2025高考物理總復(fù)習(xí)用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量

第6講實(shí)驗(yàn)用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量高考總復(fù)習(xí)2025強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分研考點(diǎn)精準(zhǔn)突破目錄索引強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分一、電流表與電壓表的改裝1.改裝方案2.校正(1)電壓表的校正電路如圖甲所示,電流表的校正電路如圖乙所示。(2)校正的過程:先將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最左端,然后閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,使改裝后的電壓表(電流表)示數(shù)從零逐漸增大到最大量程值,每移動(dòng)一次記下改裝的電壓表(電流表)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表(電流表)示數(shù),并計(jì)算滿刻度時(shí)的百分誤差,然后加以校正。二、歐姆表原理1.構(gòu)造:歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測(cè)電阻Rx。3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx=0)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零。(1)當(dāng)I=Ig時(shí),Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”。(圖甲)(2)當(dāng)I=0時(shí),Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”。(圖乙)(3)當(dāng)I=時(shí),Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,Rx叫中值電阻。三、練習(xí)使用多用電表1.觀察:觀察多用電表的外形,認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程。2.機(jī)械調(diào)零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。3.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。4.測(cè)量小燈泡的電壓和電流(1)按如圖甲所示的電路圖連接好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測(cè)量小燈泡兩端的電壓。(2)按如圖乙所示的電路圖連接好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測(cè)量通過小燈泡的電流。5.測(cè)量定值電阻(1)根據(jù)被測(cè)電阻的估計(jì)阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度,若不指在歐姆表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;(2)將被測(cè)電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);(3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率,即得測(cè)量結(jié)果;(4)測(cè)量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件

判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時(shí)均無示數(shù),說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小,反接時(shí)示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指“0”后逐漸增大到“∞”,且越來越慢電感線圈歐姆擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)7.誤差分析(1)偶然誤差:①估讀時(shí)易帶來誤差;②表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會(huì)使誤差增大。(2)系統(tǒng)誤差:①電池用舊后,電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小,內(nèi)阻會(huì)變大,致使電阻測(cè)量值偏大,要及時(shí)更換電池;②測(cè)量電流、電壓時(shí),由于電表內(nèi)阻的影響,測(cè)得的電流、電壓值均小于真實(shí)值。8.注意事項(xiàng)(1)使用前要機(jī)械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時(shí),電流總是“紅入”“黑出”。(3)測(cè)量電阻時(shí):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,將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池?！獭痢痢痢痢獭痢裂锌键c(diǎn)精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)考向一

多用電表的原理典題1

某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的歐姆表電路,通過控制開關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱,歐姆表具有“×10”和“×100”兩種倍率,所用器材如下:A.干電池(電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0Ω)B.電流表G(滿偏電流Ig=0.5mA,內(nèi)阻Rg=150Ω)C.定值電阻R1=2100ΩD.電阻箱R2和R3(最大阻值為999.99Ω)E.電阻箱R4(最大阻值為9999Ω)F.開關(guān)一個(gè),紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干甲(1)圖甲中的a端應(yīng)與

(選填“紅”或“黑”)表筆連接。

(2)該實(shí)驗(yàn)小組按圖甲正確連接好電路。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2=

Ω,使電流表達(dá)到滿偏。此時(shí)閉合電路的總電阻叫歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi),則R內(nèi)=

Ω。把原表盤刻度改成電阻值時(shí),刻度盤中間的刻度數(shù)值是

。

(3)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2=

Ω且R3=

Ω時(shí),將紅、黑表筆短接,電流表再次滿偏;在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調(diào)節(jié)R4,當(dāng)電流表指針指向圖乙所示的位置時(shí),對(duì)應(yīng)的電阻箱接入的電阻值為

Ω。

乙黑74930003074250200解析

(1)根據(jù)歐姆表電流“紅進(jìn)黑出”可知a端接黑表筆。(2)由閉合電路歐姆定律可知,歐姆表的內(nèi)阻

=3

000

Ω,則R2=R內(nèi)-R1-Rg-r=3

000

Ω-2

100

Ω-150

Ω-1.0

Ω=749

Ω,中值電阻應(yīng)為3

000

Ω,根據(jù)歐姆表的刻度設(shè)置可知,表盤上只有兩種擋位,開關(guān)S斷開與閉合時(shí)相比,干路允許的最大電流較小,由歐姆定律知?dú)W姆表內(nèi)阻較大,測(cè)量的中值電阻較大,故S斷開時(shí)歐姆表倍率應(yīng)為“×100”。由歐姆表原理知刻度盤中值電阻等于歐姆表內(nèi)阻,為3

000

Ω。故中間刻度值是30。典題2(2024安徽蕪湖模擬)某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖如圖甲所示。圖中E是電池,R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻。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(gè)擋位,5個(gè)擋位分別為直流電壓1V擋和5V擋、直流電流1mA擋和2.5mA擋、歐姆擋“×100”擋。改裝多用電表表盤如圖乙所示。甲乙(1)測(cè)量時(shí),A接的是

(選填“紅”或“黑”)表筆;若B端與觸點(diǎn)“1”相連,則此時(shí)多用電表的擋位為

擋,若B端與觸點(diǎn)“5”相連,則此時(shí)多用電表的擋位為

擋。(擋位填寫要求具體到最大測(cè)量值)

(2)若B端與觸點(diǎn)“1”相連,進(jìn)行相關(guān)測(cè)量時(shí),多用電表指針指示位置如圖乙所示,則此時(shí)多用電表的讀數(shù)為

。

(3)若電池E的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,當(dāng)B端與觸點(diǎn)“3”相連,短接紅、黑兩表筆進(jìn)行歐姆調(diào)零后,再用該擋測(cè)量一個(gè)未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到表頭G滿偏刻度的

處,則該電阻的阻值為

Ω。

(4)若電池E由于長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)由1.5V下降到1.2V,但仍可調(diào)零。用重新調(diào)零后的歐姆表測(cè)得某待測(cè)電阻阻值為500Ω,則這個(gè)待測(cè)電阻阻值的真實(shí)值為

Ω。

黑2.5mA5V1.50mA4500400解析

(1)根據(jù)歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知,黑表筆接電源正極,紅表筆接電源負(fù)極,所以與A相連的是黑表筆;若B端是與“1”相連,則此時(shí)應(yīng)為量程較大的電流表,所以多用電表的擋位為2.5

mA;若B端與觸點(diǎn)“5”相連,則此時(shí)應(yīng)為量程較大的電壓表,所以多用電表的擋位為5

V。(2)此時(shí)多用電表的讀數(shù)為1.50

mA。(3)當(dāng)把B端與觸點(diǎn)“3”相連,短接紅、黑兩表筆,有I=1

mA,根據(jù)E=IR內(nèi),其中R內(nèi)=1

500

Ω,用該擋測(cè)量一個(gè)未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G滿偏刻度的

處,有E=I(R+R內(nèi)),聯(lián)立解得R=4

500

Ω。考向二

多用電表歐姆擋的使用典題3

某物理小組在練習(xí)使用多用電表。(1)某同學(xué)使用多用電表的歐姆擋粗略測(cè)量一定值電阻的阻值Rx,他先把選擇開關(guān)旋到“×10”擋位,測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示。以下是接下來的測(cè)量過程:甲a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕,使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,然后斷開兩表筆b.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處(或“OFF”擋),并拔出兩表筆c.將選擇開關(guān)旋到“×1”擋d.將選擇開關(guān)旋到“×100”擋e.將選擇開關(guān)旋到“×1k”擋f.將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端,讀出阻值Rx,斷開兩表筆以上實(shí)驗(yàn)步驟中的正確順序是

(填寫步驟前的字母)。

dafb(2)重新測(cè)量后,指針位于如圖乙所示的位置,被測(cè)電阻的測(cè)量值為

Ω。(3)歐姆表表頭如圖丙所示,已知電流計(jì)的滿偏電流為Ig=100μA,電池電動(dòng)勢(shì)為E=1.5V,則該歐姆表的內(nèi)阻是

kΩ,表盤上30μA刻度線對(duì)應(yīng)的阻值是

kΩ。

乙丙22001535解析

(1)因?yàn)樵凇啊?0”擋時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角度過小,即被測(cè)電阻較大,所以應(yīng)選用較大倍率擋位測(cè)量,故先將選擇開關(guān)旋到“×100”擋;后歐姆調(diào)零,即將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕,使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,然后斷開兩表筆;再測(cè)量,將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端,讀出阻值Rx,斷開兩表筆;最后歸位,即旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處(或“OFF”擋),并拔出兩表筆。所以操作順序是:d、a、f、b;(2)圖乙中指針讀數(shù)為22.0,由(1)可知,歐姆表倍率為×100,故被測(cè)電阻的測(cè)量值為22.0

Ω×100=2

200

Ω;考點(diǎn)二多用電表的拓展實(shí)驗(yàn)考向一

用多用電表探究“黑箱問題”典題4(2024重慶模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行了以下探究。(1)用多用電表測(cè)量某元件的電阻。選用歐姆擋“×10”擋進(jìn)行測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度過大,因此需重新選擇

(選填“×1”或“×100”)擋,并需

(填操作過程)后,再次進(jìn)行測(cè)量,若此時(shí)多用電表的指針如圖甲所示,則測(cè)量結(jié)果為

Ω;

甲×1歐姆調(diào)零19(2)如圖乙所示,電學(xué)實(shí)驗(yàn)室的“黑盒子”表面有A、B、C三個(gè)接線柱,盒內(nèi)有一只定值電阻和一個(gè)二極管,每?jī)蓚€(gè)接線柱之間最多連接一個(gè)元件。為了探明盒內(nèi)元件的連接方式,該實(shí)驗(yàn)小組用多用電表的歐姆擋進(jìn)行測(cè)量,把紅、黑表筆分別與接線柱A、B、C連接,測(cè)量結(jié)果如下表所示。紅表筆ABACBC黑表筆BACACB阻值/Ω2100120200020100100乙見解析圖解析

(1)選用“×10”擋,發(fā)現(xiàn)指針偏角太大,說明待測(cè)電阻為小電阻,準(zhǔn)確測(cè)量電阻應(yīng)換小擋,應(yīng)把選擇開關(guān)置于“×1”擋,換擋后要?dú)W姆調(diào)零,由圖甲可知,歐姆表示數(shù)為19×1

Ω=19

Ω。(2)B、C間電阻與電流方向無關(guān),因此一定是定值電阻,A、C間電阻與電流方向有關(guān),電流從A到C時(shí)電阻遠(yuǎn)小于反向電阻,說明二極管一定直接接在A、C間,且A為正極,黑箱內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)圖如圖所示。考向二

用多用電表判斷電路故障典題5(2024湖南模擬)多用電表不僅可以用來測(cè)量電壓、電流、電阻和檢驗(yàn)二極管的導(dǎo)電性能,還可以探究故障電路。(1)關(guān)于多用電表的使用,下列操作正確的是

。

A.測(cè)電壓時(shí),應(yīng)按圖甲連接方式測(cè)量B.測(cè)電流時(shí),應(yīng)按圖乙連接方式測(cè)量C.測(cè)電阻時(shí),可以按圖丙連接方式測(cè)量D.測(cè)二極管的反向電阻時(shí),應(yīng)按圖丁連接方式測(cè)量AB(2)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路不能正常工作,為排查電路故障,將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最右端,閉合開關(guān)S,用多用電表測(cè)量各點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至

(選填“A”“B”“C”或“D”),用正確的測(cè)量方法得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6V,已知只有一處故障,則下列說法正確的是

。

A.可能是R0斷路B.可能是R0短路C.可能是R斷路D.可能是R短路圖1圖2CBC(3)為進(jìn)一步判斷電路故障的性質(zhì),他斷開開關(guān)S后,將選擇開關(guān)置于歐姆擋的“×1”擋,分別將紅黑表筆接ce端時(shí),指針指在如圖3所示的位置,則該電阻為

Ω,他將紅黑表筆接ef端時(shí),指針

(選填“幾乎不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)很大”),因此電路故障為

。

圖318幾乎不偏轉(zhuǎn)R斷路解析

(1)根據(jù)多用電表的使用方法,測(cè)電壓時(shí),紅表筆應(yīng)接電勢(shì)較高的點(diǎn),故A正確;測(cè)電流時(shí),電流從紅表筆進(jìn)入,且串聯(lián)在電路中,故B正確;測(cè)電阻時(shí),應(yīng)將待測(cè)電阻與電源斷開,故C錯(cuò)誤;測(cè)二極管的反向電阻時(shí),紅表筆應(yīng)接二極管正極,黑表筆應(yīng)接二極管負(fù)極,故D錯(cuò)誤。(2)選擇開關(guān)應(yīng)置于直流電壓擋測(cè)電壓,故選擇開關(guān)應(yīng)置于C。若R0斷路,則Uce≠0,故A錯(cuò)誤;若R0短路,Uab=Ubc=Uce=0,電壓全加在ef間,故B正確;若R斷路,則電壓全加在ef間,故C正確;若R短路,則Uef=0,故D錯(cuò)誤。(3)指針讀數(shù)為18

Ω,R0沒有短路