实验十 练习使用多用电表\n考点一 实验目的1．掌握多用电表的原理及使用方法；2．根据不同的实际需要熟悉选择开关的使用．\n考点二 实验原理多用电表是比较常用的一种电学仪表，它可以用来测量交直流电压、电流和电阻，而且可测量的电学量又有多个量程．其结构简单、使用方便，但是准确度稍低，如图1所示．多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用一种的一部分电路，其他部分不起作用．图1\n(1)直流电流挡直流电流挡的几个挡位实际是由同一个表头改装成的几个量程不同的电流表．(2)直流电压挡直流电压挡的几个挡位实际是由同一个表头改装成的几个量程不同的电压表．\n(3)欧姆挡(欧姆表)欧姆表的结构如图2所示，G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表，R是可变电阻，也叫调零电阻，电池的电动势是E，内电阻是r.欧姆表的原理是依据全电路欧姆定律制成．当红黑表笔接触时，相当于被测电阻Rx＝0，调节R使电流达到满偏时满足关系Ig＝E/(R＋Rg＋r)，这一过程叫欧姆表调零，所以电流满刻度处是电阻挡的零点；当红黑表笔不接触时，相当于被测电阻Rx＝∞，此时电流为零，所以电流的零刻度位置是电阻挡的∞；当红黑表笔接触电阻Rx时，通过电流表的电流Ix＝E/(R＋Rg＋r＋Rx)，所以电流的Ix处对应电阻挡的Rx值．\n当指针指在刻度盘的中央位置时，Rx的值叫中值电阻，计算可得Rx＝R＋Rg＋r.因为Ix＝E/(R＋Rg＋r＋Rx)，电流与电阻呈非线性关系，所以欧姆表的刻度不均匀，且零刻度在右边，越往左刻度越密．为了减小误差，测量电阻时尽量使指针指向中值电阻附近(同时注意读数时的估读大小)．\n考点三 实验器材多用电表一块、直流电源一个、开关一个、晶体二极管一个、定值电阻(大、中、小)三个、电阻箱几个、干电池几节、导线若干．\n考点四 实验步骤1．熟悉多用电表的表面结构，并观察多用电表在使用前指针是否指在刻度线左端的“0”位置，否则要进行机械调零(用小螺丝刀轻轻转动位于表盘和选择开关中间的调零螺丝即定位螺丝，使指针指在刻度线左端的“0”位置；2.利用多用电表的直流电压挡测直流电源的电压(注意量程，防止烧坏电表)；\n3．将电源、定值电阻、开关用导线连接，利用多用电表的直流电流挡测电路的电流；4．利用多用电表的欧姆挡测电阻(1)根据被测电阻的大约阻值，选取合适的挡位．把两表笔短接，观察指针是否指欧姆表的“0”刻度，若不指欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；(2)将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；\n(3)读出指针在刻度盘上所指的数值，观察选择开关所对应的电阻挡的倍率，用读数乘以倍率，即得测量结果；(4)测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.\n5．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极．\n考点五 误差分析1．欧姆表的电池用久后电动势要变小、内电阻变大，此时会引起较大的测量误差；2.电流挡和电压挡的表盘刻度均匀，欧姆表的表盘刻度不均匀，读数时的估读容易带来误差；\n考点六 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“＋”孔，黑表笔插“－”孔，注意电流的实际方向；2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆调零即电阻调零，指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮；\n3．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．由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率；\n6．使用多用电表时，手不能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．多用电表使用完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，如果长期不用欧姆表时，把表内电池取出．\n题型一 用多用电表测电阻[例1]一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10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________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________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值是________Ω.\n图3\n[解析]表头指针偏转角度小，说明测量电阻的阻值偏大，应选择大倍率的挡，换挡后必须重新调零，由图刻度读出测量电阻的阻值为2.2×103Ω.[答案]×100调零(或重新调零)2.2×103题后反思：多用电表的欧姆挡与其他挡不一样，偏角越小阻值越大，应调换倍率更大的挡，且换挡后必须重新进行电阻调零．\n(2009·全国卷Ⅱ)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将______表笔接二极管负极，读出电表示数．\n(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．(6)测量完成后，将选择开关拨向________________位置．解析：本题主要考查多用电表的使用，二极管的单向导电性，意在考查考生实验操作能力，分析实验现象的能力．多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要继续欧姆调零，因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；\n多用电表作为欧姆表使用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“＋”插孔)与电池负极相连；黑表笔(插入“－”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以，在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于OFF挡位置．答案：(3)短接(4)红 黑(5)中央(6)OFF\n题型二 用多用电表探索黑箱问题[例2]如图4中所示，一只黑箱外有4个接线柱A，B，C，D，盒内有4个阻值都是6Ω的电阻，分别通过导线接在接线柱上．用多用电表欧姆挡测得各接线柱间的电阻值如下：RAB＝6Ω，RAC＝RAD＝10Ω，RCD＝RBC＝RBD＝4Ω.试画出黑箱内电阻的连接图．图4\n[解析]这是一道解答黑箱问题的试题，由测量数据判断匣内电阻的连接情况．当RAB＝6Ω时，说明A、B之间只有1个6Ω的电阻与A，B两个接线柱连接；当RAC＝RAD＝10Ω，说明在A，C及A，D两组接线柱间除掉上面分析的1个6Ω电阻外，还接有其他电阻．其他电阻的总阻值为10－6＝4Ω，要用6Ω的电阻组合成4Ω总阻值，只有从剩下的3个电阻来连接了，3个电阻串联或3个电阻并联都不行，只有2个电阻串联再与另外1个电阻并联后才\n可得到4Ω的阻值．这种连接又要顾及到RCD＝RBC＝RBD＝4Ω，不能使任何2个接线柱间存在短路现象，故B，D之间，B，C之间，C，D之间都接了1个6Ω的电阻，盒内电路如图4乙所示．[答案]如图4乙所示题后反思：黑箱问题是较难的问题之一，但是只要多接触这类问题，对多用电表测量两个接线柱之间的阻值，进行合理判断，然后综合几次测量的结果，进行全面思考，排除错误或浅层次的判断，即可作出合理、正确的判断．\n黑箱上有三个接线柱A、B、C，如图5所示，已知里面装的元件只有两个(可能的元件是电池、电阻或二极管)，并且两个接线柱间最多只接一个元件，现测量结果如下：图5\n(1)用直流电压挡测量A、B、C三点间均无电压；(2)用欧姆挡测量A、C间正、反接阻值不变；(3)用欧姆挡测量，黑表笔接A点，红表笔接B点，反接阻值较大；(4)用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第②步测得的大；反接阻值最大．画出箱内两个元件的连接图．\n答案：由第一步测量结果可知，黑箱内无电源，由第二步测量结果可知，A、C间接电阻，由第三步测量结果可知，A、B间接有二极管，且A端接正极引线．黑箱内的元件连接图如图6所示．图6\n1．关于多用电表表盘上的刻度线，下列说法正确的是()A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可共用同一刻度线B．电阻刻度线是均匀的，且每一挡的测量范围都是从0～∞C．交流低电压刻度线是不均匀的D．电阻刻度线上的零欧姆刻度线与直流电流刻度的最大刻度线相对应\n答案：ACD\n2．用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法错误的是()A．测量前必须进行欧姆调零，而且每测一次电阻都要重新进行欧姆调零B．为了使测量值比较准确，应该用两只手分别将两支表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好C．待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡\n答案：AB\n3．欧姆调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，下列说法错误的是()A．这个电阻值很小B．这个电阻值很大C．为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新欧姆调零后再进行测量D．为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新欧姆调零后再进行测量答案：AC\n4．(2009·安徽高考)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图7所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．图7\n指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mAmA直流电压2.5VVb电阻×100Ω\n解析：本题主要考查多用电表的读数技能，意在考查考生读数能力和误差意识．在读电压和电流时，要注意估读，而在读电阻挡时不用估读．答案：23.00.57320\n5．(2009·天津高考)图8所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱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＝__________kΩ.图8\n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：本题考查了欧姆表的构造及使用，意在考查考生对实验原理的理解及分析判断能力．欧姆表在使用时电流从红表笔流入，从黑表笔流出；根据满偏电流I0＝可求得欧姆表内阻为R内＝5kΩ，当指针指到刻度盘的正中央时，则：，可解得Rx＝5kΩ；\n当欧姆表使用一段时间后，电源电动势变小、内阻增大，则欧姆表调零后满偏电流不变，由I0＝可知内阻减小，由于R′内<Rx，根据I＝可以判断I<I0，由于欧姆表刻度盘的刻度值未变，故测量值与真实值相比变大．答案：红5变大\n6．某同学对黑箱(见如图9)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Uab(Uab＝Ua－Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律：①当－15V＜Uab＜0V时，I近似为零．②当Uab≥0时，Uab和I的实验数据见下表：图9\n编号1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA0.000.150.250.601.704.257.50\n(1)在图10中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线．(可用铅笔作图)图10\n(2)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11电路中，并在该电路的cd两端输入如图11(甲)所示的方波电压信号Ucd，请在图(乙)中定性画出负载电阻RL上的电压信号Uef的波形．图11\n解析：由题给数据及作出的Uab—I图线可知，Uab＞0.8V时，ab的导电性极好，当－15V＜Uab＜0时，I近似为零，说明该元件具有单向导电性；当cd两端输入图(甲)中方波电压时，第一段Uab＝12V，a、b间加正向电压，故ab的电阻较小，RL上电压有一正向电压；第二段Ucd＝－12V，a、b间加反向电压，其导电性很差，电流近似为零，故RL两端电压为零，如此反复．\n答案：(1)如图12所示(2)单向导电性(3)如图12所示图12\n7．如图13甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点．以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧．图13\n现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻．提供的其他测量器材还有：一只滑动变阻器R(0～30Ω)，两只开关，导线若干．实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行．首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻．现按图乙连接好测量电路．\n操作步骤：(1)将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关________，闭合开关________，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a.(2)将数字多用电表选择开关置于________挡，选择合适的量程，断开开关__________，闭合开关________，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作：将选择开关置于________挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据．\n(3)________即为干电池的电动势．(填“a”、“b”或“c”)(4)干电池的内电阻的表达式r＝________(用a、b、c表示)，将步骤(2)测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻．\n解析：(1)为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数即为电源的电动势E，E＝a.(2)测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数即为变阻器连入电路的阻值R，R＝b；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，U＝c.(3)由(1)知a即为干电池的电动势．\n(4)由闭合电路欧姆定律E＝U＋r即a＝c＋r，得r＝.答案：(1)电压S1S2(2)欧姆S2S1电压(3)a(4)\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全
