高中高考物理总复习一轮复习知识归纳第八章实验十一.docx

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1、高考试卷试题学习资料实验十一练习使用多用电表一、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UIg(RgR)故RRgIgRg(IIg)R故R改装后电表内阻RVRgRRgRARg2.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

2、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、黑表笔组成图3欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.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“0”(图甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”(图乙)(3)当I时，RxRgRr，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4所示：上半部分为表盘

3、，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程图43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)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52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3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，

4、红、黑表笔接到二极管的两极上，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按如图6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，测小灯泡两端的电压图6按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流

5、电流挡，测量通过小灯泡的电流(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倍率，即得测量结果；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡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“红入”、“黑出”(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，

6、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右侧的“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(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电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡长期不用，应把表内电池取出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，说明电源良

7、好，若电压表示数为零，说明电源损坏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断点用直流电流挡：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断路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)说明此元件断路(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，说明电源被短路；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，故障应是短路命题点一教材原型实验题型1多用电表的使用和读数例1(

8、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

9、”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R1R2_，R4_.(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)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA110 k2.94 V解析(1)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)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

10、两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，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)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作

11、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(2018河北省邯郸市质检)某同学利用如图8所示装置练习使用多用电表图8(1)测所接电源的电动势E：将多用电表的选择开关旋到_挡并选择适当量程，把开关S1打向_(填“a”或“b”)，开关S2打向_(填“c”或“d”)，读出并记下电表的示数，然后断开S1和S2.(2)测定值电阻的阻值R(约为1 000 )：将多用电表的选择开关旋到欧姆挡的“_”(填“1”“10

12、”“100”或“1 k”)挡并进行欧姆调零，把开关S1打向_(填“a”或“b”)，开关S2打向_(填“c”或“d”)，读出并记下电表的示数，然后断开S1和S2.(3)测电阻R中通过的电流I：将多用电表的选择开关旋到直流“10 mA”挡，把开关S1打向a，开关S2打向_(填“c”或“d”)，读出并记下电表的示数，然后断开S1和S2.答案(1)直流电压ac(2)100bc(3)d题型2多用电表的原理例2(2018陕西省宝鸡市第一次质检)某同学制作了简单的指针式多用电表，图9甲为该多用电表的电路原理图，其中选用的电流表的满偏电流为50 mA，当选择开关接3时是量程为250 V的电压表，该多用电表表盘

13、刻度如图乙所示，C为表盘正中间的刻度图9请使用该同学制作的多用电表完成如下的有关操作和计算(1)选择开关接1时指针在图乙所示位置，则其读数为_，另一次测量时选择开关接3，指针仍在图乙所示位置，则其读数为_(2)选择开关接2时，多用电表为倍率“10”的欧姆表，若图乙中C处的刻度为15，则甲图中电源的电动势为_ V.答案(1)36.0 mA180 V(2)3.75解析(1)由题意可知，选择开关接1时测电流，电流表的满偏电流为50 mA，其分度值为1 mA，示数为36.0 mA；当选择开关接3时是量程为250 V的电压表，其分度值为5 V，其示数为180 V；(2)由题图乙可知，指针指在C处时，电流

14、表示数为25.0 mA0.025 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 ，电源电动势：EIR0.025150 V3.75 V.变式2(2018山东省淄博市仿真模拟)某物理兴趣小组设计了如图10甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率所用器材如下：A干电池：电动势E1.5 V，内阻r0.5 B电流表G：满偏电流Ig1 mA，内阻Rg150 C定值电阻R11 200 D电阻箱R2和R3：最大阻值均为999.9 E电阻箱R4：最大阻值为9 999 F开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干图10(1)该实验小组按图甲正确连接好电路当开关S断开时，将红、

15、黑表笔短接，调节电阻箱R2_ ，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内_ ，欧姆表的倍率是_(选填“1”或“10”)(2)闭合开关S.第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2_ 且R3_ 时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向如图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_ .答案 (1)149.51 500“10”(2)14.5150100 解析(1)由闭合电路欧姆定律可知欧姆表的内阻为：R内 1 500 ，则电阻为：R2R内R1Rgr1 500 1 200 150 0.5 149.5 .中值电阻应为1 50

16、0 ，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“10”(2)为了得到“1”倍率，应让电流表满偏时对应的电阻为150 ，电路中总电流为：I1 A0.01 A，此时表头中电流为0.001 A，则与之并联的电阻R3的电流应为：0.01 A0.001 A0.009 A，则R3 150 ，R2r 15 ，故R215 0.5 14.5 ；题图所示电流为0.60 mA，则总电阻为：R总103 2 500 ，故待测电阻为：R测2 500 1 500 1 000 ，故对应的刻度应为100.命题点二实验拓展创新例3小明在实验室中发现一个外观上像电阻的

17、未知元件D，设计了如图11甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：图11(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0B阻值先不变，后阶段变小C阻值恒定且远大于R2D阻值先不变，后阶段变大(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

18、的黑色端是它的_极(填“正”或“负”)(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，图丙中虚线框端是多用电表内部等效电路，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(1)B(2)负(3)3 0006 000解析(1)因在滑片移动过程中，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(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色端为负极(3)由R总，解得R总3 000

19、 ；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U6 V，而U，解得RD6 000 .变式3二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12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”)极图12(2)实验小

20、组设计了如图13所示的实验电路，通过实验测得相关数据如下表.正向电压U/V正向电流I/mA0.1000.2000.3000.400.020.500.260.550.560.601.130.651.790.682.370.703.00图13图14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一定接在位置_；根据表中数据，在图14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(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

21、_ 的电阻(结果保留三位有效数字)答案(1)A.欧姆调零旋钮C负(2)1见解析图非线性(3)串267解析(1)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接二极管负极(2)题图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.描点作图如图所示，由图线可知二极管是非线性元件(3)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 267 .