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1、實驗11練習使用多用電表-2-一、理論必備(一)電流表與電壓表的改裝1.改裝方案-3-2.校正校正電路如圖所示-4-(二)歐姆表原理1.構造:歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。-5-3.刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零。(1)當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”。(圖甲)(2)當I=0時,Rx,在I=0處標為“”。(圖乙)(3)當I= 時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內阻值,Rx叫中值電阻。-6-(三)多

2、用電表1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。-7-2.外形如圖所示: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,它的四周刻有各種測量項目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。4.原理圖:-8-二、多用電表使用(一)實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。(二)實驗步驟1.機械調零:多用電表的指針若不指零,則可用小螺絲刀

3、進行機械調零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。-9-3.測量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小電珠兩端的電壓。-10-(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小電珠的電流。-11-4.用多用電表測電阻(1)調整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度,插入表筆。(2)選擇開關置于“”擋的1擋,短接紅、黑表筆,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開表筆。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標定值進行比較。(4)選擇開關改置于100擋,重新進行歐姆調零。(5)

4、再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標定值進行比較。(6)測量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.研究二極管的單向導電性,利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻,確定正負極。-12-6.探索黑箱內的電學元件。 -13-(三)注意事項1.紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔。2.區(qū)分“兩個零點”:機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是歐姆擋的調零旋鈕。3.測電阻時:(1)待測電阻與電源一定要斷開。(2)兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿

5、。(3)指針指中值附近較準,否則換擋。(4)每換一擋必須重新歐姆調零。(5)讀出示數(shù)要乘以倍率。4.使用完畢,選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。-14-命題點一命題點二多用電表的原理及使用多用電表的原理及使用例1(2017全國卷)圖(a)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;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250 A,內阻為480 。虛線方框內為換擋開關,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。-15-命題

6、點一命題點二(1)圖(a)中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標號)。 A.在使用多用電表之前,調整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R1+R2= ,R4= 。 (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結果均保留3位有效數(shù)字)-16-

7、命題點一命題點二答案:(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.96 V解析:(1)根據(jù)電流從紅表筆進入多用表,結合歐姆擋知,A與黑表筆相連。(2)在使用多用電表之前,調節(jié)機械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,A選項錯;使用歐姆擋時,將兩表筆短接,調整R0進行歐姆調零,B選項正確;電流擋中電路與R6無關,C選項錯。(3)當B端接“2”時,電流表的量程為1 mA,此時,R1、R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),R1+R2承擔的電流為I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160 ;當B端接“4”時,

8、電壓表量程為1 V,表頭與R4串聯(lián),表頭部分承擔的電壓Ug=IgRg=25010-6480 V=0.12 V,故R4承擔的電壓為0.88 V,-17-命題點一命題點二(4)B端與“1”連接時,電流表最大量程為2.5 mA,表盤上每1小格表示0.05 mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數(shù)為1.48 mA;B端與“3”連接時,多用表為歐姆表,示數(shù)為R=11100 =1 100 ;B端與“5”連接時,多用表為量程5 V的電壓表,每1小格表示0.1 V,則讀數(shù)為2.96 V。-18-命題點一命題點二例2(2017湖北黃石模擬)某學生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內電池的電動勢和電阻“1 k

9、”擋內部電路的總電阻。使用的器材有:多用電表;電壓表:量程5 V,內阻十幾千歐;滑動變阻器:最大阻值5 k;導線若干。回答下列問題:(1)將多用電表擋位調到電阻“1 k”擋后并進行了歐姆調零。(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。 -19-命題點一命題點二(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為 k和 V。 -20-命題點一命題點二(4)調節(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。多用電表電阻擋內部電路可等效為

10、由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內電池的電動勢為 V,電阻“1 k”擋內部電路的總電阻為 k。 答案:(2)1(3)15.03.60(4)9.0 15.0 -21-命題點一命題點二解析:(2)多用電表插孔紅正黑負,電流從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表;電流從電壓表正接線柱流入,由圖示甲所示可知,紅表筆接觸2,黑表筆接1;(3)用電表擋位調到電阻“1 k”,由圖乙所示可知,電阻阻值1 k15.0 =15.0 k;由圖丙所示可知,電壓表分度值為0.1 V,電壓表讀數(shù)為3.60 V;(4)歐姆表的中值電阻等于內電阻,故歐

11、姆表1 k擋位的內電阻為15.0 k;-22-命題點一命題點二1.歐姆表刻度盤與電壓、電流表刻度盤的區(qū)別(1)歐姆表左右0(2)歐姆表刻度不均勻(3)歐姆擋是倍率擋2.電表讀數(shù)技巧(1)歐姆表的讀數(shù)a.為了減小讀數(shù)誤差,指針應指在表盤 的部分,即中央刻度附近。b.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。c.電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。-23-命題點一命題點二(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、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。-24-命題點一命題點二用多用電表

12、檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件用多用電表檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件例3(2017甘肅定西期末)在如圖甲所示的電路中,四節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V0.3 A”。合上開關S后,無論怎樣移動滑片,A、B燈都不亮。-25-命題點一命題點二(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障:選擇開關置于下列量程的擋較為合適(用字母序號表示)。 A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V測得c、d間電壓約為5.8 V,e、f間電壓為0,則故障是。 A.A燈絲斷開B.B燈絲斷開C.d、e間連線斷開 D.B燈短路(2)接著訓練用歐姆表的“1”擋測電阻,歐姆表經(jīng)過“歐姆調零”,測試前

13、,一定要將電路中的開關S;測c、d間和e、f間電阻時,某次測試結果如圖乙所示,讀數(shù)為 ,此時測量的是間電阻,根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為 ,它不等于測量值,原因是。 -26-命題點一命題點二答案:(1)BA(2)斷開6e、f12.7溫度高時金屬絲電阻率大,計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)解析:(1)因為電源的電動勢大約為6 V,要使電壓擋選擇的量程安全以及準確,則選擇開關選擇10 V的量程,故B正確;測得c、d間電壓約為5.8 V,接近電源電動勢,e、f間電壓為0,可知燈泡A斷路,故A正確。(2)用歐姆表測量電阻時,開關應斷開,使得待測電阻與電源不相連。歐姆表

14、的讀數(shù)為61 =6 ,因為c、d間斷路,知測。它不等于測量值,原因是溫度高時金屬絲電阻率大,計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻(或測量出的電阻是常溫下的電阻)。-27-命題點一命題點二思維點撥(1)選擇的量程要安全,以及要使指針指在中間附近。結合電源的電動勢選擇合適的量程。根據(jù)測得的電壓判斷故障的原因。(2)歐姆表測量電阻時,開關S需斷開。歐姆表的讀數(shù)等于表盤讀數(shù)乘以倍率。根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻,通過溫度升高,電阻率變大,分析計算出的電阻與測量電阻不等的原因。-28-命題點一命題點二例4如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。-29-命題點一命題點

15、二(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調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黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況。 -30-命題點一命題點二(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“1”擋,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。-31-命題點一命題點二答案:(1)A(2)短暫(3)5.0見解析圖解析:

16、(1)A是機械調零,B是歐姆調零,C是功能選擇開關,故選填A。(2)為防止a、b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時燒壞電表,應采用“點觸”方式。(3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管,由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0 ;因黑箱內只有三個阻值相等的電阻,由表內數(shù)據(jù)b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故可判斷出電路圖如圖所示。-32-命題點一命題點二判斷黑箱內元件的基本思路 -33-命題點一命題點二1.首先用多用電表電壓擋探測黑箱是否有電源。2.如果有電源,則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點間電壓,根

17、據(jù)電壓關系判定黑箱內電源的位置及各接點間電阻關系,從而分析出黑箱內各元件的連接情況。3.如果沒有電源,則直接用多用電表的歐姆擋測量任意兩點間的電阻值,根據(jù)所測量的電阻值,分析任意兩點間各是什么元件及其連接情況。-34-1.(2016上海卷)在“用多用表測電阻、電流和電壓”的實驗中(1)(多選題)用多用表測電流或電阻的過程中()A.在測量電阻時,更換倍率后必須重新進行調零B.在測量電流時,更換量程后必須重新進行調零C.在測量未知電阻時,必須先選擇倍率最大擋進行試測D.在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進行試測(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置。若選擇開關處于“10 V”擋,其讀數(shù)為 V

18、;若選擇開關處于“10”擋,其讀數(shù)200 (選填“大于”“等于”或“小于”)。 -35-答案:(1)AD(2)5.4小于解析:(1)測量電阻時,每次換擋后電表內部結構發(fā)生變化,需重新進行歐姆調零,機械調零只在實驗前進行一次,所以電流表更換量程不需要進行調零,A對,B錯;測量未知電阻時,不必先選最大倍率或最小倍率,但所選的倍率一定使指針偏在中間位置附近,C錯;測量未知電流時,為了保護電表,必須要從最大量程開始測量,D對。(2)由于沒有10 V刻度線,可用50 V刻度線讀數(shù)后除以5,多用電表歐姆擋的刻度線不均勻,從右向左逐漸變窄,讀數(shù)要小于200 。-36-2.(2017云南昆明三中、玉溪一中統(tǒng)考

19、)(1)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖甲所示,電池的電動勢為E、內阻為r,R0為調零電阻,Rg為表頭內阻,電路中電流I與待測電阻的阻值Rx關系圖象如圖乙所示,則該圖象的函數(shù)關系式為(調零電阻R0接入電路的部分阻值用R0表示)。 -37-(2)下列根據(jù)圖乙中I-Rx圖線做出的解釋或判斷中正確的是。 A.用歐姆表測電阻時,指針指示讀數(shù)越大,測量的誤差越小B.歐姆表調零的實質是通過調節(jié)R0,使Rx=0時電路中的電流I=IgC.Rx越小,相同的電阻變化量對應的電流變化量越大,所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D.測量中,當Rx的阻值為圖乙中的R2時,指針位于表盤中央位置的右側-38-解析:(1)對圖甲,由閉合

20、電路歐姆定律,E=I(R0+Rg+r+Rx),該圖象的函數(shù)關系式為I= 。(2)用歐姆表測電阻時,指針指示在刻度盤中間附近,測量的誤差最小,讀數(shù)大或讀數(shù)小,測量的誤差都較大,選項A錯誤。測量中,當Rx的阻值為圖乙中的R2時,電流小于滿偏電流的 ,指針位于表盤中央位置的左側,選項D錯誤。-39-3.某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖甲所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。-40-(1)斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示,讀數(shù)為 V,說明(選填“蓄電池”“保險絲”“開

21、關”或“小燈”)正常。 乙(2)紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合開關后,多用表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。 -41-答案:(1)11.5(11.211.8之間的值均可)蓄電池(2)小燈解析:(1)因用直流50 V擋檢測,故滿偏時電壓為50 V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時,讀數(shù)為11.5(11.211.8之間的值均可)V,說明蓄電池正常。(2)紅表筆接b點,斷開開關,指針不偏轉,閉合開關后多用電表讀數(shù)與原來相同,說明保險絲、開關均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈。-42-4.(2016海南卷)某同學改裝和校準電壓表的電路圖如

22、圖所示,圖中虛線框內是電壓表的改裝電路。(1)已知表頭G滿偏電流為100 A,表頭上標記的內阻值為900 。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構成1 mA的電流表,然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱,電壓表的量程為1 V;若使用a、c兩個接線柱,電壓表的量程為3 V。則根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應選R1= ,R2= ,R3= 。 -43-(2)用量程為3 V,內阻為2 500 的標準電壓表V對改裝表3 V擋的不同刻度進行校準。所用電池的電動勢E為5 V;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為50 和5 k。為方便實驗中調節(jié)電壓,圖中R應選用最大阻值為 的滑動變阻

23、器。 (3)校準時,在閉合開關S前,滑動變阻器的滑動端P應靠近(填“M”或“N”)端。 (4)若由于表頭G上標記的內阻值不準,造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小,則表頭G內阻的真實值(填“大于”或“小于”)900 。 -44-答案:(1)1009102 000(2)50(3)M (4)大于 解析:(1)根據(jù)題意,R1與表頭G構成1 mA的電流表,則IgRg=(I-Ig)R1,得R1=100 ;若使用a、b兩個接線柱,電壓表的量程為1 V,則(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后,電阻小于2 500 ,對于分壓式電路,要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分,同時還要便于調節(jié),故滑動變阻器選擇小電

24、阻,即選擇50 的電阻。(3)在閉合開關S前,滑動變阻器的滑動端P應靠近M端,使并聯(lián)部分分壓為零,起到保護作用。(4)造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小,說明通過表頭G的電流偏小,則實際電阻偏大,故表頭G內阻的真實值大于900 。-45-5.(2017湖南長沙長郡中學高三摸底測試)電流表G1的量程為05 mA,內阻r=290 ,把它改裝成如圖所示的一個多量程多用電表,電流、電壓和電阻的測量都各有兩個量程。當開關S接到1或2位置時為電流擋,其中小量程為010 mA,大量程為0100 mA。-46-(1)關于此多用電表,下列說法不正確的是。 A.開關S接到位置4時是歐姆表B.開關S接到位

25、置6時是電壓擋C.開關S接到位置5時的量程比接到位置6時的量程大D.A表筆為紅表筆,B表筆為黑表筆(2)開關S接位置(選填“1”或“2”)時是電流擋的小量程,圖中電阻R5= ,R6= 。 (3)已知圖中的電源E的電動勢為9 V,當把開關S接到位置4時,短接A、B進行歐姆調零后,此歐姆擋內阻為 k,現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值,指針偏轉到電流表G1滿刻度的 處,則該電阻的阻值為 k。-47-答案:(1)C(2)229261(3)0.93.6解析:(1)當轉換開關S旋到位置4時,表頭與電表中的電源相連接,是電阻擋,故A正確;當轉換開關S旋到位置6時,表頭與電阻串聯(lián),電阻起分壓作用,是電壓擋,故B正確;當轉換開頭S旋到5串聯(lián)的電阻小于旋轉到6串聯(lián)的電阻,可知旋轉到6,串聯(lián)的電阻大,分壓作用大,電壓表量程大,故C錯誤;根據(jù)電流“紅進黑出”可知,B表筆為黑表筆,A表筆為紅表筆,故D正確。(2)接2時并聯(lián)電阻大,分流小其量程小,接1時:Ig(Rg+R6)=(I1-Ig)R5接2時:IgRg=(I2-Ig)(R5+R6)由以上兩式可得:R5=29 ,R6=261 。-48-