1、对应演练实验13用多用电表测量电学 中的物理量对应演练-2-一、欧姆表原理1.构造: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。对应演练-3-3.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= 时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。对应演练-4-二、多用电表1.多用电表可以用来测量电流、电压、电
2、阻等,并且每一种测量都有几个量程。对应演练-5-2.外形如图所示: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。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)。4.原理图:对应演练-6-三、多用电表使用(一)实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。(二)实验步骤1.机械调零:多用电表的指针若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。2.将红、黑表
3、笔分别插入“+”“-”插孔。对应演练-7-3.测量小电珠的电压和电流。(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的电压。对应演练-8-(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。对应演练-9-4.用多用电表测电阻(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“”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
4、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。5.研究二极管的单向导电性,利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻,确定正负极。对应演练-10-6.探索黑箱内的电学元件。 对应演练-11-(三)注意事项1.红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。2.区分“两个零点”: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.测电阻时:(1)待测电阻与电源一定要断开。(2)两手一定不要同时接触两表
5、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。4.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。对应演练-12-命题点一命题点二多用电表的原理及使用多用电表的原理及使用典例1(2017全国卷)图(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;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 A,内阻为480 。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挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆100
6、 挡。对应演练-13-命题点一命题点二(1)图(a)中的A端与(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(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= ,R4= 。 (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
7、保留3位有效数字)对应演练-14-命题点一命题点二答案:(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.96 V解析:(1)根据电流从红表笔进入多用表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连。(2)在使用多用电表之前,调节机械定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,A选项错;使用欧姆挡时,将两表笔短接,调整R0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。(3)当B端接“2”时,电流表的量程为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+
8、R2=160 ;当B端接“4”时,电压表量程为1 V,表头与R4串联,表头部分承担的电压Ug=IgRg=25010-6480 V=0.12 V,故R4承担的电压为0.88 V,对应演练-15-命题点一命题点二(4)B端与“1”连接时,电流表最大量程为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,多用表为欧姆表,示数为R=11100 =1 100 ;B端与“5”连接时,多用表为量程5 V的电压表,每1小格表示0.1 V,则读数为2.96 V。对应演练-16-命题点一命题点二典例2某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表
9、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 k;导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡后并进行了欧姆调零。(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。 对应演练-17-命题点一命题点二(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 k和 V。 对应演练-18-命题点一命题点二(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 k和
10、4.00 V。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 k。 答案:(2)1(3)15.03.60(4)9.0 15.0 对应演练-19-命题点一命题点二解析:(2)多用电表插孔红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电压表正接线柱流入,由图示甲所示可知,红表笔接触2,黑表笔接1;(3)用电表挡位调到电阻“1 k”,由图乙所示可知,电阻阻值1 k15.0 =15.0 k;由图丙所示可知,电压表分度值为0.1 V,电压表读数为
11、3.60 V;(4)欧姆表的中值电阻等于内电阻,故欧姆表1 k挡位的内电阻为15.0 k;对应演练-20-命题点一命题点二电表读数技巧(1)欧姆表的读数a.为了减小读数误差,指针应指在表盘 的部分,即中央刻度附近。b.除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时,要估读到下一位,其余情况都不用估读。c.电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。(2)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位。对应演练-21-命题点一命题点二用多用电表检测电路故障及探测黑箱内的电学元件用多用电表检测电路故障及探测
12、黑箱内的电学元件典例3在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格为“3.8 V0.3 A”。合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮。对应演练-22-命题点一命题点二(1)用多用电表的直流电压挡检查故障:选择开关置于下列量程的挡较为合适(用字母序号表示)。 A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是。 A.A灯丝断开B.B灯丝断开C.d、e间连线断开 D.B灯短路(2)接着训练用欧姆表的“1”挡测电阻,欧姆表经过“欧姆调零”,测试前,一定要将电路中的开关S;测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示
13、,读数为 ,此时测量的是间电阻,根据小灯泡的规格计算出的电阻为 ,它不等于测量值,原因是。 对应演练-23-命题点一命题点二答案:(1)BA(2)断开6e、f12.7温度高时金属丝电阻率大,计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)解析:(1)因为电源的电动势大约为6 V,要使电压挡选择的量程安全以及准确,则选择开关选择10 V的量程,故B正确;测得c、d间电压约为5.8 V,接近电源电动势,e、f间电压为0,可知灯泡A断路,故A正确。(2)用欧姆表测量电阻时,开关应断开,使得待测电阻与电源不相连。欧姆表的读数为61 =6 ,因为c、d间断路,知测。它不等于测量值,原因是
14、温度高时金属丝电阻率大,计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)。对应演练-24-命题点一命题点二思维点拨(1)选择的量程要安全,以及要使指针指在中间附近。结合电源的电动势选择合适的量程。根据测得的电压判断故障的原因。(2)欧姆表测量电阻时,开关S需断开。欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率。根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻,通过温度升高,电阻率变大,分析计算出的电阻与测量电阻不等的原因。对应演练-25-命题点一命题点二典例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。对应演练-26-命题点一命题点二(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边
15、“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。 对应演练-27-命题点一命题点二(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“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乙所示。请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路。对应演练-28-命题点一命题点二答案:(1)A(2)短暂(3)5.0见解析图解析:(1)A是机械调零,B是欧
16、姆调零,C是功能选择开关,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 ;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,故可推测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所示。对应演练-29-命题点一命题点二判断黑箱内元件的基本思路 对应演练-30-命题点一命题点二1.首先用多用电表电压挡探测黑箱是否有电源。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
17、判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻关系,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。对应演练-31-1.(2018兰州高三诊断)如图为一简易多用电表的内部电路原理图,其中G为灵敏电流计,S为单刀多掷开关(功能键),表内直流电源的电动势为E。由图可知,欲选择电压挡大量程时,应将功能键置于位置;欲测电阻时,应将功能键置于位置;欲选择电流挡大量程时,应将功能键置于位置。(统一填写功能键序号)对应演练-32-答案: 531解析: 多用电表若测电压,应让表头与电阻串联,由题图可知,与电阻串
18、联的接法只有5或4,欲选择电压挡大量程时,应将功能键置于5位置。要用表头测电阻,则内电路中应有电源,由题图可知,只有接3时才能测电阻。测电流时应使表头与电阻并联,接1或2时可以用来测电流;接1时,R2与表头串联后再与R1并联,因此R1相对于表头及串联电阻更要小,故测量的量程更大。对应演练-33-2.在“练习使用多用电表”的实验中: 对应演练-34-(1)某同学用多用电表测量电阻,电路如图甲所示,若选择开关置于“100”挡,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值,指针位于图乙所示位置,则Rx= 。 (2)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其
19、测量结果与原结果相比将(选填“变大”“变小”或“不变”)。 对应演练-35-(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表,其电路如图丙所示。关于该欧姆表,下列说法正确的是。 A.电阻刻度的零位在表盘的右端B.表盘上的电阻刻度是均匀的C.测量前,不需要红、黑表笔短接调零D.测量后,应将开关S断开某同学进行如下操作:当Rx未接入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏。当Rx接入A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,则待测电阻Rx的阻值为(已知电流表的内阻为Rg,电池的内阻为r,可变电阻接入电路的阻值为R)。 对应演练-36-对应演练-37-对应演练-38-3.某
20、照明电路出现故障,其电路如图甲所示,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。对应演练-39-(1)断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图乙所示,读数为 V,说明(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。 乙(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用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”)。 对应演练-40-答案:(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯解析:(1)因用直流50 V
21、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(11.211.8之间的值均可)V,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。对应演练-41-4.(2018聊城高三二模)某同学用一个满偏电流为10 mA。内阻为30 的电流表,一只滑动变阻器和一节电动势为1.5 V的干电池组装成一个欧姆表,如图(a)所示。对应演练-42-(1)甲、乙测试笔中,甲表笔应是(选填“红”或“黑”)表笔。 (2)电流表5 mA刻度处应标的电阻刻度为 。 (3)经调零后,将甲、乙两表笔分别接图(b)中的a、b两点,指针指在电流表刻度的4 mA处,则电阻Rx= 。 (4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图中的a、c两点,则Rx的测量结果偏(选填“大”或“小”)。 (5)再给电流表并联一个合适的定值电阻R,就可组装成一个中间刻度值为15 的欧姆表,则R= 。(保留2位有效数字)对应演练-43-答案: (1)红(2)150(3)225(4)小(5)3.3
