高考物理总复习实验11练习使用多用电表课件PPT

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一、理论必备: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)校正的过程是: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。
二、实验目的1.了解多用电表的构造和原理。2.使用多用电表测电阻、电压及电流。3.探索黑箱内的电学元件。三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。四、实验原理(一)多用电表的工作原理1.外部构造(如图甲所示)(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.内部结构:多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的,每进行一种测量时,只使用其中一部分电路,其他部分不起作用。将多用电表的选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通;选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。如图乙所示,其中1、2为电流测量端;3、4为电压测量端;5为电阻测量端。测量时,黑表笔插入“-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关接入与待测量相对应的测量端。
(二)欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻Rx。全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
五、实验步骤1.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。2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。3.测量小电珠的电压和电流。(1)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,测小电珠两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。
4.用多用电表测电阻(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。(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,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。(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)选择开关改置于×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,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。5.研究二极管的单向导电性,利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻,确定正负极。
6.探索黑箱内的电学元件。
六、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、0.001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。
七、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,要注意其左密右疏的特点。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,尽可能使指针指向表盘的中值附近。4.测电流、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。5.读数时易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。
八、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,调整的是欧姆挡的调零旋钮。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.测电阻时:(1)待测电阻与电源一定要断开。(2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。(3)指针指中值附近较准,否则换挡。(4)每换一挡必须重新欧姆调零。(5)读出示数要乘以倍率。
5.使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
欧姆表的刻度盘是否是均匀的?为什么?提示：是不均匀的。因为指针的偏转角度与电流成正比,欧姆表是由灵敏电流计改装而成的,测量电阻也是转换成测量电流。根据闭合电路欧姆定律I= 可知I与Rx是一一对应的,但不是线性关系,所以刻度是不均匀的。　
电表的改装例1某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻,S为开关。回答下列问题:(1)根据图甲所示的电路,在图乙所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时,多用电表用于测量　　　　(选填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量　　　　(选填“电流”“电压”或“电阻”)。 (3)表笔A应为　　　　(选填“红”或“黑”)色。 
(4)定值电阻的阻值R1=　　　Ω,R2=　　　Ω。(结果取三位有效数字) 
多用电表的原理及读数例2多用电表的刻度盘如图所示。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,表针如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为　　　　Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是　　　　(选填“×10”“×100”或“1k”)。 
(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为　　　　mA;当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为　　　　mA。 (3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为　　　　V。 
例3(2017·课标全国Ⅲ)图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图甲中的A端与　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接。 (2)关于R6的使用,下列说法正确的是　　　　(填正确答案标号)。 A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=　　　　 Ω,R4=　　　　 Ω。 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为　　　　;若此时B端是与“3”相连的,则读数为　　　　　;若此时B端是与“5”相连的,则读数为　　　　　。(结果均保留3位有效数字) 
(4)B端与“1”连接时,电流表最大量程为2.5 mA,表盘上每1小格表示0.05 mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为1.48 mA;B端与“3”连接时,多用表为欧姆表,示数为R=11×100 Ω=1 100 Ω;B端与“5”连接时,多用表为量程5 V的电压表,每1小格表示0.1 V,则读数为2.96 V。
答案 (1)黑　(2)B　(3)160　880(4)1.47 mA或1.48 mA　1 100 Ω　2.95 V或2.96 V
(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“×1k”挡内部电路的总电阻为　　　　 kΩ。 
规律总结欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧1.欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。(2)刻度不均匀:左密右疏。(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
2.读数技巧(1)欧姆表的读数a.为了减小读数误差,指针应指在表盘 的部分,即中央刻度附近。b.除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时,要估读到下一位,其余情况都不用估读。c.电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。(2)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位。
用多用电表检测电路故障及探测黑箱内的电学元件例4某照明电路出现故障,其电路如图甲所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图乙所示,读数为　　　　V,说明　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。 (2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。 
例5如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的　　　　(选填“A”“B”或“C”)。 (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应　　　　(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。 (3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。
两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。
方法归纳判断黑箱内元件的基本思路
1.首先用多用电表电压挡探测黑箱是否有电源。2.如果有电源,则用多用电表的电压挡探测黑箱外任意两接点间电压,根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻关系,从而分析出黑箱内各元件的连接情况。
3.如果没有电源,则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值,根据所测量的电阻值,分析任意两点间各是什么元件及其连接情况。
1.右图是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω;电池电动势1.5 V、内阻1 Ω;变阻器R0阻值0~5 000 Ω。(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变　　　(选填“大”或“小”);若用该欧姆表测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是　　　　 Ω。 (2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。 
答案 (1)小　290　(2)准确
2.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
(1)旋动部件　　　　,使指针对准电流的“0”刻线。 (2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件　　　　,使指针对准电阻的　　　　(选填“0刻线”或“∞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小。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“×1k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”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,对电表进行校准
3.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为　　　　(选填“红”或“黑”)色。 (2)若适当调节电阻箱后,图甲中多用电表示数如图乙所示,电流表与电阻箱的示数分别如图丙中(a)、(b)所示,则多用电表的读数为　　　　 Ω,电流表的读数为　　　　 mA,电阻箱的读数为　　　　 Ω。 
(3)欧姆表刻度上中间刻度值为15,计算得到多用电表内电池的电动势为　　　　V(保留3位有效数字); (4)若将两表笔短接,流过多用电表的电流为　　　　　mA(保留3位有效数字)。 
4.在如图甲所示的电路中,4节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8 V　0.3 A”。合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮。 (1)用多用电表的直流电压挡检查故障。①选择开关置于下列量程的　　　　挡较为合适。(用字母序号表示) A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V②测得c、d间电压约为5.8 V、e、f间电压为0,则故障是　　　　。 A.A灯灯丝断开B.B灯灯丝断开C.d、e间连线断开D.B灯被短路
(2)接着练习使用欧姆表的“×1”挡测电阻,进行欧姆调零后:①测量前,一定要将电路中的开关S　　　　; ②测c、d间和e、f间电阻时,某次测量结果如图乙所示,读数为　　　　 Ω,此时测量的是　　　　间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为　　　　 Ω。 
答案 (1)①B　②A　(2)①断开　②6　e、f　12.7