1、2021版高考物理一輪復習第八章恒定電流第6講實驗：練習使用多用電表學案PAGE PAGE 37第6講實驗：練習使用多用電表微知識1 實驗目的1練習用多用電表測電阻。2用多用電表探索黑箱內的電學元件。微知識2 實驗器材多用電表，干電池，電阻箱，定值電阻，晶體二極管，導線。微知識3 實驗原理多用電表由表頭、選擇開關和測量線路三部分組成(如圖所示)，表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿偏電流約幾十到幾百A，選擇開關和測量線路相配合，可測量直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是依據閉合電路歐姆定律制成的，原理如圖所示，當紅、黑表筆短接并調節R使指針滿偏時有：Igeq f(E

2、,rrgR)eq f(E,R中)當表筆間接入待測電阻Rx時，有Ixeq f(E,R中Rx)聯立式解得eq f(Ix,Ig)eq f(R中,RxR中)由式知當RxR中時，Ixeq f(1,2)Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R中為歐姆表的中值電阻，由式或式可知每一個Rx都有一個對應的電流值I，如果在刻度盤上直接標出與I對應的Rx的值，那么當紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。由于電流和電阻的非線性關系，表盤上的電流刻度是均勻的，其對應的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏刻度處。微知識4 多用電表的使用方法1使用前應查看指針是否指在刻度盤左端零刻線處。如不在，

3、應進行機械調零。方法是用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調零螺絲，使指針指左端零刻線。2根據被測物理量及其數量級將選擇開關旋到相應的位置。讀數時還要注意選用刻度盤上對應的量程刻度。如測量20 mA左右的直流電流，應將選擇開關對準左邊100 mA量程處；在刻度盤上，如果看最下一行刻度，即滿偏刻度為10的刻線，從刻度盤讀出數據后還應再乘10，得測量結果。如圖。微知識5 實驗步驟1練習使用多用電表準備：(1)觀察多用電表的外形，認清選擇開關的測量項目及量程。(2)檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀調整機械調零旋鈕使指針指零。(3)將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔。

4、測電壓和電流：(1)將選擇開關置于直流電壓2.5 V擋，測1.5 V干電池的電壓。(2)將選擇開關置于交流電壓250 V擋，測220 V的交流電壓。(3)將選擇開關置于直流電流10 mA擋，測量1.5 V干電池與200 電阻串聯回路的電流。測電阻：(1)將選擇開關置于歐姆表的“1”擋，短接紅、黑表筆，轉動調零旋鈕，使指針指向歐姆表刻度的零位置。(2)將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端，讀出歐姆表指示的電阻數值，并與標準值比較，然后斷開表筆。(3)將選擇開關置于歐姆表的“100”擋，重新調整歐姆零點，然后測定幾百歐、幾千歐的電阻，并將測定值與標準值進行比較。(4)選擇適當的量程，測定燈泡

5、、電爐絲和人體的電阻。實驗完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。2用多用電表探測黑箱內的電學元件(1)黑箱上的三個接點呈三角形排列，兩個接點間最多只能有一個元件，箱內的總元件數不超過兩個，可能的元件有電池、電阻和二極管，但一般不設置電池。(2)二極管全稱晶體二極管，它是用半導體材料制成的電子元件。二極管有兩根引線，一根叫正極，一根叫負極。將二極管和小燈泡按如圖甲所示的電路連接起來，即給二極管加上正向電壓，可以看到，小燈泡正常發光；將二極管的兩極對調一下，即給二極管加上反向電壓，可以看到，小燈泡不發光(如圖乙所示)。這說明二極管具有單向導電性。當二極管加上一定的

6、正向電壓時，它的電阻值很小，就像一個接通的開關一樣；當給二極管加上反向電壓時，它的電阻值變得很大，就像斷開的開關一樣。微知識6 注意事項1由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都要從電表的“”插孔(紅表筆)流入，從“”插孔(黑表筆)流出。使用歐姆擋時，多用電表內部電池的正極接的是黑表筆，負極接的是紅表筆。測量直流電壓和電流時，紅表筆應該接高電勢，黑表筆接低電勢。2要區分開“機械零點”與“歐姆零點”。“機械零點”使指針在表盤刻度左側“0”位置，調整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點”使指針在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置，調整的是歐姆擋的調零旋鈕。3合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡量在表

7、盤中間位置附近。4每變換一次擋位，都要重新進行歐姆調零。5由于歐姆表盤難以估讀，測量結果只需取兩個有效數字，讀數時不要忘記乘上相應擋位的倍率。6測量待測電阻的阻值時，待測電阻要跟其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結果，甚至可能會損壞電表。7多用電表使用完畢后，應將選擇開關旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋。若長期不用電表時還應把電池取出。8用多用電表測黑箱時，一定要先用電壓擋判斷其內部有無電源，確認無電源后才能使用歐姆擋測量。微知識7 誤差分析1歐姆表刻度不均勻造成誤差。2多用電表內電池用舊了電動勢下降帶來誤差。一、思維辨析(判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。)1使用多用電表的歐姆擋時只要

8、換擋必須重新進行歐姆調零。()2表盤上的電流刻度是均勻的，電阻刻度是不均勻的。()二、對點微練1(歐姆表的原理)如圖為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內阻Rg100 ，可變電阻R的最大阻值為10 k，電池的電動勢E1.5 V，內阻r0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是_色，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx為_k。若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比將_(填“變大”“變小”或“不變”)。解析本題考查歐姆表的結構、測量原理和相關計算，還涉及測量誤差的分

9、析。歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“”進“”出，即回路中電流從標有“”標志的紅表筆進去，所以與A相連的表筆顏色是紅色；當兩表筆短接(即Rx0)時，電流表應調至滿偏電流Ig，設此時歐姆表的內阻為R內，此時有關系Igeq f(E,R內)得R內eq f(E,Ig)5 k；當指針指在刻度盤的正中央時Ieq f(Ig,2)，有eq f(Ig,2)eq f(E,R內Rx)，代入數據可得RxR內5 k；當電源電動勢變小、內阻變大時，由于電流表滿偏電流Ig不變，由公式Igeq f(E,R內)得，歐姆表內阻R內應調小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數體現出來的，由Ieq f(E,R內Rx)eq f(

10、IgR內,R內Rx)eq f(Ig,1f(Rx,R內)，可知當R內變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數變大。答案紅5變大2(多用電表的使用)用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量：(1)旋動部件_，使指針對準電流的“0”刻線。(2)將K旋轉到電阻擋“100”的位置。(3)將插入“”“”插孔的表筆短接，旋動部件_，使指針對準電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)。(4)將兩表筆分別與待測電阻相接，發現指針偏轉角度過小。為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按_的順序進行操作，再完成讀數測量。(填選項字母)A

11、將K旋轉到電阻擋“1 k”的位置B將K旋轉到電阻擋“10”的位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準解析本題考查多用電表的使用及操作要點，考查考生對多用電表使用的熟練程度。答案(1)S(3)T0刻線(4)ADC見學生用書P140微考點多用電表的原理和使用核|心|微|講1歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數應再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應先從小倍率開始，熟記

12、“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數越大，且測量前指針指在左側“”處)。2讀數技巧(1)歐姆表的讀數為了減小讀數誤差，指針應指在表盤eq f(1,3)到eq f(2,3)的部分，即中央刻度附近。除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。電阻值等于指針示數與所選倍率的乘積。(2)測電壓、電流時的讀數，要注意其量程，根據量程確定精確度，精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位，精確度是2、0.2、5、0.5時，不用估讀到下一位。典|例|微|探【例】(2017全國卷)圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R

13、2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 A，內阻為480 。虛線方框內為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 擋。(1)圖甲中的A端與_(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關于R6的使用，下列說法正確的是_。(填選項字母)A在使用多用電表之前，調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時，調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據題給條件可得R1

14、R2_，R4_。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數為_；若此時B端是與“3”相連的，則讀數為_；若此時B端是與“5”相連的，則讀數為_。(結果均保留三位有效數字)【解題導思】(1)多用電表的機械調零和多用電表的歐姆擋調零是一回事嗎？答：不是。多用電表的機械調零是調節表盤上的定位螺絲使指針指在電流擋刻度的零刻度處，多用電表的歐姆調零是兩表筆短接時，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在歐姆擋刻度的零刻度處。(2)多用電表的歐姆擋刻度盤怎樣讀數？答：刻度盤讀數擋位倍率。 解析(1)與多用電表內電源正極相連的是黑表筆。(2)R6是可變電阻，它的作用是歐姆表

15、調零，使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，B項正確。(3)B端與“2”相連時，是量程較小的電流表，所以R1R2eq f(IgRg,I1Ig)160 ；B端與“4”相連時，是量程較小的電壓表，所以R4eq f(U1IgRg,I1)880 。(4)若此時B端與“1”相連，多用電表是量程為2.5 mA的電流表，則讀數為1.47 mA；若此時B端與“3”相連，多用電表是歐姆100 擋，則讀數為1 100 ；若此時B端與“5”相連，多用電表是量程為5 V的電壓表，則讀數為2.95 V。答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA(或1.48 mA)1

16、.10 k2.95 V題|組|微|練1某學生實驗小組利用圖所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“1 k”擋內部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 k；導線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)將多用電表擋位調到電阻“1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調零點。(2)將圖中多用電表的紅表筆和_(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數如圖所示，這時電壓表的示數如圖所示。多用電表和電壓表的讀數分別為_ k和_ V。(4)調節滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀

17、數分別為12.0 k和4.00 V。從測量數據可知，電壓表的內阻為_ k。(5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯而成的電路，如圖所示。根據前面的實驗數據計算可得，此多用電表內電池的電動勢為_ V，電阻“1 k”擋內部電路的總電阻為_ k。解析(1)歐姆表調零前，需要將兩表筆短接。(2)應用多用電表的歐姆擋時，電流從黑表筆流出，所以黑表筆接電壓表正極，即黑表筆接2，紅表筆接1。(3)歐姆表選用的擋位是1 k，歐姆表的讀數為15.01 k15.0 k；電壓表量程5 V，最小分度0.1 V，讀數時需要估讀一位，為3.60 V。(4)當滑動變阻器的阻值為0

18、時，歐姆表所測的電阻即為電壓表的內阻，所以為12.0 k。(5)由(4)知，電壓表內阻12.0 k，在(3)中，歐姆表的讀數為15.0 k，所以此時接入電路的滑動變阻器的阻值為3 k，設電動勢為E，多用電表內阻為R，根據(3)和(4)中給的兩組數據可知eq f(E,12 kR)eq f(4 V,12 k)，eq f(E,15 kR)eq f(3.6 V,12 k)，兩式聯立得E9.0 V，R15.0 k。答案(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.015.02某同學用量程為1 mA、內阻為120 的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R

19、2為定值電阻，S為開關?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。(2)開關S閉合時，多用電表用于測量_(填“電流”“電壓”或“電阻”)；開關S斷開時，多用電表用于測量_(填“電流”“電壓”或“電阻”)。(3)表筆A應為_色(填“紅”或“黑”)。(4)定值電阻的阻值R1_ ，R2_ 。(結果保留三位有效數字)解析(1)如圖所示。(2)本實驗考查的是電表的改裝。改裝成電壓表時，要串聯電阻，改裝成電流表時，要并聯電阻。根據題圖甲所畫電路，閉合開關時，電流表與電阻R1并聯，用于測電流，斷開開關時，只串聯一個電阻R2，用于測電壓。(3)根據表頭可知電流應從表筆B進，從表筆A出，

20、由“紅進黑出”可知，表筆A應為黑色。(4)斷開開關S時，多用電表為1 V的電壓表，故R2eq f(1 V1103A120 ,1103 A)880 ，閉合開關S時，多用電表為1 A的電流表，故R1eq f(1 V,1 A1103 A)1.00 。答案(1)見解析(2)電流電壓(3)黑(4)1.00880見學生用書P1411在練習使用多用電表的實驗中：(1)某同學連接的電路如圖所示。若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過_的電流。若斷開電路中的電鍵，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是_的阻值。若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左

21、端，此時測得的是_兩端的電壓。(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，若_。(填選項字母)A雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大B測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調零后再進行測量C選擇“10”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值小于25 D歐姆表內的電池使用時間太長，雖能完成調零，但測量值將略偏大解析(1)滑動變阻器滑到最左端，R1電阻為零，電壓表測得的是R2兩端的電壓，即路端電壓。(2)雙手捏住兩表筆金屬桿相當于把人體電阻并聯進去，測量值將偏小，A項錯誤；指針偏離中央刻度過大，有可能是偏角過大，應減小倍率；也有可能是偏角過小，應增大倍率，B項錯誤；由于歐姆表刻度

22、右側稀左側密，因此在20與30正中間應小于25，但由于是“10”的倍率，測量值應小于250 ，C項錯誤；歐姆表內的電池使用時間太長，電池的內阻偏大，使測量電路的電流偏小，測得的電阻值偏大，D項正確。答案(1)R1R1和R2串聯R2(或電源)(2)D2使用多用電表測量電阻時，多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯，兩個表筆分別位于此串聯電路的兩端?，F需要測量多用電表內電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導線若干。實驗時，將多用電表調至1 擋，調好零點；電阻箱置于適當數值。完成下列填空：(1)儀器連線如圖所示(a和b是

23、多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作，則表筆a為_(填“紅”或“黑”)色。(2)若適當調節電阻箱后，圖中多用電表、電流表與電阻箱的示數分別如圖甲、乙、丙所示，則多用電表的讀數為_ ，電流表的讀數為_ mA，電阻箱的讀數為_ 。(3)將圖中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為_ mA。(保留三位有效數字)(4)計算得到多用電表內電池的電動勢為_ V。(保留三位有效數字)解析(1)多用電表的黑表筆與表內電池正極相連，而a與電流表“”相連，故表筆a為電流流出端，為黑表筆。(2)甲圖中多用電表選的是“1 ”擋，可以直接讀出R14.0 ；乙圖中量程為60 mA，根據表盤刻度讀出I53.0

24、mA；丙圖為電阻箱的讀數，直接讀出為4.6 。(3)(4)多用電表的內阻r等于多用電表的中值電阻，由圖甲知r15 ，多用電表的讀數表示電阻箱與電流表的總電阻R14 ，由閉合電路歐姆定律得EI1(Rr)，短接時EI2r，聯立解得I2102 mA，E1.54 V。答案(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(101103)(4)1.54(1.531.57)3(2017江蘇)某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖甲所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現溫控。繼電器的電阻約為20 ，熱敏電阻

25、的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示：t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實驗器材有：電源E1(3 V，內阻不計)、電源E2(6 V，內阻不計)、滑動變阻器R1(0200 )、滑動變阻器R2(0500 )、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0999.9 )、開關S、導線若干。為使該裝置實現對3080 之間任一溫度的控制，電源E應選用_(填“E1”或“E2”)，滑動變阻器R應選用_(填“R1”或“R2”)。甲(2)實驗中發現電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應將如圖乙所示的選擇開關旋

26、至_(填“A”“B”“C”或“D”)。(3)合上開關S，用調節好的多用電表進行排查，在圖甲中，若只有b、c間斷路，則應發現表筆接入a、b時指針_(填“偏轉”或“不偏轉”)，接入a、c時指針_(填“偏轉”或“不偏轉”)。乙(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時被吸合，下列操作步驟正確順序是_。(填序號)將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關，將電阻箱從電路中移除合上開關，調節滑動變阻器的阻值斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調至108.1 解析(1)由表格數據知，當溫度為30 時，熱敏電阻阻值為199.5 ，繼電器的阻值R020 ，當電流為15 mA時，EI(RtR0)3.3 V，所以電源選E2，80 時，熱敏電阻阻值Rt49.1 ，則E2I(RtR0R)，此時變阻器阻值R330.9 ，所以變阻器選擇R2。(2)多用電表做電壓表測量電壓，旋鈕旋至直流電壓擋C處。(3)若只有b、c間斷路，表筆接入a、b時，整個回路斷路，電表指針不偏轉，接入a、c時電流流經電表，故指針偏轉。(4)50 時，熱敏電阻阻值為108.1 ，所以應將電阻箱阻值調至108.1