高中物理第二章恒定电流多用电表知识导航学案新人教选修

8 多用电表
课标解读
1.了解欧姆表的原理,了解欧姆表的表盘刻度等问题,并学会使用欧姆表.
2.知道多用电表的电压、电流、欧姆挡共用一个表头.
3.使用多用电表测电压、电流、电阻及测量晶体二极管的正、反向电阻.
课前思考
1.汽车驾驶室的面板上有很多仪表,如速度表、油表、机油表等,其他运输工具驾驶舱或自动化控制室也都有各种仪表,你知道这些仪表的共同部分是什么吗?
答案：共同部分就是电流表表头,它们都是通过传感装置将其他信号转变成电信号,流过电流表来显示的,都是用电流表表头改装而成的.
2.各种仪表功能不同,用途不同,它们的表盘也不同.有的仪表表盘刻度均匀分布,有的又不均匀分布,你能说出一些刻度均匀的表或刻度不均匀的表吗?
答案：均匀分布的:电压表、电流表、速度表等;不均匀分布的欧姆表、低压交流电压表、电容表等.
自主研学
1.多用电表的性能:多用电表又叫万用电表,具有用途多、量程多、使用方便等优点,是生产生活中如电器安装、使用、维修过程必备的常用仪器.它可以用来测量交流电压、__________、直流电流、__________、判断电路故障等.
2.多用电表的原理:多用电表由一只__________改装而成,每进行一种测量只使用其中一部分电路,其他部分不起作用.它是通过一个或两个多功能旋转开关来改变内部电路结构的.用多用电表测电流时,把旋转开关旋到电流挡的合适挡位,内部的__________电路就被接通,开关旋转到电压挡或电阻挡,表内__________电路或__________电路就被接通.
3.红、黑表笔:测交流电压时,不需要区分红黑表笔,但在进行直流电路测量时,必须区分红、黑表笔.红表笔插正极插孔,接的是表头的_________;黑表笔插负极插孔,接的是表头的________.测直流电压时,红表
笔的接触点的__________应比黑表笔高;串入电路测量直流电流时,电流应从__________流入电表.使用欧姆表测电阻时,红表笔接的是表内电源的负极,电流从欧姆表的__________流出,经被测电阻从__________流入.
4.在不使用多用电表时,应将旋转开关旋到__________挡,若长期不使用,应将电池取出.
三点剖析
一、电流表改装成欧姆表
1.欧姆表的原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图2-8-1所示,G是电流表(表头),内阻为R g,满偏电流为I g电池的电动势为E,内阻为r.电阻R是可变电阻,也叫调零电阻.
图2-8-1
当红、黑表笔相接时(图甲),相当于被测电阻R g=0,调节R的阻值,使E/(r+R g+R)=I g,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点.r+R g+R是欧姆表的内阻.
当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻R x=∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是刻度的“∞”点.
当红、黑表笔间接入被测电阻R x时(图丙),通过表头的电流I=E/(r+R g+R+R x).改变R x,电流I随着改变,每个R x值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的R x值,就可以从刻度盘上直接读出被测电
阻的阻值.
2.欧姆表的刻度
(1)欧姆表的刻度不均匀
图2-8-2
欧姆表刻度能指示出电阻的数值,但刻度是不均匀的,如图2-8-2所示.靠右边的刻度稀,靠左边的刻度密,这是因为刻度是根据电流与电阻的对应关系刻出的,而接入不同的被测电阻R x 时,通过的电流I x (I x =x g R R R r E +++0)与R x 不是成比例关系,所以刻度是不均匀的. (2)中值电阻
中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的R x 值叫中值电阻,R 中=R 内=R g +r+R 0.
(3)由(1)(2)可知
当R x =2R 内时,I x =312=+内内R R E ·内R E ,指针指在3
1满偏处; 当R x =3R 内时,I x =413=+内内R R E ·内R E ,指针指在4
1满偏处; 当R x =nR 内时,I x =
内内nR R E +=内R E n •+11,指针指在11+n 满偏处. 二、多用电表
多用电表能够测量直流电流、直流电压、电阻等.多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的.每进行一种测量时,只使用其中一部分电路,其他部分不起作用.现举一例说明.
如图2-8-3所示为一多用电表的设计电路及各种量程.
图2-8-3
(1)当连接公共端与接头1时,为0—10 mA 直流电流挡.
(2)当连接公共端与接头2时,为0—1 mA 直流电流挡.
(3)当连接公共端与接头3时,为0—50 V 直流电压挡.
(4)当连接公共端与接头4时,为0—500 V 直流电压挡.
(5)当连接公共端与接头5时,是内阻为1.5 k Ω的电阻挡.
其中R 1、R 2、R 3、R 4阻值的计算,分别按照电流表分流、电压表分压原理算出.在电源内阻不计的前提下,由R 5+R 6+R g =g
I E 可算出R 5+R 6的阻值.特别值得注意的是当分别接3、4、5接头时,小量程的电流表的内阻相当于R g 与R 1+R 2并联,满偏电流相当于表盘指示满偏刻度值的两倍.已知表头内阻、满偏电流、电源电动势时,算出的相关数值如下:
已知:I g =500 μA,R g =200 Ω,E=1.5 V
求得:R 1=20 Ω,R 2=180 Ω,R 3=49.9 k Ω,R 4=499.9 k Ω,R 5+R 6=1.4 k Ω
电流挡、电压挡的刻度是均匀的,指针从左向右示数增大;欧姆表的刻度是非均匀的,指针从右向左示数增大.
三、多用电表的使用
多用电表的型号很多,但使用方法基本相同,请同学们注意以下几个问题.
(1)表盘面上“＋”“-”插孔,表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱,因此,不管测什么项目,首先将红表笔插入“+”插孔,将黑表笔插入“-”插孔.那么用直流电流挡、直流电压挡时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出;用电阻挡时由原理图可知,红表笔连接的是表内电源的负极,黑表笔连接的是表内电源的正极,因此,电流还是从红表笔流入,从黑表笔流出.
(2)测量前,应把选择开关旋到相应项目的适当量程上,读数时要注意挡位与刻度盘的对应.直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样.要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值.
(3)欧姆挡的使用需要注意如下几点:①选挡接着调零(选挡的原则:指针越接近中值电阻,读数越精确);②换挡重新电阻调零;③示数要乘倍率;④用毕将选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡上或“OFF”挡上;⑤被测电阻要跟电源、其他元件分离.
四、关于晶体二极管
图2-8-4
晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图2-8-4所示.
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2-8-5甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图
2-8-5乙所示).
图2-8-5
精题精讲
例1 关于多用电表表面上的刻度线,下列说法中正确的是( )
A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用一刻度
B.电阻刻度是不均匀的
C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
思路解析
要认识多用电表的表盘,电流表和电压表零刻度线在左侧,最大刻度线在右侧,左侧的零刻度线
与欧姆表无穷大重合;右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合,欧姆表从右向左读数.故选项ABC正确.
答案：ABC
黑色陷阱
欧姆表零刻度线虽然在右侧,但在使用时,指针仍是从左向右摆.
例2 用多用电表欧姆挡测电阻时,有许多注意事项,下列说法中错误的是( )
A.测量前必须调零,而且每测一次电阻都要重新调零
B.每次换挡后必须电阻调零
C.待测电阻如果是连接在某电路中,应把它先与其他元件断开,再进行测量
D.两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,为此,应当用两只手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
思路解析
每次换挡后要调零,测电路中的电阻,要把电阻与电路断开.错误的说法是AD. 答案：AD
绿色通道
要按照操作程序进行使用.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b 。

一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。

两物体的v﹣t图线如图所示，图中AB∥CD。

则整个过程中（）
A．水平推力F1、F2大小可能相等
B．a的平均速度大于b的平均速度
C．合外力对 a 物体的冲量大于合外力对 b 物体的冲量
D．摩擦力对 a 物体做的功小于摩擦力对 b 物体做的功
2．从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球，经过时间t皮球落回地面，落地时皮球速度的大小为v2。

已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，重力加速度大小为g。

根据你的判断，t的合理表达式最可能是（）
A． B． C． D．
3．质量为m的物块，带正电Q，开始时让它静止在倾角的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为的匀强电场，如图所示，斜面高为H，释放物体后，物块落地的速度大小为
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只苹果，它周围苹果对它作用力的合力
A．对这只苹果做正功
B．对这只苹果做负功
C．对这只苹果不做功
D．无法确定
5．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。

不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（）
A．B．C．D．
6．2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星，拉开了今年北斗全球高密度组网的序幕。

北斗系统主要由离地面高度约为（为地球半径）同步轨道卫星和离地面高度约为的中圆轨道卫星组成，设表面重力加速度为，忽略地球自转。

则
A．这两种卫星速度都大于
B．中圆轨道卫星的运行周期大于24小时
C．中圆轨道卫星的向心加速度约为
D．根据可知，若卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速
二、多项选择题
7．A，B两列简谐横波均沿x轴正向传播，某时刻的他们的波形分别如图甲，丙所示，经过时间t（t小于A波的周期T A），这两列简谐横波的波形分别变为图乙，丁所示，则A，B两列波的波速v A，v B之比可能的是_____。

A．1∶1 B．3∶2 C．1∶3 D．3∶1 E.1:5
8．下列说法正确的是___________。

A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同
B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C．在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
D．如果质点所受力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐振动
E．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流速度，这种方法俗称“彩超”
9．如图所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为m的重物。

AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为θ，OC连接重物，则（）
A．AO所受的拉力大小为mgsin θ
B．AO所受的拉力大小为
C．BO所受的拉力大小为mgcos θ
D．BO所受的拉力大小为
10．如图所示，在磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场中，质量m=1kg的金属杆PQ在水平向右的外力F作用下沿着粗糙U形导轨以速度v=2 m/s 向右匀速滑动，U形导轨固定在水平面上，两导轨间距离1=1.0m，金属杆PQ与U形导轨之间的动摩擦因数μ=0.3，电阻R=3.0 Ω，金属杆的电阻r=1.0 Ω，导轨电阻忽略不计，取重力加速度g=10 m/s²，则下列说法正确的是
A．通过R的感应电流的方向为由d到a
B．金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V
C．金属杆PQ受到的外力F的大小为2.5N
D．外力F做功的数值大于电路上产生的焦耳热
三、实验题
11．如图所示，横截面积S=10cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底都距离H=30cm．在活塞上放一重物，待整个系统稳定后．测得活塞与气缸底部距离变为h=25cm．已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g=10rn/s2．求：
①所放重物的质量；
②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量．
12．电场中A、B两点的电势φA=900V，φB=-300V。

把电荷q=-1.5×10-8C由A点移动到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少？增加或减少了多少？
四、解答题
13．如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝3m/s的初速度水平抛出，到达B点时，恰好沿B点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道，圆弧轨道的半径为R＝0．5 m，B点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s 2。

（sin 53＝0．8，cos 53＝0．6）求：
（1）A、B两点的高度差h；
（2）若小物块恰好经过圆弧轨道最高点D，则小物块在竖直圆弧轨道内克服摩擦力做的功W。

14．一长木板静止在水平地面上，木板长，小茗同学站在木板的左端，也处于静止状态，现小茗开始向右做匀加速运动，经过2s小茗从木板上离开，离开木板时小茗的速度为v=4m/s，已知木板质量M=20kg，小茗质量m=50kg，g取10m/s2，求木板与地面之间的动摩擦因数（结果保留两位有效数字）。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D C C C C C
二、多项选择题
7．ACE
8．BCE
9．AC
10．BD
三、实验题
11．（1）（2）放出6J焦耳热12．-1.8 ×10-5J ,增加,1.8 ×10-5J 四、解答题
13．（1）0．8;（2）2
14．13
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3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

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一、单项选择题
1．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。

则该波的波速可能是
A．1.5m/s
B．2m/s
C．3m/s
D．6m/s
2．在刚结束的韩国平昌冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪空中技巧比赛中获得银牌．假设他在比赛过程中的运动轨迹如图所示，其中a为运动起点，b为ac间的最低点，c为腾空跃起的最高点，d是腾空后的落地点，最后停在e点．空气阻力可以忽略，雪地与滑雪板之间的摩擦力不可忽略．贾宗洋整个运动过程中，下列说法正确的是（）
A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能
B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等
C．从c点下落到d点过程中，减少的重力势能全部转化为动能
D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
3．质量相同的甲、乙两车同时从同一地点沿同一直线运动，它们的运动速度随时间变化的ν–t图象如图所示。

关于两车的运动情况，下列说法正确的是（）
A．在0~t0内，乙车一直在做加速度减小的加速运动
B．在t=t0时，甲乙两车恰好相遇
C．在t=2t0时刻，甲乙两车相距最远
D．在0~2t0内，甲车的平均速度大小为v0
4．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。

假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的地球同步卫星相比，它的
A．角速度变大
B．线速度变小
C．向心加速度变大
D．距地面高度变小
5．如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧一端固定于水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°，若将物体的质量变为M，平衡
时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin 37°=0.6)，则等于( )
A．B．C．D．
6．如图所示，一端固定在地面上的杆与水平方向夹角为θ.将一质量为M的滑块套在杆上，滑块通过轻绳悬挂一质量为m的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ，先给滑块一个沿杆方向的初速度.稳定后滑块和小球一起以共同的加速度沿杆运动，此时绳子与竖直方向的夹角为β，且β>θ，不计空气阻力.则滑块的运动情况是（）
A．沿着杆减速下滑
B．沿着杆减速上滑
C．沿着杆加速下滑
D．沿着杆加速上滑
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是__________
A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关
B．理想气体等压膨胀过程不一定吸热
C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向
D．分子之间的距离增大时，分子势能一直减小
E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
8．“鹊桥”号是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点附近的中继通信卫星，如图它以地月连线为轴做圆周运动，同时随月球绕地球运转。

已知地球质量为M，月球质量为m，月球的轨道半径为r，公转周期为T，引力常数为G；当卫星处于地月拉格朗日点L1或L2时，都能随月球同步绕地球做圆周运动。

则以下说法正确的是
A．“鹊桥”号仅受月球引力作用
B．在L2点工作的卫星比在L1点工作的卫星的线速度大
C．在拉格朗日L1点工作的卫星，受到地球的引力一定大于月球对它的引力
D．拉格朗日L2点与地心的距离为
9．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成，当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是．A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
10．如图所示，三个带电量分别为-q、+q、+q的点电荷位于等边三角形ABC的三个顶点上，D、E分别为AB、BC边的中点，O为三角形的中心。

D、E、O三点的电场强度分别用E D、E E、E O表示，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．
D．
三、实验题
11．如图所示，高的水平台面上是一个以的速度匀速顺时针转动的水平传送带，在该水平台面右边界直面的右端处也有一高度的足够长水平台面，其左端面也是竖直方向，点为平台的左端点。

将一质量的煤块（可视为质点）无初速度地放在传送带上的点处。

已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.1，传送带的长度，传送带的滑轮大小可以忽略，重力加速度取，不计空气阻力。

（1）求煤块从运动到的过程中，煤块在传送带上留下黑色痕迹的长度；
（2）求煤块离开传送带后，第一落点的位置到点的距离。

12．某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个砝码质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。

实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。

A．钩码的质量应远小于小车的质量 B．实验过程中钩码处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________（结果保留两位有效数字），若交流电的实际频率大于50Hz，则上述计算结果与实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。

A． B． C． D．
四、解答题
13．如图所示，足够长的木板与水平地面间的夹角θ可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37°时，一小物块（可视为质点）恰好能沿着木板匀速下滑。

若让该物块以大小v0＝10m/s的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着θ的改变，物块沿木板滑行的距离x将发生变化.取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.
(1)求物块与木板间的动摩擦因数μ；
(2)当θ满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离.
14．如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻．一金属棒垂直导轨放置，质量为m，接入电路的电阻为r．在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g．
（1）若金属棒以速度v0做匀速运动，求棒受到的拉力大小F1；
（2）若金属棒在水平拉力F2作用下，棒运动的速度v随时间t按余弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，从t=0时刻开始到第一次运动到最右端时的距离为x．求此过程中通过电阻R的电荷量q；（3）在（2）的情况下，求t=0到t T的过程中，整个回路产生的热量Q以及拉力F2做的功W．
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C C D B A B
二、多项选择题
7．ACE
8．BC
9．AC
10．AD
三、实验题
11．(1) (2)
12．C 0.88 偏小 A
四、解答题
13．(1) 0.75(2) 4m
14．（1）（2）（3）。