1、【 精品教育资源文库 】 第 6 讲 实验：练习使用多用电表 微知识 1 实验目的 1练习用多用电表测电阻。 2用多用电表探索黑箱内的电学元件。 微知识 2 实验器材 多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。 微知识 3 实验原理 多用电表由 表头 、选择开关和测量线路三部分组成 (如图所示 )，表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百 A ，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节 R 使指针满 偏时有： Ig Er rg R ER中 当表笔间
2、接入待测电阻 Rx时，有 Ix ER中 Rx 联立 式解得 IxIg R中Rx R中 由 式知当 Rx R 中 时， Ix 12Ig，指针指在表盘刻度中心，故称 R 中 为欧姆表的中值电阻，【 精品教育资源文库 】 由 式或 式可知每一个 Rx都有一个对应的电流值 I，如果在刻度盘上直接标出与 I 对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读 出它的阻值。 由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是 均匀 的，其对应的电阻刻度是 不均匀 的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。 微知识 4 多用电表的使用方法 1使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在
3、，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。 2根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。如测量 20 mA 左右的直流电流，应将选择开关对准左边 100 mA 量程处；在刻度盘上，如果看最下一行刻度，即满偏刻度为 10 的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘 10，得测量结果。如图。 微知识 5 实验步骤 1练习使用多用电表 准备： (1)观察多用电表的外形，认清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左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。 (3)将
4、红、黑表笔分别插入 “ ”“ ” 插孔。 测电压和电流： (1)将选择开关置于直流电压 2.5 V 挡，测 1.5 V 干电池的电压。 (2)将选择开关置于交流电压 250 V 挡，测 220 V 的交流电压。 (3)将选择开关置于直流电流 10 mA 挡，测量 1.5 V 干电池与 200 电阻串联回路的电流。 测电阻： (1)将选择开关置于欧姆表的 “1” 挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。 (2)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【 精品教育资源文库 】 与标准值比较，然后断开表笔。 (3)将选择开关置于欧姆表的 “1
5、00” 挡，重新调整欧姆零点，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。 (4)选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。 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。 2用多用电表探测黑箱内的电学元件 (1)黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。 (2)二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极。将二极管和小灯泡按如图甲所示的电路连接起来，即给二极管加上正向电压，可以看到，小灯泡正常发光
6、；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光 (如图乙所示 )。这说明二极管具有单向导电性 。当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。 微知识 6 注意事项 1由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的 “ ” 插孔 (红表笔 )流入，从 “ ” 插孔 (黑表笔 )流出。使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势。 2要区分开 “ 机械零点 ” 与 “ 欧姆零点 ” 。 “ 机械
7、零点 ” 使指针在表盘刻度左侧 “0”位置，调整的是表盘下边中间的定 位螺丝； “ 欧姆零点 ” 使指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0” 位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。 3合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。 4每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。 5由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两个有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率。 6测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结【 精品教育资源文库 】 果，甚至可能会损坏电表。 7多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至 “OFF” 挡或交流电压最高挡。若长期不用电表时还应把电池取出。 8用多用电
8、表测黑箱时， 一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。 微知识 7 误差分析 1欧姆表刻度不均匀造成误差。 2多用电表内电池用旧了电动势下降带来误差。 一、思维辨析 (判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 ) 1使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零。 () 2表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的。 () 二、对点微练 1 (欧姆表的原理 )如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流 Ig 300 A ，内阻 Rg 100 ，可变电阻 R 的最大阻值为 10 k ， 电池的电动势 E 1.5 V，内阻 r 0.5 ，图中与接线柱
9、A 相连的表笔颜色应是 _色，按正确使用方法测量电阻 Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则 Rx为 _k 。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，按正确使用方法再测上述 Rx，其测量结果与原结果相比将 _(填 “ 变大 ”“ 变小 ” 或 “ 不变 ”) 。 解析 本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向 “ ” 进 “ ” 出，即回路中电流从 标有 “ ” 标志的红表笔进去，所以与 A 相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接 (即 Rx 0)时，电流表应调至满偏电流 Ig，设此时欧姆表的内阻为 R
10、内 ，此时有关系 Ig ER内得 R 内 EIg 5 k ；当指针【 精品教育资源文库 】 指在刻度盘的正中央时 I Ig2，有 Ig2 ER内 Rx，代入数据可得 Rx R 内 5 k ；当电源电动势变小、内阻变大时，由于电流表满偏电流 Ig不变，由公式 Ig ER内得，欧姆表内阻 R 内 应调小，待测电 阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由 I ER内 Rx IgR内R内 Rx Ig1 RxR内，可知当R 内 变小时， I 变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大。 答案 红 5 变大 2 (多用电表的使用 )用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件S
11、、 T。请根据下列步骤完成电阻测量： (1)旋动部件 _，使指针对准电流的 “0” 刻线。 (2)将 K 旋转到电阻挡 “100” 的位置。 (3)将插入 “ ”“ ” 插孔的表笔短接，旋动部件 _，使指针对准电阻的_(填 “0 刻线 ” 或 “ 刻线 ”) 。 (4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 _的顺序进行操作，再完成读数测量。(填选项字母 ) A将 K 旋转到电阻挡 “1 k” 的位置 B将 K 旋转到电阻挡 “10” 的位置 C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D将两表笔短接，旋动合适部件
12、，对电表进行校准 解析 本题考查多用电表的使用及操作要点 ，考查考生对多用电表使用的熟练程度。 答案 (1)S (3)T 0 刻线 (4)ADC 【 精品教育资源文库 】 见学生用书 P140 微考点 多用电表的原理和使用 核 |心 |微 |讲 1欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘 (1)左 右 0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合。 (2)刻度不均匀：左密右疏。 (3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。 在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记 “ 小倍率小角度偏，大倍率大角度偏 ”( 因为欧姆挡的刻度盘上
13、越 靠左读数越大，且测量前指针指在左侧 “” 处 )。 2读数技巧 (1)欧姆表的读数 为了减小读数误差，指针应指在表盘 13到 23的部分，即中央刻度附近。 除非指针所在刻度盘处每个小格表示 1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。 电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。 (2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是 1、 0.1、0.01 时要估读到下一位，精确度是 2、 0.2、 5、 0.5 时，不用估读到下一位。 典 |例 |微 |探 【例】 (2017 全国卷 )图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E是电池； R1、 R2、 R3、 R4和 R5是固定电阻， R6是可变电阻；表头 的满偏电流为 250 A ，内阻为 480 。虚线方框内为换挡开关， A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位， 5 个挡位为：直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆 100 挡。 【 精品教育资源文库 】 (1)图甲中的 A 端与 _(填 “ 红 ” 或 “ 黑 ”) 色表笔相连接。 (2)关于 R6的使用，下列说法正确的是 _。 (填选项字母 ) A在使用多用电表之 前，调整 R6使电表指针指在表盘左端电流 “0” 位置 B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表
