高考物理多用電表實驗題賞析

李宗珠

(山東省博興縣第二中學(xué),山東博興 256500)

新課標(biāo)要求物理教學(xué)更加貼近學(xué)生生活,從生活中走向物理,從物理走向社會.所以近幾年的物理高考命題,生活中的物理知識、學(xué)生實驗、現(xiàn)代科技成為高考的熱點.多用電表作為電工最常見的必備工具,同時是高中物理電學(xué)實驗重點和難點,高考的頻頻光顧成為必然.其中,在2009年高考中表現(xiàn)尤為突出.

高考中常見的多用電表題目有:考查多用電表的讀數(shù)、考查多用電表原理、考查多用電表歐姆擋的正確使用、考查多用電表檢測電路4種.

1 考查多用表的讀數(shù)

例1.(2009年安徽卷)用多用電表進(jìn)行了幾次測量,指針分別處于a、b的位置,如圖1所示.若多用電表的選擇開關(guān)處于表1中所指的擋位,a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少?請?zhí)钤诒砀裰?

表1

圖1

答案見表2

表2

解析:直流電流 100 mA擋讀第 2行“0～10”一排,最小分度值為2 mA估讀到1 mA就可以了;直流電壓2.5 V擋讀第2行“0～250”一排,最小分度值為0.05 V估讀到0.01 V就可以了;電阻×100擋讀第一行,測量值等于表盤上讀數(shù)“3.2”乘以倍率“100”.

2 考查歐姆表原理

例2.(2009年天津卷)圖2為簡單歐姆表原理示意圖,其中電流表的滿偏電流IR=300 μ A,內(nèi)阻Rg=100 Ω,可變電阻 R的最大阻值為10 kΩ,電池的電動勢 E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.5 Ω,圖中與接線柱 A相連的表筆顏色應(yīng)是________色,按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時,指針指在刻度盤的正中央,則Rx=________kΩ.若該歐姆表使用一段時間后,電池電動勢變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能調(diào)零,按正確使用方法再測上述 Rx其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較_______(填“變大”、“變小”或“不變”).

圖2

答案:紅,5,變大.

解析:歐姆表是電流表改裝的,必須滿足電流的方向“+”進(jìn)“-”出,即回路中電流從標(biāo)有“+”標(biāo)志的紅表筆進(jìn)去,所以與A相連的表筆顏色是紅色;當(dāng)兩表筆短接(即Rx=0)時,電流表應(yīng)調(diào)至滿偏電流 Ig,設(shè)此時歐姆表的內(nèi)阻為 R內(nèi),此時有關(guān)系得;當(dāng)指針指在刻度盤的正中央時有代入數(shù)據(jù)可得 Rx=R內(nèi)=5 kΩ;當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時,歐姆表得重新調(diào)零,由于滿偏電流 Ig不變,由公式歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)得調(diào)小,待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的,由可知當(dāng)R內(nèi)變小時,I變小,指針跟原來的位置相比偏左了,歐姆表的示數(shù)變大了.

3 考查歐姆擋的正確使用

例3.(2009年上海卷)(1)用多用表的歐姆擋測量阻值約為幾十kΩ的電阻 Rx,以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為歐姆擋調(diào)零旋鈕,把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上

a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆.

b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出 Rx的阻值后,斷開兩表筆.

c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×1 k.

d.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×100.

e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)交流500 V擋,并拔出兩表筆.

圖3

(2)(多選題)下述關(guān)于用多用表歐姆擋測電阻的說法中正確的是

(A)測量電阻時如果指針偏轉(zhuǎn)過大,應(yīng)將選擇開關(guān)S撥至倍率較小的擋位,重新調(diào)零后測量.

(B)測量電阻時,如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔,則會影響測量結(jié)果.

(C)測量電路中的某個電阻,應(yīng)該把該電阻與電路斷開.

(D)測量阻值不同的電阻時都必須重新調(diào)零.

答案:(1)c、a、b、e,30k,(2)(A)、(C).

解析:(1)測量幾十 kΩ的電阻Rx,我們一般選擇較大的擋位先粗測,使用前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)零,然后依據(jù)歐姆表的示數(shù),在更換擋位,重新調(diào)零,再進(jìn)行測量;使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)置于OFF位置或者交流電壓最大擋,拔出表筆.歐姆表的示數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率即為待測電阻的阻值30 kΩ.

(2)歐姆擋更換規(guī)律“大小、小大”,即當(dāng)指針偏角較大時,表明待測電阻較小,應(yīng)換較小的擋位;反之應(yīng)換較大的擋位.電流總是從紅表筆流入從黑表筆流出多用電表,每次換擋一定要進(jìn)行歐姆調(diào)零,測量電阻一定要斷電作業(yè).

4 考查用歐姆表檢測電路

4.1 歐姆表檢測黑箱元件問題

例4.(2009年山東模擬卷)如圖 4(a)所示,A、B、C為黑箱(看不見內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的一個盒子)上的3個接點,兩個接點間最多接一個電學(xué)元件.為探明內(nèi)部結(jié)構(gòu),某學(xué)生用多用電表進(jìn)行了4步測量:

(1)用直流電壓擋測量,A、B、C三點間均無電壓;

(2)用歐姆擋測量,A、C間正反向電阻完全相同;

(3)用歐姆擋測量,黑表筆接 A點、紅表筆接 B點,有電阻,反接阻值很大;

(4)用歐姆擋測量,黑表筆接C點、紅表筆接 B點,有電阻,阻值比第(2)步測得的大;反接阻值很大.

請判斷,黑箱內(nèi)部有什么元件?是怎樣接的?

解析:黑箱問題是一種新題型,這種題型對邏輯思維能力的要求較高.判斷時要注意前、后說法的聯(lián)系.

在第(1)步中,電壓表測 A、B、C間無電壓,說明 A、B、C間無電源.

第(2)步 A、C間正、反向的電阻相同,說明 A、C間接有一個純電阻,如圖4(b).

第(3)步中間 A、B正、反電阻差別很大,說明 A、B間接有一個二極管,且A端接二極管的正極.如圖4(c)所示.

第(4)步更加說明確了(2)、(3)的判斷,故電阻、二極管接法就為圖4(c).

圖4

4.2 用多用電表檢查電路故障

例5.(2009年全國卷Ⅰ)如圖5所示的電路,1、2、3、4、5、6為連接點的標(biāo)號.在開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮.現(xiàn)用多用電表檢查電路故障,需要檢測的有:電源、開關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點.

圖5

(1)為了檢測小燈泡以及3根導(dǎo)線,在連接點 1、2已接好的情況下,應(yīng)當(dāng)選用多用電表的 ________擋,在連接點1、2同時斷開的情況下.應(yīng)當(dāng)選用多用電表的_______擋.

(2)在開關(guān)閉合情況下,若測得 5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢,則表明________________可能有故障.

(3)將小燈泡拆離電路,寫出用多用電表檢測小燈泡是否有故障的具體步驟.

答案:(1)電壓;歐姆.(2)開關(guān)或連接點 5、6.(3)①調(diào)到歐姆擋;②將紅、黑表筆相接,檢查歐姆擋能否正常工作;③測量小燈泡的電阻,如電阻無窮大,表明小燈泡有故障.

多用電表的考查能很好反映學(xué)生能力,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,體現(xiàn)新課標(biāo)的理念,因此年年成為高考的熱點,估計未來幾年不會有大的變化.當(dāng)然,實際考查的類型也會隨之改變,但只要掌握了多用電表的原理,并真正的進(jìn)行實驗練習(xí),熟練多用電表的正確使用,提高對操作中易出現(xiàn)問題的認(rèn)識,相信多用電表題會成為大家的得分點,還會進(jìn)一步促進(jìn)物理的高效學(xué)習(xí).