高考物理多用电表实验题赏析

李宗珠

(山东省博兴县第二中学,山东博兴 256500)

新课标要求物理教学更加贴近学生生活,从生活中走向物理,从物理走向社会.所以近几年的物理高考命题,生活中的物理知识、学生实验、现代科技成为高考的热点.多用电表作为电工最常见的必备工具,同时是高中物理电学实验重点和难点,高考的频频光顾成为必然.其中,在2009年高考中表现尤为突出.

高考中常见的多用电表题目有:考查多用电表的读数、考查多用电表原理、考查多用电表欧姆挡的正确使用、考查多用电表检测电路4种.

1 考查多用表的读数

例1.(2009年安徽卷)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图1所示.若多用电表的选择开关处于表1中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中.

表1

图1

答案见表2

表2

解析:直流电流 100 mA挡读第 2行“0～10”一排,最小分度值为2 mA估读到1 mA就可以了;直流电压2.5 V挡读第2行“0～250”一排,最小分度值为0.05 V估读到0.01 V就可以了;电阻×100挡读第一行,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”.

2 考查欧姆表原理

例2.(2009年天津卷)图2为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流IR=300 μ A,内阻Rg=100 Ω,可变电阻 R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势 E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱 A相连的表笔颜色应是________色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=________kΩ.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较_______(填“变大”、“变小”或“不变”).

图2

答案:红,5,变大.

解析:欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流 Ig,设此时欧姆表的内阻为 R内,此时有关系得;当指针指在刻度盘的正中央时有代入数据可得 Rx=R内=5 kΩ;当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表得重新调零,由于满偏电流 Ig不变,由公式欧姆表内阻R内得调小,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 考查欧姆挡的正确使用

例3.(2009年上海卷)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十kΩ的电阻 Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上

a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔.

b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出 Rx的阻值后,断开两表笔.

c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k.

d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100.

e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔.

图3

(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是

(A)测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量.

(B)测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果.

(C)测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开.

(D)测量阻值不同的电阻时都必须重新调零.

答案:(1)c、a、b、e,30k,(2)(A)、(C).

解析:(1)测量几十 kΩ的电阻Rx,我们一般选择较大的挡位先粗测,使用前应先进行调零,然后依据欧姆表的示数,在更换挡位,重新调零,再进行测量;使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大挡,拔出表笔.欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 kΩ.

(2)欧姆挡更换规律“大小、小大”,即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的挡位;反之应换较大的挡位.电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业.

4 考查用欧姆表检测电路

4.1 欧姆表检测黑箱元件问题

例4.(2009年山东模拟卷)如图 4(a)所示,A、B、C为黑箱(看不见内部电路结构的一个盒子)上的3个接点,两个接点间最多接一个电学元件.为探明内部结构,某学生用多用电表进行了4步测量:

(1)用直流电压挡测量,A、B、C三点间均无电压;

(2)用欧姆挡测量,A、C间正反向电阻完全相同;

(3)用欧姆挡测量,黑表笔接 A点、红表笔接 B点,有电阻,反接阻值很大;

(4)用欧姆挡测量,黑表笔接C点、红表笔接 B点,有电阻,阻值比第(2)步测得的大;反接阻值很大.

请判断,黑箱内部有什么元件?是怎样接的?

解析:黑箱问题是一种新题型,这种题型对逻辑思维能力的要求较高.判断时要注意前、后说法的联系.

在第(1)步中,电压表测 A、B、C间无电压,说明 A、B、C间无电源.

第(2)步 A、C间正、反向的电阻相同,说明 A、C间接有一个纯电阻,如图4(b).

第(3)步中间 A、B正、反电阻差别很大,说明 A、B间接有一个二极管,且A端接二极管的正极.如图4(c)所示.

第(4)步更加说明确了(2)、(3)的判断,故电阻、二极管接法就为图4(c).

图4

4.2 用多用电表检查电路故障

例5.(2009年全国卷Ⅰ)如图5所示的电路,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.

图5

(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点 1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的 ________挡,在连接点1、2同时断开的情况下.应当选用多用电表的_______挡.

(2)在开关闭合情况下,若测得 5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明________________可能有故障.

(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测小灯泡是否有故障的具体步骤.

答案:(1)电压;欧姆.(2)开关或连接点 5、6.(3)①调到欧姆挡;②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.

多用电表的考查能很好反映学生能力,激发学生兴趣,培养创新精神,体现新课标的理念,因此年年成为高考的热点,估计未来几年不会有大的变化.当然,实际考查的类型也会随之改变,但只要掌握了多用电表的原理,并真正的进行实验练习,熟练多用电表的正确使用,提高对操作中易出现问题的认识,相信多用电表题会成为大家的得分点,还会进一步促进物理的高效学习.