高考物理总复习8第6讲实验练习使用多用电表教案新人教版.docx

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高考物理总复习8第6讲实验练习使用多用电表教案新人教版

高考物理总复习8第6讲实验：

练习使用多用电表教案新人教版

第6讲　实验：

练习使用多用电表

一、实验目的

1．练习使用多用电表测电阻。

2．用多用电表探索黑箱内的电学元件。

二、实验器材

多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。

三、实验原理

　多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图所示），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百μA，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。

测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有：

Ig＝

＝

　①

当表笔间接入待测电阻Rx时，有Ix＝

　②

联立①②式解得

＝

　③

由③式知当Rx＝R中时，Ix＝

Ig，指针指在表盘刻度中间，故称R中为欧姆表的中值电阻，由②式或③式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。

四、多用电表的使用方法

1．使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。

如不在，应进行机械调零。

方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

2．根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。

读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。

如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA量程处；在刻度盘上，如果看最下面一行刻度，即量程刻度为10的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。

如图。

五、实验步骤

1．练习使用多用电表

准备：

（1）观察多用电表的外形，认清选择开关的测量项目及量程。

（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。

若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。

测电压和电流：

（1）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压。

（2）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压。

（3）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流。

测电阻：

（1）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

（2）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。

（3）将选择开关置于欧姆表的“×100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。

（4）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。

实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

2．用多用电表探测黑箱内的电学元件

（1）黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。

（2）二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。

二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极。

将二极管和小灯泡按如图甲所示的电路连接起来，即给二极管加上正向电压，可以看到，小灯泡正常发光；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光（如图乙所示）。

这说明二极管具有单向导电性。

当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。

六、注意事项

1．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔（红表笔）流入，从“－”插孔（黑表笔）流出。

使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。

测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势。

2．要区分开“机械零点”与“欧姆零点”。

“机械零点”是指针在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”是指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。

3．合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。

4．每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。

5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两个有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率。

6．测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表。

7．多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。

若长期不用电表时还应把电池取出。

8．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。

七、误差分析

1．欧姆表刻度不均匀造成误差。

2．多用电表内电池用旧了导致电动势下降带来误差。

（判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

）

1．使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零。

（√）

2．表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的。

（√）

1．（欧姆表的原理）如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx为_______kΩ。

若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________（填“变大”“变小”或“不变”）。

解析　本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。

欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“＋”进“－”出，即回路中电流从标有“＋”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接（即Rx＝0）时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，此时有关系Ig＝

得R内＝

＝5kΩ；当指针指在刻度盘的正中央时I＝

，有

＝

，代入数据可得Rx＝R内＝5kΩ；当电源电动势变小、内阻变大时，由于电流表满偏电流Ig不变，由公式Ig＝

得，欧姆表内阻R内应调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝

＝

＝

，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大。

答案　红　5　变大

2．（多用电表的使用）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__________（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。

（填选项字母）

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

解析　本题考查多用电表的使用及操作要点，考查考生对多用电表使用的熟练程度。

答案　

（1）S　（3）T　0刻线　（4）ADC

考点　多用电表的原理和使用

考|点|速|通

1．欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘

（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

①为了减小读数误差，指针应指在表盘

到

的部分，即中央刻度附近。

②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。

③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、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位。

典|例|微|探

【例】　（2017·全国卷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

的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。

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1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω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________。

（填选项字母）

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________。

（结果均保留三位有效数字）

解析　

（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。

（2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，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，B项正确。

（3）B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝

＝160Ω；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4＝

＝880Ω。

（4）若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为1100Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5V的电压表，则读数为2.95V。

答案　

（1）黑　

（2）B　（3）160　880

（4）1.47mA（或1.48mA）　1.10×103Ω　2.95V

题|组|冲|关

1．某学生实验小组利用如图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。

使用的器材有：

多用电表；

电压表：

量程5V，内阻十几千欧；

滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；

导线若干。

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。

（2）将图中多用电表的红表笔和________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。

（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所示，这时电压表的示数如图所示。

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12.0kΩ和4.00V。

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。

解析　

（1）欧姆表调零前，需要将两表笔短接。

（2）应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接电压表正极，即黑表笔接2，红表笔接1。

（3）欧姆表选用的挡位是×1k，欧姆表的读数为15.0×1kΩ＝15.0kΩ；电压表量程5V，最小分度0.1V，读数时需要估读一位，为3.60V。

（4）当滑动变阻器的阻值为0时，欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻，所以为12.0kΩ。

（5）由（4）知，电压表内阻12.0kΩ，在（3）中，欧姆表的读数为15.0kΩ，所以此时接入电路的滑动变阻器的阻值为3kΩ，设电动势为E，多用电表内阻为R，根据（3）和（4）中给的两组数据可知

＝

，

＝

，两式联立得E＝9.0V，R＝15.0kΩ。

答案　

（1）短接　

（2）1　（3）15.0　3.60

（4）12.0　（5）9.0　15.0

2．某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1V和1A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________（填“电流”“电压”或“电阻”）；开关S断开时，多用电表用于测量________（填“电流”“电压”或“电阻”）。

（3）表笔A应为________（填“红”或“黑”）色。

（4）定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω。

（结果保留三位有效数字）

解析　

（1）如图所示。

（2）本实验考查的是电表的改装。

改装成电压表时，要串联电阻，改装成电流表时，要并联电阻。

根据题图甲所画电路，闭合开关时，电流表与R2串联后再与电阻R1并联，用于测电流，断开开关时，只串联一个电阻R2，用于测电压。

（3）根据表头可知电流应从表笔B进，从表笔A出，由“红进黑出”可知，表笔A应为黑色。

（4）断开开关S时，多用电表为1V的电压表，

故R2＝

＝880Ω，

闭合开关S时，多用电表为1A的电流表，

故R1＝

≈1.00Ω。

答案　

（1）见解析　

（2）电流　电压

（3）黑　（4）1.00　880

1．（2018·全国卷Ⅱ）某同学组装一个多用电表。

可选用的器材有：

微安表头（量程100μA，内阻900Ω）；电阻箱R1（阻值范围0～999.9Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～99999.9Ω）；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表，组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。

回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。

（2）电阻箱的阻值应取R1＝______Ω，R2＝______Ω。

（保留到个位）

解析　

（1）R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示；

改装电流表需要并联一个电阻，要改装1mA的电流表需要并联的电阻R并＝

＝

＝100Ω，所以表头与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为R′＝90Ω，要改装3V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R串＝

＝

＝2910Ω。

答案　

（1）如解析图所示　

（2）100　2910

2．（2019·衡水中学滁州分校培养卷）某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程为10V）的内阻（大约为几十千欧），该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15。

（1）欧姆挡的选择开关拨至________挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中________方式连接。

（2）在实验中，某同学读出如图乙所示欧姆表的读数为________Ω，这时电压表的读数为________V，欧姆表电池的电动势为________V。

解析　当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：

示数×倍率＝读数知，选择×1k的挡；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：

40×1k＝40kΩ；电压表的读数为5.0V，由题意知欧姆表的内阻为15kΩ，与电压表的内阻40kΩ串联，由欧姆定律可知E＝I（R＋r）＝

×（1.5×104＋4×104）＝6.875V。

答案　

（1）×1k　A　4.0×104

（2）5.0　6.875

3．在练习使用多用电表的实验中：

（1）某同学连接的电路如图所示。

①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流。

②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________________的阻值。

③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。

（2）在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若______。

（填选项字母）

A．双手捏住两表笔金属杆，则测量值将偏大

B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量

C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω

D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大

解析　

（1）③滑动变阻器滑到最左端，R1电阻为零，电压表测得的是R2两端的电压，即路端电压。

（2）双手捏住两表笔金属杆相当于把人体电阻并联进去，测量值将偏小，A项错误；指针偏离中央刻度过大，有可能是偏角过大，应减小倍率；也有可能是偏角过小，应增大倍率，B项错误；由于欧姆表刻度右侧稀左侧密，因此在20与30正中间应小于25，但由于是“×10”的倍率，测量值应小于250Ω，C项错误；欧姆表内的电池使用时间太长，电池的内阻偏大，使测量电路的电流偏小，测得的电阻值偏大，D项正确。

答案　

（1）①R1　②R1和R2串联　③R2（或电源）　

（2）D

4．如图甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。

以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧。

现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。

提供的其他测量器材还有：

一只滑动变阻器R（0～30Ω），两只开关，导线若干。

实验要求：

利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。

首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。

现按图乙连接好测量电路。

操作步骤：

（1）将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关__________，闭合开关________，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a。

（2）将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关__________，闭合开关________，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作：

将选择开关置于________挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据。

（3）________即为干电池的电动势。

（填“a”“b”或“c”）

（4）干电池的内电阻的表达式r＝________（用a、b、c表示），将步骤

（2）测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻。

解析　

（1）为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数即为电源的电动势E，E＝a。

（2）测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数即为变阻器接入电路的阻值R，R＝b；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，U＝c。

（3）由

（1）知a即为干电池的电动势。

（4）由闭合电路欧姆定律E＝U＋

r，

即a＝c＋

r，得r＝

。

答案　

（1）电压　S1　S2　

（2）欧姆　S2　S1　电压　（3）a　（4）