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1、课标版 物理,第6讲 实验：练习使用多用电表,实验目的 1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法。 2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。 3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。 实验原理 1.外部构造(如图所示),(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻。 (2)表盘的上部为表头。 2. 欧姆表原理(多用电表测电阻原理),(1)构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组 成。 欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。,全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。 (2)工作原理:闭合电路欧姆定律I= 。 (3)刻度的标定:红、黑
2、表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig, 电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。 当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) 当I=0时,Rx,在I=0处标为“”。(图乙) 当I= 时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。(图 丙),实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、 定值电阻(大、中、小)三个。 实验步骤 1.观察多用电表的外形,认识选择开关对应的测量项目及量程。 2.检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可 用小螺丝刀进行机械调零。 3.将红、黑表笔分别插入“+
3、”、“-”插孔。 4.按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,闭合开关, 测小灯泡两端的电压。 5.按如图乙所示连好电路,将选择开并置于直流电流挡,闭合开关,测量通过 小灯泡的电流。,6.用多用电表测电阻的步骤: (1)调整指针定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。 (2)将选择开关置于“”挡的“1”挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋 钮,然后断开表笔,再使指针指向。,(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然 后断开表笔,再与标定值进行比较。 (4)选择开关改置“100”挡,重新进行欧姆调零。 (5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示
4、的电阻值,然 后断开表笔,与标定值进行比较。 (6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 7.探索黑箱内的电学元件,数据处理 1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。 2.测电压和电流时,如果所读表盘的分度值为1、0.1、0.001等,读数时应读 到分度值的下一位,若表盘的分度值为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读 到与分度值位数相同即可。 注意事项 1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔 插入“-”孔,注意电流的实际方向。 2.区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是刻度盘左侧的“0”位 置,对应调整的是表盘下边中间的
5、指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧 的“0”位置,对应调整的是欧姆调零旋钮。,3.测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件 串联。 4.测量电阻时,每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零。 5.由于欧姆表盘刻度估读时误差较大,故测量结果通常只需取两位有效数 字,读数时注意乘以倍率。 6.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意 不要用手接触表笔的金属杆。 7.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果, 甚至可能损坏电表。 8.如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出。,9.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过
6、的方向)。 当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极 管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。 将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑 表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大, 由此可判断出二极管的正、负极。,误差分析 1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时 更换新电池。 2.欧姆表刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏的特点。 3.由于欧姆表刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因 此要选用恰当挡位,尽可能使指针指向表盘的中值附近。 4.测电流
7、、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实 值。 5.读数时易产生偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。,考点一 多用电表的使用及读数 典例1 (2013课标,23,8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材 有:,图(a),多用电表; 电压表:量程5 V,内阻十几千欧; 滑动变阻器:最大阻值5 k; 导线若干。 回答下列问题: (1)将多用电表挡位调到电阻“1k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。 (2)将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。,(3)将滑动变阻器的滑片调到
8、适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这 时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 k和 V。,图(b),(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压 表的读数分别为12.0 k和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为 k。,图(c),图(d),(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电 流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算 可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“1k”挡内部电路 的总电阻为 k。,答案 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.0
9、0 15.0 解析 (1)多用电表欧姆挡调零的方法是先把红、黑表笔短接,再调节欧 姆调零旋钮,使指针满偏。 (2)多用电表内部电池的正极与黑表笔相连,要保证电流从 的“+”极流 入“-”极流出,故红表笔和“1”端相连。 (3)多用电表指针指向“15”,挡位“1k”,故多用电表的读数为15.0 k;电 压表读数时要估读,读数为3.60 V。 (4)滑动变阻器接入电路的阻值为零,故多用电表的读数即为电压表内阻。,(5)由题图(b)知,此时多用电表指针指向中值,故此时内外电阻均为15.0 k, 此时的电压表示数为3.60 V 3.60 V= E= E 解得E=9.00 V,1-1 如图甲为多用电表的
10、示意图,现用它测量一个阻值约为20 的电阻, 测量步骤如下:,(1)调节 ,使电表指针停在 的“0”刻线(填“电阻”或 “电流”)。 (2)将选择开关旋转到“”挡的 位置。(填“1”“10”“10 0”或“1 k”),(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。 (4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电 阻的阻值为 。 (5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。 答案 (1)指针定位螺丝 电流 (2)1 (3)欧姆调零旋钮 电阻 (4)19 解析 使用多用电表前,先机械调零,使指针
11、对准电流的“0”刻线。测 量20 的电阻时,要选用1的倍率,然后进行欧姆调零;由刻度盘上指针位 置和倍率可知,被测电阻的阻值为19 。,1-2 (1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的 是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮。把你认为 正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。 a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度,断开两表笔 b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔 c.旋转S使其尖端对准欧姆挡1 k d.旋转S使其尖端对准欧姆挡100 e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔 。
12、根据图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为 。,(2)(多选题)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 ( ) A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重 新调零后测量 B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果,C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开 D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零 答案 (1)c、a、b、e 30 k(或30 000) (2)AC 解析 (1)使用欧姆表时,指针指在“中值”附近较为准确。 由图知,指针示数指在30,位于表盘中间区域,而被测电阻Rx为几十千欧, 故选用1 k挡。 测量前必须欧姆调零。
13、 实验完毕后,将选择开关拨至交流电压最高挡,故操作顺序应 为:c、a、b、e。 (2)指针偏角过大,说明电阻示数太小,即选用倍率过高,应换用倍率较小挡 位,且重新欧姆调零,A正确。利用欧姆表测电阻时,因使用表内电源,故电 阻不能在通路时测试,C正确。,考点二 用多用电表判断电路故障 典例2 在如图所示的电路中,四节干电池串联作为电源,小灯泡A、B的规 格均为“3.8 V 0.3 A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑 片,A、B灯都不亮。,(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。 选择开关置于下列量程的 挡较为合适(用字母序号表示)。 A.2.5 V B.10 V C.50 V D.25
14、0 V 测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是 ( ),A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.d、e间连线断开 D.B灯被短路 (2)接着利用欧姆表的“1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零。 测试前,一定要将电路中的开关S ; 测c、d间和e、f间的电阻时,某次测量结果如图所示,读数为 , 此时测量的是 间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为 ,它不等于测量值,原因是: 。,答案 (1)B A (2)断开 6 e、f 12.7 欧姆表测量时小灯 泡未工作,小灯泡温度低,电阻小 解析 (1)因电源为四节干电池,故电动势E=6 V,则多用电表应选直流,电压10 V挡较合适;因c、d间
15、电压为5.8 V,而e、f间电压为0,故故障应为 A灯丝断开。 (2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时,一定要将电路断开;由题图读数知阻 值为6 ,应为灯泡B的阻值,即测量的为e、f间电阻;由R= 得灯泡B的阻值 R12.7 ,与欧姆表测得的阻值相差较大,这是因为欧姆表测量的是小灯 泡未通电工作时的阻值,温度较低,电阻率偏小,阻值偏小。,2-1 (1)某同学按如图所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯 都不亮,该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障,检查前,应将开关S 。(填“闭合”或“断开”),(2)若(1)中同学检查结果如下表所示,由此可以确定 ( ),A.灯A断路 B.灯B断路 C
16、.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路 答案 (1)断开 (2)D 解析 (1)用多用电表的欧姆挡检查电路的故障时需将电路断开。 (2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路,b、e之间电阻无穷大说明b、e 间有断路,d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路,b、d之间电阻有一定的 数值,说明b、d之间没有断路,综合分析知断路在d、e之间。,2-2 如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合 后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、 开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。 (1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用 多用电表的
