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人教版高考物理一轮复习第8章实验12练习使用多用电表PPT课件
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这是一份人教版高考物理一轮复习第8章实验12练习使用多用电表PPT课件，共51页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识落实，实验能力形成，巩固提升检测，48mA，96V，蓄电池，50×103，×1k，0mA等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法。2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理1.欧姆表原理(1)构造。如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻Rx。全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2.多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种物理量都有几个量程。(2)外形如图所示,上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等不同物理量多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
(3)多用电表面板上还有欧姆调零旋钮(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(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。
3.测电流、电压的原理测电流和电压的原理与电流表和电压表改装原理相同。(1)直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。(2)直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。
4.二极管的单向导电性(1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。
三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。四、实验步骤1.观察多用电表的外形,认识选择开关对应的测量项目及量程。2.检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
4.测小灯泡的电压和电流。(1)按图甲连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。(2)按图乙连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
5.用多用电表测电阻的步骤。(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度。(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。(4)选择开关改置“×100”挡,重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6.探索黑箱内的电学元件。
五、误差分析1.偶然误差(1)欧姆挡的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。(2)由于欧姆挡刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当倍率挡位,使指针在中值附近。(3)读数时的观察易造成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。2.系统误差(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
2.多用电表使用的“八项注意”(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时,电流总是“红进”“黑出”。(3)选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流还是测电阻,还要分清是交流还是直流。(4)电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡。(5)刻度线有三条:上为电阻专用,中间为电流、电压直流、交流共用,下为电压交流2.5 V专用。
(6)测电阻时①待测电阻与电路、电源一定要断开。②两手一定不要接触两表笔金属杆。③指针指中值附近较准,否则换挡。④每换一挡必须重新欧姆调零。⑤读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。(7)测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源,无电源方可用欧姆挡。(8)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
【例1】 某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和内阻及“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有多用电表、电压表(量程5 V,内阻十几千欧)、滑动变阻器(最大阻值5 kΩ)、导线若干。回答下列问题。(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”,再将红表笔和黑表笔____________,进行欧姆调零。 (2)将图甲中多用电表的红表笔和____________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______ V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为____________ kΩ。 (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图丁所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为____________V,电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为____________ kΩ。
【例2】 (2017·全国卷Ⅲ)图甲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;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G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:直流电压1 V 挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图甲中的A端与________ (选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是____________(选填正确答案标号)。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R1+R2=____________ Ω,R4=____________ Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图所示。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)
1.10×103 Ω
解析:(1)根据电流从红表笔进入多用电表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连。(2)在使用多用电表之前,调节指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,A选项错误。使用欧姆挡时,将两表笔短接,调整R6进行欧姆调零,B选项正确。电流挡中电路与R6无关,C选项错误。(3)当B端接“2”时,电流挡的量程为1 mA,此时,R1、R2串联后与表头并联, R1+R2承担的电流为I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160 Ω;当B端接“4”时,电压挡的量程为1 V,表头与R4串联,表头部分承担的电压Ug=IgRg=250×10-6×480 V=0.12 V,故R4承担的电压为0.88 V,所以
(4)B端与“1”连接时,电流挡的最大量程为2.5 mA,表盘上每1小格表示0.05 mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为1.48 mA;B端与“3”连接时,多用电表调到欧姆挡,示数为R=11×100 Ω=1.10×103 Ω;B端与“5”连接时,多用电表调为量程5 V的电压挡,每1小格表示0.1 V,则读数为2.96 V。
规律总结欧姆挡刻度盘特点及多用电表读数技巧1.欧姆挡刻度盘不同于电压、电流挡刻度盘。(1)左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。(2)刻度不均匀:左密右疏。(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
【例3】 某照明电路出现故障,其电路如图所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图所示,读数为__________V,说明____________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。 (2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是____________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
(11.2~11.8之间的值均可)
解析:(1)因用直流50 V挡检测,故满偏时电压为50 V,刻度均匀,在题图乙所示位置时,读数为11.5 V(11.2~11.8 V之间的值均可),说明蓄电池正常。(2)红表笔接b点,断开开关,指针不偏转,闭合开关后多用电表读数与原来相同,说明保险丝、开关均正常,发生故障的器件只能为小灯。
【例4】 如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的____________(选填“A”“B”或“C”)。
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应____________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至电阻“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。
两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图所示。请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。
解析:(1)A是指针定位螺丝,B是欧姆调零旋钮,C是选择开关,故选填A。(2)为防止a、b间存在高压电源并在持续接通时烧坏电表,应采用“点触”方式。(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管,由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω;因黑箱内只有三个阻值相等的电阻,由表内数据b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和,可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联。又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍,故可判断出电路图如图甲或乙所示。
方法归纳判断黑箱内元件的基本思路
1.首先用多用电表电压挡探测黑箱内是否有电源。2.如果有电源,则用多用电表的电压挡探测黑箱外任意两接点间电压,根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻的关系,从而分析出黑箱内各元件的连接情况。3.如果没有电源,则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值,根据所测量的电阻值,分析任意两点间各是什么元件及其连接情况。
1.(2020·北京西城区月考)下图为多用电表的刻度盘。选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时,表针如图所示。
(1)所测电阻的阻值为____________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是____________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 (2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为____________________ mA;当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为__________________ mA。(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为____________ V。
30.7(30.5~30.9都正确)
153(152~154都正确)
解析:(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为15.0,倍率为“×100”,读数为1.50×103 Ω;测2.0×104 Ω电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。(2)选50 mA直流电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA,指针对应的读数为30.7 mA;选择量程为250 mA的直流电流挡,则每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到1 mA,指针对应的读数为153 mA。(3)选择10 V直流电压挡,则每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V,指针对应的读数为6.1 V。
2.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题。(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图甲所示,若选择开关拨至电阻“×1”挡,则测量的结果为____________;若选择开关拨至“50 mA”直流电流挡,则测量结果为____________。
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx的关系图像如图丙所示,则该图像的函数关系式为_______________________。
(3)(多选)根据图丙中的I-Rx图线,下列说法正确的是( )A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=IgC.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏D.测量中,当Rx的阻值为图丙中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧
3.小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D,设计了如图甲所示电路进行实验探究,请按要求回答问题。
(1)小明按图甲连接好电路,闭合开关S,将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端,发现起始阶段电压表的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持6 V不变,若D为电阻元件,则该过程中它的电阻的变化情况可能是( )A.阻值一直为0B.阻值先不变,后变小C.阻值恒定且远大于R2D.阻值先不变,后变大
(2)根据元件D铭牌上的部分信息,小明从网络获知该元件为稳压二极管,它有正负极之分,在电路中当D的正极接高电势时,其i-u图线如图乙中OC所示,当D的负极接高电势时,其i-u图线如图乙中OAB所示,其中AB段为D的稳压工作区,由此可判断图甲中D的黑色端是它的____________(选填“正”或“负”)极。 (3)小明接着用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究,图丙中虚线框端是其内部等效电路,已知电源电动势E=9 V,电表满偏电流Ig=3 mA。实验时小明先进行欧姆调零,则调零后多用电表内部总电阻为____________ Ω;调零后按图丙连接元件D进行测量,若D恰好处于稳压工作区,则此时测得元件D的阻值应为______________ Ω。
3 000(或3×103)
6 000(或6×103)
一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法。2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理1.欧姆表原理(1)构造。如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻Rx。全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2.多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种物理量都有几个量程。(2)外形如图所示,上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等不同物理量多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
(3)多用电表面板上还有欧姆调零旋钮(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(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。
3.测电流、电压的原理测电流和电压的原理与电流表和电压表改装原理相同。(1)直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。(2)直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。
4.二极管的单向导电性(1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。
三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。四、实验步骤1.观察多用电表的外形,认识选择开关对应的测量项目及量程。2.检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
4.测小灯泡的电压和电流。(1)按图甲连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。(2)按图乙连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
5.用多用电表测电阻的步骤。(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度。(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。(4)选择开关改置“×100”挡,重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6.探索黑箱内的电学元件。
五、误差分析1.偶然误差(1)欧姆挡的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。(2)由于欧姆挡刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当倍率挡位,使指针在中值附近。(3)读数时的观察易造成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。2.系统误差(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
2.多用电表使用的“八项注意”(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时,电流总是“红进”“黑出”。(3)选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流还是测电阻,还要分清是交流还是直流。(4)电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡。(5)刻度线有三条:上为电阻专用,中间为电流、电压直流、交流共用,下为电压交流2.5 V专用。
(6)测电阻时①待测电阻与电路、电源一定要断开。②两手一定不要接触两表笔金属杆。③指针指中值附近较准,否则换挡。④每换一挡必须重新欧姆调零。⑤读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。(7)测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源,无电源方可用欧姆挡。(8)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
【例1】 某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和内阻及“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有多用电表、电压表(量程5 V,内阻十几千欧)、滑动变阻器(最大阻值5 kΩ)、导线若干。回答下列问题。(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”,再将红表笔和黑表笔____________,进行欧姆调零。 (2)将图甲中多用电表的红表笔和____________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______ V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为____________ kΩ。 (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图丁所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为____________V,电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为____________ kΩ。
【例2】 (2017·全国卷Ⅲ)图甲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;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G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:直流电压1 V 挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图甲中的A端与________ (选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是____________(选填正确答案标号)。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R1+R2=____________ Ω,R4=____________ Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图所示。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)
1.10×103 Ω
解析:(1)根据电流从红表笔进入多用电表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连。(2)在使用多用电表之前,调节指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,A选项错误。使用欧姆挡时,将两表笔短接,调整R6进行欧姆调零,B选项正确。电流挡中电路与R6无关,C选项错误。(3)当B端接“2”时,电流挡的量程为1 mA,此时,R1、R2串联后与表头并联, R1+R2承担的电流为I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160 Ω;当B端接“4”时,电压挡的量程为1 V,表头与R4串联,表头部分承担的电压Ug=IgRg=250×10-6×480 V=0.12 V,故R4承担的电压为0.88 V,所以
(4)B端与“1”连接时,电流挡的最大量程为2.5 mA,表盘上每1小格表示0.05 mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为1.48 mA;B端与“3”连接时,多用电表调到欧姆挡,示数为R=11×100 Ω=1.10×103 Ω;B端与“5”连接时,多用电表调为量程5 V的电压挡,每1小格表示0.1 V,则读数为2.96 V。
规律总结欧姆挡刻度盘特点及多用电表读数技巧1.欧姆挡刻度盘不同于电压、电流挡刻度盘。(1)左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。(2)刻度不均匀:左密右疏。(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
【例3】 某照明电路出现故障,其电路如图所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图所示,读数为__________V,说明____________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。 (2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是____________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
(11.2~11.8之间的值均可)
解析:(1)因用直流50 V挡检测,故满偏时电压为50 V,刻度均匀,在题图乙所示位置时,读数为11.5 V(11.2~11.8 V之间的值均可),说明蓄电池正常。(2)红表笔接b点,断开开关,指针不偏转,闭合开关后多用电表读数与原来相同,说明保险丝、开关均正常,发生故障的器件只能为小灯。
【例4】 如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的____________(选填“A”“B”或“C”)。
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应____________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至电阻“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。
两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图所示。请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。
解析:(1)A是指针定位螺丝,B是欧姆调零旋钮,C是选择开关,故选填A。(2)为防止a、b间存在高压电源并在持续接通时烧坏电表,应采用“点触”方式。(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管,由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω;因黑箱内只有三个阻值相等的电阻,由表内数据b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和,可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联。又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍,故可判断出电路图如图甲或乙所示。
方法归纳判断黑箱内元件的基本思路
1.首先用多用电表电压挡探测黑箱内是否有电源。2.如果有电源,则用多用电表的电压挡探测黑箱外任意两接点间电压,根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻的关系,从而分析出黑箱内各元件的连接情况。3.如果没有电源,则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值,根据所测量的电阻值,分析任意两点间各是什么元件及其连接情况。
1.(2020·北京西城区月考)下图为多用电表的刻度盘。选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时,表针如图所示。
(1)所测电阻的阻值为____________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是____________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 (2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为____________________ mA;当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为__________________ mA。(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为____________ V。
30.7(30.5~30.9都正确)
153(152~154都正确)
解析:(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为15.0,倍率为“×100”,读数为1.50×103 Ω;测2.0×104 Ω电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。(2)选50 mA直流电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA,指针对应的读数为30.7 mA;选择量程为250 mA的直流电流挡,则每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到1 mA,指针对应的读数为153 mA。(3)选择10 V直流电压挡,则每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V,指针对应的读数为6.1 V。
2.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题。(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图甲所示,若选择开关拨至电阻“×1”挡,则测量的结果为____________;若选择开关拨至“50 mA”直流电流挡,则测量结果为____________。
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx的关系图像如图丙所示,则该图像的函数关系式为_______________________。
(3)(多选)根据图丙中的I-Rx图线,下列说法正确的是( )A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=IgC.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏D.测量中,当Rx的阻值为图丙中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧
3.小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D,设计了如图甲所示电路进行实验探究,请按要求回答问题。
(1)小明按图甲连接好电路,闭合开关S,将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端,发现起始阶段电压表的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持6 V不变,若D为电阻元件,则该过程中它的电阻的变化情况可能是( )A.阻值一直为0B.阻值先不变,后变小C.阻值恒定且远大于R2D.阻值先不变,后变大
(2)根据元件D铭牌上的部分信息,小明从网络获知该元件为稳压二极管,它有正负极之分,在电路中当D的正极接高电势时,其i-u图线如图乙中OC所示,当D的负极接高电势时,其i-u图线如图乙中OAB所示,其中AB段为D的稳压工作区,由此可判断图甲中D的黑色端是它的____________(选填“正”或“负”)极。 (3)小明接着用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究,图丙中虚线框端是其内部等效电路,已知电源电动势E=9 V,电表满偏电流Ig=3 mA。实验时小明先进行欧姆调零,则调零后多用电表内部总电阻为____________ Ω;调零后按图丙连接元件D进行测量,若D恰好处于稳压工作区,则此时测得元件D的阻值应为______________ Ω。
3 000(或3×103)
6 000(或6×103)
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