【物理】2019届一轮复习人教版基本实验仪器的使用规则学案

【物理】2019届一轮复习人教版基本实验仪器的使用规则学案

专题05 基本实验仪器的使用规则 知识详解 ‎1．多用电表 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。外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔。‎ ‎2．二极管的单向导电性 ‎（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，它的符号如图甲所示。‎ ‎（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。‎ ‎（3）将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，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。‎ ‎3．练习使用多用电表 ‎（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 学， ‎ A．按如图甲所示连好电路，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。‎ B．按如图乙所示连好电路，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 A．根据被测电阻的大约阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指欧姆表的“0”刻度，若不指欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；‎ B．将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；‎ C．读出指针在刻度盘上所指的数值，观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率，用读数乘以倍率，即得测量结果；‎ D．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 两接线柱间正、反接时示数相同 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 指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢 ‎4．规律方法总结 ‎（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“＋”孔，黑表笔插入“－”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，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。‎ ‎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量程的倍率。‎ ‎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 高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种，且故障一般只有一处。‎ ‎①断路故障的检测方法 A．将多用电表拨到电压挡作为电压表使用。‎ a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，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。若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，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。‎ B．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。‎ C．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。‎ 不能用欧姆表检测电源的情况。‎ ‎②短路故障的检测方法 A．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。‎ B．用电流表检测，串联在电路中的电流表若示数不为零，故障应是短路。‎ ‎5．欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧 ‎（1）欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘 ‎①左∞右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合。‎ ‎②刻度不均匀：左密右疏。‎ ‎③欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。‎ 在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处）。‎ ‎（2）欧姆表的读数 ‎①为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。‎ ‎②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。‎ ‎③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。‎ ‎（3）测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位。‎ ‎（4）多用电表使用的“七大注意”‎ ‎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选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流。‎ ‎④电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。‎ ‎⑤刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用。‎ ‎⑥测电阻时：A．待测电阻与电路、电源一定要断开；B．两手一定不要同时接触两笔金属杆；C．指针指中值附近较准，否则换挡；D．每换一挡必须重新欧姆调零；E．读出示数要乘以倍率。‎ ‎⑦使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。‎ ‎（5）探索黑箱内的电学元件 探究项目 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 指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢 电感线圈 欧姆挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数 应用举例 ‎【例题】某物理兴趣小组在练习使用多用电表的实验中，设计如图（a）所示的电路。回答下列问题：‎ ‎（1）将多用电表挡位调到电阻“×1 ”挡，欧姆调零后将图（a）中多用电表的黑表笔和________（选填“1”或“2”）端相连，红表笔连接另一端。学 ， ‎ ‎（2）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为________ Ω和________V。‎ ‎（3）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为R1和U1，可知电压表的内阻RV=__________。‎ ‎（4）设此多用电表表内电池的电动势为E，电阻“×1 ”挡的内部电路总电阻为R，则E与R的关系式为__________________（用前面测得的RV和U1表示）。‎ ‎【参考答案】（1）2 （2）15.0 3.60 （3）R1 （4）E=R＋U1‎ 跟踪演练 ‎1．如果收音机不能正常工作，需要判断干电池是否已经报废，可取出一节干电池用多用电表来测量它的电动势，下列步骤中正确的是________。‎ ‎①把多用电表的选择开关置于交流500 V挡或置于OFF挡；‎ ‎②把多用电表的红表笔和干电池的负极接触，黑表笔与正极接触；‎ ‎③把多用电表的红表笔和干电池的正极接触，黑表笔与负极接触；‎ ‎④在表盘上读出电压值；‎ ‎⑤把多用电表的选择开关置于直流25 V挡；‎ ‎⑥把多用电表的选择开关置于直流5 V挡。‎ A．⑤③④① B．②⑤①④‎ C．⑥③④① D．⑥②④①‎ ‎2．下列使用多用表欧姆挡测电阻的注意事项中，正确的说法是________。‎ A．若待测电阻与电源相连，应先切断电源，再用多用表欧姆挡测量 B．应使待测电阻与其他元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分 C．为使测量准确，应使表针指在中值电阻附近，否则应换挡 D．每次更换量程都要将两表笔短接，进行调零 E．注意两表笔正、负极不要接错 F．使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡 ‎3．在“练习使用多用电表”的实验中：‎ ‎（1）用多用电表欧姆挡测量电阻时，红黑表笔互换了插孔，这样_____（选填“会”或“不会”）影响测量结果；学 ； ‎ ‎（2）如图所示是一个多用电表欧姆挡内部电路的示意简图，其中有灵敏电流表（量程未知，内阻100 Ω）、电池组（电动势未知，内阻r=0.5 Ω）和滑动变阻器R0（总阻值未知），表刻度盘上电阻刻度中间值为15；有实验者用多用电表欧姆挡测量电压表的内阻（测量过程规范），读得电压表的读数为6.0V，读得阻值为30 Ω，可知此时多用电表欧姆挡的总内阻（包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值）是______ Ω，灵敏电流表的量程为_____mA。若表内电池用旧，电池电动势会变小，内阻会变大，假设电池组的电动势下降到6 V、内阻升高到2 Ω时，但仍可调零，测得某电阻是30 Ω，这个电阻真实值是____ Ω；‎ ‎（3）在使用多用电表结束后，分别将选择开关保留在如下图a、图b和图c所示的位置，其中图________（选填“a”或“b”或“c”）的位置是规范的。‎ 图a 图b 图c ‎4．某同学在做多用电表测电阻的实验中：‎ ‎（1）测量某电阻时，用×10 Ω挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_______挡（填×1 Ω或×100 Ω），换挡后，在测量前要先_______________。‎ ‎（2）如图多用电表所示：‎ A．测某电阻时，若用的是“×1”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω；‎ B．测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为______mA；‎ C．测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为_______V。‎ ‎5．用多用电表测电阻时：‎ ‎（1）在某次测量中，实验操作正确，选择开关的位置如图（a）所示，表头刻度和指针位置如图（b）所示，则被测电阻的阻值为 。‎ ‎（2）若继续用该表测量另一阻值约为的电阻，则应将选择开关旋至倍率为______挡，并在测量电阻前先进行欧姆调零操作，测量结束后，应将选择开关旋至off或交流电压最高挡。‎ ‎6．某同学用满偏电流为1 mA，内阻为100 Ω的表头，设计了一个多量程多用电表。其内部结构示意图如图甲，表盘如图乙。电流表的量程分别为10 mA和250 mA，电压表的量程分别为10 V和250 V，测电阻挡分别为“×10 Ω”和“×100 Ω”。则：‎ ‎（1）多用电表功能选择开关s分别与“1”、“5”相接时，“1”对应的测量量是：____，量程是：___；“5”对应的测量量是：_______，量程是：______。‎ ‎（2）若多用电表功能选择开关S分别接“2”、“3”、“6”时表头指针如图乙所示.此时电表的读数分别为_______，_________，_________。‎ ‎（3）若E1=1.5 V，内阻不计。要使该多用电表功能选择开关S接“3”时测电阻的倍率为“×10 Ω”，其中R3=_______Ω，根据多用电表的内部结构可知，其中R6=_______Ω。‎ ‎7．（1）关于多用电表，下列说法正确的一项是_____。‎ A．用多用电表“×10”挡测电阻R1、R2时，流过电表的电流分别为满偏电流的1/2、1/4，则R2=2R1‎ B．用多用电表测量电流、电压、电阻时，电流都是从红表笔流入电表 C．用多用电表测电阻时，选用不同挡位，调试准确后，电表的内阻相同 D．多用电表使用前应先进行欧姆调零，再进行机械调零 学， ‎ ‎（2）用右边的电路测电阻Rx的阻值，已知Rx约为1 Ω。电流表的量程为0 1 mA、内阻r=100 Ω（电流表的内阻是已知的）；电压表的量程为0 1.5 V、内阻约为1 Ω；电源电动势为3 V、内阻不计；滑动变阻器的调节范围为0 100 Ω。①请把变阻器画入电路图，将实验电路图补充完整。②若电流表示数为0．9 mA、电压表示数为0.9 V，则Rx= Ω。‎ 参考答案 ‎3．（1）不会 （2）15 0.6 20 （3）a ‎【解析】（1）红黑表笔只有颜色不同，而一般的电阻没有极性、没有正负之分，所以不会影响；‎ ‎（2）两表笔短接，调节滑动变阻器是电流表满偏，此时回路总电阻为欧姆表内阻R内，根据闭合电路欧姆定律。接入外电阻后，如果指针指向刻度中间值（中值电阻），则说明通过的电流只有短接的一半，由欧姆定律可知此时的总阻值为短接时的2倍，所以外阻（即中值电阻）和内阻此时相等。又电压表内阻30 Ω，赔率为×103，内阻等于中值电阻为15 Ω；测电压表内阻时，RV=2R内，所以；调零后欧姆表内阻，表盘的刻度值是不变的，故30 ‎ Ω对应的电流还是0.2 mA，，所以Rx=2R内=20 Ω。‎ ‎4．（1）×1 欧姆调零 （2）17.0 46 23.0‎ ‎【解析】（1）指针偏角过大，说明待测电阻阻值较小，为了准确要换×1挡，然后重新调零。‎ ‎（2）若用的是“×1”挡测电阻，读数为17.0×1=17.0 Ω，若用的是100 mA的量程测电流，读数为46 mA，若用的是50 V量程测电压，读数为23.0 V。‎ ‎【名师点睛】本题考查了欧姆表使用注意事项与读数，要掌握欧姆表的使用方法、注意事项与读数方法，难度不大。‎ ‎6．（1）“1” 直流电流250 mA “5” 直流电压10 V （2）3.98 mA 220 Ω 98 V （3）140 24 ‎ ‎【解析】（1）由图甲可知，选择开关接“1”时，表头与电阻R1并联，且并联电阻较小，因此选择开关接“1”时测电流，由于并联电阻小，电流表量程大，量程是250 mA；选择开关接“5”时，表头与电阻R5串联，串联电阻较小，此时多用电表测电压，量程较小，量程是10 V；‎ ‎（2）选择开关接“2”时测直流电流，量程是10 mA，由图乙可知，电流表量程是0.02 mA，电流表示数是3.98 mA；开关接“3”时，测电阻，欧姆表示数是22×10 Ω=220 Ω；选择开关接“6”时，多用电表测直流电压，量程是250 V，电表读数是98 V；‎ ‎（3）电流表满偏电流：，选择开关接“3”时的倍率是×10 Ω，，选择开关接“5”时，多用电表测直流电压量程是10 V，电流表的满偏的电流为10 mA，选择开关接“6”时，多用电表测直流电压，量程是250 V，由此可知电阻R6分压为240 V，由欧姆定律得： 。‎ ‎7．（1）B （2）①如图所示 ②900‎ 根据串并联电路规律可得：。‎ ‎【名师点睛】以下几种情况滑动变阻器必须采用分压式接法：①要求电流从零调或要求电路中电流调节范围足够大；②变阻器的全电阻远小于待测电阻；③若变阻器采用限流式接法求出电路中的最小电流扔大于电流表的量程．注意采用分压式接法时，应选择全电阻小的变阻器，以便于调节。学， ‎