高中物理选修33一轮复习详细资料实验10.docx
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高中物理选修33一轮复习详细资料实验10
实验十 练习使用多用电表
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:
闭合电路的欧姆定律I=
.
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,这一过程叫欧姆表调零.
(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,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻.
二、多用电表
1.表盘:
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.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.另外,还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔.
图2
由于多用电表的测量项目和量程比较多,而表盘的空间有限,所以并不是每个项目的量程都有专门的标度,有些标度就属于共用标度,如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度.
2.挡位:
如图3所示,其中1、2为电流测量端,3、4为电压测量端,5为电阻测量端,测量时,黑表笔插入“-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端.
图3
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4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.
图4
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.
四、练习使用多用电表
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.
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.
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.按如图5甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.
5.按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.
图5
6.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,然后断开表笔,再使指针指向∞.
(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十千欧的电阻两端,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.
7.探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻
欧姆挡
两接线柱间正、反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小,反接时示数很大
电容器
欧姆挡
指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
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读两位有效数字.
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.
误差分析
1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,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,因此要选用恰当挡位,使指针指中值附近.
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.读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数.
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,中间为电流、电压、交流直流共用,下为交流2.5V专用.
5.由于欧姆表盘难于估读,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.
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.
记忆口诀
机械调零第一步,断开表笔调螺母,
指针指向∞时,根据阻值来选挡.
短接表笔指零Ω,测时双手勿触阻.
中值附近去读数,测量阻值高精度.
勿忘得数乘倍率,用完拨回“OFF”挡.
考点一 多用电表的使用
例1 (2011·北京理综·21
(1))用如图6所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
图6
(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件______,使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”).
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按______的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
考点二 多用电表的读数
例2 如图7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7
(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2.0×104Ω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“×1k”).
(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA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250mA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10V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.
用多用电表检查电路故障
电路故障的分析判断方法:
用电压表测量电路中两点间的电压,若电压表有读
数,说明这两点与电源之间的连线是通路,断路故障点就在这两点之间;若电压
表无读数,说明这两点与电源之间的连线是断路,断路故障点就在这两点与电源
的连线上.逐渐缩小测量范围,不难找出断路故障点.短路的表现为电流不为零
而两点之间电压为零,判断短路故障可据此判断.
例3 如图8所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标
号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路
故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电
路中的各连接点.图8
(1)为了检测小灯泡及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明__________________可能有故障.
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图9所示.若多用电表
的选择开关处于表格中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?
请填在表格中.
图9
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
________mA
直流电压2.5V
________V
b
电阻×100
________Ω
2.多用电表表头的示意图如图10所示.在正确操作的情况下:
图10
(1)若选择开关的位置如a箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为____.
(2)若选择开关的位置如b箭头所示,则测量的物理量是________,测量结果为__.
(3)若选择开关的位置如c箭头所示,则测量的物理量是________,测量结果为__.
(4)若选择开关的位置如c箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作步骤应该依次为:
________,________,________.
(5)全部测量结束后,应把选择开关拨到____________或者________.
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从______色表笔经______插孔流入电表.
3.某同学利用多用电表做了以下实验:
(1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下:
①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零刻度线上;
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小;
④换用“×10”的欧姆挡,随即记下欧姆数值;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
这个学生在测量时已注意到:
待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么该学生在实验中有哪些操作是错误的?
(三个错误)
错误一:
______________________________________________________________;
错误二________________________________________________________________;
错误三:
_______________________________________________________________.
(2)如图11所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为________mA;测直流电压时,用的是50V量程,则指针所示的电压值为________V.
图11
4.在如图12所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8V,0.3A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮.
图12
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障.
①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)
A.2.5VB.10VC.50VD.250V
②测得c、d间电压约为5.8V,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灯被短路
(2)接着利用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零.
①测试前,一定要将电路中的开关S____________;
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图13所示,读数为________Ω,此时测量的是______间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω,它不等于测量值,原因是:
_____________________________________________________
_______________________________________________________________________.
图13
答案
课堂探究
例1
(1)S (3)T 0刻线 (4)ADC
例2
(1)1.5×103 ×1k
(2)30.8(30.7~30.9都正确) 154 (3)6.2
例3
(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6 (3)①将多用电表挡位调至欧姆挡;②将红、黑表笔短接,检查欧姆挡能否正常工作;③测量小灯泡的电阻.若电阻为无穷大,表明小灯泡有故障.
随堂训练
1.23.0 0.57 320
2.
(1)直流电压 1.20V
(2)直流电流 48mA (3)电阻 1.6kΩ (4)改用“×1k”倍率,重新欧姆调零,测量、读数 (5)OFF挡 交流电压最高挡 (6)红 正
3.
(1)错误一:
换用“×10”的欧姆挡,应该换用“×1k”的欧姆挡.错误二:
换挡后没有进行欧姆调零.错误三:
使用完后没有将选择开关转到“OFF”挡或交流电压最高挡.
(2)1700 47 23.5
4.
(1)①B ②A
(2)①断开 ②6 e、f 12.7 欧姆表测量时灯泡未工作,灯泡温度低,电阻小
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