2022届高考物理一轮复习-第九章-电路-实验14-用多用电表测量电学中的物理量学案-新人教版.docx
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1、2022届高考物理一轮复习 第九章 电路 实验14 用多用电表测量电学中的物理量学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第九章 电路 实验14 用多用电表测量电学中的物理量学案 新人教版年级:姓名:- 17 -实验14用多用电表测量电学中的物理量必备知识预案自诊一、电流表与电压表的改装1.改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U=Ig(Rg+R)故R=UIg-RgIgRg=(I-Ig)R故R=IgRgI-Ig改装后电表内阻RV=Rg+RRgRA=RRgR+RgRg2.校正(1)电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示。(
2、2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移动到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到最大量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正。二、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。2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=ERg+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
3、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=Ig2时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。三、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:四、多用电表使用(一)实
4、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)进行实验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、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。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。(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。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
5、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。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。6.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“0”
6、后逐渐增大到“”,且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(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。关键能力学案突破考点一教材原型实验【典例1】(2019
7、全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 ,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。图(a)图(b)(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)图(c)A.18 mAB.21 mAC.25 mAD.28 mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量
8、错误,实际内阻大于1 200 B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 C.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。【典例2】(2020辽宁六校联考)图甲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
9、 mA挡,欧姆100 挡。(1)关于R6的使用,下列说法正确的是。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(2)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与3相连的,则读数为 k。(3)根据题给条件可得R1+R2=,R4=。考点二实验的改进与创新实验情境的创新多用电表可以应用到日常生活中,对家用电器、电子元件进行测量或故障检测,被测元件可以是一般电阻,也可以是二极管、黑箱等实验数据的分析换用不同挡位,所测的量不同,
10、读数方法不同,精确度要求也不同。一般情况下,用多用电表测出的值只能作为参考实验原理的拓展多用电表可以和很多电学实验配合使用,先粗略测出电阻值,作为设计电路、选择器材的参考【典例3】在练习使用多用电表的实验中:(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值Rx约为数十千欧的电阻。以下是测量过程中的一些主要实验步骤:A.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上电阻的零刻度,然后断开两表笔B.旋转选择开关至交流电压最大量程处或“OFF”挡,并拔出两表笔C.旋转选择开关至欧姆“1 k”挡D.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔以上实验步骤的正确顺序是(填写步骤前的字母)。实验中,多用
11、电表的指针位置如图甲所示,则此被测电阻的阻值约为 k。(2)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用图乙所示的电路,电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的(选填“红”或“黑”)表笔。闭合开关,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到R-1I的关系如图丙所示,则Ry=,电源电压U= V。思维点拨本题实验目的是用多用电表测电阻,并根据所得数据求出电源电压。根据欧姆定律I=UR+Ry,可以推出R=U1I-Ry,因此可以画出R-1I图像。研究函数式和图像的关系,由图像纵截距的绝对值可得到Ry的值,由图像的斜率可得到
12、电源电压的值。【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。(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“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。(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。两表笔接的接点多用电表的示数a,ba,c10 b,c15 两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示。
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