物理實(shí)驗(yàn)11 練習(xí)使用多用電表

實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1111練習(xí)使用多用電表練習(xí)使用多用電表-2-一、理論必備:電流表與電壓表的改裝1.改裝方案-3-2.校正(1)電壓表的校正電路如圖甲所示,電流表的校正電路如圖乙所示。(2)校正的過程是:先將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最左端,然后閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,使改裝后的電壓表(電流表)示數(shù)從零逐漸增大到量程值,每移動(dòng)一次記下改裝的電壓表(電流表)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表(電流表)示數(shù),并計(jì)算滿刻度時(shí)的百分誤差,然后加以校正。-4-二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解多用電表的構(gòu)造和原理。2.使用多用電表測(cè)電阻、電壓及電流。3.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。三、實(shí)驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。四、實(shí)驗(yàn)原理(一)多用電表的工作原理1.外部構(gòu)造(如圖甲所示)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開關(guān)可以使用多用電表測(cè)量電流、電壓、電阻等。-5-(2)表盤的上部為表頭,用來表示電流、電壓和電阻的多種量程。 -6-2.內(nèi)部結(jié)構(gòu):多用電表是由一個(gè)小量程的電流表與若干元件組成的,每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí),只使用其中一部分電路,其他部分不起作用。將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋,多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通;選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋,表內(nèi)的電壓表電路或歐姆表電路就被接通。如圖乙所示,其中1、2為電流測(cè)量端;3、4為電壓測(cè)量端;5為電阻測(cè)量端。測(cè)量時(shí),黑表筆插入“-”插孔,紅表筆插入“+”插孔,并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)量相對(duì)應(yīng)的測(cè)量端。-7-(二)歐姆表原理(多用電表測(cè)電阻原理)1.構(gòu)造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測(cè)電阻Rx。全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx。-8-9-五、實(shí)驗(yàn)步驟1.機(jī)械調(diào)零: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,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。3.測(cè)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(guān)置于直流電壓擋,測(cè)小電珠兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測(cè)量通過小電珠的電流。-10-11-4.用多用電表測(cè)電阻(1)調(diào)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(guān)置于“”擋的1擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)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(biāo)定值進(jìn)行比較。(4)選擇開關(guān)改置于100擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)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(biāo)定值進(jìn)行比較。(6)測(cè)量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.研究二極管的單向?qū)щ娦?利用多用電表的歐姆擋測(cè)二極管兩個(gè)引線間的電阻,確定正負(fù)極。-12-6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。 -13-六、數(shù)據(jù)處理1.測(cè)電阻時(shí),電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。2.測(cè)電壓和電流時(shí),如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等,讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位,若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等,讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。-14-七、誤差分析1.電池用舊后,電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小,內(nèi)電阻會(huì)變大,致使電阻測(cè)量值偏大,要及時(shí)更換新電池。2.歐姆表的表盤刻度不均勻,估讀時(shí)易帶來誤差,要注意其左密右疏的特點(diǎn)。3.由于歐姆表刻度的非線性,表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會(huì)使誤差增大,因此要選用恰當(dāng)擋位,盡可能使指針指向表盤的中值附近。4.測(cè)電流、電壓時(shí),由于電表內(nèi)阻的影響,測(cè)得的電流、電壓值均小于真實(shí)值。5.讀數(shù)時(shí)易形成偶然誤差,要垂直表盤正對(duì)指針讀數(shù)。-15-八、注意事項(xiàng)1.表內(nèi)電源正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實(shí)際方向。2.區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”。機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。3.測(cè)電壓時(shí),多用電表應(yīng)與被測(cè)元件并聯(lián);測(cè)電流時(shí),多用電表應(yīng)與被測(cè)元件串聯(lián)。4.測(cè)電阻時(shí):(1)待測(cè)電阻與電源一定要斷開。(2)兩手一定不要同時(shí)接觸兩表筆金屬桿。(3)指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。(4)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。(5)讀出示數(shù)要乘以倍率。-16-5.使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池。歐姆表的刻度盤是否是均勻的?為什么?提示：是不均勻的。因?yàn)橹羔樀钠D(zhuǎn)角度與電流成正比,歐姆表是由靈敏電流計(jì)改裝而成的,測(cè)量電阻也是轉(zhuǎn)換成測(cè)量電流。根據(jù)閉合電路歐姆定律I= 可知I與Rx是一一對(duì)應(yīng)的,但不是線性關(guān)系,所以刻度是不均勻的。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三電表的改裝電表的改裝例1某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 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(shí)物圖上連線。(2)開關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測(cè)量(選填“電流”“電壓”或“電阻”);開關(guān)S斷開時(shí),多用電表用于測(cè)量(選填“電流”“電壓”或“電阻”)。 (3)表筆A應(yīng)為(選填“紅”或“黑”)色。 -18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(4)定值電阻的阻值R1=,R2=。(結(jié)果取三位有效數(shù)字) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三多用電表的原理及讀數(shù)多用電表的原理及讀數(shù)例2多用電表的刻度盤如圖所示。若選用倍率為“100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí),表針如圖所示,則:(1)所測(cè)電阻的阻值為;如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0104 的電阻,為了使測(cè)量結(jié)果比較精確,應(yīng)選用的歐姆擋是(選填“10”“100”或“1k”)。 -20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)用此多用電表進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測(cè)電流為mA;當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測(cè)電流為mA。 (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí),表針也指于圖示位置,則所測(cè)電壓為V。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3(2017課標(biāo)全國(guó))圖甲為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)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(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)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。-22-(1)圖甲中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A.在使用多用電表之前,調(diào)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(shí),先將兩表筆短接,調(diào)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(shí),調(diào)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(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)-23-24-(4)B端與“1”連接時(shí),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(shí),多用表為歐姆表,示數(shù)為R=11100 =1 100 ;B端與“5”連接時(shí),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。答案 (1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.96 V-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時(shí)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。 (4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 k和4.00 V。從測(cè)量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為k。 -26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為V,電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為 k。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律總結(jié)歐姆表刻度盤特點(diǎn)及多用電表讀數(shù)技巧1.歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤(1)左右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻:左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測(cè)電阻的估計(jì)值時(shí),應(yīng)先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大,且測(cè)量前指針指在左側(cè)“”處)。-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.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(yīng)指在表盤 的部分,即中央刻度附近。b.除非指針?biāo)诳潭缺P處每個(gè)小格表示1 時(shí),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。(2)測(cè)電壓、電流時(shí)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(shí)要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時(shí),不用估讀到下一位。-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三用多用電表檢測(cè)電路故障及探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件用多用電表檢測(cè)電路故障及探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件例4某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖甲所示,該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測(cè)故障。他將黑表筆接在c點(diǎn),用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)。-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)斷開開關(guān),紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用表指示如圖乙所示,讀數(shù)為V,說明(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān)時(shí),表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)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(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)。 答案解析解析關(guān)閉(1)因用直流50 V擋檢測(cè),故滿偏時(shí)電壓為50 V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時(shí),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(diǎn),斷開開關(guān),指針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后多用電表讀數(shù)與原來相同,說明保險(xiǎn)絲、開關(guān)均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈。 答案解析關(guān)閉(1)11.5(11.211.8之間的值均可)蓄電池(2)小燈-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(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(yīng)先調(diào)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(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí),一表筆接a,另一表筆應(yīng)(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關(guān)旋至“1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn),每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等,測(cè)量記錄如下表。-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三兩表筆分別接a、b時(shí),多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納判斷黑箱內(nèi)元件的基本思路 1.首先用多用電表電壓擋探測(cè)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(cè)黑箱外任意兩接點(diǎn)間電壓,根據(jù)電壓關(guān)系判定黑箱內(nèi)電源的位置及各接點(diǎn)間電阻關(guān)系,從而分析出黑箱內(nèi)各元件的連接情況。-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.如果沒有電源,則直接用多用電表的歐姆擋測(cè)量任意兩點(diǎn)間的電阻值,根據(jù)所測(cè)量的電阻值,分析任意兩點(diǎn)間各是什么元件及其連接情況。-36-12341.右圖是一個(gè)多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖。電流表滿偏電流0.5 mA、內(nèi)阻10 ;電池電動(dòng)勢(shì)1.5 V、內(nèi)阻1 ;變阻器R0阻值05 000 。(1)該歐姆表的刻度值是按電池電動(dòng)勢(shì)為1.5 V刻度的,當(dāng)電池的電動(dòng)勢(shì)下降到1.45 V、內(nèi)阻增大到4 時(shí)仍可調(diào)零。調(diào)零后R0阻值將變(選填“大”或“小”);若用該歐姆表測(cè)得某電阻阻值為300 ,則這個(gè)電阻的真實(shí)值是 。 (2)若該歐姆表?yè)Q了一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)阻為10 的電池,調(diào)零后測(cè)量某電阻的阻值,其測(cè)量結(jié)果(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。 -37-38-39-答案 (1)小290(2)準(zhǔn)確-40-12342.用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻,要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量:-41-1234(1)旋動(dòng)部件,使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線。 (2)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”的位置。(3)將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動(dòng)部件,使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的(選填“0刻線”或“刻線”)。 (4)將兩表筆分別與待測(cè)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(cè)量結(jié)果,請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟,并按的順序進(jìn)行操作,再完成讀數(shù)測(cè)量。 A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置C.將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接,旋動(dòng)合適部件,對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn) 答案解析解析關(guān)閉機(jī)械調(diào)零應(yīng)旋動(dòng)S,使指針對(duì)準(zhǔn)I=0。歐姆調(diào)零應(yīng)旋動(dòng)T,使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0刻線”。指針偏轉(zhuǎn)角度小,說明待測(cè)電阻大,所選倍率小,應(yīng)改選更大的倍率,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,所以應(yīng)按ADC順序操作。 答案解析關(guān)閉(1)S(3)T0刻線(4)ADC-42-12343.使用多用電表測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián),兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端。現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì),給定的器材有:待測(cè)多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí),將多用電表調(diào)至1 擋,調(diào)好零點(diǎn);電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空:-43-1234(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為(選填“紅”或“黑”)色。 (2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表示數(shù)如圖乙所示,電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖丙中(a)、(b)所示,則多用電表的讀數(shù)為 ,電流表的讀數(shù)為 mA,電阻箱的讀數(shù)為 。 -44-1234-45-1234(3)歐姆表刻度上中間刻度值為15,計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為V(保留3位有效數(shù)字);(4)若將兩表筆短接,流過多用電表的電流為mA(保留3位有效數(shù)字)。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-46-1234-47-4.在如圖甲所示的電路中,4節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8 V0.3 A”。合上開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)滑片,A、B燈都不亮。 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。選擇開關(guān)置于下列量程的擋較為合適。(用字母序號(hào)表示)A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V測(cè)得c、d間電壓約為5.8 V、e、f間電壓為0,則故障是。 A.A燈燈絲斷開B.B燈燈絲斷開C.d、e間連線斷開D.B燈被短路-48-(2)接著練習(xí)使用歐姆表的“1”擋測(cè)電阻,進(jìn)行歐姆調(diào)零后:測(cè)量前,一定要將電路中的開關(guān)S;測(cè)c、d間和e、f間電阻時(shí),某次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,讀數(shù)為 ,此時(shí)測(cè)量的是間電阻。根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為 。 -49-答案 (1)BA(2)斷開6e、f12.7