2024年高考物理第一轮复习：创新实验课(11)　用多用电表测量电学中的物理量课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：创新实验课(11)　用多用电表测量电学中的物理量课件PPT，共53页。PPT课件主要包含了实验基础知识，命题点一，多用电表的使用及读数，命题点二，命题点三，命题点四，创新拓展实验等内容，欢迎下载使用。
一、实验基本技能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)会用多用电表检测二极管，探索黑箱中的电学元件．
2．实验原理(1)多用电表的工作原理：闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联．(2)认识多用电表：如图所示是一种多用电表的外形图．表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程．
(3)二极管的单向导电性①晶体二极管：由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示．②晶体二极管具有单向导电性：当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
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：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．②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)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，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“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．(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
二、规律方法总结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．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．
3．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．
某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示．闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无读数，他们判断电路可能出现故障．经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路．已知保护电阻R＝15 Ω，电流表量程为0～50 mA.操作步骤如下：
①将多用电表挡位调到欧姆×1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；②断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0＝20 Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示．
回答下列问题：(1)图丙中的多用电表读数为________Ω；图丁中的电流表读数为________mA.(2)操作步骤④中，多用电表红表笔应接______(选填“c”或“e”)点．(3)电路的故障可能是________．A．灯泡短路　　　　B．灯泡断路C．保护电阻R短路 D．保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E′＝______V(结果保留三位有效数字)．
答案：(1)24　38.0　(2)e　(3)B　(4)1.48
[对点演练]1．在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选)用多用表测电流或电阻的过程中________．A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用表指针指在如图所示位置．若选择开关处于“10 V”挡，其读数为________V；若选择开关处于“×10”电阻挡，其读数________200 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”)．
解析：(1)测量电阻时，每次换挡后电表内部结构发生变化，需重新进行欧姆调零，机械调零只在实验前进行一次，所以电流表更换量程不需要进行调零，A正确，B错误；测量未知电阻时，不必先选最大倍率或最小倍率，但所选的倍率一定使指针偏在中间位置附近，C错误；测量未知电流时，为了保护电表，必须要从最大量程开始试测，D正确．(2)由于没有10 V刻度线，可用50 V刻度线读数后除以5，即读数为5.4 V；多用电表欧姆挡的刻度线不均匀，从右向左逐渐变窄，读数要小于200 Ω.答案：(1)AD　(2)5.4　小于
在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V，0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，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 VC．50 V D．250 V
用多用电表判断电路故障
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灯被短路(2)接着练习使用欧姆表的“×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________；②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，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.
[对点演练]2．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点时多用电表指示如图乙所示，读数为______V，说明______正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电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”)．
解析：(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.7(11.5～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用电表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．答案：(1)11.7(11.5～11.8之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯
在“练习使用多用电表”的实验中：(1)在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势________．(填“高”或“低”)(2)某同学把选择开关打到“×1”挡，转动欧姆调零旋钮，发现无法调零，则他应________．A．用力转动欧姆调零旋钮B．先用螺丝刀转动指针定位螺丝机械调零C．更换多用电表的电池D．作报废处理，换新的多用电表
用多用电表探索黑箱内的电学元件
(3)在用多用电表进行测量时，指针的位置如图所示，若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的挡位，请写出对应指针读数．
(4)(多选)小徐同学要进行二极管正反向电阻测量实验，他可选用以下器件中的________．(填字母)
解析：(1)欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接，在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势低．(2)把选择开关打到“×1”挡，转动欧姆调零旋钮，无法调零，可能是多用电表没有进行机械调零造成的，他可以先用螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零，然后再进行欧姆调零，故选B.(3)多用电表选择直流电压10 V挡，由图示可知，其分度值为0.2 V，示数为3.6 V；选择开关置于电阻“×10”挡，由图示表盘可知，其示数为26×10 Ω＝260 Ω.(4)由图示可知，A是电容器，C是电阻，B、D是二极管，因此可以选择B、D进行实验．答案：(1)低　(2)B　(3)3.6 V　260 Ω　(4)BD
[对点演练]3．(2022·渭南模拟)如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱，黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件，但任两个接线柱间最多只连接有一个元件．(1)某同学要用多用电表探测黑箱，探测的第一步应该是________．A．用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻B．用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压C．用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流
(2)探测结果表明，黑箱里没有电源，并测得任两意个接线柱间的电阻如下表所示：由此可以判断，黑箱里的元件一定有________________________，用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接．
(3)多用电表的表盘如图乙所示，在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从________(填“A”或“C”)接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，测电阻的挡位选择的应是________(填“×1 k”“×100”或“×10”)．乙
解析：(1)因黑盒子内部可能有电源，则不能先用多用电表的欧姆挡测量，可先用电压挡判断内部是否有电源．故选B.(2)根据题表中的测量值可以断定：A、B间肯定有电阻，B、C之间肯定有二极管，A、C间肯定有电阻和二极管的串联，电路连接如图所示．或
(3)在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从C接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，指针应指在中值附近，测电阻的挡位选择的应是“×1 k”．答案：(1)B　(2)电阻、二极管　电路连接见解析(3)C　×1 k
小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：
(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是________．A．阻值一直为0B．阻值先不变，后阶段变小C．阻值恒定且远大于R2D．阻值先不变，后阶段变大
(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i­u图线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其i­u图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的________极(填“正”或“负”)．(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框端是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9 V，电表满偏电流Ig＝3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为________Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为________Ω.
答案：(1)B　(2)负　(3)3000(或3×103)　 6000(或6×103)
[对点演练]4．电磁式多用电表是实验室中常用的测量仪器，通过转换开关挡位的调节可实现不同的测量功能．(1)测量时多用电表指针在如图1所示的位置，若选择开关处于“10 mA”挡，其读数为________mA；若选择开关处于“×10 Ω”挡，指针指在“5”和“10”的正中间，指针附近的其他刻度模糊，则被测电阻的阻值________75 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”)．图1
(2)多用电表处于欧姆挡时，其电路原理如图2所示，表内电源电动势为E，测量电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图像如图3所示．则①图2中A为________(填“红表笔”或“黑表笔”)；②图3中图线的函数表达式为I＝________________(用题以及题图中符号表示)．
5．在“练习使用多用电表”的实验中：(1)如图甲为一正在测量中的多用电表表盘．甲同学利用多用电表的直流50 mA挡测量电流，则读数为________mA.
(2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时，他用电阻“×100”挡测量时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，操作顺序为________(填写选项前的字母)．A．将选择开关旋转到电阻挡“×1 k”的位置B．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”
(3)丙同学想设计一个实验，测量多用电表“×1 Ω”挡的内部总电阻和内部电源的电动势．指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成．给定的器材有：待测多用电表，量程为100 mA的电流表，最大电阻为20 Ω的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干．实验过程如下．①实验前将多用电表调至“×1 Ω”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指向电阻的零刻度．②用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图乙的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整．
④请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为________V，内部总电阻为________Ω.(结果保留三位有效数字)⑤电流表存在一定的内阻，这对实验结果________填“有影响”或“无影响”)．解析：(1)直流50 mA挡最小刻度是1 mA，估读一位，读数为20.0 mA.(2)指针偏转角度过小，说明阻值较大，应改为大倍率挡，重新进行欧姆调零后，再进行测量．故操作顺序为ADC.
(3)②多用电表内部电源的正极与黑表笔接触；同时滑动变阻器采用限流接法；测量电路如图1所示．
答案：(1)20.0(19.8～20.0均可)　(2)ADC(不可以改变顺序)　(3)②　见解析图1　③见解析图2　④1.54(1.45～1.55均可)　15.4(14.5～15.5均可)　⑤无影响