻挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表所示。在图中画出“黑盒子”内的电路结构图,并标明定值电阻的阻值。
解析 B、C间电阻与电流方向无关,因此一定是定值电阻,A、C间电阻与电流方向有关,电流从A到C时电阻远小于反向电阻,说明二极管一定直接接在A、C间,且A为正极,黑箱内的电路结构图如图所示。
考向二　用多用电表判断电路故障典题5 多用电表不仅可以用来测量电压、电流、电阻和检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是　　　。A.测电压时,应按图甲连接方式测量B.测电流时,应按图乙连接方式测量C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图(1)所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,将滑动变阻器滑片滑到最右端,闭合开关S,用多用电表测量各点间的电压,则应将如图(2)所示的选择开关旋至　　　(选填“A”“B”“C”或“D”),用正确的测量方法得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6 V,已知只有一处故障,则下列说法正确的是　　　　。A.可能是R0断路B.可能是R0短路C.可能是R断路D.可能是R短路
(3)为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的“×1”倍率,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图所示的位置,则该电阻为　　　　Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针　　　　　　　　　　(选填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为　　　　　　　。
解析 (1)根据多用电表的使用方法,测电压时,红表笔应接电势较高的点,故A正确;测电流时,电流从红表笔进入,且串联在电路中,故B正确;测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;测二极管的反向电阻时,红表笔应接二极管正极,黑表笔应接二极管负极,故D错误。(2)选择开关应置于直流电压挡测电压,故选择开关应置于C。若R0断路,则Uce≠0,故A错误;若R0短路,Uab=Ubc=Uce=0,电压全加在ef间,故B正确;若R断路,则电压全加在ef间,故C正确;若R短路,则Uef=0,故D错误。(3)电表读数为18 Ω,R0没有短路,因此是R断路,多用电表指针几乎不偏转。
考向三　用多用电表测绘非线性元件的伏安特性曲线典题6 (2025黑吉辽蒙卷)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(1)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:①滑动变阻器的滑片置于适当位置,闭合开关;②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压Uab;③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压Uac;④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压Ubc,计算Uac-Ubc;⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(2)所示。
回答下列问题:(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连　　　　(选填“a”或“b”)接点; (2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置,电表示数如图所示,此时电表读数为　　　　 V(结果保留3位小数); 
(3)图(2)中乙是　　　　(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线; (4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,　　　　(选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。