(通用版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 第53課時(shí) 練習(xí)使用多用電表(實(shí)驗(yàn)增分課)講義(含解析)

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1、(通用版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 第53課時(shí) 練習(xí)使用多用電表(實(shí)驗(yàn)增分課)講義(含解析) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.了解多用電表的構(gòu)造和原理,掌握多用電表的使用方法。 2.會(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻。 3.會(huì)用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.外部構(gòu)造 (1)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開關(guān)可以使用多用電表測(cè)量電流、電壓、電阻等。 (2)表的上部為表盤,用來表示電流、電壓和電阻的多種量程。 (3)由于多用電表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較多,而表盤的空間有限,所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專門的標(biāo)度,有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度,圖中的第二行就是直流電流、直流電壓和高壓交流電壓共用

2、的標(biāo)度。 2.歐姆表內(nèi)部構(gòu)造和原理 (1)歐姆表內(nèi)部電路簡化如圖。 (2)多用電表測(cè)電阻阻值的原理:閉合電路歐姆定律。 ①紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí),指針滿偏,有Ig=。 ②當(dāng)紅、黑表筆之間接有未知電阻Rx時(shí),有I=,故每一個(gè)未知電阻都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值I。 ③由于I與R是非線性關(guān)系,表盤上電流刻度是均勻的,其對(duì)應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿偏處。當(dāng)Rx=Rg+R+r時(shí),I=,指針半偏,所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻。 三、實(shí)驗(yàn)器材 多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。 謹(jǐn)記部分器材用途 多用電表 可

3、測(cè)量電壓、電流和電阻等 電學(xué)黑箱 內(nèi)有很多未知元件,可用多用電表進(jìn)行探索 二極管 可用多用電表檢測(cè)其單向?qū)щ娦? 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.測(cè)量前準(zhǔn)備 (1)觀察多用電表的外形,認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的測(cè)量項(xiàng)目及量程。 (2)檢查多用電表的指針是否停在表盤電流刻度的零位置。若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。 (3)將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔。 2.直流電壓和直流電流的測(cè)量 (1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測(cè)小燈泡兩端的電壓。 (2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測(cè)量通過小燈泡的電流。 3.用多用電表測(cè)電阻的步驟 (

4、1)調(diào)整指針定位螺絲,使指針指向電流的零刻度。 (2)將選擇開關(guān)置于歐姆“×1”擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在電阻刻度的零位置。 (3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標(biāo)定值進(jìn)行比較。 (4)選擇開關(guān)改置歐姆“×100”擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。 (5)再將兩表筆分別接觸阻值為幾千歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標(biāo)定值進(jìn)行比較。 (6)測(cè)量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 4.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 電學(xué)元件 應(yīng)用擋位 現(xiàn)象 電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時(shí)均無示數(shù)說明無電

5、源 電阻 歐姆擋 兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同 二極管 歐姆擋 正接時(shí)示數(shù)很小,反接時(shí)示數(shù)很大 電容器 歐姆擋 指針先指向某一小阻值,后逐漸增大到“∞”,且指針擺動(dòng)越來越慢 電感線圈 歐姆擋 示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小阻值 五、數(shù)據(jù)處理 1.測(cè)電壓和電流時(shí),如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01等,讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位,若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等,讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。 2.測(cè)電阻時(shí),電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)方法與電壓表、電流表一致。 六、誤差分析 1.電池用舊后,電動(dòng)勢(shì)會(huì)減

6、小,內(nèi)阻會(huì)變大,致使電阻測(cè)量值偏大,要及時(shí)更換新電池。 2.歐姆表的表盤刻度不均勻,讀數(shù)時(shí)易帶來誤差,要注意其左密右疏的特點(diǎn)。 3.由于歐姆表刻度的非線性,表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會(huì)使誤差增大,因此要選用恰當(dāng)擋位,盡可能使指針指向表盤的中值刻度附近。 4.測(cè)電流、電壓時(shí),由于電表內(nèi)阻的影響,測(cè)得的電流、電壓值均小于真實(shí)值。 5.讀數(shù)時(shí)的觀測(cè)易造成偶然誤差,要垂直表盤正對(duì)指針讀數(shù)。 七、注意事項(xiàng) 1.使用前要機(jī)械調(diào)零。注意機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零的區(qū)別。 2.兩表筆在使用時(shí),電流總是“紅進(jìn)黑出”。 3.選擇開關(guān)的功能區(qū)域,要分清是測(cè)電壓、電流還是電阻,還要分清是交流還是直流。 4.電

7、壓、電流擋為量程范圍擋,歐姆擋為倍率擋。 5.刻度線有三條:上為電阻專用,中間為直流電流、直流電壓和高壓交流電壓共用,下為交流2.5 V專用。 6.測(cè)電阻時(shí),換擋后要重新歐姆調(diào)零。 7.使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。 考法一 多用電表讀數(shù) 1.如圖所示為用多用電表測(cè)電路中電流的實(shí)驗(yàn),圖中多用電表測(cè)定的是________(選填“甲電阻”“乙電阻”或“總電阻”)的電流,測(cè)得電流的大小是________。 解析:由題圖中電路連接情況知,多用電表兩表筆與乙電阻串聯(lián),故測(cè)定的是乙電阻的電流。由題圖知選擇的電流量程為100 mA,故指針指示讀

8、數(shù)為50 mA。 答案:乙電阻 50 mA 2.如圖所示為一正在測(cè)量中的多用電表表盤。 (1)如果是用直流2.5 V擋測(cè)量電壓,則讀數(shù)為________V。 (2)如果是用直流5 mA擋測(cè)量電流,則讀數(shù)為________mA。 (3)如果是用歐姆“×100”擋測(cè)量電阻,則讀數(shù)為________Ω。 解析:(1)用多用電表測(cè)直流電壓、電流時(shí),需根據(jù)第二行刻度讀數(shù)。用直流2.5 V擋時(shí),最小刻度值為 V=0.05 V,故所測(cè)電壓U=0.05×32.2 V=1.61 V。 (2)用直流5 mA擋時(shí),最小刻度值為 mA=0.1 mA,故所測(cè)電流I=0.1×32.2 mA=3.22 m

9、A。 (3)用多用電表測(cè)電阻時(shí),需根據(jù)第一行刻度讀數(shù)。由于選用歐姆“×100”擋,故所測(cè)電阻R=8.0×100 Ω=800.0 Ω。 答案:(1)1.61 (2)3.22 (3)800.0 (1)用不同的擋位所測(cè)的量不同,讀數(shù)方法不同,精確度的要求也不同。 (2)多用電表雖然只能粗略地測(cè)量電阻值,但可以為精確測(cè)量電阻時(shí)選擇器材、設(shè)計(jì)電路等提供參考。   考法二 原理和操作步驟 3.用多用電表的電阻擋測(cè)量阻值約幾十千歐的電阻Rx,以下給出的是可能的實(shí)驗(yàn)操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為歐姆調(diào)零旋鈕。把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上。 a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)

10、P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上電阻的0刻度,斷開兩表筆 b.將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆 c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆×1 k擋 d.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆×100擋 e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500 V擋,并拔出兩表筆 合理順序?yàn)開_______。 根據(jù)如圖所示指針位置,可知此被測(cè)電阻的阻值約為________Ω。 解析:使用歐姆表的步驟是選擋(根據(jù)被測(cè)電阻的大概阻值知,應(yīng)選歐姆×1 k擋)、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù)、將選擇開關(guān)旋到交流電壓的最高擋或OFF擋,故正確步驟并按合理順序排放為c、a、b、e。根據(jù)歐姆表讀數(shù)的規(guī)則知讀數(shù)為30×1 kΩ=30 kΩ=

11、3×104 Ω。 答案:cabe 3×104 4.為確定某電子元件的電氣特性,進(jìn)行如下測(cè)量。 (1)用多用電表測(cè)量該元件的電阻,選用“×100”倍率的歐姆擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過大,因此需選擇________(填“×10”或“×1 k”)倍率的歐姆擋,并____________,再進(jìn)行測(cè)量,多用電表的示數(shù)如圖甲所示,測(cè)量結(jié)果為________Ω。 (2)將待測(cè)元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、多用電表、開關(guān)及若干導(dǎo)線連接成電路如圖乙所示。增加連線,使電路能測(cè)量該元件完整的伏安特性。本實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)電壓,多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到________(填“直

12、流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)擋。 解析:(1)用多用電表測(cè)量該元件的電阻,選用“×100”倍率的歐姆擋測(cè)量,多用電表指針偏轉(zhuǎn)過大,說明電阻較小,因此需選擇“×10”倍率的歐姆擋,并重新歐姆調(diào)零后,再進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果為7.0×10 Ω=70.0 Ω。 (2)要測(cè)量該元件完整的伏安特性,滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法,如圖所示。 本實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)電壓,該元件的額定電壓為9 V,故多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到直流電壓10 V擋。 答案:(1)×10 重新歐姆調(diào)零 70.0 (2)見解析圖 直流電壓10 V (1)使用歐姆表測(cè)電阻時(shí),歐姆表調(diào)零是關(guān)鍵的步驟。 (2)使用

13、多用電表,無論是測(cè)電阻、電壓還是電流,都要讓電流從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表。   [例1] 為了測(cè)量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率,提供的器材有: A.電流表G,內(nèi)阻Rg=120 Ω,滿偏電流Ig=6 mA B.電壓表V,量程為6 V C.螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺 D.電阻箱R0 (0~99.99 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為5 Ω) F.電池組E(電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻約為0.05 Ω) G.一個(gè)開關(guān)S和導(dǎo)線若干 (1)用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值,當(dāng)用“×10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)該換用________(選填“×1”或“×100”)擋,進(jìn)行一系列正

14、確操作后,指針靜止時(shí)位置如圖甲所示。 (2)把電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0.6 A的電流表使用,則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0=________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (3)為了用改裝好的電流表測(cè)量電阻絲Rx的阻值,請(qǐng)根據(jù)提供的器材和實(shí)驗(yàn)需要,將圖乙中電路圖補(bǔ)畫完整。 (4)測(cè)得電阻絲的長度為L,電阻絲的直徑為d,電路閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到合適位置,電壓表V的示數(shù)為U,電流表G的示數(shù)為I。請(qǐng)用已知量和測(cè)量量的字母符號(hào)寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式ρ=____________。 [三步化“新”為“熟”] 1.本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定電阻絲的電阻率,涉及到多用電表歐姆擋的使用、電

15、流表的改裝和電路設(shè)計(jì)。 2.根據(jù)多用電表內(nèi)部電路原理,指針偏角越大,被測(cè)電阻越小,指針偏角過大,測(cè)量不精確,應(yīng)換用較小的擋位。 3.應(yīng)用電阻定律和電路的串并聯(lián)關(guān)系,根據(jù)測(cè)量的物理量,可以得出電阻率的表達(dá)式。 [解析] (1)多用電表電阻刻度不均勻,指針指在電阻刻度中值電阻附近時(shí)讀數(shù)較準(zhǔn),當(dāng)用“×10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,說明倍率過大,應(yīng)選擇“×1”擋。 (2)將電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0.6 A的電流表,電流表G的內(nèi)阻Rg=120 Ω,滿偏電流Ig=6 mA,因此電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0== Ω≈1.21 Ω。 (3)由題圖甲可知,待測(cè)電阻阻值為15.0 Ω,

16、因電流表內(nèi)阻已知,故電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,滑動(dòng)變阻器最大阻值為5 Ω,遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值,為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,電路圖如圖所示。 (4)由電阻定律可知,電阻Rx=ρ=ρ,則電阻率ρ=,由U=Rx+I(xiàn)Rg得Rx=,電阻率ρ=。 [答案] (1)×1 (2)1.21 (3)見解析圖 (4) [例2] 在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中: (1)用多用電表的歐姆擋測(cè)量阻值Rx約為數(shù)十千歐的電阻。以下是測(cè)量過程中的一些主要實(shí)驗(yàn)步驟: A.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上電阻的零刻度,然后斷開兩表筆 B.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處或“OFF”擋,并拔出兩表

17、筆 C.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆“×1 k”擋 D.將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端,讀出阻值Rx,斷開兩表筆 以上實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是________(填寫步驟前的字母)。 實(shí)驗(yàn)中,多用電表的指針位置如圖甲所示,則此被測(cè)電阻的阻值約為________kΩ。 (2)為了較精確地測(cè)量另一定值電阻的阻值Ry,采用圖乙所示的電路,電源電壓U恒定,電阻箱接入電路的阻值可調(diào)且能直接讀出。 ①用多用電表測(cè)電路中的電流,則與a點(diǎn)相連的是多用電表的________(選填“紅”或“黑”)表筆。 ②閉合開關(guān),多次改變電阻箱阻值R,記錄相應(yīng)的R和多用電表讀數(shù)I,得到R的關(guān)系如圖丙所示,則Ry=__

18、______Ω,電源電壓U=________V。 [三步化“新”為“熟”] 1.本題實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯枚嘤秒姳頊y(cè)電阻,并根據(jù)所得數(shù)據(jù)求出電源電壓。 2.根據(jù)歐姆定律I=,可以推出R=U·-Ry,因此可以畫出R圖像。 3.研究函數(shù)式和圖像的關(guān)系,由圖像縱軸截距的絕對(duì)值可得到Ry的值,由圖像的斜率可得到電源電壓的值。 [解析] (1)測(cè)阻值約為幾十千歐的電阻Rx,應(yīng)選擇歐姆“×1 k”擋,然后進(jìn)行歐姆調(diào)零,用歐姆表測(cè)待測(cè)電阻阻值,讀出其示數(shù),最后要把選擇開關(guān)置于交流電壓最大量程處或“OFF”擋,因此合理的實(shí)驗(yàn)步驟是C、A、D、B;由題圖甲可知,被測(cè)電阻阻值為17.0×1 kΩ=17.0 k

19、Ω。 (2)①電流從紅表筆流入多用電表,a點(diǎn)接電源正極,故a點(diǎn)應(yīng)接多用電表的紅表筆。②由題圖乙可知,電阻為串聯(lián)關(guān)系,則有:I=,變形可得:R=U·-Ry,由題圖丙可知,圖像中縱軸截距的絕對(duì)值為Ry,故Ry=200 Ω;圖像的斜率表示U,故U= V=8 V。 [答案] (1)CADB 17.0 (2)①紅?、?00 8 [創(chuàng)新角度歸納] 實(shí)驗(yàn)情境 的創(chuàng)新 多用電表可以應(yīng)用到日常生活中,對(duì)家用電器、電子元件進(jìn)行測(cè)量或故障檢測(cè),被測(cè)元件可以是一般電阻,也可以是二極管、黑箱等 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的分析 換用不同擋位,所測(cè)的量不同,讀數(shù)方法不同,精確度要求也不同。一般情況下,用多用電表測(cè)出的值只能作為參考 實(shí)驗(yàn)原理 的拓展 多用電表可以和很多電學(xué)實(shí)驗(yàn)配合使用,先粗略測(cè)出電阻值,作為設(shè)計(jì)電路、選擇器材的參考

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