實(shí)驗(yàn)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(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻。(3)會(huì)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(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。外形如圖實(shí)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(cè)量項(xiàng)目和量程。另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔。圖實(shí)111由于多用電表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標(biāo)度。2歐姆表的原理歐姆表測(cè)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(shí)112所示。R為調(diào)零電阻，紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，使指針滿偏。根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ig，當(dāng)紅、黑表筆之間接有未知電阻Rx時(shí)，有I，故每一個(gè)未知電阻都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值I。我們?cè)诳潭缺P上直接標(biāo)出I對(duì)應(yīng)的Rx的值，則所測(cè)電阻Rx即可從表盤上直 圖實(shí)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(duì)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(dāng)RxRgRr時(shí)，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(gè)小量程的電流表與若干元件組成的，如圖實(shí)113所示，每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)，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(cè)量端，3、4為電阻測(cè)量端，5.6為電壓測(cè)量端，測(cè)量時(shí)，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(cè)量相對(duì)應(yīng)的測(cè)量端。圖實(shí)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(gè)。(1)觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)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(jìn)行機(jī)械調(diào)零。(3)將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔。(4)如圖實(shí)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(cè)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(cè)量通過小電珠的電流。圖實(shí)114(6)利用多用電表的歐姆擋測(cè)三個(gè)定值電阻的阻值，將測(cè)量值和真實(shí)值進(jìn)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(cè)二極管兩個(gè)引線間的電阻，確定正負(fù)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(shí)均無示數(shù)，說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小，反接時(shí)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(dòng)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(cè)電阻時(shí)，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(cè)電壓和電流時(shí)，如果所

5、讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時(shí)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(shí)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(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，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(cè)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(jī)械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時(shí)，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(cè)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(cè)電阻時(shí)待測(cè)電阻與電路、電源一定要斷開。兩手一定不要同時(shí)接觸兩筆金屬桿。指針指中值附近較準(zhǔn)，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(cè)電學(xué)黑箱時(shí)，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(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池。(1)電池用舊后，電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小，內(nèi)電阻會(huì)變大，致使電阻測(cè)量值偏大，要及時(shí)換電池。(2)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時(shí)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(huì)使誤差增大，因此要選用恰當(dāng)擋位，使指針指中值附近。(4)讀數(shù)時(shí)的觀測(cè)易形成偶然誤差，要垂直表盤正對(duì)指針讀數(shù)。(1)多用電表的歐姆擋不只是可測(cè)電阻值，在實(shí)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(cè)量時(shí)，指針指在某一刻度不動(dòng)，則該元件為電阻。(3)若某一元件用歐姆表測(cè)量時(shí)，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(cè)量時(shí)，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(shí)115例1(1)用如圖實(shí)115所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)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(dòng)部件_。使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)。將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的待測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟。并按_的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量。A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1 k”的位置B將

9、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(cè)電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)(2)如圖實(shí)116所示，為多用電表的表盤，測(cè)電阻時(shí)，若用的是“×100”擋，這時(shí)指針?biāo)颈粶y(cè)電阻的阻值應(yīng)為_ ；測(cè)直流電流時(shí)，用的是100 mA的量程，指針?biāo)倦娏髦禐開mA；測(cè)直流電壓時(shí)，用的是50 V量程，則指針?biāo)镜碾妷褐禐開V。圖實(shí)116解析(1)使用前要進(jìn)行機(jī)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(jìn)行歐姆調(diào)零，使指針指向右邊的零刻度處。由于測(cè)量時(shí)，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

10、。(2)若用“×100”擋測(cè)電阻時(shí)，指針讀數(shù)為：170×100 1 700 若用量程100 mA測(cè)直流電流時(shí)，讀數(shù)為：47×10 mA47 mA若用量程50 V測(cè)直流電壓時(shí)，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(shí)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(duì)其進(jìn)行探測(cè)。圖實(shí)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(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否

11、存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)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(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等，測(cè)量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)將記錄表補(bǔ)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(diǎn)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(hù)多用電表的內(nèi)部元件，在測(cè)量黑箱中是否存在電源時(shí)，應(yīng)短暫接觸接點(diǎn)b。(3)歐姆表的讀數(shù)為5&

12、#215;1 5 ；每對(duì)接點(diǎn)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(diǎn)間電阻的數(shù)值，可設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。答案(1)A(2)短暫(3)5.0見解析圖同類實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新圖實(shí)118例3(2011·大綱版全國卷)使用多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至×1 擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空：(1)儀器連線如圖實(shí)118所示

13、(a和b是多用電表的兩個(gè)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(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖實(shí)118中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖實(shí)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(shí)119(3)將圖實(shí)118中多用電表的兩表筆短接，此時(shí)流過多用電表的電流為_mA；(保留3位有效數(shù)字)(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_V。(保留3位有效數(shù)字)解析(1)根據(jù)所用電器“紅進(jìn)黑出”的一般原則，對(duì)多用電表有，電流從紅表筆進(jìn)入多用電表，電流從黑表筆流出多用電表，由于設(shè)計(jì)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

14、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4×1 6×0.1 4.6 。(3)多用電表接外電路時(shí)，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(shí)，外電路電流表示數(shù)為I53.0 mA，設(shè)兩表筆短接時(shí)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(shí)：EI(rR)，多用電表兩表筆短接時(shí)：EI0r，聯(lián)立解得多用電表內(nèi)的電池電動(dòng)勢(shì)E1.54 V。答案(1)黑(2)1453.04.6(3)

15、102(4)1.54教材實(shí)驗(yàn)·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(cè)電阻前要使紅、黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，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(fù)極相連；紅表筆與表內(nèi)電池負(fù)極相連，黑表筆與表內(nèi)電池正極相連；測(cè)電阻時(shí)，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測(cè)電阻阻值越大；測(cè)電阻時(shí)，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測(cè)電阻阻值越小。ABC D解析：選B歐姆擋調(diào)零時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表頭指示電流的滿偏值，錯(cuò)誤；紅表筆與內(nèi)部電池的負(fù)極相連，錯(cuò)誤；正確；測(cè)電阻時(shí)，表針偏轉(zhuǎn)角越大，待測(cè)電阻值越小，錯(cuò)誤，正確，故B正確。2如圖實(shí)1110所示

16、為一正在測(cè)量中的多用電表表盤。圖實(shí)1110(1)如果是用×10 擋測(cè)量電阻，則讀數(shù)為_。(2)如果是用直流10 mA擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為_mA。(3)如果是用直流5 V擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_V。解析：用歐姆擋測(cè)量時(shí)，用最上面一排數(shù)據(jù)讀數(shù)，讀數(shù)為6×10 60 ；用電流擋測(cè)量時(shí)，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(cè)量時(shí)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35.7×0.1 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(cè)量一只約幾千歐電阻的阻值。A電流計(jì)，滿偏電流為1

17、 mA，內(nèi)阻為20 B電流計(jì)，滿偏電流為0.6 A，內(nèi)阻為5 C電動(dòng)勢(shì)15 V，內(nèi)阻5 的直流電源D電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻3 的直流電源E最大阻值為5 000 的滑動(dòng)變阻器F最大阻值為100 的滑動(dòng)變阻器(1)以上器材應(yīng)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(dòng)變阻器被接入電路部分的阻值為_。(3)若用此歐姆表測(cè)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(zhǎng)期未用，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，電動(dòng)勢(shì)基本不變，且仍然能正常調(diào)零，這將導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果_(填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。解析：(1)選取器材要能夠滿足歐姆表調(diào)零的要求，即

18、：I，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，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(shí)，由閉合電路歐姆定律得：EIg(RRgr)，代入數(shù)據(jù)解得：R2 977 。(3)測(cè)量電阻時(shí)，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(dòng)勢(shì)不變，根據(jù)上面的分析可知，測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確。答案：(1)A、D、E圖見解析(2)2 977(3)6 000(4)準(zhǔn)確4(2011·安徽高考)(1)某同學(xué)使用多用電表粗略測(cè)量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“×1 k”

19、擋位，測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖實(shí)1111所示。請(qǐng)你簡(jiǎn)述接下來的測(cè)量操作過程：圖實(shí)1111_；_；_；測(cè)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(zhǔn)確地測(cè)量該電阻的阻值，所用實(shí)驗(yàn)器材如圖實(shí)1112所示。其中電壓表內(nèi)阻約為5 k，電流表內(nèi)阻約為5 。圖中部分電路已經(jīng)連接好，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接。圖實(shí)1112(3)圖實(shí)1113是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，測(cè)量電流、電壓和電阻各有兩個(gè)量程。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時(shí)，可用來測(cè)量_；當(dāng)S旋到位置_時(shí)，可用來測(cè)量電流，其中S旋到位置_時(shí)量程較大。圖實(shí)1113解析：(1)歐姆表讀數(shù)時(shí)， 指針在中央位置附近時(shí)最準(zhǔn)確，開關(guān)旋到“×

20、1 k”擋時(shí)，指針偏角太大，所以改換成小擋位“×100”；換擋后，應(yīng)對(duì)歐姆表重新進(jìn)行調(diào)零；所測(cè)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(cè)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(cè)電阻時(shí)，電源內(nèi)置；作電流表時(shí)，電阻與表頭并聯(lián)；并聯(lián)電阻越小，電流表的量程越大。答案：(1)斷開待測(cè)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(cè)電阻，將指針示數(shù)×100，即為待測(cè)電阻阻值(2)連線如圖(3)電阻1、21改進(jìn)實(shí)驗(yàn)·練能力1(2011·重慶高考)某電動(dòng)

21、機(jī)的三組線圈、阻值相同，均為幾歐姆，接法可能是圖實(shí)1114甲、乙兩種之一，A、B和C是外接頭。現(xiàn)有一組線圈斷路，維修人員通過多用電表測(cè)量外接頭之間的電阻來判斷故障，若測(cè)量A和B之間、B和C之間、A和C之間的電阻時(shí)，多用電表指針偏轉(zhuǎn)分別如圖實(shí)1115(a)、(b)、(c)所示，則測(cè)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(shí)1114圖實(shí)1115解析：因電動(dòng)機(jī)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(dāng)用歐姆表測(cè)甲電路的阻值時(shí)讀數(shù)至少兩次應(yīng)為，結(jié)合題目中三次測(cè)量的結(jié)果可知，三組線圈的接法應(yīng)是乙。因?yàn)?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(shí)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(gè)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(cè)三只接線柱間的阻值，結(jié)果如下表所