實驗十一 練習(xí)使用多用電表

1、 (1)了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。(2)會使用多用電表測電壓、電流及電阻。(3)會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。1表盤多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程。外形如圖實111所示：上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程。另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機械調(diào)零旋鈕和測試筆的插孔。圖實111由于多用電表的測量項目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個項目的量程都有專門的標度，有些標度就屬于共用標度，如圖中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標度。2歐姆表的原理歐姆表測電

2、阻的原理是閉合電路歐姆定律，歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖實112所示。R為調(diào)零電阻，紅、黑表筆短接，進行歐姆調(diào)零時，使指針滿偏。根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ig，當紅、黑表筆之間接有未知電阻Rx時，有I，故每一個未知電阻都對應(yīng)一個電流值I。我們在刻度盤上直接標出I對應(yīng)的Rx的值，則所測電阻Rx即可從表盤上直 圖實112接讀出。由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處。當RxRgRr時，I，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻。3內(nèi)部結(jié)構(gòu)多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，如圖實113所示，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其

3、他部分不起作用。如圖中1、2為電流測量端，3、4為電阻測量端，5.6為電壓測量端，測量時，黑表筆插入“”插孔，紅表筆插入“”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相對應(yīng)的測量端。圖實113多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。(1)觀察多用電表的外形，認識選擇開關(guān)的測量項目及量程。(2)檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。(3)將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔。(4)如圖實114甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小電珠兩端的電壓。(5)如圖乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，

4、測量通過小電珠的電流。圖實114(6)利用多用電表的歐姆擋測三個定值電阻的阻值，將測量值和真實值進行比較。(7)研究二極管的單向?qū)щ娦?，利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻，確定正負極。(8)探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)，說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“”，且指針擺動越來越慢電感線圈歐姆擋示數(shù)由“”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)(1)測電阻時，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。(2)測電壓和電流時，如果所

5、讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時應(yīng)讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。1歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋。(4)歐姆表的讀數(shù)：待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率。為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤到的部分，即中央

6、刻度附近。2多用電表使用的“八大注意”(1)使用前要機械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”。(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流。(4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。(5)刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電流、電壓、交流、直流共用，下為交流2.5 V專用。(6)測電阻時待測電阻與電路、電源一定要斷開。兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿。指針指中值附近較準，否則換擋。每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。讀出示數(shù)要乘以倍率。(7)測電學(xué)黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判其內(nèi)部有無電源，無電源方可用歐姆擋。(8)使用完畢，選擇開關(guān)要置于OFF擋

7、或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池。(1)電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池。(2)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差。(3)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當擋位，使指針指中值附近。(4)讀數(shù)時的觀測易形成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù)。(1)多用電表的歐姆擋不只是可測電阻值，在實際應(yīng)用中還可判斷某一元件是電阻、電容器還是電感器。(2)若某一元件用歐姆表測量時，指針指在某一刻度不動，則該元件為電阻。(3)若某一元件用歐姆表測量時，指針先偏轉(zhuǎn)，然后又緩慢回到“”刻度處，則可判斷該元件為電容器。(4)若某一

8、元件用歐姆表測量時，指針先由“”逐漸減小到某一較小的固定數(shù)值，則可判斷該元件為電感器。多用電表的使用及讀數(shù)圖實115例1(1)用如圖實115所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T。請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：旋動部件_，使指針對準電流的“0”刻線。將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”的位置。將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動部件_。使指針對準電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)。將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準確的待測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟。并按_的順序進行操作，再完成讀數(shù)測量。A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1 k”的位置B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的

9、位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準(2)如圖實116所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應(yīng)為_ ；測直流電流時，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為_mA；測直流電壓時，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為_V。圖實116解析(1)使用前要進行機械調(diào)零，使指針指向左邊的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進行歐姆調(diào)零，使指針指向右邊的零刻度處。由于測量時，指針從無窮大電阻開始偏轉(zhuǎn)，偏角過小，說明需增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近。(2)若用“100”擋測電阻時，指針讀數(shù)為：1

10、70100 1 700 若用量程100 mA測直流電流時，讀數(shù)為：4710 mA47 mA若用量程50 V測直流電壓時，讀數(shù)為23.5 V。答案(1)ST0刻線ADC(2)1 7004723.5用多用電表探索黑箱內(nèi)的元件例2(2012江蘇高考)如圖實117甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進行探測。圖實117(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的_(選填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應(yīng)_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)

11、在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請將記錄表補充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。兩表筆接的接點多用電表的示數(shù)a，b_a，c10.0 b，c15.0 解析(1)使用多用電表前應(yīng)先調(diào)整“指針定位螺絲”A，使指針指到左邊的“0”刻度線處。(2)為保護多用電表的內(nèi)部元件，在測量黑箱中是否存在電源時，應(yīng)短暫接觸接點b。(3)歐姆表的讀數(shù)為51 5 ；每對接點間正反向電阻均相同，說明黑箱中沒有二極管元件，根據(jù)表格中兩接點間電阻的數(shù)值，可設(shè)計的電路圖如

12、圖所示。答案(1)A(2)短暫(3)5.0見解析圖同類實驗的拓展與創(chuàng)新圖實118例3(2011大綱版全國卷)使用多用電表測量電阻時，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干。實驗時，將多用電表調(diào)至1 擋，調(diào)好零點；電阻箱置于適當數(shù)值。完成下列填空：(1)儀器連線如圖實118所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作，則表筆a為_(填“紅”或“黑”)色；(2)若適當調(diào)節(jié)電阻箱后，圖實118中多用電表、電流表與

13、電阻箱的示數(shù)分別如圖實119(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為_，電流表的讀數(shù)為_mA，電阻箱的讀數(shù)為_；圖實119(3)將圖實118中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為_mA；(保留3位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V。(保留3位有效數(shù)字)解析(1)根據(jù)所用電器“紅進黑出”的一般原則，對多用電表有，電流從紅表筆進入多用電表，電流從黑表筆流出多用電表，由于設(shè)計電路圖中a表筆接在電流表的正極，故電流經(jīng)過多用電表從a表筆流出，故a表筆為多用電表的黑表筆。(2)歐姆表讀數(shù)為R14 ；電流表讀數(shù)為I53.0 mA；電阻箱讀數(shù)為41 60.1 4.6 。(3)

14、多用電表接外電路時，考慮到多用電表表頭的電流刻度是均勻的，其表頭偏轉(zhuǎn)的格數(shù)與表盤總格數(shù)之比為2650，而多用電表接外電路時，外電路電流表示數(shù)為I53.0 mA，設(shè)兩表筆短接時通過多用電表的電流為I0，則，解得I0102 mA。(4)設(shè)多用電表內(nèi)阻為r，已知外電路電阻為R14 ，多用電表接外電路時：EI(rR)，多用電表兩表筆短接時：EI0r，聯(lián)立解得多用電表內(nèi)的電池電動勢E1.54 V。答案(1)黑(2)1453.04.6(3)102(4)1.54教材實驗練基礎(chǔ)1歐姆表是由表頭、干電池和調(diào)零電阻等串聯(lián)而成的，有關(guān)歐姆表的使用和連接，下面的敘述正確的是()測電阻前要使紅、黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻

15、，使表頭指示電流為零；紅表筆與表內(nèi)電池正極相連，黑表筆與表內(nèi)電池負極相連；紅表筆與表內(nèi)電池負極相連，黑表筆與表內(nèi)電池正極相連；測電阻時，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測電阻阻值越大；測電阻時，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測電阻阻值越小。ABC D解析：選B歐姆擋調(diào)零時，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表頭指示電流的滿偏值，錯誤；紅表筆與內(nèi)部電池的負極相連，錯誤；正確；測電阻時，表針偏轉(zhuǎn)角越大，待測電阻值越小，錯誤，正確，故B正確。2如圖實1110所示為一正在測量中的多用電表表盤。圖實1110(1)如果是用10 擋測量電阻，則讀數(shù)為_。(2)如果是用直流10 mA擋測量電流，則讀數(shù)為_mA。(3)如果是用直流5 V擋測量電壓，則

16、讀數(shù)為_V。解析：用歐姆擋測量時，用最上面一排數(shù)據(jù)讀數(shù)，讀數(shù)為610 60 ；用電流擋測量時，讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù)，讀數(shù)為7.2 mA；用直流電壓擋測量時讀取中間的三排數(shù)據(jù)的中間一排數(shù)據(jù)較好，讀數(shù)為35.70.1 V3.57 V。答案：(1)60(2)7.2(3)3.573某同學(xué)想用以下器材組裝一只歐姆表，并比較精確地測量一只約幾千歐電阻的阻值。A電流計，滿偏電流為1 mA，內(nèi)阻為20 B電流計，滿偏電流為0.6 A，內(nèi)阻為5 C電動勢15 V，內(nèi)阻5 的直流電源D電動勢3 V，內(nèi)阻3 的直流電源E最大阻值為5 000 的滑動變阻器F最大阻值為100 的滑動變阻器(1)以上器材應(yīng)

17、選用_(填字母)，并在下面方框內(nèi)畫出所組裝的歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。(2)歐姆表調(diào)零后，滑動變阻器被接入電路部分的阻值為_。(3)若用此歐姆表測量電阻，發(fā)現(xiàn)指針指在滿偏電流的三分之一處，則此電阻的阻值約為_。(4)如果電池長期未用，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，電動勢基本不變，且仍然能正常調(diào)零，這將導(dǎo)致測量的結(jié)果_(填“偏大”“偏小”或“準確”)。解析：(1)選取器材要能夠滿足歐姆表調(diào)零的要求，即：I，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時，當滑動變阻器的阻值最大時，電流小于電流表的滿偏電流Ig，綜合考慮應(yīng)選A、D、E。歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖所示。(2)歐姆表調(diào)零時，由閉合電路歐姆定律得：EIg(RRgr)，代入數(shù)據(jù)解得

18、：R2 977 。(3)測量電阻時，由閉合電路歐姆定律得：EI(RRgrRx)，由題意得：I，代入數(shù)據(jù)解得：Rx6 000 。(4)由于電池的電動勢不變，根據(jù)上面的分析可知，測量的結(jié)果準確。答案：(1)A、D、E圖見解析(2)2 977(3)6 000(4)準確4(2011安徽高考)(1)某同學(xué)使用多用電表粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“1 k”擋位，測量時指針偏轉(zhuǎn)如圖實1111所示。請你簡述接下來的測量操作過程：圖實1111_；_；_；測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋到“OFF”擋。(2)接下來采用“伏安法”較準確地測量該電阻的阻值，所用實驗器材如圖實1112所示。其中電壓表內(nèi)阻約為5

19、k，電流表內(nèi)阻約為5 。圖中部分電路已經(jīng)連接好，請完成實驗電路的連接。圖實1112(3)圖實1113是一個多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個量程。當轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時，可用來測量_；當S旋到位置_時，可用來測量電流，其中S旋到位置_時量程較大。圖實1113解析：(1)歐姆表讀數(shù)時， 指針在中央位置附近時最準確，開關(guān)旋到“1 k”擋時，指針偏角太大，所以改換成小擋位“100”；換擋后，應(yīng)對歐姆表重新進行調(diào)零；所測電阻阻值等于表盤示數(shù)倍數(shù)。(2)上一問可以粗略地知道被測電阻為幾千歐，與電壓表的內(nèi)阻相近，因此安培表應(yīng)用內(nèi)接法。(3)多用電表測電阻時，電源內(nèi)置；作電流表時，電

20、阻與表頭并聯(lián)；并聯(lián)電阻越小，電流表的量程越大。答案：(1)斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“100”擋將兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0 ”再接入待測電阻，將指針示數(shù)100，即為待測電阻阻值(2)連線如圖(3)電阻1、21改進實驗練能力1(2011重慶高考)某電動機的三組線圈、阻值相同，均為幾歐姆，接法可能是圖實1114甲、乙兩種之一，A、B和C是外接頭?，F(xiàn)有一組線圈斷路，維修人員通過多用電表測量外接頭之間的電阻來判斷故障，若測量A和B之間、B和C之間、A和C之間的電阻時，多用電表指針偏轉(zhuǎn)分別如圖實1115(a)、(b)、(c)所示，則測量中使用歐姆擋的倍率是_(填：1、10、100或1 k)，三組線圈的接法是_(填：甲或乙)，斷路線圈是_(填：、或)。圖實1114圖實1115解析：因電動機線圈的阻值均為幾歐姆，結(jié)合歐姆表的讀數(shù)可知使用歐姆表的倍率是1；因有一組線圈斷路，即其阻值為，當用歐姆表測甲電路的阻值時讀數(shù)至少兩次應(yīng)為，結(jié)合題目中三次測量的結(jié)果可知，三組線圈的接法應(yīng)是乙。因為(a)(b)示數(shù)之和等于(c)的示數(shù)，則判斷是斷路。答案：1乙2.如圖實1116所示，已知黑箱外有A、B、C三只接線柱，黑箱內(nèi)有一只定值電阻和一個二極管，它們的兩端都直接接在接線柱上。用多用電表依次測三只接線柱間的阻值，結(jié)果如下表所示。請判定黑箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)。 圖