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1、实验探究课实验探究课1313用多用电表测量电学用多用电表测量电学中中 的的物理量物理量第九章第九章内容索引0102强基础强基础 固本增分固本增分研考点研考点 精准突破精准突破强基础强基础 固本增分固本增分一、电流表与电压表的改装一、电流表与电压表的改装1.改装方案2.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)校正的过程: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。易错辨析判一判(1)无
2、论是将表头改装成电压表还是电流表,表头的满偏电压Ug、满偏电流Ig都不发生变化,只是由分压或者分流电阻承担了部分电压或电流。()(2)改装后电压表的量程越大,其分压电阻R越大,电压表的内阻RV越小。()(3)改装后电流表的量程越大,其分流电阻R越小,电流表的内阻RA越大。()二、欧姆表原理二、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。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,在满偏电流Ig处标
3、为“0”。(图甲)(2)当I=0时,Rx,在I=0处标为“”。(图乙)易错辨析判一判(4)用欧姆表测电阻时,指针摆动的角度越大,则被测电阻越大。()(5)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成,红表笔与表内电池正极相连接,黑表笔与表内电池负极相连接。()三、练习使用多用电表三、练习使用多用电表1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。2.机械调零: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.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量
4、小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。5.测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。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
5、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”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7.误差分析(1)偶然误差:估读时易带来误差;表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。(2)系统误差: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;测量电流、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。8.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)测量电阻时:指针指中值附近较准,否则换挡;每换一挡必须重新欧姆调零;读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕,将选择开关
6、置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。易错辨析判一判(6)使用多用电表测电流、电压和电阻时,电流都是从红表笔流入,黑表笔流出。()(7)用多用电表欧姆挡测电阻时,测量阻值不同的电阻时都必须重新调零。()(8)使用多用电表欧姆挡测电阻时,指针摆动角度越大,测量越精确。()研考点研考点 精准突破精准突破考点一考点一多用多用电表的原理表的原理典例1.(2022山西太原五中模拟)在学习了多用电表的原理之后,某实验小组欲利用一个量程为1mA、内阻为几百欧的毫安表制作一个简易的多用电表。(1)该小组同学首先利用图甲所示的电路测量毫安表的内阻Rg。闭合开关后,当电阻箱的阻值R为1200时,毫
7、安表刚好满偏,此时电压表的示数为1.47V,则毫安表的内阻Rg=。(2)该小组设计了如图乙所示的欧姆表,其中定值电阻R0=30,开关S的断开、闭合,相当于欧姆表换挡,换挡前后均能欧姆调零,则换挡前(断开开关S)的倍率是换挡后(闭合开关S)倍率的倍。(3)该小组设计了如图丙所示的多用电表。其中电源的电动势为E=1.5V、内阻为0.5,R2=273,回答下列问题:a.当选择开关接3时,该表为表,其量程为;b.该多用电表欧姆挡表盘中央的刻度值应为;c.若一段时间后电源的电动势由1.5V降为1.45V,内阻由0.5变为1.0,欧姆调零后用此表测量一未知电阻的阻值,测得Rx=150,则其真实阻值应为 。
8、A.72.5B.145C.150D.160答案(1)270(2)10(3)电压表03V150B对点演练1.(2022山东德州二模)某实验小组要将量程为0200A的微安表a改装成量程为01mA的毫安表。(1)他们首先用图甲所示的电路测量微安表a的内阻,图甲中微安表b与微安表a完全相同。闭合开关,调节滑动变阻器及电阻箱,当电阻箱如图乙所示时,微安表a的读数为176A;微安表b的读数为80A,则图乙中电阻箱的读数为;微安表a的内阻为;(2)将微安表a改装成毫安表后再用标准毫安表进行检测,部分检测电路如图丙所示,图丙中虚线框内为改装后的毫安表电路。检测发现因为图丙中的定值电阻R的阻值不合理,造成改装后
9、的毫安表偏差较大,当标准毫安表的示数为0.80mA时,改装后毫安表的示数只有0.72mA,要对该偏差进行纠正,应给定值电阻R再(选填“并联”或“串联”)上一个阻值为(结果保留三位有效数字)的电阻。丙答案(1)14401200(2)串联36.6解析(1)图乙中电阻箱的读数为Rx=1440;设微安表的内阻为Ra,根据串、并联关系可得IaRa=Ib(Rb+Rx)=Ib(Ra+Rx),的电流为I2=0.80mA-0.144mA=0.656mA,根据并联电压相等可得I1Ra=I2R,解得R=263.4,则有R=R0-R=36.6,故要对该偏差进行纠正,应再串联上一个阻值为36.6的电阻。2.(2022湖
10、南卷)小梦同学自制了一个两挡位(“1”“10”)的欧姆表,其内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0mRmRn),电流表G的内阻为RG(RsRG)。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:(1)短接,将单刀双掷开关S与m接通,电流表G示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流表G示数变为In,则Im(选填“大于”或“小于”)In。(2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为(选填“1”或“10”)。(3)若从“1”挡位换成“10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该
11、(选填“向上”或“向下”)调节。(4)在“10”挡位调整欧姆零点后,在间接入阻值为100的定值电阻答案(1)大于(2)10(3)向上(4)400解析(1)由RmIn。(2)S与n接通时,欧姆表内阻大,欧姆表的挡位倍率大,即为“10”挡。(3)从“1”挡位换为“10”挡位,即开关S从m拨向n,电路总电阻增大,干路电流减小,短接时,为了使电流表满偏,则需要增大通过电流表所在支路的电流,所以需要将R0的滑片向上调节。(4)设“10”挡位时欧姆表内阻为R内,电流表满偏电流为Ig,电路简化结构如图考点二考点二多用多用电表的使用表的使用典例2.(2023湖北荆州模拟)某物理小组在练习使用多用电表。(1)某
12、同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,他先把选择开关旋到“10”挡位,测量时指针偏转如图甲所示。以下是接下来的测量过程:a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,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.将选择开关旋到“1”挡d.将选择开关旋到“100”挡e.将选择开关旋到“1k”挡f.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中的正确顺序是(填写步骤前的字母)。(2)重新测量后,指针位于如图乙所示的位置,被测电阻的测量值为 。(3)欧姆表表头如图丙所示,已知电流计的满偏电流为
13、Ig=100A,电池电动势为E=1.5V,则该欧姆表的内阻是k,表盘上30A刻度线对应的阻值是k。(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图丁所示的电路。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。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-的关系如图戊所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry=,电源电压U=V。答案(1)dafb(2)2200(3)1535(4)2008解析(1)因为在“10”挡时,指针偏转角度过小,即被测电阻较大,所以应选用较大倍率挡位测量,故先将选择开关旋到“100”挡;后欧姆调零,即将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准
14、刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔;再测量,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;最后归位,即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。所以操作顺序是:d、a、f、b;(2)图乙中指针读数为22.0,由(1)可知,欧姆表倍率为100,故被测电阻的测量值为22.0100=2200;对点演练3.(2022四川成都七中模拟)某兴趣小组的同学在实验室进行物理探究实验。某同学利用一节旧干电池、一个满偏电流Ig=10mA的毫安表、滑动变阻器和若干导线,制作了简易的欧姆表,图甲为该欧姆表的电路原理图,图乙是该毫安表的表盘刻度,C为表盘正中间的刻度线(其余的欧
15、姆表刻度线和所有欧姆表刻度值均未画出)。该同学使用自己制作的欧姆表进行了如下操作,请你将有关步骤补充完整。(1)该同学首先进行欧姆调零,把A、B表笔短接,调节滑动变阻器,使毫安表满偏,然后断开两表笔。(2)该同学把一个电阻箱连接在A、B表笔之间,发现当电阻箱的示数为120时,欧姆表指针刚好指在表盘的正中央,则这节干电池的电动势为V;把毫安表的表盘刻度调整为欧姆表的表盘刻度时,刻度盘上6mA对应的电阻阻值是。(3)该同学在实验室发现一个电压表,发现其表盘刻度线清晰,总共有30个小格,但刻度值模糊不清。把此电压表连接在自己制作的欧姆表A、B表笔之间,发现此时欧姆表的示数为280,电压表指针指在8.4,如图丙所示,则这个电压表的量程为V。答案(2)1.280(3)3
