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& 2017届高三物理一轮复习课件：实验10 练习使用多用电表（新人教版）
2017届高三物理一轮复习课件：实验10 练习使用多用电表（新人教版）
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资料概述与简介
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 3.
(黑箱问题)用多用电表探测如图所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是下图中的(　　)
答案 解析 解析 关闭 由E、G两点之间与F、G之间有电压,说明黑箱内有电源,且电源一定与G相连。因为利用欧姆表测量E、F两点的电阻时,正、反向的电阻区别比较大,说明E、F两点间有二极管,且E端接二极管的正极。由以上分析可得黑箱内的元件接法为B。
答案 解析 关闭 B -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 4.某同学要测定金属丝的电阻。 (1)该同学先用多用电表的欧姆挡粗测了这段金属丝的电阻,选择开关旋转到×1挡,测量结果如图所示,测量值为　　　　 Ω。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 (2)接着用伏安法进行较准确的测量,其可选的器材如下: 直流电源E(电动势2 V,内阻不计) 电流表A1(量程0~600 mA,内阻约为2 Ω) 电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω) 电压表V1(量程3.0 V,内阻约为5×103 Ω) 电压表V2(量程15 V,内阻约为1×104 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值约为10 Ω) 滑动变阻器R2(最大阻值约为100 Ω) 开关S,导线若干。 滑动变阻器应选　　;电流表应选　　　;电压表应选　　　。
在方框中画出电路图。(要求测量值的变化范围尽量大一些,所选器材用对应的符号标出) 　　　　　　　　　　
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 答案:(1)6　(2)R1　A1　V1　如图
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 5.有一量程为0~5 V的电压表V,某同学为了知道它的内阻,采用了下列测量方法: (1)该同学利用欧姆表通过图1的方式进行测量。测量时欧姆表的黑表笔应该与电压表的　　　　(选填“正”或“负”)接线柱相连,红表笔与另一接线柱相接,在欧姆表的挡位位于“×1 k”挡时,欧姆表的示数如图2所示,则电压表的内阻RV约为　　　　 kΩ。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 (2)为了更准确地测出这块电压表V的内阻,该同学在实验室找到了下列器材: 电压表V1:量程0~10 V 定值电阻R0:阻值5 000 Ω 滑动变阻器R1:0~50 Ω 滑动变阻器R2:0~10 kΩ 电源E:电动势12 V,内阻很小 开关S、导线若干 该同学设计了图3所示的电路,其中甲为　　,乙为　　(以上两空均选填“V”或“V1”)。滑动变阻器应选　　(选填“R1”或“R2”)。该同学通过调节滑动变阻器的阻值,得到电压表V、V1的多组读数U、U1,以U为纵坐标、U1为横坐标建立坐标系并画出相应图象,如图4所示。若图象的斜率为k,则电压表V的内阻RV=　　　　(用k和R0表示)。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 6.
实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3 V和15 V,其内部电路如图所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,其中一个阻值为2.95 kΩ,另一个阻值为14.95 kΩ。现有一表头G1,外形与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为0.5 mA,内阻为100 Ω。若在保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则: -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 (1)原表头G的满偏电流I=　　　　,内阻r=　　　　。
(2)为修复电压表,该表头还需要与　　　　。
A.一阻值为100 Ω的电阻串联 B.一阻值为50 Ω的电阻串联 C.一阻值为100 Ω的电阻并联 D.一阻值为50 Ω的电阻并联 (3)在虚线框中画出修复后的电路图。 　　　　　　　　　　　　
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 答案:(1)1 mA　50 Ω　(2)C　(3)如图所示
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 高考微题组 7.(2014·安徽理综,21Ⅱ)某同学为了测量一个量程为3 V的电压表的内阻,进行了如下实验。 (1)他先用多用表进行了正确的测量, 测量时指针位置如图1所示,得出电压 表的内阻为3.00×103 Ω,此时电压表 的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡 表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动 势为1.5 V,则电压表的示数应为　　 　　 V(结果保留两位有效数字)。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 (2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下: A.断开开关S,按图2连接好电路; B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端; C.将电阻箱R0的阻值调到零; D.闭合开关S; E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3 V位置; F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值; G.断开开关S。 图2
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 实验中可供选择的实验器材: a.待测电压表 b.滑动变阻器:最大阻值2 000 Ω c.滑动变阻器:最大阻值10 Ω d.电阻箱:最大阻值9 999.9 Ω,阻值最小改变量为0.1 Ω e.电阻箱:最大阻值999.9 Ω,阻值最小改变量为0.1 Ω f.电池组:电动势约6 V,内阻可忽略 g.开关,导线若干 -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题: ①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用　　　　(选填“b”或“c”),电阻箱中选用　　　　(选填“d”或“e”)。
②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比,R测　　　　(选填“>”或“　小 解析:(1)欧姆挡选择“×100”,且欧姆表盘中央刻度值为15,可知欧姆表内阻R内=1.5×103 Ω(欧姆表内阻等于中央刻度值所对应电阻)。因测得电压表内阻为3.00×103 Ω,欧姆表内电池电动势为1.5 V,故电压表示数为
=1.0 V。 (2)①本实验中,只有当电压表电阻RV远远大于滑动变阻器bP段的电阻RbP时,才能把电压表所在支路近似视为断路,这样,在步骤F中保持P位置不变,调节电阻箱R0的阻值时,才可以认为bP段分出的电压近似不变,仍为3 V。调节R0使电压表读数变为1.5 V时,R0上分得的电压近似为1.5 V。此时,R0的电阻近似等于电压表内阻RV。因此,本实验必须满足滑动变阻器总电阻远远小于电压表电阻,故滑动变阻器选c。实验中电阻箱的最大电阻值应大于电压表内阻RV,故电阻箱应选d。 -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 ②步骤F中,电阻箱阻值调大的过程中,滑动变阻器bP段分出的电压会相应略有增加,当电压表读数为1.5 V时,电阻箱两端电压略大于1.5 V,此时,电阻箱电阻略大于电压表内阻。故电压表内阻测量值大于真实值。 -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 8.(2015·广东理综,34(2))某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。 图甲
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 (1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图甲(a)所示,读数为　　　　Ω。据此应选择图甲中的　　　　(选填“b”或“c”)电路进行实验。
(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐　　　　(选填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 图乙
(3)图乙(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件　　　　(选填“X”或“Y”)是非线性元件。
(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图乙(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为 3.00 V;断开S2,读数为1.00 V。利用图乙(a)可算得E=　　　　V,r=　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 答案:(1)10　b　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50 解析:(1)多用电表欧姆挡读数不估读,所测阻值等于指针所指数值乘倍率,所以示数为10×1 Ω=10 Ω;由于电压表内阻(RV)与电流表内阻(RA)乘积大于元件阻值(Rx)粗测值的二次方,即RV·RA>
,所以待测元件为小电阻,应选用电流表的外接法,故选b电路进行实验。(2)滑动变阻器滑片P从左向右滑动,待测元件所并联的滑动变阻器电阻丝长度增加,电阻变大,待测元件两端电压增大,所以电流表的示数逐渐增大。(3)由题图乙(a)中的图象可知Y线上各点与原点连线斜率在变化,即各工作状态点下Y元件电阻不是定值,X元件是定值电阻,所以Y元件是非线性元件,X元件是线性元件。 -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 -*- 考点一 考点二 考点三 考点二多用表读数与原理 例2 某物理课外活动小组制作了一个简单的多用电表, 图所示为电表的电路图。已知选用的电流表内阻 Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时 为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图甲 所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度, 由于粗心,上排刻度线对应数据没有指出。 -*- 考点一 考点二 考点三 (1)若指针在图甲所示位置,选择开关接1时其读数为　　　　;选择开关接3时其读数为　　　　。
(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,小组同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验: ①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏; ②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图乙,则C处刻度应为　　　　Ω。
③计算得到多用电表内电池的电动势为　　　　V。(保留两位有效数字)
-*- 考点一 考点二 考点三 (3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图甲所示位置,则待测电阻的阻值为　　　　Ω。(保留两位有效数字)
-*- 考点一 考点二 考点三 解析: (1)接1为电流表,满偏10 mA,则读数为6.9 mA;接3为电压表,满偏250 V,则读数为173 V。(2)电阻箱的电阻为Rx=100×1 Ω+10×5 Ω=150 Ω,由闭合电路欧姆定律得E=IC·2Rx=1.5 V。 答案:(1)6.9 mA　173 V(171~175 V之间均可) (2)150　1.5　(3)67(65~69之间均可) -*- 考点一 考点二 考点三 思路引导 ①如何进行多用表读数?
②本题中如何计算待测电阻阻值?
规律总结对于多用表测电阻的原理图及定量关系式必须记牢,要充分认识多用表测电阻的原理——闭合电路欧姆定律,只有这样,才能灵活处理一些相关的实际问题。 提示:注意选择开关倍率,同时应用有效数字读数规则进行读数。
提示:应用闭合电路欧姆定律。
-*- 考点一 考点二 考点三 考点三创新实验考查 涉及多用表应用的创新主要是结合其内部构造、测量原理与其他电路进行组合的综合考查。 -*- 考点一 考点二 考点三 例3(2013·全国理综Ⅰ,23)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×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。 图(a)
-*- 考点一 考点二 考点三 回答下列问题: (1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔　　,调零点。
(2)将图(a)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(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为　　 kΩ和　　 V。
-*- 考点一 考点二 考点三
(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(d)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。
-*- 考点一 考点二 考点三 解析:(1)欧姆表调零前,需要将两表笔短接。 (2)应用多用电表的欧姆挡时,电流从黑表笔流出,所以黑表笔接电压表正极,即黑表笔接2,红表笔接1。 (3)欧姆表选用的倍率是×1 k,欧姆表的读数15.0×1 kΩ=15.0 kΩ;电压表量程5 V,最小分度值为0.1 V,读数时需要估读一位,为3.60 V。 (4)当滑动变阻器的阻值为0时,欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻,所以为12.0 kΩ。 -*- 考点一 考点二 考点三 答案:(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0 (5)9.00　15.0 -*- 考点一 考点二 考点三 思路引导 ①用多用表欧姆挡测电阻时,电流从哪个表笔流出?
②多用表欧姆挡“中值电阻”含义如何?
③本实验的基本原理是什么?
提示:用多用表欧姆挡测电阻时,电流从黑表笔流出。 提示:多用表欧姆挡中值电阻数值大小等于该倍率下的欧姆挡内阻。 提示:本实验的基本原理是闭合电路欧姆定律。 -*- 考点一 考点二 考点三 规律总结本实验考查多用表的创新应用,其创新之处主要体现在通过多用表测量电压表的内阻,要注意中值电阻的理解和应用,但本实验的本质仍然是闭合电路欧姆定律的应用。 -*- 电表内阻测量方法 测量电表的内阻是电学实验中的一类热点题型,其实电压表(或电流表)内阻的测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电压表可提供自身两端的电压值作为已知条件。解决此类问题要灵活运用所学过的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。 1.一块电表(一块电流表或一块电压表) 一般都是采用“半偏法”的原理去测电表的内阻,但这种方法存在系统误差,精确度不高。 -*- 例1
电源电动势为E,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,A为电流表。采用如图电路,经以下步骤可近似测量A的内阻RA(R1>>RA):①闭合S1,断开S2,调节R1,使电流表读数等于其量程I0;②保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表的读数等于
,然后读出R2的值,取RA=R2,试说明本实验的原理并分析本实验存在的系统误差。
-*- -*- 例2图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器: A.待测电压表(3 V,内阻1 500 Ω左右) B.电源E(4 V,2 A,内阻很小) C.电阻箱(0~999.9 Ω) D.电阻箱(0~9 999.9 Ω) E.滑动变阻器(0~20 Ω,3 A) F.滑动变阻器(0~2 000 Ω,2 A) G.开关两个,导线若干 -*- (1)为保证测量精度,电阻箱应选　　;滑动变阻器应选用　　(填代号)。
(2)完善下列实验步骤: (a)闭合开关S2并将滑动变阻器的滑片调至　　　,然后闭合开关S1;
(b)调节滑动变阻器使电压表恰好满偏; (c)　　　　　　　　　　,使电压表恰好指在中间刻度(半偏),此时电阻箱的示数为R。那么,该电压表内阻的测量值为　　。测量值和真实值比较　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
-*- 解析:(1)在半偏法测电阻的实验中,电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值基本相等,故电阻箱应选用D,而滑动变阻器采用分压接法,为了调节方便,故滑动变阻器选用较小阻值的E。(2)在测量数据时,电压要从较小数值开始变化,因而滑动变阻器滑片开始时应在最左端。(3)由于采用半偏法测量,因而断开开关S2,调节电阻箱的阻值,使电压表恰好在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因而电压表的内阻的测量值为R,但开关S2断开,电压表与电阻箱所在支路的电阻增大,分压增大,而电压表示数为原来一半时,电阻箱分压要略大于一半,故电阻箱的阻值比电压表的内阻要略大。 答案:(1)D　E　(2)(a)最左端　(c)断开开关S2,调节电阻箱的阻值　R　偏大 -*- 2.两块同类型的电表 对于两块相同的电表,总是将两电表串联或并联,或者一电表与电阻箱并联或串联,另一电表放在干路上,找出串、并联电路电压关系或电流关系,通过欧姆定律来求解。 -*- 例3从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,将电路图画在下面的方框中,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据。 -*- -*- ③电路设计:滑动变阻器是用作分压还是用作限流,我们通过计算便知,加在电流表A2两端的电压最大值Umax=Imaxr2=0.375 V,而滑动变阻器的最大阻值只有50 Ω,如果将滑动变阻器接成限流式,电流表A2两端电压会超过Umax。如果仅仅将滑动变阻器接成分压,滑动变阻器可调节的范围很小,这样测量的次数比较少。综合以上几个方面,应将定值电阻R1接上用作限流。电路图如图所示。 答案:见解析 -*- 3.两块不同类型的电表 对于用一块电流表和一块电压表测电流表的内阻,将电压表并联在电流表两端;如果是测电压表内阻,则将电流表与电压表串联,采用“伏安法”来求解。 -*- 例4某电压表的内阻在20 kΩ~50 kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程0~3 V),电流表A1(量程0~200 μA),电流表A2(量程0~5 mA),电流表A3(量程0~0.6 A),滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ),电源(电动势4 V),开关S。 (1)所提供的电流表中,应选用　　　(填写字母代号)。
(2)为了尽量减小误差,要求测多组数据,试在方框中画出符合要求的实验电路图。 -*-
解析:①电路的设计:因为本实验中要测量的是电压表的内阻,而有三块不同量程的电流表,因此我们应该从中选取一块来完成本实验。电压表能够测量出加在自身两端的电压,而电流表能够测量出通过自身的电流,所以直接将两块电表串联。
②仪器的选择:根据设计的电路图,首先我们对电流表的量程进行估算。
,因此应选择电流表A1。③滑动变阻器的作用:为了尽量减小误差,要求测多组数据,本实验中滑动变阻器只能用作分压。因为滑动变阻器的最大阻值是1 kΩ,远小于电压表的内阻,如果用作限流,当调节滑动变阻器时,电压表和电流表的示数变化很小,不便多次测量。 答案:(1)A1　(2)见解析图 -*- 迁移训练
要测量一个量程已知的电压表的内阻,所备器材如下: A.待测电压表V(量程3 V,内阻未知) B.电流表A(量程3 A,内阻0.01 Ω) C.定值电阻R(阻值2 kΩ,额定电流50 mA) D.蓄电池E(电动势略小于3 V,内阻不计) E.多用电表 F.开关S1、S2,导线若干 -*- 有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: (1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×100”挡且操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是　　　　。
-*- (2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图乙、图丙所示的实验电路,你认为其中较合理的电路图是　　　　。
(3)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:　　　;用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=　　　。
-*- -*- 1 2 3 4 5 6 7 8 1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。 (1)多用电表欧姆挡黑表笔连接的是内电源的负极。(　　)
(2)用多用电表测电阻时必须用两手捏住待测电阻。(　　)
(3)进行欧姆调零时要保持两表笔处于短接状态。(　　) (4)通过多用电表欧姆挡可以探测黑箱内是否存在电容器。(　　) ×
多用电表欧姆挡黑表笔连接的是内电源的正极。
用多用电表测电阻时不能用两手捏住待测电阻。
-*- 1 2 3 4 5 6 7 8 2.(多选)(实验操作)多用电表测电阻时,下列操作正确的是 (　　) A.测量前检查表针是否指在左端的“0”位置,如不在,则要进行机械调零 B.用“×1”欧姆挡,若指针恰好在刻度30~50的正中,则待测电阻为40 Ω C.用“×1 k”挡,若指针偏转角度太小,应换成“×100”或“×10”或“×1”挡 D.每次换挡后都要重新欧姆调零
答案 解析 解析 关闭 要区分欧姆调零与机械调零,选项A正确;欧姆刻度不均匀,选项B错误;用“×1 k”挡,若指针偏转角度太大,表明被测电阻很小,应换成“× 100”或“×10”或“×1”挡,选项C错误;每次换挡后都要重新欧姆调零,选项D正确。
答案 解析 关闭 AD 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 学科素养 对应演练 考情概览 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 核心考点 学科素养 对应演练 学科素养 核心考点 学科素养 对应演练 对应演练 核心考点 学科素养 对应演练 -*- 实验10:练习使用多用电表 -*- -*- 知识梳理 一、实验目的 1.了解多用电表的构造和原理。 2.使用多用电表测电阻。 3.探索黑箱内的电学元件。 -*- 知识梳理 二、实验原理 1.多用电表的构造及功能
多用电表可以用来测电流、电压和电阻,又称万用电表,其表面结构如图所示。 -*- 知识梳理 其表面分为上、下两部分,上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“∞”,右端标有“0”,是用于测电阻的,中间的刻度线是用于测直流、交流电流和直流电压的,其刻度是分布均匀的,最下面一条刻度线左侧标有“?”,是用于测交流电压的,其刻度是不均匀的。多用电表表面的下半部分为选择开关,周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡,多用电表就测量电流;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量电压或电阻。 多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插“+”插孔,黑表笔插“-”插孔,插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮,用它可进行欧姆调零。另外,在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮,用它可以进行机械调零,即旋转该调零螺丝,可使指针(在两表笔不短接也不接入电路中时)指在左端“0”刻线。 -*- 知识梳理 2.多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合,测电流和电压的原理与电流表和电压表相同 (1)直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际对应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对应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。 -*- 知识梳理 -*- 知识梳理 3.二极管的单向导电性 二极管是用半导体材料制成的电子元件,它有两根引线,一根叫正极,另一根叫负极,二极管的表示符号是 。 (1)当二极管的正极接高电势点、负极接低电势点,即加正向电压时,二极管电阻很小(与加反向电压比较),处于导通状态,相当于一个接通的开关; (2)当给二极管加反向电压时,二极管的电阻无穷大,相当于一个断开的开关,这种特性叫二极管的单向导电性,已被广泛应用。 三、实验器材 多用电表一只,干电池一节,电阻箱一个,定值电阻三个,黑箱一个,导线若干。 -*- 知识梳理 四、实验步骤 1.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,插入表笔。 (2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。 (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)选择开关改置于×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,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 -*- 知识梳理 2.研究二极管的单向导电性 (1)将二极管、小灯泡、开关、直流电源按如图甲所示电路连接起来,闭合开关S后,小灯泡正常发光。
(2)将二极管、开关、小灯泡等按如图乙所示连接起来,闭合开关S后,小灯泡不发光。 -*- 知识梳理 3.探测黑箱内电路,如图所示
(1)操作程序 做出初步判断后,再根据各接点间的测量值进行逻辑推理,判断黑箱内有哪些电学元件(电阻、电源、二极管等),最终确定元件的位置和连接方法。 -*- 知识梳理 (2)操作步骤 ①机械调零:熟悉多用电表的表面结构,观察使用前指针是否指在刻度线左端“0”位置,若不指“0”,调整调零螺丝,使指针指“0”。 ②将多用电表选择开关旋转到直流电压挡,并置于500 V量程,用多用电表测量黑箱内任意两个接线柱间的电压,若均无示数,说明箱内不含电源。 ③先选定欧姆挡的某一较小的挡,两表笔短接,进行调零。然后,用欧姆挡测A、B间正反向电阻。若两次所测阻值相等,则表明A、B间只含有电阻。若一次测量电阻值较小,另一次较大,说明A、B间有二极管,且测量阻值较小时,与黑表笔接触的那一端为二极管的正极。 -*- 知识梳理 ④按步骤③测A、B间正反向电阻方法分别测B、C间正反向电阻和A、C间正反向电阻。 ⑤根据前面所测结果,画出黑箱内电路。 ⑥使用完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 -*- 知识梳理 五、数据处理 1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积,指针示数的读数一般保留两位有效数字。 2.测电流和电压时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。 -*- 知识梳理 六、误差分析 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,要及时更换新电池。 2.欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏的特点。 3.由于欧姆表刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当的挡位,使指针指向中值附近。 4.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。 5.读数时易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。 -*- 知识梳理 七、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“+”孔,黑表笔插入“-”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,调整的是欧姆挡的调零旋钮。 3.测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件串联。 4.刻度线有三条:上为电阻专用,中间为直流电流、直流电压、交流电流共用,下为交流电压专用。 5.由于欧姆表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率。 -*- 知识梳理 6.使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。 7.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。 8.测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零。 9.在研究二极管的单向导电性时,切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器,不能只连接一个二极管,否则极易烧坏二极管。 10.使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。 -*- 考点一 考点二 考点三 考点一多用表测电阻操作步骤与黑箱问题 对本实验的基本实验考查主要体现在常规操作、电表读数等环节上,关键是掌握多用表的工作原理。 -*- 考点一 考点二 考点三 例1某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法: (1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率:分别为×1 k、×100、×10、×1。该同学选择×100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:
b.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0 Ω处。 c.重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是　。
-*- 考点一 考点二 考点三 (2)该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器: A.直流电源(电压3 V,内阻不计) B.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为5 kΩ) C.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为25 kΩ) D.电流表A1(量程0~25 mA,内阻约为1 Ω) E.电流表A2(量程0~250 mA,内阻约为0.1 Ω) F.滑动变阻器一只,阻值0~20 Ω G.开关一只,导线若干 在上述仪器中,电压表应选择　　　　(选填“V1”或“V2”),电流表应选择　　　　(选填“A1”或“A2”)。请在虚线框内画出电路原理图。(电表用题中所给的符号表示)
-*- 考点一 考点二 考点三 -*- 考点一 考点二 考点三 答案:(1)换用倍率×10的挡　120 Ω (2)V1　A1　原理图如图所示 -*- 考点一 考点二 考点三 思路引导 ①“指针偏转角太大”说明什么?
②如何选定电表?
③如何确定内外接?
提示:“指针偏转角太大”说明读数小。
提示:根据电源电动势及电路中能出现的最大电压选定电压表和电流表。
提示:根据两种接法产生的系统误差的相对大小确定内外接。
-*- 考点一 考点二 考点三 规律总结1.利用多用电表测电阻的误区警示 利用多用电表测电阻是考查的重点,主要考查测量步骤和读数,要尽可能在指针偏转到中间附近读数,否则要换挡,换挡后欧姆表的内阻变了,所以必须重新欧姆调零。 2.电学黑箱问题的分析方法 电学黑箱是指内部要素和结构尚不清楚的系统,其研究方法是用多用电表进行探索和推理,从而发现内部电学元件的连接关系。这类问题的解题方法是 (1)根据黑箱的输入、输出信息,用多用电表进行探测和推理。 (2)猜想黑箱内与题给条件相符合的结构模型。 (3)分析、验证是否满足题目有关条件,同时注意是否有多解。 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 学科素养 对应演练 考情概览 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 核心考点 学科素养 对应演练 学科素养 核心考点 学科素养 对应演练 对应演练 核心考点 学科素养 对应演练 -*-
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