高中物理課件第09章電路及其應用實驗十三用多用電表測量電學中的物理量

高中物理課件實驗十三用多用電表測量電學中的物理量第九章電路及其應用夯實必備知識研透命題要點目錄CONTENTS//////////////提升素養(yǎng)能力///////一、歐姆表原理(多用電表測電阻原理)1.構造如圖1所示，歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。圖1歐姆表內部：電流表、電池、調零電阻串聯。外部：接被測電阻Rx。全電路電阻R總＝Rg＋R＋r＋Rx。2.工作原理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“____”。(圖甲)(2)當I＝0時，Rx→∞，在I＝0處標為“____”。(圖乙)0∞二、多用電表1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程。2.外形如圖2所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關，它的四周刻有各種測量項目和量程。圖23.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(____表筆插入“＋”插孔，____表筆插入“－”插孔)。紅黑三、二極管的單向導電性1.晶體二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號如圖3甲所示。圖32.晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導通，如圖乙所示；當給二極管加反向電壓時，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關撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”極時，電阻示數較小，反之電阻示數很大，由此可判斷出二極管的正、負極。1.實驗步驟(1)觀察：觀察多用電表的外形，認識選擇開關的測量項目及量程。(2)機械調零：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，則可用小螺絲刀調節(jié)定位螺絲，進行機械調零。(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔。(4)測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，將多用電表選擇開關置于__________擋，測小燈泡兩端的電壓。圖4直流電壓②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關置于__________擋，測量通過小燈泡的電流。(5)測量定值電阻①根據被測電阻的估計阻值，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，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處。②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數。③讀出指針在刻度盤上所指的數值，用讀數乘以所選擋位的______，即得測量結果。④測量完畢，將選擇開關置于__________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(1)表內電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，注意電流的實際方向應為“____入”、“____出”。(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度____側的“0”位置，調整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤____側的“0”位置，調整的是歐姆調零旋鈕。(3)歐姆表讀數時注意乘以相應擋位的倍率。(4)使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿。(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和______斷開，否則不但影響測量結果，甚至可能損壞電表。(6)測電阻時每換一次擋必須重新__________。紅黑左右電源歐姆調零3.多用電表對電路故障的檢測(1)斷路故障的檢測方法①用直流電壓擋將電壓表與電源并聯，若電壓表示數不為零，說明電源______，若電壓表示數為零，說明電源______。②用直流電流擋將電流表串聯在電路中，若電流表的示數為零，則說明與電流表串聯的部分電路____路。③用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。良好損壞斷(2)短路故障的檢測方法①將電壓表與電源并聯，若電壓表示數為零，說明電源被____路；若電壓表示數不為零，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，若串聯在電路中的電流表示數不為零，故障應是短路。短命題點二多用電表的使用和讀數命題點一多用電表的原理命題點一多用電表的原理【例1】

(2021·湖南懷化市一模)如圖5為簡易多用電表的電路圖。該多用電表有5個擋位，5個擋位中有：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，內阻為20Ω，虛線方框內為換擋開關。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，選擇開關B應與______相連(填選擇開關對應的數字)；(3)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(4)根據題給條件可得R1＝________Ω，R2＝________Ω。答案

(1)紅(2)4

(3)B

(4)20

20解析

(1)根據“紅進黑出”，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，則選擇開關B應與“4”相連。(3)R6是歐姆擋的調零電阻，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，故B正確，A、C錯誤。(4)直流電流分別為3mA和6mA擋，由圖可知，接“1”時為6mA擋，接“2”時為3mA擋，設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。題干命題點二多用電表的使用和讀數【例2】

(2021·安徽馬鞍山市質量監(jiān)測)物理興趣小組利用圖6(a)所示電路進行實驗。使用的器材有：多用電表，電壓表(量程0～5V)，滑動變阻器，導線若干。(1)對多用電表進行機械調零后，選擇開關撥到“×1k”擋，進行歐姆調零。圖(a)中多用電表的紅表筆應和________(選填“1”或“2”)端相連。(2)調節(jié)滑動變阻器的滑片，當其接入電路的阻值為零時，多用電表和電壓表的刻度盤上的指針位置分別如圖(b)、(c)所示，則電壓表讀數是______V，電壓表內阻是______kΩ，可以求出多用電表“×1k”擋內部電源電動勢為________V。圖6(3)用此多用電表測電阻，選擇“×1”擋測20Ω的電阻時流過表頭的電流為I1，選擇“×10”擋測100Ω的電阻時流過表頭的電流為I2，則I1________I2(選填“大于”“小于”或“等于”)。解析

(1)紅表筆與歐姆表內置電源的負極相連，黑表筆與歐姆表內置電源的正極相連，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，負接線柱流出，由圖(a)所示，多用電表的紅表筆應和1端相連。(3)選擇“×1”擋測20Ω的電阻時，指針示數是20，流過表頭的電流為I1，選擇“×10”擋測100Ω的電阻時，指針示數是10，流過表頭的電流為I2，歐姆表零刻度線在最右側，最大刻度線在最左側，歐姆表指針示數越大，指針越靠近左側，此時流過電表的電流越小，則I1小于I2。答案(1)1

(2)3.00

15

6

(3)小于題干【針對訓練】

(2021·福建泉州市4月質量監(jiān)測)某同學利用多用電表的歐姆擋進行實驗研究。歐姆擋所用電池的電動勢為9V，刻度盤中央刻度值為“15”，選擇旋鈕打在“×1k”擋。 (1)該同學用歐姆擋測量某一量程為15V的電壓表內阻。 ①指針指在圖7甲所示位置，此測量值為________Ω；查閱資料發(fā)現該電壓表內阻真實值為15kΩ，測量值與真實值偏差較大，可能原因是該同學未進行歐姆調零就直接測量，若此時把兩表筆短接，則指針應指在歐姆擋零刻度線的______側(選填“左”或“右”)。②進行歐姆調零后再測量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，此時電壓表示數為________V(結果保留2位有效數字)。圖7(2)該同學接著用歐姆擋探測只有一個元件的黑箱，如圖乙所示，當兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時，發(fā)現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，此測量值為25kΩ；查閱資料發(fā)現該電壓表內阻真實值為15kΩ，測量值與真實值偏差較大，可能原因是該同學未進行歐姆調零就直接測量，若此時把兩表筆短接，則指針應指在歐姆擋零刻度線的左側。②進行歐姆調零后再測量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，即電壓表的內阻等于歐姆表的中值電阻，即電壓表的內阻等于歐姆表的內阻，則此時電壓表示數為歐姆表內電源電動勢的一半，即4.5V。(2)當兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時，發(fā)現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，充電結束后電路中電流為零，故C正確。1.(2021·廣東惠州市調研)(1)如圖8中的螺旋測微器讀數為________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，內阻為1200Ω。圖甲中S為轉換開關，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，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤____________(選填“左端電流”或“右端電阻”)為“0”的位置；③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“5”相連的，則讀數為________Ω(結果保留2位有效數字)；乙圖9④根據題給條件可得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)螺旋測微器的固定刻度讀數為6.5mm，可動刻度讀數為20.0×0.01mm＝0.200mm，所以最終讀數為6.5mm＋20.0×0.01＝6