第6講　實驗：練習使用多用電表 講義

1、.第6講實驗：練習使用多用電表見學生用書P138微知識1 實驗目的1練慣用多用電表測電阻。2用多用電表探究黑箱內(nèi)的電學元件。微知識2 實驗器材多用電表，干電池，電阻箱，定值電阻，晶體二極管，導線。微知識3 實驗原理多用電表由表頭、選擇開關和測量線路三部分組成如下圖，表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿偏電流約幾十到幾百A，選擇開關和測量線路相配合，可測量直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，原理如下圖，當紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時有：Ig當表筆間接入待測電阻Rx時，有Ix聯(lián)立式解得由式知當RxR中時，IxIg，指針指在表盤刻度中心，

2、故稱R中為歐姆表的中值電阻，由式或式可知每一個Rx都有一個對應的電流值I，假如在刻度盤上直接標出與I對應的Rx的值，那么當紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。由于電流和電阻的非線性關系，表盤上的電流刻度是均勻的，其對應的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏刻度處。微知識4 多用電表的使用方法1使用前應查看指針是否指在刻度盤左端零刻線處。如不在，應進展機械調(diào)零。方法是用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。2根據(jù)被測物理量及其數(shù)量級將選擇開關旋到相應的位置。讀數(shù)時還要注意選用刻度盤上對應的量程刻度。如測量20 mA左右的直流電流，應將選擇

3、開關對準左邊100 mA量程處；在刻度盤上，假如看最下一行刻度，即滿偏刻度為10的刻線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應再乘10，得測量結(jié)果。如圖。微知識5 實驗步驟1練習使用多用電表準備：1觀察多用電表的外形，認清選擇開關的測量工程及量程。2檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。假設不指零，那么可用小螺絲刀調(diào)整機械調(diào)零旋鈕使指針指零。3將紅、黑表筆分別插入“插孔。測電壓和電流：1將選擇開關置于直流電壓2.5 V擋，測1.5 V干電池的電壓。2將選擇開關置于交流電壓250 V擋，測220 V的交流電壓。3將選擇開關置于直流電流10 mA擋，測量1.5 V干電池與200 電阻串聯(lián)回路的電流。測電

4、阻：1將選擇開關置于歐姆表的“×1擋，短接紅、黑表筆，轉(zhuǎn)動調(diào)零旋鈕，使指針指向歐姆表刻度的零位置。2將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端，讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值，并與標準值比較，然后斷開表筆。3將選擇開關置于歐姆表的“×100擋，重新調(diào)整歐姆零點，然后測定幾百歐、幾千歐的電阻，并將測定值與標準值進展比較。4選擇適當?shù)牧砍蹋瑴y定燈泡、電爐絲和人體的電阻。實驗完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關置于“OFF擋或交流電壓最高擋。2用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學元件1黑箱上的三個接點呈三角形排列，兩個接點間最多只能有一個元件，箱內(nèi)的總元件數(shù)不超過兩個，可能的元件有電池、電阻和

5、二極管，但一般不設置電池。2二極管全稱晶體二極管，它是用半導體材料制成的電子元件。二極管有兩根引線，一根叫正極，一根叫負極。將二極管和小燈泡按如圖甲所示的電路連接起來，即給二極管加上正向電壓，可以看到，小燈泡正常發(fā)光；將二極管的兩極對調(diào)一下，即給二極管加上反向電壓，可以看到，小燈泡不發(fā)光如圖乙所示。這說明二極管具有單向?qū)щ娦?。當二極管加上一定的正向電壓時，它的電阻值很小，就像一個接通的開關一樣；當給二極管加上反向電壓時，它的電阻值變得很大，就像斷開的開關一樣。微知識6 本卷須知1由于使用多用電表時不管測量工程是什么，電流都要從電表的“插孔紅表筆流入，從“插孔黑表筆流出。使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)

6、部電池的正極接的是黑表筆，負極接的是紅表筆。測量直流電壓和電流時，紅表筆應該接高電勢，黑表筆接低電勢。2要區(qū)分開“機械零點與“歐姆零點?！皺C械零點使指針在表盤刻度左側(cè)“0位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點使指針在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。3合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡量在表盤中間位置附近。4每變換一次擋位，都要重新進展歐姆調(diào)零。5由于歐姆表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩個有效數(shù)字，讀數(shù)時不要忘記乘上相應擋位的倍率。6測量待測電阻的阻值時，待測電阻要跟其他元件和電源斷開，否那么不但影響測量結(jié)果，甚至可能會損壞電表。7多用電表使用完畢后，應將選擇開關旋

7、至“OFF擋或交流電壓最高擋。假設長期不用電表時還應把電池取出。8用多用電表測黑箱時，一定要先用電壓擋判斷其內(nèi)部有無電源，確認無電源后才能使用歐姆擋測量。微知識7 誤差分析1歐姆表刻度不均勻造成誤差。2多用電表內(nèi)電池用舊了電動勢下降帶來誤差。一、思維辨析判斷正誤，正確的畫“，錯誤的畫“×。1使用多用電表的歐姆擋時只要換擋必須重新進展歐姆調(diào)零。2表盤上的電流刻度是均勻的，電阻刻度是不均勻的。二、對點微練1歐姆表的原理如圖為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內(nèi)阻Rg100 ，可變電阻R的最大阻值為10 k，電池的電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 ，圖中與接線柱A相

8、連的表筆顏色應是_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，那么Rx為_k。假設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)果相比將_填“變大“變小或“不變。解析此題考察歐姆表的構(gòu)造、測量原理和相關計算，還涉及測量誤差的分析。歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“進“出，即回路中電流從標有“標志的紅表筆進去，所以與A相連的表筆顏色是紅色；當兩表筆短接即Rx0時，電流表應調(diào)至滿偏電流Ig，設此時歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)，此時有關系Ig得R內(nèi)5 k；當指針指在刻度盤的正中央時I，有，代入數(shù)據(jù)可得RxR內(nèi)5 k；當

9、電源電動勢變小、內(nèi)阻變大時，由于電流表滿偏電流Ig不變，由公式Ig得，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)應調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)表達出來的，由I，可知當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。答案紅5變大2多用電表的使用用如下圖的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據(jù)以下步驟完成電阻測量：1旋動部件_，使指針對準電流的“0刻線。2將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100的位置。3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。4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測量結(jié)果，請從以下選項中挑出合理的

10、步驟，并按_的順序進展操作，再完成讀數(shù)測量。填選項字母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，旋動適宜部件，對電表進展校準解析此題考察多用電表的使用及操作要點，考察考生對多用電表使用的純熟程度。答案1S3T0刻線4ADC見學生用書P140微考點多用電表的原理和使用核|心|微|講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)應再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋

11、。在不知道待測電阻的估計值時，應先從小倍率開場，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“處。2讀數(shù)技巧1歐姆表的讀數(shù)為了減小讀數(shù)誤差，指針應指在表盤到的部分，即中央刻度附近。除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。2測電壓、電流時的讀數(shù)，要注意其量程，根據(jù)量程確定準確度，準確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位，準確度是2、0.2、5、0.5時，不用估讀到下一位。典|例|微|探【例】2019·全國卷圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；

12、R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 A，內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 擋。1圖甲中的A端與_填“紅或“黑色表筆相連接。2關于R6的使用，以下說法正確的選項是_。填選項字母A在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0位置B使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0位置C使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置3根據(jù)題給條件可得R1R2

13、_，R4_。4某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示。假設此時B端是與“1相連的，那么多用電表讀數(shù)為_；假設此時B端是與“3相連的，那么讀數(shù)為_；假設此時B端是與“5相連的，那么讀數(shù)為_。結(jié)果均保存三位有效數(shù)字【解題導思】1多用電表的機械調(diào)零和多用電表的歐姆擋調(diào)零是一回事嗎？答：不是。多用電表的機械調(diào)零是調(diào)節(jié)表盤上的定位螺絲使指針指在電流擋刻度的零刻度處，多用電表的歐姆調(diào)零是兩表筆短接時，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆擋刻度的零刻度處。2多用電表的歐姆擋刻度盤怎樣讀數(shù)？答：刻度盤讀數(shù)×擋位倍率。解析1與多用電表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。2R6是可變電阻，它的作用是歐姆表調(diào)零，使用歐

14、姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0位置，B項正確。3B端與“2相連時，是量程較小的電流表，所以R1R2160 ；B端與“4相連時，是量程較小的電壓表，所以R4880 。4假設此時B端與“1相連，多用電表是量程為2.5 mA的電流表，那么讀數(shù)為1.47 mA；假設此時B端與“3相連，多用電表是歐姆×100 擋，那么讀數(shù)為1 100 ；假設此時B端與“5相連，多用電表是量程為5 V的電壓表，那么讀數(shù)為2.95 V。答案1黑2B316088041.47 mA或1.48 mA1.10 k2.95 V題|組|微|練1某學生實驗小組利用圖所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的

15、電動勢和電阻“×1 k擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 k；導線假設干。答復以下問題：1將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k擋，再將紅表筆和黑表筆_，調(diào)零點。2將圖中多用電表的紅表筆和_填“1或“2端相連，黑表筆連接另一端。3將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當位置，使多用電表的示數(shù)如下圖，這時電壓表的示數(shù)如下圖。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_ k和_ V。4調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 k和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_ k。5多用電表電阻擋內(nèi)部

16、電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如下圖。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為_ V，電阻“×1 k擋內(nèi)部電路的總電阻為_ k。解析1歐姆表調(diào)零前，需要將兩表筆短接。2應用多用電表的歐姆擋時，電流從黑表筆流出，所以黑表筆接電壓表正極，即黑表筆接2，紅表筆接1。3歐姆表選用的擋位是×1 k，歐姆表的讀數(shù)為15.0×1 k15.0 k；電壓表量程5 V，最小分度0.1 V，讀數(shù)時需要估讀一位，為3.60 V。4當滑動變阻器的阻值為0時，歐姆表所測的電阻即為電壓表的內(nèi)阻，所以為12.0 k。5由4知，電壓表內(nèi)阻12

17、.0 k，在3中，歐姆表的讀數(shù)為15.0 k，所以此時接入電路的滑動變阻器的阻值為3 k，設電動勢為E，多用電表內(nèi)阻為R，根據(jù)3和4中給的兩組數(shù)據(jù)可知，兩式聯(lián)立得E9.0 V，R15.0 k。答案1短接21315.03.60412.059.015.02某同學用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開關。答復以下問題：1根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。2開關S閉合時，多用電表用于測量_填“電流“電壓或“電阻；開關S斷開時，多用電表用于測量_填“電流“電壓或“電阻。3表筆A應為_色填“紅或“黑。4定值

18、電阻的阻值R1_ ，R2_ 。結(jié)果保存三位有效數(shù)字解析1如下圖。2本實驗考察的是電表的改裝。改裝成電壓表時，要串聯(lián)電阻，改裝成電流表時，要并聯(lián)電阻。根據(jù)題圖甲所畫電路，閉合開關時，電流表與電阻R1并聯(lián)，用于測電流，斷開開關時，只串聯(lián)一個電阻R2，用于測電壓。3根據(jù)表頭可知電流應從表筆B進，從表筆A出，由“紅進黑出可知，表筆A應為黑色。4斷開開關S時，多用電表為1 V的電壓表，故R2880 ，閉合開關S時，多用電表為1 A的電流表，故R11.00 。答案1見解析2電流電壓3黑41.00880見學生用書P1411在練習使用多用電表的實驗中：1某同學連接的電路如下圖。假設旋轉(zhuǎn)選擇開關，使其尖端對準直

19、流電流擋，此時測得的是通過_的電流。假設斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是_的阻值。假設旋轉(zhuǎn)選擇開關，使其尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是_兩端的電壓。2在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，假設_。填選項字母A雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大B測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，那么必須減小倍率，重新調(diào)零后再進展測量C選擇“×10倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，那么測量值小于25 D歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖能完成調(diào)零，但測量值將略偏大解析1滑動變阻器滑到最左端，R1電阻為零，電壓表測得的是R2兩端的電壓，

20、即路端電壓。2雙手捏住兩表筆金屬桿相當于把人體電阻并聯(lián)進去，測量值將偏小，A項錯誤；指針偏離中央刻度過大，有可能是偏角過大，應減小倍率；也有可能是偏角過小，應增大倍率，B項錯誤；由于歐姆表刻度右側(cè)稀左側(cè)密，因此在20與30正中間應小于25，但由于是“×10的倍率，測量值應小于250 ，C項錯誤；歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，電池的內(nèi)阻偏大，使測量電路的電流偏小，測得的電阻值偏大，D項正確。答案1R1R1和R2串聯(lián)R2或電源2D2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

21、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，導線假設干。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。完成以下填空：1儀器連線如下圖a和b是多用電表的兩個表筆。假設兩電表均正常工作，那么表筆a為_填“紅或“黑色。2假設適當調(diào)節(jié)電阻箱后，圖中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙所示，那么多用電表的讀數(shù)為_ ，電流表的讀數(shù)為_ mA，電阻箱的讀數(shù)為_ 。3將圖中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為_ mA。保存三位有效數(shù)字4計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_ V。保存三位有效數(shù)字解析1多用電表的黑表筆與表內(nèi)電池正極相連，而a

22、與電流表“相連，故表筆a為電流流出端，為黑表筆。2甲圖中多用電表選的是“×1 擋，可以直接讀出R14.0 ；乙圖中量程為60 mA，根據(jù)表盤刻度讀出I53.0 mA；丙圖為電阻箱的讀數(shù)，直接讀出為4.6 。34多用電表的內(nèi)阻r等于多用電表的中值電阻，由圖甲知r15 ，多用電表的讀數(shù)表示電阻箱與電流表的總電阻R14 ，由閉合電路歐姆定律得EI1Rr，短接時EI2r，聯(lián)立解得I2102 mA，E1.54 V。答案1黑214.053.04.6310210110341.541.531.5732019·江蘇某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖甲所示，繼電器與熱敏電

23、阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停頓加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20 ，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示：t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.11提供的實驗器材有：電源E13 V，內(nèi)阻不計、電源E26 V，內(nèi)阻不計、滑動變阻器R10200 、滑動變阻器R20500 、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱0999.9 、開關S、導線假設干。為使該裝置實現(xiàn)對3080 之間任一溫度的控制，電源E應選用_填“E1或“E2，滑動變阻器R應選用_填“R1或“R2。甲2實

24、驗中發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，那么應將如圖乙所示的選擇開關旋至_填“A“B“C或“D。3合上開關S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進展排查，在圖甲中，假設只有b、c連續(xù)路，那么應發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針_填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn)，接入a、c時指針_填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn)。乙4排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時被吸合，以下操作步驟正確順序是_。填序號將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關，將電阻箱從電路中移除合上開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值斷開開關，用電阻箱交換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1 解析1由表格數(shù)據(jù)知，當溫度為30 時，熱敏電阻阻值為199.5 ，繼電器的阻值R020 ，當電流為15 mA時，EIRtR03.3 V，所以電源選E2，80 時，熱敏電阻阻值Rt49.1 ，那么E2IRtR0R，此時變阻器阻值R330.9 ，所以變阻器選擇R2。2多用電表做電壓表測量電壓，旋鈕旋至直流電壓擋C處。3假設只有b、c連續(xù)路，表筆接入a、b時，整個回路斷路，電表指針不偏轉(zhuǎn)，接入a、c時電流流經(jīng)電表，故指針偏轉(zhuǎn)。450 時，熱敏電阻阻值為108