2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實驗十一 練習(xí)使用多用電表學(xué)案
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1、 實驗十一 練習(xí)使用多用電表 注意事項 1.使用前要機(jī)械調(diào)零。 2.兩表筆在使用時,電流總是“紅入”“黑出”。 3.測電阻時 (1)指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。 (2)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。 (3)讀出示數(shù)要乘以倍率。 4.使用完畢,選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。 誤差分析 1.偶然誤差 (1)估讀時易帶來誤差。 (2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大。 2.系統(tǒng)誤差 (1)電池用舊后,電動勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。 (2)測電流、電壓時,由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電
2、壓值均小于真實值。 熱點一 教材原型實驗 【例1】 在“練習(xí)使用多用電表”的實驗中: 圖1 (1)某同學(xué)用多用電表測量電阻,電路如圖1甲所示,若選擇開關(guān)置于“×100”擋,按正確使用方法測量電阻Rx的阻值,指針位于圖乙所示位置,則Rx=________Ω。 (2)若該歐姆表使用一段時間后,電池電動勢變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能調(diào)零,按正確使用方法再測上述Rx,其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)某同學(xué)利用圖甲中的器材設(shè)計了一只歐姆表,其電路如圖丙所示。 ①關(guān)于該歐姆表,下列說法正確的是________。 A.電阻刻度的零位在
3、表盤的右端 B.表盤上的電阻刻度是均勻的 C.測量前,不需要紅、黑表筆短接調(diào)零 D.測量后,應(yīng)將開關(guān)S斷開 ②某同學(xué)進(jìn)行如下操作:當(dāng)Rx未接入時,閉合開關(guān)S,將紅、黑表筆分開時,調(diào)節(jié)可變電阻,使電流表滿偏。當(dāng)Rx接入A、B表筆之間時,若電流表的指針指在表盤的正中央,則待測電阻Rx的阻值為________(已知電流表的內(nèi)阻為Rg,電池的內(nèi)阻為r,可變電阻接入電路的阻值為R)。 解析 (1)歐姆表的示數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率,即待測電阻的阻值,圖示讀數(shù)為7×100 Ω=700 Ω。 (2)當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時,歐姆表需要重新調(diào)零,由于滿偏電流Ig不變,由公式Ig=可知,歐姆表內(nèi)阻R
4、內(nèi)應(yīng)調(diào)小,待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的,由I===可知,當(dāng)R內(nèi)變小時,I變小,指針跟原來的位置相比偏左了,歐姆表的示數(shù)變大了。 (3)①由圖丙可知,該歐姆表利用并聯(lián)電路特點與閉合電路歐姆定律測電阻阻值,電阻刻度的零位置在表盤的左端,由閉合電路歐姆定律可知,表盤上的電阻刻度是不均勻的,測量前,不需要紅、黑表筆短接調(diào)零,測量后,應(yīng)將開關(guān)S斷開,故選項A、B錯誤,C、D正確。 ②當(dāng)Rx未接入時,閉合開關(guān)S,將紅、黑表筆分開,調(diào)節(jié)可變電阻使電流表滿偏,由閉合電路歐姆定律得Ig=,當(dāng)Rx接入A、B表筆之間時,若電流表的指針指在表盤的正中央,由閉合電路歐姆定律得Ig=·,聯(lián)立解得Rx=
5、。 答案 (1)700 (2)變大 (3)①CD?、? 【變式訓(xùn)練1】 (2017·全國卷Ⅲ,23)如圖2a所示為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA 擋,歐姆×100 Ω擋。 圖2 (1)圖a中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)
6、號)。 A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω。 (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為__________;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為____________。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字) 解析 (1)與歐姆表內(nèi)電
7、源正極相連的是黑表筆。 (2)R6是可變電阻,它的作用就是歐姆表調(diào)零的作用,也就是使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。 (3)換擋開關(guān)接2時,是量程較小的電流表,所以 R1+R2==160 Ω; 換擋開關(guān)接4時,是量程較小的電壓表,這時表頭與R1、R2并聯(lián)組成新表頭,新表頭的內(nèi)阻 r==120 Ω, 新表頭的量程是1 mA,所以 R4=-r= Ω-120 Ω=880 Ω (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時B端與“1”相連,則多用電表是量程為2.5 mA的電流表,則讀數(shù)為1.47 mA;若此時B端與“3”相連接,多用電表
8、是歐姆×100 Ω擋,則讀數(shù)為11.0×100 Ω即1.10×103 Ω;若此時B端與“5”相連接,多用電表是量程為5 V電壓表,則讀數(shù)為2.94 V。 答案 (1)黑 (2)B (3)160 Ω 880 Ω (4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.94 V 熱點二 實驗拓展創(chuàng)新 【例2】 如圖3甲所示,數(shù)字多用電表是近來發(fā)展起來的高科技電子產(chǎn)品,它具有測量精度高、讀數(shù)方便等許多獨特的優(yōu)點。以型號“DF930”普通數(shù)字多用電表為例,其電壓擋所有量程內(nèi)阻高達(dá)10 MΩ以上,而機(jī)械指針式電壓表內(nèi)阻一般為幾千歐到幾十千歐。 圖3 現(xiàn)有一塊型號為“DF930”的數(shù)字多用電表,
9、用它來測量一只電池的電動勢和內(nèi)電阻。提供的其他測量器材還有:一只滑動變阻器R(0~30 Ω),兩只開關(guān),導(dǎo)線若干。 實驗要求:利用這些器材,盡量采用最簡單的測量方法,分兩步進(jìn)行。首先測量電動勢,待電動勢測定之后再測量其內(nèi)電阻?,F(xiàn)按圖乙連接好測量電路。 操作步驟: (1)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于________擋,選擇合適的量程,斷開開關(guān)________,閉合開關(guān)________,記錄表的示數(shù),然后反復(fù)測量多次,取平均值并記為a。 (2)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于________擋,選擇合適的量程,斷開開關(guān)________,閉合開關(guān)________,記錄表的 示數(shù),記為b,緊接著進(jìn)行
10、以下的操作:將選擇開關(guān)置于________擋,選擇合適的量程,然后同時閉合開關(guān)S1和S2,記錄表的示數(shù)并記作c,把b和對應(yīng)的c作為一組數(shù)據(jù)記錄下來,然后反復(fù)測量多次,得到多組數(shù)據(jù)。 (3)________即為干電池的電動勢。(填“a”“b”或“c”) (4)干電池的內(nèi)電阻的表達(dá)式r=________(用a、b、c表示),將步驟(2)測得的數(shù)據(jù)代入公式,求出r的平均值,即為干電池的內(nèi)電阻。 解析 (1)為了測電源的電動勢,需將選擇開關(guān)置于電壓擋,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,此時電表示數(shù)為電源的電動勢E,即E=a。 (2)測量外電阻需要將電路斷開測量,故斷開S2,選擇開關(guān)應(yīng)置于歐姆擋,閉合
11、S1,此時電表示數(shù)為變阻器接入電路的阻值R,即R=b;為測電源的路端電壓,選擇開關(guān)應(yīng)置于電壓擋,此時電表示數(shù)即為電源的路端電壓U,U=c。 (3)由(1)知a即為干電池的電動勢。 (4)由閉合電路歐姆定律E=U+r 即a=c+r,得r=。 答案 (1)電壓 S1 S2 (2)歐姆 S2 S1 電壓 (3)a (4) 【變式訓(xùn)練2】 某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖4所示,該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。 圖4 圖5 (1)斷開開關(guān),紅表筆接a點時
12、多用表指示如圖5所示,讀數(shù)為________V,說明__________正常(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 (2)紅表筆接b點,斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用表指示仍然和圖5相同,可判定發(fā)生故障的器件是__________(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 解析 (1)由題圖5可知,直流50 V擋的最小分度為1 V,故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應(yīng)為11.5 V左右。由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標(biāo)稱值,說明a、c兩點與電源之間是通路,只能是此電池之外的保險絲、開關(guān)、小燈中出現(xiàn)了斷路故障,但故障的具體位置不能確定。(2)同理可知,兩表筆接c、b時測得結(jié)果仍等于電
13、源電動勢,說明多用表、開關(guān)、保險絲、蓄電池形成了一閉合回路,故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障。 答案 (1)11.5(11.2~11.8之間的值均可) 蓄電池 (2)小燈 使用多用電表檢測故障的兩點注意事項 (1)多用電表中的電壓擋的量程應(yīng)大于電源電動勢。 (2)使用多用電表判斷電路故障時,應(yīng)采用“試觸法”防止損壞電表?! ? 1.指針式多用電表是常用的電學(xué)測量儀器。請完成下列問題。如圖6甲所示為多量程多用電表的示意圖。 圖6 (1)當(dāng)接通1或2時,為________擋(填“電流”“電阻”或“電壓”)。1的量程比2的量程________(填“大”或“
14、小”),若選擇開關(guān)撥至“25 mA”擋,指針的位置如圖乙所示,則測量結(jié)果為________mA,接通5或6時,5的量程比6的量程________(填“大”或“小”)。 (2)當(dāng)接通3或4測量某電阻時,用“×10”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)該換用________擋(填“×1”或“×100”),換擋后,在測量前要先進(jìn)行________。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA,則換擋后電池的電動勢E=________V;圖甲中________(填“A”或“B”)為紅表筆。 解析 (1)根據(jù)多用電表的原理圖知,當(dāng)接通1或2時,為電流擋。1的量程比2的量程大。若選擇開關(guān)撥至“25 mA”擋
15、,測量的結(jié)果為107× mA=10.7 mA;接通5或6時,為電壓擋。5的量程比6的量程小。 (2)測量電阻時,用“×10”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)該換用“×1”擋,換擋后,在測量前要先進(jìn)行歐姆調(diào)零。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA,則換擋后電池的電動勢E=IgR內(nèi)=IgR中=100×10-3×15 V=1.5 V;多用電表的表筆電流為“紅進(jìn)黑出”,故A為紅表筆。 答案 (1)電流 大 10.7 小 (2)×1 歐姆調(diào)零 1.5 A 2.在練習(xí)使用多用電表的實驗中 (1)某同學(xué)連接的電路如圖7所示 圖7 ①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使尖端對準(zhǔn)直流電流擋,此時測得的是
16、通過__________的電流;(填元件代號,下同) ②若斷開電路中的電鍵,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋,此時測得的是__________的電阻; ③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋,閉合電鍵,并將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時測得的是________兩端的電壓。 (2)在使用多用表的歐姆擋測量電阻時,若________(填下列選項字母) A.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏小 B.測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大,則必需減小倍率,重新調(diào)零后再進(jìn)行測量 C.選擇“×100”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間,則測量值等于2 500 Ω D.歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長,雖
17、然完成調(diào)零,但測量值將略偏大 解析 (1)①多用電表與滑動變阻器串聯(lián),電流相等; ②斷開電路中的電鍵,R1與R2串聯(lián),多用電表接在其兩端; ③滑動變阻器的滑片移至最左端,滑動變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線;則多用電表與電阻R2相并聯(lián); (2)雙手捏住兩表筆金屬桿,人體與電阻并聯(lián),總電阻減小,測量值偏小,故A正確;測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大,則必需增大或者減小倍率,重新調(diào)零后再進(jìn)行測量,故B錯誤;歐姆表刻度是左密右疏,選擇“×100”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間,即測量值小于2 500 Ω,大于2 000 Ω,故C錯誤;歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長,電動勢不變,內(nèi)電阻增加,完成歐姆調(diào)零后即
18、可測量電阻阻值,不影響電阻測量,故D錯誤。 答案 (1)①R1?、赗1與R2 ③R2 (2)A 3.在“練習(xí)使用多用電表”的實驗中: (1)在測量小燈泡的電阻時,紅表筆接觸點的電勢比黑表筆__________;(填“高”或“低”) (2)某同學(xué)把選擇開關(guān)打到“×1”擋,轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕,發(fā)現(xiàn)無法調(diào)零,則他應(yīng)__________。 A.用力轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕 B.先用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲機(jī)械調(diào)零 C.更換多用電表的電池 D.作報廢處理,換新的多用電表 (3)在多用電表進(jìn)行測量時,指針的位置如圖8所示,若多用電表的選擇開關(guān)處在以下表格中所指的擋位,請寫出對應(yīng)指針讀數(shù)。
19、 圖8 所選擇的擋位 指針讀數(shù) 直流電壓10 V 電阻“×10”擋 (4)小徐同學(xué)要進(jìn)行二極管正反向電阻測量實驗,他可選用以下器件中的__________。(填字母) 解析 (1)歐姆表的紅表筆與其內(nèi)置電源的負(fù)極相連接,黑表筆與歐姆表內(nèi)置電源正極相連接,在測量小燈泡的電阻時,紅表筆接觸點的電勢比黑表筆低。 (2)把選擇開關(guān)打到“×1”擋,轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕,無法調(diào)零,可能是多用電表沒有進(jìn)行機(jī)械調(diào)零造成的,他可以用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,然后再進(jìn)行歐姆調(diào)零,故選B。 (3)多用電表選擇直流電壓10 V擋,由圖示可知,其分度值為0.2 V,示數(shù)為3.6 V
20、;選擇開關(guān)置于電阻“×10”擋,由圖示表盤可知,其示數(shù)為26×10 Ω=260 Ω。 (4)由圖示可知,A是電容器,C是電阻,B、D是二極管,因此可以選擇B、D進(jìn)行實驗。 答案 (1)低 (2)B (3)3.6 V 260 Ω (4)BD 4.(2017·益陽檢測)在如圖9甲所示的電路中,4節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V,0.3 A”。合上開關(guān)S后,無論怎樣移動滑動片,A、B燈都不亮。 圖9 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。 ①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示); A.2.5 V B.10 V C.50 V
21、D.250 V ②測得c、d間電壓約為5.8 V,e、f間電壓為0,則故障是________。 A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開 C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路 (2)接著練習(xí)使用歐姆表的“×1”擋測電阻,歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”, ①測試前,一定要將電路中的開關(guān)S________; ②測c、d間和e、f間電阻時,某次測試結(jié)果如圖乙所示,讀數(shù)為________Ω,此時測量的是________間電阻。根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω。 解析 (1)①由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動勢為6 V,電壓表量程應(yīng)選10 V,選項B正確。 ②燈泡不亮,說明電路斷路或短路,電壓表接c、d端時有示數(shù)且接近電源電動勢,說明有電流通過電壓表,c、d間以外其他部分電路接通,電壓表接e、f時無示數(shù),說明c、d間燈泡斷路,選項A正確。 (2)①使用歐姆表時一定要將被測電阻從電路中斷開,故填“斷開”。 ②溫度高時燈絲的電阻大,計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)。歐姆表讀數(shù)應(yīng)該為6.0 Ω。由于A燈泡斷路,電阻無窮大,而歐姆表示數(shù)為6.0 Ω,說明測量的應(yīng)該是e、f間電阻。由R=可求得電阻為 12.7 Ω。 答案 (1)①B?、贏 (2)①斷開?、?.0 e、f 12.7 10
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