1、第八章 恒定电流,实验十一 练习使用多用电表,过好双基关,一、电流表与电压表的改装 1.改装方案,RA,2.校正 (1)电压表的校正电路如图1所示，电流表的校正电路如图2所示.,图1 图2,(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，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(标准电流表)的示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正.,二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理) 1.构造： 如图3所示，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
2、部：接被测电阻Rx. 全电路电阻R总RgRrRx.,图3,2.工作原理： 闭合电路欧姆定律，I . 3.刻度的标定： 红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零. (1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“ ”.(图甲) (2)当I0时，Rx，在I0处标为“ ”.(图乙) (3)当 时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫 电阻.,0,中值,图4,三、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4所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部
3、分为选择开关，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( 表笔插入“”插孔， 表笔插入“”插孔).,红,黑,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.,四、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5甲所示.,图5,3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二
4、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.,1.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. 2.实验步骤 (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 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.,左,按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于 挡，测量通过小灯泡的电流.,(4)测量小灯泡的电压和电流. 按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电
5、表选择开关置于_挡，测小灯泡两端的电压.,图6,直流电压,直流电流,(5)测量定值电阻 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； 将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数； 读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的 ，即得测量结果； 测量完毕，将选择开关置于 挡或“ ”挡.,倍率,交流电压最高,OFF,1.多用电表使用注意事项 (1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔，注意电流的实际方向应为“ 入”、“ 出”.
6、(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度 侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘_侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮. (3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率.,红,黑,左,右,(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆. (5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和 断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表. (6)测电阻时每换一挡必须重新 . (7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“ ”挡.长期不用，应把表内电池取出.,电源,欧姆调零
7、,OFF,2.多用电表对电路故障的检测 (1)断路故障的检测方法 用直流电压挡： a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源 ，若电压表示数为零，说明电源 . b.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有 . 用直流电流挡： 将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路 路.,良好,损坏,断点,断,用欧姆挡检测 将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件 路. (2)短路故障的检测方法 将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被
8、 路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路. 用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.,断,短,研透命题点,命题点一 教材原型实验,基础考点 自主悟透,答案,解析,例1 (2017全国卷23)图7(a)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 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 mA 挡，欧姆100 挡.,图7,(1)图(a)中的A端
9、与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接.,黑,解析 当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接.,(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,答案,解析,解析 在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误； 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
10、置，选项B正确； 使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误.,(3)根据题给条件可得R1R2 ，R4 .,答案,解析,160,880,解析 根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知， 解得R1R2160 . 当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 ，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 .,(4)某次测量
11、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),答案,解析,1.47 mA,1.10 k,2.94 V,解析 若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为1.47 mA. 若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11100 1.10 k. 若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.94 V.,变式1 某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为10
12、 V)的内阻(大约几十千欧)，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30.,答案,解析,图8,(1)欧姆挡的选择开关拨至 (选填“1k”或“100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图8中 (选填“A”或“B”)方式连接.,1k,A,解析 用多用电表测电阻时，应让指针指在中间刻度附近，因而应选“1k”挡.多用电表测电阻时，需要用其内部电源，黑表笔接内部电源的正极，电压表的两接线柱中，“”接线柱应接高电势端，因而A电路的连接方式正确.,(2)如图9甲所示，该同学读出欧姆表的读数为 ；如图乙所示，电压表的读数为 V，欧姆表电池的电动势为 V.,答案,解析,图9,4104,5.0,8.75,解析 题
13、图甲中欧姆表的读数为401 k40 k.题图乙中电压表的读数为5.0 V.由闭合电路的欧姆定律知欧姆表中电池的电动势EUIrU 30103 V8.75 V.,变式2 二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下： (1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 ，反向电阻约为50 k，则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接 (填“A”或“B”)端.,答案,解析,B,解析 多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极，所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连即与B相连；,(2)该同学设
14、计了如图10所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40 k，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间.该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：50 A，内阻约为100 ；,答案,解析,50 mA，内阻约为50 ；250 mA，内阻约为10 .则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱 (填“3”或“4”)相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用 (填“”“”或“”)，单刀双掷开关S2应拨向接点 (填“5”或“6”).,图10,3,6,解析 红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接线柱3
15、相连；电压为2 V时，二极管反接时的电流约为40 A，所以应选用量程；根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6.,变式3 在“练习使用多用电表”的实验中：,答案,解析,图11,(1)某同学用多用电表测量电阻，电路如图11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 .,700,解析 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7100 700 .,(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”“
16、变小”或“不变”).,答案,解析,变大,解析 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)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. 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,答案,解析,解析 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
17、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.,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).,答案,解析,例2 小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图12甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：,命题点二 实验拓展创新,能力考点 师生共
18、研,图12,解析 因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值先不变，后阶段变小，故B正确.,(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是 A.阻值一直为0 B.阻值先不变，后阶段变小 C.阻值恒定且远大于R2 D.阻值先不变，后阶段变大,答案,解析,(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其iu图线如图乙中OC所
19、示，当D的负极接高电势时，其iu图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的 极(填“正”或“负”).,答案,解析,负,解析 结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色端为负极.,(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框端是其内部等效电路，已知电源电动势E9 V，电表满偏电流Ig3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为 _；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为 .,答案,解析,3 000(或3103),6 000(或6103),变式4 如图13所示为多量程
20、多用电表的示意图.,答案,解析,图13,(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”).,电流,大,解析 将电流计改装成电流表时要并联电阻分流，所以1、2是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大.,(2)测量某电阻时，用欧姆挡“10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用欧姆挡 挡(填“1”或“100”)换挡后，在测量前要先进行 .,答案,解析,1,欧姆调零,解析 因偏转角度过大，则电阻小，应选择“1”挡，换挡后电路改变，要重新进行欧姆调零.,(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻RV(约
21、为20 k).除此多用电表外，还有以下器材：直流电源一个(电动势E为3 V，内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值R为10 k)、开关一个、导线若干. 要求：()在方框中画出实验电路图(多用电表用 表示)；,答案,解析,答案 见解析,解析 实验电路图如图所示.,()写出RV的表达式(用字母表示，并说明所用字母的物理意义).,解析,答案,答案 见解析,变式5 二极管具有独特的单向导电性，当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时，二极管的电阻很大(1106 ，甚至更大)，而当正向电压超过某值时，二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小.为了探究二极管的导电特性： (1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性
22、.步骤如下： A.将多用电表置于欧姆表“100”挡，短接红、黑表笔，调整 ，使指针指向表盘右侧“0”位置； B.将二极管串接在两表笔之间，多用电表示数如图14中a所示； C.将二极管两极对调，多用电表示数如图中b所示，则此时与红表笔接触的是二极管的 (填“正”或“负”)极.,答案,解析,图14,欧姆调零旋钮,负,解析 A.欧姆表选挡后要进行欧姆调零，即短接两表笔，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧“0”位置； C.步骤B中欧姆表示数很大，而步骤C中示数很小，由题中所给条件知，当示数很小时红表笔所接为二极管负极.,由二极管的特性和表中数据可知，当电压表示数为0.100.30 V时，图中开关S一
23、定接在位置 ；,(2)实验小组设计了如图15所示的实验电路，通过实验测得相关数据如下表.,答案,解析,图15,1,解析 图中设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路，当开关S接位置1时为电流表内接法，接位置2时为电流表外接法.由表中数据可知，当电压表示数为0.10.3 V时电流表示数为0，故电流表内接，开关S接在位置1.,根据表中数据，在图16中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹)，由图线可知，二极管是 (填“线性”或“非线性”)元件.,答案,解析,答案 见解析图,非线性,解析 描点作图如图所示，由图线可知二极管是非线性元件.,图16,(3)若此二极管为发光二极管，正常发光时通过的电流为3.00 mA，若用1.5 V的电源供电，则应该给二极管 (填“串”或“并”)联一个约_ 的电阻.(结果保留三位有效数字),答案,解析,串,267,解析 发光二极管正常工作时两端电压为0.7 V，电源电动势高于0.7 V，应串联一个电阻，阻值R,
