高中物理課件第09章電路及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十三用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量

高中物理課件實(shí)驗(yàn)十三用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量第九章電路及其應(yīng)用夯實(shí)必備知識(shí)研透命題要點(diǎn)目錄CONTENTS//////////////提升素養(yǎng)能力///////一、歐姆表原理(多用電表測(cè)電阻原理)1.構(gòu)造如圖1所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。圖1歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部：接被測(cè)電阻Rx。全電路電阻R總＝Rg＋R＋r＋Rx。2.工作原理3.刻度的標(biāo)定紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx＝0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使I＝Ig，電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過(guò)程叫歐姆調(diào)零。(1)當(dāng)I＝Ig時(shí)，Rx＝0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“____”。(圖甲)(2)當(dāng)I＝0時(shí)，Rx→∞，在I＝0處標(biāo)為“____”。(圖乙)0∞二、多用電表1.多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。2.外形如圖2所示：上半部分為表盤(pán)，表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開(kāi)關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程。圖23.多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)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(fù)插孔(____表筆插入“＋”插孔，____表筆插入“－”插孔)。紅黑三、二極管的單向?qū)щ娦?.晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個(gè)極，即正極和負(fù)極，它的符號(hào)如圖3甲所示。圖32.晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號(hào)上的箭頭表示允許電流通過(guò)的方向)。當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示。3.將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時(shí)，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。1.實(shí)驗(yàn)步驟(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開(kāi)關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程。(2)機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤(pán)刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀調(diào)節(jié)定位螺絲，進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔。(4)測(cè)量小燈泡的電壓和電流。①按如圖4甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于__________擋，測(cè)小燈泡兩端的電壓。圖4直流電壓②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開(kāi)關(guān)置于__________擋，測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流。(5)測(cè)量定值電阻①根據(jù)被測(cè)電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處。②將被測(cè)電阻接在兩表筆之間，待指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)。③讀出指針在刻度盤(pán)上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的______，即得測(cè)量結(jié)果。④測(cè)量完畢，將選擇開(kāi)關(guān)置于__________最高擋或“________”擋。直流電流倍率交流電壓OFF2.多用電表使用注意事項(xiàng)(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“____入”、“____出”。(2)區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”。機(jī)械零點(diǎn)是表盤(pán)刻度____側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤(pán)下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤(pán)____側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。(3)歐姆表讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)擋位的倍率。(4)使用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿。(5)測(cè)量電阻時(shí)待測(cè)電阻要與其他元件和______斷開(kāi)，否則不但影響測(cè)量結(jié)果，甚至可能損壞電表。(6)測(cè)電阻時(shí)每換一次擋必須重新__________。紅黑左右電源歐姆調(diào)零3.多用電表對(duì)電路故障的檢測(cè)(1)斷路故障的檢測(cè)方法①用直流電壓擋將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說(shuō)明電源______，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源______。②用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說(shuō)明與電流表串聯(lián)的部分電路____路。③用歐姆擋檢測(cè)將各元件與電源斷開(kāi)，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說(shuō)明元件完好，若電阻無(wú)窮大(或無(wú)電流)說(shuō)明此元件斷路。良好損壞斷(2)短路故障的檢測(cè)方法①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源被____路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。②用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。短命題點(diǎn)二多用電表的使用和讀數(shù)命題點(diǎn)一多用電表的原理命題點(diǎn)一多用電表的原理【例1】

(2021·湖南懷化市一模)如圖5為簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位中有：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流3mA擋和6mA擋，歐姆擋。圖中E是直流電源；R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻，R6是可變電阻，最大值為2kΩ；表頭G的滿偏電流為2mA，內(nèi)阻為20Ω，虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān)。A端和B端分別與兩表筆相連；圖5(1)圖中的A端與________(填“紅”或“黑”)表筆相連接；(2)要想使用直流電壓1V擋，選擇開(kāi)關(guān)B應(yīng)與______相連(填選擇開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的數(shù)字)；(3)關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))；A.在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置C.使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置(4)根據(jù)題給條件可得R1＝________Ω，R2＝________Ω。答案

(1)紅(2)4

(3)B

(4)20

20解析

(1)根據(jù)“紅進(jìn)黑出”，圖中的A端與紅表筆相連接。(2)直流電壓1V擋要用表頭與較小的電阻串聯(lián)，則選擇開(kāi)關(guān)B應(yīng)與“4”相連。(3)R6是歐姆擋的調(diào)零電阻，使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置，故B正確，A、C錯(cuò)誤。(4)直流電流分別為3mA和6mA擋，由圖可知，接“1”時(shí)為6mA擋，接“2”時(shí)為3mA擋，設(shè)I1＝6mA，I2＝3mA由歐姆定律可得(I1－Ig)R1＝Ig(R2＋Rg)IgRg＝(I2－Ig)(R2＋R1)解得R1＝20Ω，R2＝20Ω。題干命題點(diǎn)二多用電表的使用和讀數(shù)【例2】

(2021·安徽馬鞍山市質(zhì)量監(jiān)測(cè))物理興趣小組利用圖6(a)所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用的器材有：多用電表，電壓表(量程0～5V)，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干。(1)對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零后，選擇開(kāi)關(guān)撥到“×1k”擋，進(jìn)行歐姆調(diào)零。圖(a)中多用電表的紅表筆應(yīng)和________(選填“1”或“2”)端相連。(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)其接入電路的阻值為零時(shí)，多用電表和電壓表的刻度盤(pán)上的指針位置分別如圖(b)、(c)所示，則電壓表讀數(shù)是______V，電壓表內(nèi)阻是______kΩ，可以求出多用電表“×1k”擋內(nèi)部電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V。圖6(3)用此多用電表測(cè)電阻，選擇“×1”擋測(cè)20Ω的電阻時(shí)流過(guò)表頭的電流為I1，選擇“×10”擋測(cè)100Ω的電阻時(shí)流過(guò)表頭的電流為I2，則I1________I2(選填“大于”“小于”或“等于”)。解析

(1)紅表筆與歐姆表內(nèi)置電源的負(fù)極相連，黑表筆與歐姆表內(nèi)置電源的正極相連，電流從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表；電流從電壓表正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，由圖(a)所示，多用電表的紅表筆應(yīng)和1端相連。(3)選擇“×1”擋測(cè)20Ω的電阻時(shí)，指針示數(shù)是20，流過(guò)表頭的電流為I1，選擇“×10”擋測(cè)100Ω的電阻時(shí)，指針示數(shù)是10，流過(guò)表頭的電流為I2，歐姆表零刻度線在最右側(cè)，最大刻度線在最左側(cè)，歐姆表指針示數(shù)越大，指針越靠近左側(cè)，此時(shí)流過(guò)電表的電流越小，則I1小于I2。答案(1)1

(2)3.00

15

6

(3)小于題干【針對(duì)訓(xùn)練】

(2021·福建泉州市4月質(zhì)量監(jiān)測(cè))某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。歐姆擋所用電池的電動(dòng)勢(shì)為9V，刻度盤(pán)中央刻度值為“15”，選擇旋鈕打在“×1k”擋。 (1)該同學(xué)用歐姆擋測(cè)量某一量程為15V的電壓表內(nèi)阻。 ①指針指在圖7甲所示位置，此測(cè)量值為_(kāi)_______Ω；查閱資料發(fā)現(xiàn)該電壓表內(nèi)阻真實(shí)值為15kΩ，測(cè)量值與真實(shí)值偏差較大，可能原因是該同學(xué)未進(jìn)行歐姆調(diào)零就直接測(cè)量，若此時(shí)把兩表筆短接，則指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的______側(cè)(選填“左”或“右”)。②進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測(cè)量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，此時(shí)電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖7(2)該同學(xué)接著用歐姆擋探測(cè)只有一個(gè)元件的黑箱，如圖乙所示，當(dāng)兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時(shí)，發(fā)現(xiàn)電表指針快速擺向右邊后再擺回最左邊刻度線，則該元件可能是________。A.電阻 B.電感線圈C.電容器 D.二極管答案

(1)①25k左②4.5

(2)C解析

(1)①指針指在圖甲所示位置，此測(cè)量值為25kΩ；查閱資料發(fā)現(xiàn)該電壓表內(nèi)阻真實(shí)值為15kΩ，測(cè)量值與真實(shí)值偏差較大，可能原因是該同學(xué)未進(jìn)行歐姆調(diào)零就直接測(cè)量，若此時(shí)把兩表筆短接，則指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的左側(cè)。②進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測(cè)量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，即電壓表的內(nèi)阻等于歐姆表的中值電阻，即電壓表的內(nèi)阻等于歐姆表的內(nèi)阻，則此時(shí)電壓表示數(shù)為歐姆表內(nèi)電源電動(dòng)勢(shì)的一半，即4.5V。(2)當(dāng)兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時(shí)，發(fā)現(xiàn)電表指針快速擺向右邊后再擺回最左邊刻度線，即電路接通后電流又逐漸變?yōu)榱?，則該元件可能是電容器，電路接通后先充電，充電結(jié)束后電路中電流為零，故C正確。1.(2021·廣東惠州市調(diào)研)(1)如圖8中的螺旋測(cè)微器讀數(shù)為_(kāi)_______mm；圖8(2)如圖9甲為某多用電表的原理圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻，R6是可變電阻，已知R3＜R4，表頭G的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1200Ω。圖甲中S為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連，該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆“×100Ω”擋。甲①圖甲中的B端與______(選填“紅”或“黑”)表筆相連接；②使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)____________(選填“左端電流”或“右端電阻”)為“0”的位置；③某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖乙所示，若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_(kāi)_______Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；乙圖9④根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。答案(1)6.700±0.02

(2)①紅②右端電阻③4.0×103

④400

4700解析

(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為6.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為20.0×0.01mm＝0.200mm，所以最終讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01＝6