高考物理一轮复习第九章实验十一用多用电表测量电学中课件PPT

这是一份高考物理一轮复习第九章实验十一用多用电表测量电学中课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，实验技能储备，考点一教材原型实验，课时精练，考点三探索创新实验，直流电压，直流电流，“OFF”挡，交流电压最高挡，欧姆调零等内容，欢迎下载使用。
实验十一　用多用电表测量电学中 的物理量
1.了解多用电表的构造和工作原理.2.会用多用电表测量电压、电流.3.测量定值电阻和判断二极管的正负极.4.会用多用电表进行简单的电路故障分析.
考点二　用多用电表判断电路故障
1.认识多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量程.
(2)外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程.多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔( 表笔插入“＋”插孔， 表笔插入“－”插孔).
2.用多用电表测量小灯泡的电压和电流按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于 挡，测小灯泡两端的电压.红表笔接电势 (填“高”或“低”)的点.
按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于 挡，测量通过小灯泡的电流.此时电流从 色表笔流入电表.
3.用多用电表测定值电阻的阻值(1)原理
(2)注意：①黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”.
(3)测量步骤①估测待测电阻阻值.②欧姆调零.③将被测电阻接在红黑表笔之间.④读数：指针示数乘以倍率.⑤使用完毕：选择开关置于 或 ，长期不用应取出电池.
(4)注意事项①区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度 侧的“0”位置，机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘 侧的“0”位置，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮.②使指针指在中值附近，否则换挡.③测电阻时每换一次挡必须重新 .④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 断开.
4.用多用电表测二极管的正、反向电阻(1)认识二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极.
特点：当给二极管加正向电压时电阻 ，当给二极管加反向电压时电阻 .
(2)用欧姆挡判断二极管的正负极将多用电表欧姆挡调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的 极，红表笔接触二极管的 极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的 极，红表笔接触二极管的 极(如图乙).
5.探索黑箱内的电学元件
例1　(2017·全国卷Ⅲ·23)图(a)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 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
考向1　多用电表原理及读数
5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡.(1)图(a)中的A端与_____(填“红”或“黑”)色表笔相连接.
当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接.
(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
在使用多用电表之前，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；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，选项B正确；
使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误.
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝_____Ω，R4＝_____Ω.
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)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)
若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为1.47 mA.若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ.若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.94 V.
例2　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____，使指针对准电流的“0”刻线.(填“S”或“T”)
S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件S，使指针指在“0”刻度线；
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置.③将红、黑表笔短接，旋动_____(填“S”或“T”)，使指针对准电阻的____刻线(填“0”或“∞”).
欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“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
欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K置于电阻挡“×1”的位置，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC；
(2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为____ Ω.
由题图乙可知，被测电阻为19 Ω；
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5 V，内阻较小)，测得该电阻读数为R；然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5 V，内阻较大)，欧姆表调零后测得该电阻读数为R′，两次测量值R与R′相比，正确的是_____.A.R′＝R B.R′>RC.R′＜R D.无法确定
由欧姆表的结构可知，电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，两次的测量值是相等的，B、C、D错误，A正确.
考向3　使用多用电表测量二极管
例3　小明同学用多用电表探测发光二极管管脚的极性及阻值大小，他先将选择开关旋转到电阻“×100”挡，经过__________(填操作名称)后将两表笔接触发光二极管的管脚，此时二极管阻值示数如甲图所示，则发光二极管的阻值为_____Ω；若实验中表笔与发光二极管的两个管脚两次接触的现象如乙图所示，可知发光二极管的长管脚为_____极(选填“正”或“负”).
选择倍率后，要进行欧姆调零.发光二极管的阻值为11.0×100 Ω＝1 100 Ω根据多用电表红黑表笔的电流流向，电流由黑表笔流出多用电表，而黑表笔接触长管脚时，二极管发光，所以长管脚为正极.
用多用电表判断电路故障
例4　在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，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 V 　　　　B.10 V 　　　　C.50 V 　　　　D.250 V
因为电源的电动势大约为6 V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择开关应选择10 V的量程，故B正确；
②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灯丝断开 B.B灯丝断开C.d、e间连线断开 D.B灯短路
测得c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，e、f间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确.
(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，①测试前，一定要将电路中的开关S______；
用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连.
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，它不等于测量值，原因是__________________________________________________________________________________________.
温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝
温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)
它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻).
例5　(2019·全国卷Ⅲ·23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度.可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干.
(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为____ Ω；滑动变阻器选____(填“R1”或“R2”).
(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示.表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为_____、_____.
(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向_____ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量.若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω.
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处.题图中电阻箱读数为 35 000.0 Ω.
1.如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，灵敏电流计满偏电流Ig＝10 mA，内阻rg＝90 Ω，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”.
(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示.将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为_____ Ω.某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为_____ Ω.
设欧姆表总内阻为R，短接时有E＝IgR代入数据计算得R＝150 Ω当半偏时有E＝ Ig(R＋R中)所以R＝R中，所以选择的是“×10”挡位，根据题图丙可知该电阻的阻值为70 Ω.
(2)若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计______(选填“串联”或“并联”)一阻值为___ Ω的电阻，再进行欧姆调零.
开关旋至“×1”，此时内阻R′＝R中′＝15 Ω，
所以给灵敏电流计并联一个分流电阻R0.根据欧姆定律
(3)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是_____(填选项前的字母).A.欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端B.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
C.若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大， 应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零
D.若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正 中央，测量值应略大于175 Ω
若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明电阻对该挡位来说太小，所以应该换小挡位，即“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零，故C正确；欧姆表表盘刻度不均匀，“左密右疏”且越往左阻值越大，所以测量值应小于175 Ω，故D错误.
二极管具有单向导电性，由于表笔A与欧姆表内部电源正极相连，故需要表笔A、B应分别接二极管的C、D端，故A正确；实验测量时，手不能触碰金属杆，否则会将自身电阻并联进电路，测量值偏小，故B错误；
2.(2021·江苏省1月适应性考试·13)电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“5”上.两表笔之间接有600 Ω的电阻时，指针指在刻度“1”上，求刻度“3”应标注的电阻值R.
指针指在刻度“1”，由闭合电路欧姆定律得
3.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图.虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.关于此多用电表，下列说法中正确的是________.(选填选项前面的字母)
A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位， 其中接线柱B接的是黑表笔B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位， 其中接线柱B接的是黑表笔C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔接内部电源的正极，则接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A正确；
当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D错误；
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示.
a.若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为______ mA.
若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为22.0 mA；
若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为19×10 Ω＝190 Ω；
b.若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为_____ Ω.
若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为15×10 Ω＝150 Ω.
c.若所选挡位为电阻“×10”挡，则欧姆表表头内阻为_____ Ω.
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________.A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×100”位置C.把选择开关旋转到“×1k”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD.
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是______.
(5)图丙为上题(图乙表盘的)多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝100 μA，内阻Rg＝100 Ω，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，则此时欧姆表为电阻______挡.
解得R内＝15 kΩ则此时欧姆表为电阻“×1 k”挡.
4.(1)如图甲所示，是欧姆表测未知电阻Rx阻值的原理图，电路中电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，则电流I与待测电
阻的阻值Rx关系式为：I＝_______________；(调零电阻接入电路的部分阻值用R0表示)
根据闭合电路欧姆定律E＝I(Rg＋R0＋Rx＋r)
(2)I－Rx的关系图像如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是______；A.指针偏角越小，测量的误差越小B.欧姆调零是当Rx＝0时，调节R0使电路中的电流I＝IgC.Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大， 所以欧姆表的示数左密右疏D.测量中，当Rx的阻值为图乙中的R2时，指针位于表盘 中央位置的右侧
指针在表盘中间位置时的误差才较小，故A错误；欧姆调零是当Rx＝0时，调节R0使电路中的电流达到满偏电流，故B正确；
当Rx的阻值为题图乙中的R2时，Rx大于中值电阻，指针位于表盘中央位置的左侧，故D错误.
(3)用欧姆挡粗测电阻，选用 “×1 k”倍率挡测量，发现指针偏转角度过大，因此需选择________(选填“×10 k”或“×100”)倍率的挡位，换挡后应重新进行______(选填“欧姆”或“机械”)调零，测量时多用电表的示数如图丙所示，测量结果为Rx＝________Ω.
指针偏转角度过大，说明选择的挡位较大，应该换“×100”倍率的挡位，换挡后应重新进行欧姆调零.如题图丙所示，测量结果为Rx＝19×100 Ω＝1.9×103 Ω
(4)为了精确地测量待测电阻Rx的阻值，实验室提供了下列器材：A.电流表A1(量程为500 μA，内阻r1＝800 Ω)B.电流表A2(量程为1.5 mA，内阻r2约为300 Ω)C.滑动变阻器R(0～100 Ω，额定电流1 A)D.定值电阻R1＝3 200 ΩE.定值电阻R2＝200 ΩF.电源(电动势E＝3.0 V，内阻约2 Ω)G.开关S、导线若干①要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在虚线框中(标出器材的符号).答案　见解析图　
电流表A1内阻已知，可与一定值电阻串联，改装成电压表，根据串并联关系，串联的电阻越大，改装成的电压表量程越大，当与R1串联时，量程为U1＝500×10－6×(800＋3 200) V＝2 V电源电压为3 V，故电流表A1与R1串联比较合适.改装后的电压表内阻为RV＝800 Ω＋3 200 Ω＝4 000 Ω故采用电流表外接法.
因要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，故采用分压接法.电路图如图所示：
②按正确的设计连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表A1、A2的示数I1、I2，记录多组数据，并作出I1－I2图像如图丁所示，则待测电阻Rx＝______________________________Ω(结果保留3位有效数字).
2.00×103(1.94×103 ～2.02×103)
解得Rx＝2.00×103 Ω.