【物理】2019届一轮复习教科版第八章直流电路实验十一学案

【物理】2019届一轮复习教科版第八章直流电路实验十一学案

实验十一　练习使用多用电表 注意事项 ‎1.使用前要机械调零。‎ ‎2.两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。‎ ‎3.测电阻时 ‎(1)指针指中值附近较准，否则换挡。‎ ‎(2)每换一挡必须重新欧姆调零。‎ ‎(3)读出示数要乘以倍率。‎ ‎4.使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。‎ 误差分析 ‎1.偶然误差 ‎(1)估读时易带来误差。‎ ‎(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。‎ ‎2.系统误差 ‎(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，要及时更换电池。‎ ‎(2)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。‎ 热点一　教材原型实验 ‎【例1】　在“练习使用多用电表”的实验中：‎ 图1‎ ‎(1)某同学用多用电表测量电阻，电路如图1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＝________Ω。‎ ‎(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，其测量结果与原结果相比将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎(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。‎ ‎①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 ‎②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)。‎ 解析　(1)欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率，即待测电阻的阻值，图示读数为7×100 Ω＝700 Ω。‎ ‎(2)当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig＝可知，欧姆表内阻R内应调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝＝＝可知，当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了。‎ ‎(3)①由图丙可知，该欧姆表利用并联电路特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值，电阻刻度的零位置在表盘的左端，由闭合电路欧姆定律可知，表盘上的电阻刻度是不均匀的，测量前，不需要红、黑表笔短接调零，测量后，应将开关S断开，故选项A、B错误，C、D正确。‎ ‎②当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开，调节可变电阻使电流表满偏，由闭合电路欧姆定律得Ig＝，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，由闭合电路欧姆定律得Ig＝·，联立解得Rx＝。‎ 答案　(1)700　(2)变大　(3)①CD　② ‎【变式训练1】　(2017·全国卷Ⅲ，23)如图2a所示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；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。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 Ω挡。‎ 图2‎ ‎(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＝________Ω，R4＝________Ω。‎ ‎(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____________。(结果均保留3位有效数字)‎ 解析　(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。‎ ‎(2)R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，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。‎ ‎(3)换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以 R1＋R2＝＝160 Ω；‎ 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻 ‎ r＝＝120 Ω，‎ 新表头的量程是1 mA，所以 R4＝－r＝ Ω－120 Ω＝880 Ω ‎(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA；若此时B端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为11.0×100 Ω即1.10×103 Ω；若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为5 V电压表，则读数为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 热点二　实验拓展创新 ‎【例2】　如图3甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高 技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10 MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧。‎ 图3‎ 现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的其他测量器材还有：一只滑动变阻器R(0～30 Ω)，两只开关，导线若干。‎ 实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。现按图乙连接好测量电路。‎ 操作步骤：‎ ‎(1)将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关________，闭合开关________，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a。‎ ‎(2)将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关________，闭合开关________，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作：将选择开关置于________挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c 作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据。‎ ‎(3)________即为干电池的电动势。(填“a”“b”或“c”)‎ ‎(4)干电池的内电阻的表达式r＝________(用a、b、c表示)，将步骤(2)测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻。‎ 解析　(1)为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数为电源的电动势E，即E＝a。‎ ‎(2)测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数为变阻器接入电路的阻值R，即R＝b；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，U＝c。‎ ‎(3)由(1)知a即为干电池的电动势。‎ ‎(4)由闭合电路欧姆定律E＝U＋r 即a＝c＋r，得r＝。‎ 答案　(1)电压　S1　S2　(2)欧姆　S2　S1　电压　(3)a ‎(4) ‎【变式训练2】　某照明电路出现故障，其电路如图4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。‎ 图4‎ 图5‎ ‎(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图5所示，读数为________V，说明__________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。‎ ‎(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5相同，可判定发生故障的器件是__________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。‎ 解析　(1)由题图5可知，直流50 V挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电池之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。‎ 答案　(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)　蓄电池 ‎(2)小灯 使用多用电表检测故障的两点注意事项 ‎(1)多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势。‎ ‎(2)使用多用电表判断电路故障时，应采用“试触法”防止损坏电表。　　　　　　‎ ‎1.指针式多用电表是常用的电学测量仪器。请完成下列问题。如图6甲所示为多量程多用电表的示意图。‎ 图6‎ ‎(1)当接通1或2时，为________挡(填“电流”“电阻”或“电压”)。1的量程比2的量程________(填“大”或“小”)，若选择开关拨至“25 mA”挡，指针的位置如图乙所示，则测量结果为________mA，接通5或6时，5的量程比6的量程________(填“大”或“小”)。‎ ‎(2)当接通3或4测量某电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(填“×1”或“×100”)，换挡后，在测量前要先进行________。若此多用电表所用表头的满偏电流是100 mA，则换挡后电池的电动势E＝________V；图甲中________(填“A”或“B”)为红表笔。‎ 解析　(1)根据多用电表的原理图知，当接通1或2时，为电流挡。1的量程比2的量程大。若选择开关拨至“25 mA”挡，测量的结果为107× mA＝10.7 mA；接通5或6时，为电压挡。5的量程比6的量程小。‎ ‎(2)测量电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，应该换用“×1”挡，换挡后，在测量前要先进行欧姆调零。若此多用电表所用表头的满偏电流是100 mA，则换挡后电池的电动势E＝IgR内＝IgR中＝100×10－3×15 V＝1.5 V；多用电表的表笔电流为“红进黑出”，故A为红表笔。‎ 答案　(1)电流　大　10.7　小　(2)×1　欧姆调零 1.5　A ‎2.在练习使用多用电表的实验中 ‎(1)某同学连接的电路如图7所示 图7‎ ‎①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过__________的电流；(填元件代号，下同)‎ ‎②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是__________的电阻；‎ ‎③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。‎ ‎(2)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若________(填下列选项字母)‎ A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小 B.测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量 C.选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2 500 Ω D.欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 解析　(1)①多用电表与滑动变阻器串联，电流相等；‎ ‎②断开电路中的电键，R1与R2串联，多用电表接在其两端；‎ ‎③滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线；则多用电表与电阻R2相并联；‎ ‎(2)双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，测量值偏小，故A正确；测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需增大或者减小倍率，重新调零后再进行测量，故B错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，即测量值小于2 500 Ω，大于2 000 Ω，故C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，电动势不变，内电阻增加，完成欧姆调零后即可测量电阻阻值，不影响电阻测量，故D错误。‎ 答案　(1)①R1　②R1与R2　③R2　(2)A ‎3.在“练习使用多用电表”的实验中：‎ ‎(1)在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔__________；(填“高”或“低”)‎ ‎(2)某同学把选择开关打到“×1”挡，转动欧姆调零旋钮，发现无法调零，则他应__________。‎ A.用力转动欧姆调零旋钮 ‎ B.先用螺丝刀转动指针定位螺丝机械调零 C.更换多用电表的电池 D.作报废处理，换新的多用电表 ‎(3)在多用电表进行测量时，指针的位置如图8所示，若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的挡位，请写出对应指针读数。‎ 图8‎ 所选择的挡位 指针读数 直流电压10 V 电阻“×10”挡 ‎ ‎(4)小徐同学要进行二极管正反向电阻测量实验，他可选用以下器件中的__________。(填字母)‎ 解析　(1)欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接，在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔低。‎ ‎(2)把选择开关打到“×1”挡，转动欧姆调零旋钮，无法调零，可能是多用电表没有进行机械调零造成的，他可以用螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零，然后再进行欧姆调零，故选B。‎ ‎(3)多用电表选择直流电压10 V挡，由图示可知，其分度值为0.2 V，示数为3.6 V；选择开关置于电阻“×10”挡，由图示表盘可知，其示数为26×10 Ω＝260 Ω。‎ ‎(4)由图示可知，A是电容器，C是电阻，B、D是二极管，因此可以选择B、D进行实验。‎ 答案　(1)低　(2)B　(3)3.6 V　260 Ω　(4)BD ‎4.(2018·益阳检测)在如图9甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V，0.3 A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。‎ 图9‎ ‎(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.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ‎②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灯被短路 ‎(2)接着练习使用欧姆表的“×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，某次测试结果如图乙所示，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。‎ 解析　(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，选项B正确。‎ ‎②灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e、f时无示数，说明c、d间灯泡断路，选项A正确。‎ ‎(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”。‎ ‎②温度高时灯丝的电阻大，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)。欧姆表读数应该为6.0 Ω。由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 Ω，说明测量的应该是e、f间电阻。由R＝可求得电阻为12.7 Ω。‎ 答案　(1)①B　②A　(2)①断开　②6.0　e、f　12.7‎