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    2022届高考物理一轮复习讲义学案(新高考人教版)第九章 实验十一 练习使用多用电表

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    这是一份2022届高考物理一轮复习讲义学案(新高考人教版)第九章 实验十一 练习使用多用电表,共11页。

    实验十一 练习使用多用电表

    目标要求 1.了解多用电表的构造和工作原理.2.会用多用电表测量电压电流.3.测量定值电阻和二极管的正负极.4.会用多用电表进行简单的电路故障分析

    实验技能储备

    1认识多用电表

    (1)多用电表可以用来测量电流电压电阻等并且每一种测量项目都有几个量程

    1

    (2)外形如图1所示上半部分为表盘表盘上有电流电压电阻等多种量程的刻度下半部分为选择开关它的四周刻有各种测量项目和量程

    多用电表面板上还有欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)指针定位螺丝(使电表指针指在左端的0位置)表笔的正负插孔(表笔插入插孔表笔插入插孔)

    2用多用电表测量小灯泡的电压和电流

    按如图2甲所示的电路图连好电路将多用电表选择开关置于直流电压测小灯泡两端的电压

    2

    按如图乙所示的电路图连好电路将选择开关置于直流电流测量通过小灯泡的电流

     

    3用多用电表测定值电阻的阻值

    (1)原理

    电路

    IRx的对应关系

    相当于待测电阻Rx0,调节R使IIg,即表头满偏(RgrR是欧姆表的内阻)

    相当于待测电阻Rx,此时I0,指针不偏转

    待测电阻为RxI,指针指到某确定位置

    刻度

    特点

    表头电流满偏Ig处,对应欧姆表零刻度(右侧)

    表头电流I0处,对应欧姆表刻度(左侧)

    表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀

     

    (2)测量步骤

    估测待测电阻值

    欧姆挡调零

    将被测电阻接在红黑表笔之间

    读数指针示数乘以倍率

    使用完毕选择开关置于OFF交流电压最高挡长期不用应取出电池

    (3)注意事项

    区分机械零点欧姆零点机械零点是表盘刻度侧的0位置机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝欧姆零点是指刻度盘侧的0位置欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮

    使指针指在中值附近否则换挡

    测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零

    手不能接触表笔的金属杆

    测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开

    4用多用电表测二极管的正、反向电阻

    (1)认识二极管晶体二极管由半导体材料制成它的符号如图3所示左端为正极右端为负极

    3

    特点当给二极管加正向电压时电阻很小当给二极管加反向电压时电阻很大

    (2)用多用电表测二极管的正反向电阻

    测二极管正向电阻将多用电表的选择开关选至低倍率的欧姆挡欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的红表笔接触二极管的(如图4)

    测二极管反向电阻将多用电表的选择开关选至高倍率的欧姆挡欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的红表笔接触二极管的(如图乙)

    4

    使用二极管前常常需要辨明它的正负极若标识模糊可用欧姆表测量两个方向的电阻判断二极管的正负极

    考点一 教材原型实验

          欧姆表的原理和使用

     

    1 5(a)为多用电表的示意图其中SKT为三个可调节的部件现用此电表测量一阻值约1 000 Ω的定值电阻

    5

    (1)测量的某些操作步骤如下

    调节可调部件________使电表指针停在________(选填电流0刻度”“欧姆0刻度)位置

    调节可调部件K使它的尖端指向________(选填“×1 k”“×100”“×10”“×1)位置

    将红黑表笔分别插入”“插孔笔尖相互接触调节可调部件________使电表指针指向________(选填电流0刻度”“欧姆0刻度)位置

    将红黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端当指针稳定后读出表头的示数如图(b)所示再乘以可调部件K所指的倍率得出该电阻的阻值Rx________.

    测量完毕应调节可调部件K使它的尖端指向OFF或交流电压“×500位置

    (2)欧姆挡进行调零后“×10挡测量另一个阻值未知的电阻发现指针偏转角度很小则下列说法和做法中正确的是________

    A这个电阻的阻值较小

    B这个电阻的阻值较大

    C为测量更准确些电表应当换用欧姆“×1并且重新调零后进行测量

    D为测量更准确些电表应当换用欧姆“×100并且重新调零后进行测量

    答案 (1)S 电流0刻度 ②×100 T 欧姆0刻度 1 100 Ω (2)BD


          多用电表的原理和使用

     

    2 (2017·全国卷·23)6(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池R1R2R3R4R5是固定电阻R6是可变电阻表头的满偏电流为250 μA内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位5个挡位为直流电压1 V挡和5 V直流电流1 mA挡和2.5 mA 欧姆×100 Ω

    6

    (1)(a)中的A端与________()色表笔相连接

    (2)关于R6的使用下列说法正确的是________(填正确答案标号)

    A在使用多用电表之前调整R6使电表指针指在表盘左端电流0位置

    B使用欧姆挡时先将两表笔短接调整R6使电表指针指在表盘右端电阻0位置

    C使用电流挡时调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

    (3)根据题给条件可得R1R2________ΩR4________Ω.

    (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时B端是与1相连的则多用电表读数为__________若此时B端是与3相连的则读数为________若此时B端是与5相连的则读数为____________(结果均保留3位有效数字)

    答案 (1) (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA

    110  2.94 V

    解析 (1)B端与3连接时,内部电源与外部电路形成闭合回路,电流从A端流出,故A端与黑色表笔相连接

    (2)在使用多用电表之前,调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流0位置,选项A错误;使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻0位置,选项B正确;使用电流挡时,电阻R6不在闭合电路中,调节无效,选项C错误

    (3)根据题给条件可知,当B端与2连接时,表头与R1R2组成的串联电路并联,此时为量程1 mA的电流挡,由并联电路两支路电流与电阻成反比知,,解得R1R2160 Ω.

    B端与4连接时,表头与R1R2组成的串联电路并联后再与R4串联,此时为量程1 V电压挡,表头与R1R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω,两端电压为0.12 V,由串联电路中电压与电阻成正比知:R4两端电压为0.88 V,则R4电阻为880 Ω.

    (4)若此时B端是与1连接的,多用电表作为直流电流表使用,量程为2.5 mA,读数为1.47 mA.

    若此时B端是与3连接的,多用电表作为欧姆表使用,读数为11×100 Ω1.10 kΩ.

    若此时B端是与5连接的,多用电表作为直流电压表使用,量程为5 V,读数为2.94 V.

     

          使用多用电表测量二极管

     

    3 (2020·浙江名校协作体模拟)钱华同学的爸爸是个电气工程师钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后爸爸给他出了一道题目让他通过测量找到发光二极管的负极

    (1)钱华同学做了如下两步具体的操作第一将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“×1经过________之后他把红表笔接在二极管的短管脚上把黑表笔接在二极管的长管脚上发现二极管发出了耀眼的白光然后他将两表笔的位置互换以后发现二极管不发光这说明二极管的负极是________(选填长管脚短管脚)所连接的一极

    (2)钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了他琢磨了一下然后又依次用电阻挡的“×1“×10“×100“×1 k分别进行了二极管导通状态的准确的测量他发现二极管发光的亮度越来越________(选填)请帮助他分析一下具体的原因_____________________________________________________________

    答案 (1)欧姆调零 短管脚 (2) 原因见解析

    解析 (1)在测量电阻时,选择挡位后首先要进行欧姆调零;二极管发光时处于正向导通状态,因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极,故短管脚为负极

    (2)×1挡、×10挡、×100挡到×1 k挡,多用电表的内阻越来越大,根据闭合电路欧姆定律I可知,通过二极管的电流越来越小,根据PI2R可知二极管的亮度越来越小

    1(八省联考·江苏·13)电流表改装成欧姆表的电路如图7所示两表笔直接相连时指针指在表盘刻度5两表笔之间接有600 Ω的电阻时指针指在刻度1求刻度3应标注的电阻值R.

    7

    答案 100 Ω

    解析 指针指在刻度5时,电流表满偏,设为Ig,则指针指在刻度3和刻度1时的电流分别为IgIg

    指针指在刻度5,由闭合电路欧姆定律得Ig

    指针指在刻度1,由闭合电路欧姆定律得

    Ig

    解得R150 Ω

    指针指在刻度3,由闭合电路欧姆定律得:Ig

    解得R100 Ω

    考点二 拓展创新实验

          欧姆表检测电路故障

     

    断开电路用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻若检测部分示数正常说明两点间电路正常若检测部分电阻很小(几乎为零)说明该部分短路若检测部分指针几乎不动说明该部分有断路

    4 (1)某同学按如图8所示的电路图连接元件后闭合开关S发现AB灯都不亮该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障检查前应将开关S________.(选填闭合断开)

    8

    (2)(1)中同学检查结果如表所示由此可以确定________

    测试点

    bf

    be

    bd

    de

    多用电表示数

    无穷大

    无穷大

    500 Ω

    无穷大

     

    A.A断路

    BB断路

    CAB都断路

    Dde间导线断路

    答案 (1)断开 (2)D

    解析 (1)用欧姆挡检查电路需将电路断开

    (2)bf之间电阻无穷大说明bf间有断路,be之间电阻无穷大说明be间有断路,de之间电阻无穷大说明de间有断路,bd间电阻有一定的数值,说明bd间没有断路,所以断路在de之间

     

          组装欧姆表

     

    5 (2019·全国卷·23)某同学欲将内阻为98.5 Ω量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准要求改装后欧姆表的15 刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度可选用的器材还有定值电阻R0(阻值14 )滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)电阻箱(099 999.9 Ω)干电池(E1.5 Vr1.5 Ω)黑表笔和导线若干

    9

    (1)欧姆表设计

    将图9中的实物连线组成欧姆表欧姆表改装好后滑动变阻器R接入电路的电阻应为________ Ω滑动变阻器选________(R1R2)

    (2)刻度欧姆表表盘

    通过计算对整个表盘进行电阻刻度如图10所示表盘上ab处的电流刻度分别为2575ab处的电阻刻度分别为________________.

    10

    (3)校准

    黑表笔短接调节滑动变阻器使欧姆表指针指向________ 将红黑表笔与电阻箱连接记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值完成校准数据测量若校准某刻度时电阻箱旋钮位置如图11所示则电阻箱接入的阻值为________ Ω.

    11

    答案 (1)如图所示 900 R1

    (2)45 5 (3)0 35 000.0

    解析 (1)由题知当两表笔间接入15 的电阻时,电流表示数为50 μA,由闭合电路欧姆定律有,代入数据解得R900 Ω,所以滑动变阻器选择R1.

    (2)欧姆表的内阻RgRgrR0R15 ,当电流为25 μA时,有,可得Rx45 ;当电流为75 μA时,有,可得Rx5 kΩ.

    (3)红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向0 题图中电阻箱读数为35 000.0 Ω.

    2(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考)某实验小组在练习使用多用电表时他们正确连接好电路如图12甲所示闭合开关S发现无论如何调节电阻箱R0灯泡都不亮电流表无读数他们判断电路可能出现故障经小组讨论后他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路已知保护电阻R15 Ω电流表量程为050 mA.操作步骤如下

    12

    将多用电表挡位调到欧姆×1再将红黑表笔短接进行欧姆调零

    断开图甲电路开关S将多用电表两表笔分别接在ac多用电表的指针不偏转

    将多用电表两表笔分别接在bc多用电表的示数如图乙所示

    将多用电表两表笔分别接在ce调节R020 Ω多用电表示数如图丙所示电流表的示数如图丁所示

    回答下列问题

    (1)图丙中的多用电表读数为________ Ω图丁中的电流表读数为________ mA.

    (2)操作步骤多用电表红表笔应接________(选填ce)

    (3)电路的故障可能是________

    A灯泡短路   B灯泡断路

    C保护电阻R短路   D保护电阻R断路

    (4)根据以上实验得出的数据同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E______ V(结果保留三位有效数字)

    答案 (1)24 38.0 (2)e (3)B (4)1.48

    解析 (1)欧姆表的读数为24×1 Ω24 Ω,电流表的最小分度是1 mA,需估读到0.1 mA,所以图丁中的电流表读数为38.0 mA.(2)根据电流必须从电流表正接线柱流入,电流从欧姆表的红表笔流入,黑表笔流出,电路中电流表在e端为负极,即电流经过电流表的方向为de,则操作步骤中,多用电表黑表笔应接c点,红表笔应接e(3)将多用电表两表笔分别接在ac上,多用电表的指针不偏转,说明ac间有断路将多用电表两表笔分别接在bc上,多用电表的示数不为零,所以电路的故障是灯泡断路(4)由操作步骤中多用电表指针正好指在中间刻度,根据欧姆表的中值电阻等于其内阻,则知欧姆表的内阻为R15 Ω.操作步骤中,根据闭合电路欧姆定律得:I,又R0RmA24 Ω,故EI(R0RmAR)38.0×103×(2415) V1.48 V.

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