2018版高考物理配套文档：第七章 实验11 练习使用多用电表 Word版含解析

这是一份2018版高考物理配套文档：第七章 实验11 练习使用多用电表 Word版含解析，共9页。试卷主要包含了欧姆表原理，多用电表，二极管的单向导电性等内容，欢迎下载使用。


一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1．构造：如图1所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
图1
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．工作原理：闭合电路欧姆定律I＝eq \f(E,Rg＋R＋r＋Rx).
3．刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．
(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
(3)当I＝eq \f(Ig,2)时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．
二、多用电表
1．多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．
2．外形如图2所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
图2
3．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(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．
三、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3甲所示．
图3
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．
1．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．
2．实验步骤
(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．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)测量小灯泡的电压和电流
①按如图4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挡，测量小灯泡两端的电压．
图4
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挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
1．多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率．
(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．
(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．
2．多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用．
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．
②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．
不能用欧姆表检测电源的情况．
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．
命题点一 教材原型实验
例1 如图5所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
图5
(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，应选用的欧姆倍率挡是________(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的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________ V.
解析 (1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 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(此时为eq \f(1,10)估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，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(此时为eq \f(1,5)估读)，指针对应的读数为154 mA.
(3)选择10 V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(此时应为eq \f(1,2)估读)，指针对应的读数为6.2 V.
答案 (1)1.5×103 ×1 k (2)30.8(30.7～30.9都正确) 154 (3)6.2
题组阶梯突破
1．用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，将选择开关旋到“×10”挡，测量时指针停在刻度盘0 Ω附近，为了提高测量的精确度，先将选择开关旋到____(填“×1”或“×100”)挡，然后进行了如下操作，这些操作的合理顺序是________．
A．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数
B．将两根表笔短接，调节调零电阻，使指针停在0 Ω刻度线上
C．将选择开关旋到“OFF”挡．
答案 ×1 BAC
解析 将选择开关拨至“×10”的挡位测量时，指针停在刻度盘0 Ω附近处，说明欧姆表所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应选择×1挡，然后重新进行欧姆调零，再测电阻阻值，测量完毕，把选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡上，正确的实验步骤为BAC.
2．在练习使用多用电表实验中，某同学使用多用电表来测量一个标有“220 V 40 W”字样的白炽灯的灯丝电阻，关于该实验，回答以下问题：
(1)该同学在使用多用电表测灯丝电阻时，将红、黑表笔分别插在了负、正插孔，是否会影响测量结果？________(填“会”或“不会”)．
(2)该同学采用“×100”挡对此灯泡灯丝电阻进行测量，操作过程完全正确，则实际测量时，电表指针应该会指在图6中________(填“a”“b”或“c”)位置．
图6
答案 (1)不会 (2)c
解析 (1)虽然红、黑表笔插入位置不对，但是对于测量电阻不会有影响．(2)灯泡的额定电阻为RL＝eq \f(U2,P)＝1 210 Ω，用欧姆表测量电阻是“冷测量”，此时的电阻值比灯泡电阻的额定值要小得多，所以位置c正确．
3．(2016·绍兴市9月选考)在“练习使用多用电表”实验中(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________(填字母)．
A．欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数
B．机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数
C．选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数
D．选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数
(2)该同学欲测量如图7甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置．(选填A、B、C、…、Q字母)
(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V.
图7
答案 (1)B (2)H (3)200
解析 (1)多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择B.
(2)插座电压大约为220 V，且是交流电，所以多用电表选择开关应打到交流250 V，即应打到图乙所示的H位置．
(3)根据电压表的读数规则，插座的电压应为200 V.
命题点二 拓展创新实验
例2 (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A、B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________.(填“闭合”或“断开”)
图8
(2)若(1)中同学检查结果如下表所示，由此可以确定( )
A.灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
解析 (1)用多用电表的欧姆挡检查电路的故障需将电路断开．
(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d之间电阻有一定的数值，说b、d之间没有断路，所以断路在d、e之间．
答案 (1)断开 (2)D
题组阶梯突破
4．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图9甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：
(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．
(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开后，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)．
(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．
(4)定值电阻的阻值R1＝________ Ω，R2＝________Ω.(结果取三位有效数字)
图9
答案 (1)如图所示
(2)电流 电压 (3)黑 (4)1.00 880
解析 (2)表头作为电压表时，要有一个电阻起到分压作用，电阻要与表头串联；表头作为电流表时，与电压表相反，应该是一个电阻与表头并联，起到分流作用；表头如果作为欧姆表，则需要内部有电源．
(3)电流从红表笔进，从黑表笔出．内部表头右边是正接线柱，所以电流从右边进，左边出．表笔A应为黑表笔．
(4)开关S断开时，由Ig(rg＋R2)＝U，
得R2＝eq \f(U,Ig)－rg＝eq \f(1,0.001) Ω－120 Ω＝880 Ω.
开关S闭合时，由Ig(rg＋R2)＝(I－Ig)R1，
得R1＝eq \f(Igrg＋R2,I－Ig)＝eq \f(0.001×120＋880,1－0.001) Ω≈1.00 Ω.知识内容
必考要求
加试要求
多用电表的原理
a
实验11：练习使用多用电表
√
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电
表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大