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1、实验10：练习使用多用电表 一、实验目的一、实验目的 练习使用多用电表测电阻及探索黑箱内的电学元件。练习使用多用电表测电阻及探索黑箱内的电学元件。 二、实验原理二、实验原理 1.表盘表盘 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程，外形如图每一种测量都有几个量程，外形如图7-6-1所示，上半部所示，上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的周围标有测量功能的区域和量程。另外，还度；下半部分为选择开关，它的周围标有测量功能的区域和量程。另外，
2、还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试笔的插孔。有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试笔的插孔。 2.挡位挡位 如图如图7-6-2所示，其中所示，其中1、2为电流测量端，为电流测量端，3、4为电为电压测量端，压测量端，5为电阻测量端。测量时，黑表笔插入为电阻测量端。测量时，黑表笔插入“-”插插孔，红表笔插入孔，红表笔插入“+”插孔，并通过转换开关接入与待测插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。 3.多用电表测电流原理多用电表测电流原理 转换开关接转换开关接1或或2时为测直流电流的电路时为测直流电流的电路1 5
3、.多用电表测电阻的原理多用电表测电阻的原理欧姆表的原理欧姆表的原理 转换开关接转换开关接5时为测电阻的电路时为测电阻的电路,可简化为图可简化为图7-6-3。 (1)构造：如图构造：如图7-6-3所示，欧姆表由电流表所示，欧姆表由电流表G，电，电池、调零电阻池、调零电阻R和红、黑表笔组成。和红、黑表笔组成。 欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。 外部：接被测电阻外部：接被测电阻Rx。 全电路电阻全电路电阻R总总=Rg+R+r+Rx (2)工作原理：闭合电路的欧姆定律工作原理：闭合电路的欧姆定律 I=E/(Rg+R+r+Rx)， (3)刻度的标定：红黑表
4、笔短接刻度的标定：红黑表笔短接(被测电阻被测电阻Rx=0)时，调节调零电阻时，调节调零电阻R， 使使I=Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆表调零。，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆表调零。 当当I=Ig时，时，Rx=0，在满偏电流，在满偏电流Ig处标为处标为“0” 。 当当I=0时，时，Rx，在，在I=0处标为处标为“”。 当当I=Ig/2时，时，Rx=Rg+R+r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。图图7-6-3 4.多用电表测电压原理多用电表测电压原理 转换开关接转换开关接3或或4时为测直流电压的电路。时为测直流电压的电路。2 三、实验器
5、材三、实验器材 多用电表一只，干电池一节，电阻箱一个，定值电阻三个，黑箱一个，导线若干。多用电表一只，干电池一节，电阻箱一个，定值电阻三个，黑箱一个，导线若干。 四、实验步骤四、实验步骤 1.练习使用多用电表练习使用多用电表 (1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度右端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。检查多用电表的指针是否停在表盘刻度右端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。插孔。 (4)将选择开
6、关置于直流电压将选择开关置于直流电压2.5 挡，测挡，测1.5 V干电池的电压。干电池的电压。 (5)将选择开关置于交流电压将选择开关置于交流电压250 V挡，测挡，测220 V交流电源的电压。交流电源的电压。 (6)将选择开关置于直流电流将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量挡，测量1.5V干电池与干电池与200电阻串联回路的电流。电阻串联回路的电流。 (7)将选择开关置于欧姆表的将选择开关置于欧姆表的“1”挡，短接红、黑表笔直接接触，调整调零旋钮，使指针指向欧姆表挡，短接红、黑表笔直接接触，调整调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。刻度的零位置。 (8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定
7、值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。然后断开表笔。 (9)将选择开关置于欧姆挡的将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新进行欧姆调零，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将挡，重新进行欧姆调零，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。测定值与标准值进行比较。 (10)选择适当的量程，测定灯光、电炉丝和人体的电阻。选择适当的量程，测定灯光、电炉丝和人体的电阻。 2.探索黑箱内的电学元件探索黑箱内的电学元件 (1)用直流电压挡测量黑箱的接线柱任意两个间有无电压。注意分
8、析有电压、无电压分别说明什么。用直流电压挡测量黑箱的接线柱任意两个间有无电压。注意分析有电压、无电压分别说明什么。 (2)用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻，看电阻是否改变。用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻，看电阻是否改变。 (3)用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻，并记住红、黑表笔分别接哪一点。用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻，并记住红、黑表笔分别接哪一点。 (4)根据测量对黑箱内元件进行判断，画出结构图。说明：二极管正、反接时电阻不等，且差距较大。根据测量对黑箱内元件进行判断，画出结构图。说明：二极管正、反接时电阻不等，且差距较大。 (5)实
9、验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。挡或交流电压最高挡。3 五、注意事项五、注意事项 1.测电阻时，待测电阻要与电源，以及其他电阻断开，且测电阻时，待测电阻要与电源，以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔。不能用手接触表笔。 2.选择欧姆挡量程时，应尽可能使指针指在中央位置附近选择欧姆挡量程时，应尽可能使指针指在中央位置附近(指针处在表盘中央时，读数比较准确指针处在表盘中央时，读数比较准确)。 3.换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行“欧姆调零欧姆调零”，才能进行测量。，才
10、能进行测量。 4.当黑箱内有电源时，不能用欧姆挡测量。当黑箱内有电源时，不能用欧姆挡测量。 六、误差分析六、误差分析 测量值偏大其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而测量值偏大其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加。如果是高值电阻的测引起电表内电池电动势下降，内阻增加。如果是高值电阻的测量值偏小，则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按标量值偏小，则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按标准电池标出，当电池用旧了，电动势和内阻均发生变化，由此准电
11、池标出，当电池用旧了，电动势和内阻均发生变化，由此引起测量误差。引起测量误差。4【例例1】20092009年高考天津理综卷年高考天津理综卷如图如图7-6-4所示为一简单欧姆表原理示所示为一简单欧姆表原理示 意图，其中电流表的满偏电流意图，其中电流表的满偏电流Ig=300 A,内阻内阻Rg=100 ，可变电阻，可变电阻R 的最大阻值为的最大阻值为10 k ，电池的电动势，电池的电动势E=1.5 V,内阻内阻r=0.5 ，图中与接，图中与接 线柱线柱A相连的表笔颜色应是相连的表笔颜色应是_色。按正确使用方法测量电阻色。按正确使用方法测量电阻Rx阻值阻值 时，指针指在刻度盘的正中央，则时，指针指在刻
12、度盘的正中央，则Rx=_k。若该欧姆表使用一段。若该欧姆表使用一段 时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用 方法再测上述方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比较，其测量结果与原结果相比较_(填填“变大变大”、“变变 小小”或或“不变不变”)。热点一热点一 多用电表的原理多用电表的原理 【解析解析】由由I=E/(Rg+R+r+Rx)及及Ig=E/(Rg+R+r)，指，指针指中央，针指中央，I=1/2Ig=150 A,Rx=5 k;因欧姆表的内阻因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大。变大，同样的电阻
13、值，电流变小，读数变大。图图7-6-4红红5变大变大5 1如图如图7-6-5所示是简化的多用电表的电路。转换开关所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接与不同接点连接，就组成不同的电表，已知点连接，就组成不同的电表，已知R3R4，下面是几位同学对，下面是几位同学对这一问题的讨论，请你判断他们中的正确说法是这一问题的讨论，请你判断他们中的正确说法是( )A.S与与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大B.S与与3、4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大C.S与与3、4连接时，多用电表
14、就成了电压表，且前者量程较大连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大D.S与与5连接时，多用电表就成了欧姆表连接时，多用电表就成了欧姆表A D图图7-6-56【例例2】一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100。用。用10挡测量某电阻时，操作步骤正确，挡测量某电阻时，操作步骤正确， 发现表头指针偏转角度很小。为了较准确地进行测量，应换到发现表头指针偏转角度很小。为了较准确地进行测量，应换到_挡。如果换挡后立即用表笔连接待测挡。如果换挡后立即用表笔连接待测 电阻进行读数，那么缺少的步骤是电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，若补上该步骤后测量，表盘的
15、示数如图，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图7-6-6，则，则 该电阻的阻值是该电阻的阻值是_。 【名师支招名师支招】使用多用电表使用多用电表“十二忌十二忌”： (1)忌不调零就使用多用电表。忌不调零就使用多用电表。 (2)忌搞错连接方式。测电压需并联，测电流需串联。忌搞错连接方式。测电压需并联，测电流需串联。 (3)忌搞反直流电流流向。直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。忌搞反直流电流流向。直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。 (4)忌用手接触测试笔的金属杆。特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属忌用手接触测试笔的金属杆。特别在测电阻时，更应注意不要
16、用手接触测试笔的金属杆。杆。 (5)忌用直流电挡位测交流电。忌用直流电挡位测交流电。 (6)忌用多用电表测不是忌用多用电表测不是50Hz的交流电。普通多用电表的交流电挡位是按照的交流电。普通多用电表的交流电挡位是按照50 Hz设计的，设计的，不能准确测量其他频率的交流电。不能准确测量其他频率的交流电。 (7)忌不进行调零，就用多用电表测电阻值。忌不进行调零，就用多用电表测电阻值。 (8)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。 (9)忌把电池装反。忌把电池装反。 (10)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。 (11)忌把电池装在多用电
17、表内长期不用。忌把电池装在多用电表内长期不用。 (12)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡。多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡。热点二热点二 多用电表的使用多用电表的使用 【解析解析】用用10挡测量某电阻表头指针偏转角度很小，挡测量某电阻表头指针偏转角度很小，说明被测电阻偏大，所以应换用较高挡说明被测电阻偏大，所以应换用较高挡100挡，根据欧姆挡，根据欧姆表原理，换挡后必须重新调零，其读数为表原理，换挡后必须重新调零，其读数为22100，即为，即为2.2103或或2.2 k。图图7-6-6100调零调零( (或重新调零或重新调零) )2.2103(或或2.2 k)7 220092009年高
18、考安徽理综卷年高考安徽理综卷用多用电表进行了几次测量，指用多用电表进行了几次测量，指针分别处于针分别处于a、b的位置，如图的位置，如图7-6-7所示。若多用电表的选择所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，开关处于下面表格中所指的挡位，a和和b的相应读数是多少？的相应读数是多少？请填在表格中。请填在表格中。图图7-6-7指针位置指针位置选择开关所处挡位选择开关所处挡位读数读数a直流电流直流电流100 mA mA直流电压直流电压2.5 V Vb电阻电阻100 3200.5723.08【例例3】如图如图7-6-8所示，已知黑箱外有所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值
19、电阻和三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和 一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的 阻值，结果如表所示。请判定黑箱内的结构。阻值，结果如表所示。请判定黑箱内的结构。热点三热点三 用多用表判断黑箱内的元件用多用表判断黑箱内的元件图图7-6-8名师支招：名师支招： 用多用电表探测黑箱内用多用电表探测黑箱内电学元件的基本思路电学元件的基本思路 【解析解析】A、B间电阻与电流方向无关，说明间电阻与电流方向无关，说明A、B间一间一定是定值电阻；定是定值电阻；B、C间电阻与电流方向有关，且阻值比间电阻与
20、电流方向有关，且阻值比A、C间相应阻值小，说明二极管一定直接接在间相应阻值小，说明二极管一定直接接在B、C间且间且C为为正极，如图正极，如图7-6-9所示。所示。图图7-6-9 【答案答案】如图如图7-6-9红表笔红表笔AABCCB黑表笔黑表笔BCCBAA阻值阻值()100150502k2.1k1009 3某同学对黑箱某同学对黑箱(见图见图7-6-10)中一个电学元件的伏安特性进行研究，通过正确测量，他发现该元件中一个电学元件的伏安特性进行研究，通过正确测量，他发现该元件两端的电压两端的电压Uab(Uaba-b)与流过它的电流与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律：当之间的变化关系有如下规律
21、：当-15 VUab0时，时，I近似为零，当近似为零，当Uab0时，时，Uab和和I的实验数据见下表的实验数据见下表:(1)在图在图7-6-11中画出中画出Uab0时，该元件的伏安特性曲线。时，该元件的伏安特性曲线。(可用铅笔作图可用铅笔作图)(2)根据上述实验事实，该元件具有的特性是根据上述实验事实，该元件具有的特性是_；(3)若将此黑箱接入图若将此黑箱接入图7-6-12(1)电路中，并在该电路的电路中，并在该电路的c、d两输入端如图两输入端如图7-6-12(2)所示的方波电所示的方波电 压信号压信号Ucd，请在图，请在图7-6-12(2)乙中定性画出负载电阻乙中定性画出负载电阻RL上的电压信号上的电压信号Uef的波形。的波形。图图7-6-10图图7-6-11图图7-6-12编号编号1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250745I/mA0.000.150.250.601.704.257.50单向导电性单向导电性10
