2020版高考物理人教版山東一輪復習課件：實驗13-用多用電表測量電學中的物理量(共43張PPT)(43頁PPT)

1、實驗13用多用電表測量電學 中的物理量第1頁，共43頁。-2-一、歐姆表原理1.構造:歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。第2頁，共43頁。-3-3.刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零。(1)當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”。(圖甲)(2)當I=0時,Rx,在I=0處標為“”。(圖乙)(3)當I= 時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內阻值,Rx叫中值電阻。第3頁，共43頁。-4-二、多用電表1.多用電表可以

2、用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。第4頁，共43頁。-5-2.外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關,它的四周刻有各種測量項目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。4.原理圖:第5頁，共43頁。-6-三、多用電表使用(一)實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。(二)實驗步驟1.機械調零:多用電表的指針若不指零,

3、則可用小螺絲刀進行機械調零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。第6頁，共43頁。-7-3.測量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小電珠兩端的電壓。第7頁，共43頁。-8-(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小電珠的電流。第8頁，共43頁。-9-4.用多用電表測電阻(1)調整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度,插入表筆。(2)選擇開關置于“”擋的1擋,短接紅、黑表筆,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開表筆。(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,再與標定值

4、進行比較。(4)選擇開關改置于100擋,重新進行歐姆調零。(5)再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標定值進行比較。(6)測量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.研究二極管的單向導電性,利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻,確定正負極。第9頁，共43頁。-10-6.探索黑箱內的電學元件。 第10頁，共43頁。-11-(三)注意事項1.紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔。2.區(qū)分“兩個零點”:機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是

5、歐姆擋的調零旋鈕。3.測電阻時:(1)待測電阻與電源一定要斷開。(2)兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。(3)指針指中值附近較準,否則換擋。(4)每換一擋必須重新歐姆調零。(5)讀出示數(shù)要乘以倍率。4.使用完畢,選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。第11頁，共43頁。-12-命題點一命題點二多用電表的原理及使用典例1(2017全國卷)圖(a)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、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G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,

6、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。第12頁，共43頁。-13-命題點一命題點二(1)圖(a)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(填正確答案標號)。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(jù)題給條件可得R1+R2= ,R4= 。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表

7、讀數(shù)為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結果均保留3位有效數(shù)字)第13頁，共43頁。-14-命題點一命題點二答案:(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.96 V解析:(1)根據(jù)電流從紅表筆進入多用表,結合歐姆擋知,A與黑表筆相連。(2)在使用多用電表之前,調節(jié)機械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,A選項錯;使用歐姆擋時,將兩表筆短接,調整R0進行歐姆調零,B選項正確;電流擋中電路與R6無關,C選項錯。(3)當B端接“2”時,電流表的量程為1 mA,此時,R1、R2串聯(lián)后與表頭

8、并聯(lián),R1+R2承擔的電流為I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160 ;當B端接“4”時,電壓表量程為1 V,表頭與R4串聯(lián),表頭部分承擔的電壓Ug=IgRg=25010-6480 V=0.12 V,故R4承擔的電壓為0.88 V,第14頁，共43頁。-15-命題點一命題點二(4)B端與“1”連接時,電流表最大量程為2.5 mA,表盤上每1小格表示0.05 mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數(shù)為1.48 mA;B端與“3”連接時,多用表為歐姆表,示數(shù)為R=11100 =1 100 ;B端與“5”連接時,多用表為量程5 V的電壓表,每1小格表示

9、0.1 V,則讀數(shù)為2.96 V。第15頁，共43頁。-16-命題點一命題點二典例2某學生實驗小組利用圖甲所示電路,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。回答下列問題:(1)將多用電表擋位調到電阻“1 k”擋后并進行了歐姆調零。(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。第16頁，共43頁。-17-命題點一命題點二(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為 k和

10、 V。第17頁，共43頁。-18-命題點一命題點二(4)調節(jié)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數(shù)分別為12.0 k和4.00 V。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(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)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。答案:(2)1(3)15.03.60(4)9.0 15.0 第18頁，共43頁。-19-命題點一命題點二解析:(2)多用電表插孔紅正黑負,電流從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表;電流從電壓表正接線柱流入,由圖示甲所示可知,紅表筆接觸2,

11、黑表筆接1;(3)用電表擋位調到電阻“1 k”,由圖乙所示可知,電阻阻值1 k15.0 =15.0 k;由圖丙所示可知,電壓表分度值為0.1 V,電壓表讀數(shù)為3.60 V;(4)歐姆表的中值電阻等于內電阻,故歐姆表1 k擋位的內電阻為15.0 k;第19頁，共43頁。-20-命題點一命題點二電表讀數(shù)技巧(1)歐姆表的讀數(shù)a.為了減小讀數(shù)誤差,指針應指在表盤 的部分,即中央刻度附近。b.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。c.電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(2)測電壓、電流時的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估

12、讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。第20頁，共43頁。-21-命題點一命題點二用多用電表檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件典例3在如圖甲所示的電路中,四節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V0.3 A”。合上開關S后,無論怎樣移動滑片,A、B燈都不亮。第21頁，共43頁。-22-命題點一命題點二(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障:選擇開關置于下列量程的擋較為合適(用字母序號表示)。A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V測得c、d間電壓約為5.8 V,e、f間電壓為0,則故障是。A.A燈絲斷開B.B燈絲斷開C.d、e間連線斷開D.B燈短路(

13、2)接著訓練用歐姆表的“1”擋測電阻,歐姆表經過“歐姆調零”,測試前,一定要將電路中的開關S;測c、d間和e、f間電阻時,某次測試結果如圖乙所示,讀數(shù)為 ,此時測量的是間電阻,根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為 ,它不等于測量值,原因是。第22頁，共43頁。-23-命題點一命題點二答案:(1)BA(2)斷開6e、f12.7溫度高時金屬絲電阻率大,計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)解析:(1)因為電源的電動勢大約為6 V,要使電壓擋選擇的量程安全以及準確,則選擇開關選擇10 V的量程,故B正確;測得c、d間電壓約為5.8 V,接近電源電動勢,e、f間電壓為0,可知燈泡A

14、斷路,故A正確。(2)用歐姆表測量電阻時,開關應斷開,使得待測電阻與電源不相連。歐姆表的讀數(shù)為61 =6 ,因為c、d間斷路,知測。它不等于測量值,原因是溫度高時金屬絲電阻率大,計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)。第23頁，共43頁。-24-命題點一命題點二思維點撥(1)選擇的量程要安全,以及要使指針指在中間附近。結合電源的電動勢選擇合適的量程。根據(jù)測得的電壓判斷故障的原因。(2)歐姆表測量電阻時,開關S需斷開。歐姆表的讀數(shù)等于表盤讀數(shù)乘以倍率。根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻,通過溫度升高,電阻率變大,分析計算出的電阻與測量電阻不等的原因。第24頁，共43頁

15、。-25-命題點一命題點二典例4如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。第25頁，共43頁。-26-命題點一命題點二(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調整圖乙中多用電表的(選填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況。第26頁，共43頁。-27-命題點一命題點二(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“1”擋,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表。兩表筆分別

16、接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。第27頁，共43頁。-28-命題點一命題點二答案:(1)A(2)短暫(3)5.0見解析圖解析:(1)A是機械調零,B是歐姆調零,C是功能選擇開關,故選填A。(2)為防止a、b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時燒壞電表,應采用“點觸”方式。(3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管,由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0 ;因黑箱內只有三個阻值相等的電阻,由表內數(shù)據(jù)b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故可判斷出電路圖如圖所示。

17、第28頁，共43頁。-29-命題點一命題點二判斷黑箱內元件的基本思路 第29頁，共43頁。-30-命題點一命題點二1.首先用多用電表電壓擋探測黑箱是否有電源。2.如果有電源,則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點間電壓,根據(jù)電壓關系判定黑箱內電源的位置及各接點間電阻關系,從而分析出黑箱內各元件的連接情況。3.如果沒有電源,則直接用多用電表的歐姆擋測量任意兩點間的電阻值,根據(jù)所測量的電阻值,分析任意兩點間各是什么元件及其連接情況。第30頁，共43頁。-31-1.(2018蘭州高三診斷)如圖為一簡易多用電表的內部電路原理圖,其中G為靈敏電流計,S為單刀多擲開關(功能鍵),表內直流電源的電動勢為E

18、。由圖可知,欲選擇電壓擋大量程時,應將功能鍵置于位置;欲測電阻時,應將功能鍵置于位置;欲選擇電流擋大量程時,應將功能鍵置于位置。(統(tǒng)一填寫功能鍵序號)第31頁，共43頁。-32-答案: 531解析: 多用電表若測電壓,應讓表頭與電阻串聯(lián),由題圖可知,與電阻串聯(lián)的接法只有5或4,欲選擇電壓擋大量程時,應將功能鍵置于5位置。要用表頭測電阻,則內電路中應有電源,由題圖可知,只有接3時才能測電阻。測電流時應使表頭與電阻并聯(lián),接1或2時可以用來測電流;接1時,R2與表頭串聯(lián)后再與R1并聯(lián),因此R1相對于表頭及串聯(lián)電阻更要小,故測量的量程更大。第32頁，共43頁。-33-2.在“練習使用多用電表”的實驗中

19、: 第33頁，共43頁。-34-(1)某同學用多用電表測量電阻,電路如圖甲所示,若選擇開關置于“100”擋,按正確使用方法測量電阻Rx的阻值,指針位于圖乙所示位置,則Rx= 。(2)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(選填“變大”“變小”或“不變”)。第34頁，共43頁。-35-(3)某同學利用圖甲中的器材設計了一只歐姆表,其電路如圖丙所示。關于該歐姆表,下列說法正確的是。A.電阻刻度的零位在表盤的右端B.表盤上的電阻刻度是均勻的C.測量前,不需要紅、黑表筆短接調零D.測量后,應將開關S斷開某同學進行如下操作

20、:當Rx未接入時,閉合開關S,將紅、黑表筆分開時,調節(jié)可變電阻,使電流表滿偏。當Rx接入A、B表筆之間時,若電流表的指針指在表盤的正中央,則待測電阻Rx的阻值為(已知電流表的內阻為Rg,電池的內阻為r,可變電阻接入電路的阻值為R)。第35頁，共43頁。-36-第36頁，共43頁。-37-第37頁，共43頁。-38-3.某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖甲所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。第38頁，共43頁。-39-(1)斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示,讀數(shù)為 V,說明