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第八章恒定電流第6講實驗：練習(xí)使用多用電表微知識

對點練微考點

悟方法微考場

提技能微知識

對點練教材回扣基礎(chǔ)自檢知|識|梳|理微知識?實驗?zāi)康木毩?xí)用多用電表測電阻。用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。微知識?實驗器材多用電表，干電池，電阻箱，定值電阻，晶體二極管，導(dǎo)線。表頭gI

＝

E

＝

E

r＋rg＋R

R中①x

xR中＋Rx當(dāng)表筆間接入待測電阻

R

時，有

I

＝

E

②Ixg

R中

x聯(lián)立①②式解得I

＝R

＋R中③中x

x由③式知當(dāng)

R

＝R

時，I

＝12Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R中為歐姆表的中值電阻，由②式或③式可知每一個Rx

都有一個對應(yīng)的電流值I，如果在刻度盤上直接標(biāo)出與I對應(yīng)的Rx的值，那么當(dāng)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(guān)系，表盤上的電流刻度是均勻

的，其對應(yīng)的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處。微知識?實驗步驟(1)練習(xí)使用多用電表準(zhǔn)備：①觀察多用電表的外形，認清選擇開關(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：a.將選擇開關(guān)置于直流電壓2.5

V擋，測1.5

V干電池的電壓；b．將選擇開關(guān)置于交流電壓250

V

擋，測220

V

的交流電壓；c．將選擇開關(guān)置于直流電流10

mA

擋，測量1.5

V

干電池與200

Ω電阻串聯(lián)回路的電流。測電阻：a.將選擇開關(guān)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；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(biāo)準(zhǔn)值比較，然后斷開表筆；將選擇開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)值進行比較；選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，測定燈泡、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(guān)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(xué)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、電阻和二極管，但一般不設(shè)置電池。微知識?注意事項由于使用多用電表時不管測量項目是什么，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)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(yīng)該接高電勢，黑表筆接低電勢。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。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，都要重新進行歐姆調(diào)零。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(yīng)擋位的倍率。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，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能會損壞電表。多用電表使用完畢后，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋。若長期不用電表時還應(yīng)把電池取出。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?誤差分析歐姆表刻度不均勻造成誤差。多用電表內(nèi)電池用舊了電動勢下降帶來誤差?；鵿礎(chǔ)|診|斷一、思維診斷使用多用電表的歐姆擋時只要換擋必須重新進行歐姆調(diào)零(

√

)表盤上的電流刻度是均勻的，電阻刻度是不均勻的(

√

)紅5變大解析本題考查歐姆表的結(jié)構(gòu)、測量原理和相關(guān)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(biāo)有“＋”標(biāo)志的紅表筆進去，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)阻為內(nèi)gR

，此時有關(guān)系I

＝R內(nèi)內(nèi)E

EIg得

R

＝

＝5

kΩIg2；當(dāng)指針指在刻度盤的正中央時I＝，2有Ig＝

E

內(nèi)xx內(nèi)R

＋R

，代入數(shù)據(jù)可得

R

＝R

＝5

kΩ；當(dāng)電源電動勢變小、內(nèi)阻變大g

gR內(nèi)內(nèi)時，由于電流表滿偏電流

I

不變，由公式

I

＝

E

得，歐姆表內(nèi)阻

R

應(yīng)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I＝EIgR內(nèi)R內(nèi)＋Rx

R內(nèi)＋Rx＝

＝IgRx1＋R內(nèi)內(nèi)，可知當(dāng)

R

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。旋動部件

S

，使指針對準(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，旋動部件

T

，使指針對準(zhǔn)電阻的 0

刻線

(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(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按

ADC

的順序進行操作，再完成讀數(shù)測量。(填選項字母)將K

旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1

k”的位置將K

旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置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(zhǔn)解析

本題考查多用電表的使用及操作要點，考查考生對多用電表使用的熟練程度。微考點

悟方法核心考點分層突破2．讀數(shù)技巧(1)歐姆表的讀數(shù)1

2①為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤3到3的部分，即中央刻度附近。②除非指針?biāo)诳潭缺P處每個小格表示1Ω時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。③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)量程確定精確度，精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位，精確度是2、0.2、5、0.5時，不用估讀到下一位。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5kΩ；導(dǎo)線若干。回答下列問題：將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1

k”擋，再將紅表筆和黑表筆

短接

，調(diào)零點。將圖中多用電表的紅表筆和

1

(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。3.6015.015.012.09.0解析

(1)歐姆表調(diào)零前，需要將兩表筆短接。應(yīng)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。歐姆表選用的擋位是×1k，歐姆表的讀數(shù)為15.0×1kΩ＝15.0kΩ；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。當(dāng)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

kΩ。由(4)知，電壓表內(nèi)阻12.0

kΩ，在(3)中，歐姆表的讀數(shù)為15.0

kΩ，所以此時接入電路的滑動變阻器的阻值為3

kΩ，設(shè)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：12

kΩ＋R15

kΩ＋R12

kΩ 12

kΩE

＝

4

V

，

E

＝

3.6

V

，兩式聯(lián)立得：E＝9.0

V，R＝15.0

kΩ。1－2.某同學(xué)用量程為1

mA、內(nèi)阻為120

Ω

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(guān)?；卮鹣铝袉栴}：(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(guān)

S

閉合時，多用電表用于測量

(填“電流”“電壓”或“電阻”)；開關(guān)

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(yīng)為 色(填“紅”或“黑”)。黑電流電壓1.00880(2)本實驗考查的是電表的改裝。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(guān)時，電流表與電阻R1并聯(lián)，用于測電流，斷開開關(guān)時，只串聯(lián)一個電阻R2，用于測電壓。根據(jù)表頭可知電流應(yīng)從表筆B進，從表筆A出，由“紅進黑出”可知，表筆A

應(yīng)為黑色。斷開開關(guān)S

時，多用電表為1

V

的電壓表，故R2＝1

V－1×10－3A×120Ω1×10－3

A＝880

Ω閉合開關(guān)S

時，多用電表為1

A

的電流表，1故R

＝1

V1

A－1×10－3

A≈1.00Ω。微考場

提技能專題選萃遷移應(yīng)用(1)請畫出與圖乙對應(yīng)的電路圖；(2)斷開K1，用上述測試電路在1

和1′之間檢測得知電熱絲無故障，然后測得電熱絲的

U－I

曲線如圖丙所示。已知電熱絲材料的電阻率為2.8×10－7

Ω·m，電熱絲的直徑為

0.200 mm，可求得此電熱絲的電阻為kΩ，總長度為64(63～65

均可)m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)0.57(0.56～0.58

均可)(3)為了進一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K1

和K2，用表筆A

和B分別對圖甲中所示的各點進行測試，部分測試結(jié)果如下表所示。由此測試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在

1′和

2′_之間(在“1

和

2”“1′和2′”“2

和3”“2′和3′”中選填一項)。測試點3和3′1和1′1和31和2′2′和3′電表指針有無偏轉(zhuǎn)電壓表有有無有無電流表無有有無有(2)U－I

圖線過原點，知k＝R＝ΔU＝U，選擇一組數(shù)據(jù)代入，如R＝ΔI

I3.5×10－3Ω≈0.57

kΩ。又由電阻定律有R＝

L，得L＝ρS

ρ2.0

RS＝2R·πD2ρ＝24ρπRD

，代入數(shù)據(jù)得L＝64

m。(3)由表格中的結(jié)果，依次可推得3→2→1→1′→2′→3′這條線路在某處斷路；電熱絲部分沒有斷開；3→2→1

導(dǎo)通，電壓表短路，讀數(shù)為零；1→1′→2′這段線路某處斷開；2′→3′之間導(dǎo)通。綜合可知，應(yīng)該是1′和2′之間斷路。①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過的電流；②若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時測得的是 的阻值；③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合開關(guān)，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是_R2(或電源)

兩端的電壓。R1R1

和R2

串聯(lián)(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，若(

D

)雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20

與30

正中間，則測量值小于25

Ω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)③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，即路端電壓。(2)雙手捏住兩表筆金屬桿相當(dāng)于把人體電阻并聯(lián)進去，測量值將偏小，A錯誤。指針偏離中央刻度過大，有可能是偏角過大，應(yīng)減小倍率；也有可能是偏角過小，應(yīng)增大倍率，B

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(yīng)小于25，但由于是“×10”的倍率，測量值應(yīng)小于250Ω，C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

正確。黑4.614.053.0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102_(101～103)_mA；(保留三位有效數(shù)字)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為

1.54(1.53～1.57)

V。(保留三位有效數(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

與電流表“＋”相連，故表筆a

為電流流出端，為黑表筆。(2)(a)圖中多用電表選的是“×1

Ω”擋，可以直接讀出R＝14.0

Ω；(b)圖中量程為60mA，根據(jù)表盤刻度讀出I＝53.0

mA；(c)圖為電阻箱的讀數(shù)，直接讀出為4.6Ω。(3)(4)多用電表的內(nèi)阻r

等于多用電表的中值電阻，由圖(a)知r＝15Ω，多用電表的讀數(shù)表示電阻箱與電流表的總電阻R＝14

Ω，由閉合電路歐姆定律得E＝I1(R＋r)，短接時E＝I2r，聯(lián)立解得I2＝102

mA，E＝1.54

V?，F(xiàn)有一塊型號為“DF930”的數(shù)字多用電表，用它來測量一只電池的電動勢和內(nèi)電阻。提供的其他測量器材還有：一只滑動變阻器R(0～30Ω)，兩只開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗要求：利用這些器材，盡量采用最簡單的測量方法，分兩步進行。首先測量電動勢，待電動勢測定之后再測量其內(nèi)電阻。現(xiàn)按圖乙連接好測量電路。操作步驟：(1)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于

電壓

擋，選擇合適的量程，斷開并記為a。S1開關(guān) ，閉合開關(guān)

S2

，記錄表的示數(shù)，然后反復(fù)測量