1、实验用多用电表测量电学中的物理量一、基本原理与操作装置及器材操作要领 (1)机械调零：使用前注意机械调零。(2)电流方向：在使用多用电表时，必须保证电流总是“红入”“黑出”。(3)测电阻的三关键选挡：指针指中值附近较准，否则换挡。欧姆调零：选择挡位后或每换一挡必须重新进行欧姆调零。读数：读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕：选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。二、数据处理1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.
2、2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。误差分析(1)多用电表内的电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。(2)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏的特点。(3)由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中值刻度附近。(4)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。(5)读数时的观测易造成偶然误差，视线要垂直表盘正对指针读数。教材原型实验【例1】 如图1甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 的电阻，测量步骤如
3、下：图1(1)调节_ ，使电表指针停在_ (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(2)将选择开关旋转到“”挡的_ (选填“1”“10”“100”或“1 k”)位置。(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_ ，使电表指针对准_ (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_ 。(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。解析使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻为15 ，测量20 的电阻时，要使用“1”的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19 。答案(1)指针定位螺
4、丝电流(2)1(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19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越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)。实验拓展创新 命题角度1用多用电表检测电路故障【例2】 如图2所示是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：图2(1)用多用电表的直流电压挡进行检查在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_ (选填“a”或“b”)。该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是_ (假设只有下列中的某一项有故障)。测试点电压示数a、b有示数c、b有示数c、d无示数
5、d、f有示数A.灯A断路 B.灯B短路C.c、d段断路 D.d、f段断路(2)用欧姆挡检查测试前，应将开关S_ (选填“断开”或“闭合”)。测试结果如下表所示，由此可以断定故障是_ 。测试点表头指示位置c、d d、ee、f A.灯A断路 B.灯B断路C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路解析(1)测试时红表笔应接电势高的a点。根据测试结果，a、b间有示数，说明b电源a完好；c、b间有示数，说明b电源ac完好；c、d间无示数，说明cefb有断路；d、f间有示数，说明fb电源acd电源完好，故应是d、f段断路，另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。
6、根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。答案(1)aD(2)断开D多用电表检测电路故障的方法(1)电流挡检测：将多用电表串联在电路中，若示数为零，说明与电流表串联的部分电路断路。(2)电压挡检测：将多用电表与部分电路并联，若示数为零，说明该部分电路完好.若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。(3)欧姆挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。命题角度2 用多用电表探测电学“黑箱” 问题【例3】 (2019潍坊模拟)如图3所示，已知黑箱外有A、B、C三只
7、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阻值，结果如下表所示。请判定黑箱内的结构。图3红表笔AABCCB黑表笔BCCBAA阻值/100150502 0002 100100 解析先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接BC和CB时测量结果不同，故在BC间一定有二极管存在；同理可知在AC间也有二极管存在，并且AC间的正向电阻大于BC之间的正向电阻，说明AC间包含电阻；而接AB和BA时电阻不变；故说明AB间只有电阻，BC间接二极管。所以黑箱内的结构为：答案见解析探测电学“黑箱”内的电学元件的判断方法判断元件应用挡位现象电源电压挡两接线
8、柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大1.(2019西城区月考)如图4所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，则：图4(1)所测电阻的阻值为_ ；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_ (选填“10”“100”或“1 k”)。(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA。(3)当选用
9、量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V。解析(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为1.5103 ；测2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡。(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.7 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为153 mA。(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2
10、 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为6.1 V。答案(1)1.51031 k(2)30.7(30.530.9都正确)153(152154都正确)(3)6.12.(2019杭州模拟)在物理课外活动中，李刚老师制作了一个简单的多用电表，图5甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg10 、满偏电流Ig10 mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，为考察大家对多用电表的理解上排刻度线对应数值没有标出。图5(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1
11、时其读数为_ mA；选择开关接3时其读数为_ V。(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，李老师指导小明同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏。将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为_ 。计算得到多用电表内电池的电动势为_ V。(保留2位有效数字)(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为_ 。(保留2位有效数字)解析根据电表量程由图示电表确定其分度值，根据指针位置读出其示数；电阻箱各指针示数与所对应倍率的
12、乘积之和是电阻箱示数；由闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势。(1)选择开关接1时测电流，多用电表为量程是10 mA的电流表，其分度值为0.2 mA，示数为6.9 mA；选择开关接3时测电压，多用电表为量程250 V的电压表，其分度值为5 V，其示数为173 V；(2)由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为1100 510 150 ；由图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5 mA0.005 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 ，电源电动势EIR1.5 V；(3)根据第(1)问可知，调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为6.9 mA，而表内电池的电动势为E1.5 V
13、，表内总电阻为150 ，所以待测电阻的阻值为67 。答案(1)6.9173(2)1501.5(3)673.某照明电路出现故障，其电路如图6所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。图6图7(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图7所示，读数为_V，说明_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图4相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。解析(1)由题图可知，直流50 V
14、挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电池之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。答案(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池 (2)小灯4.在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中：图8(1)某同学用多用电表测量电阻，电路如图8甲所示，若选择开关置于“100”挡，按正确使用方法测量电阻
15、Rx的阻值，指针位于图乙所示位置，则Rx_。(2)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_(选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表，其电路如图丙所示。关于该欧姆表，下列说法正确的是_。A.电阻刻度的零位置在表盘的右端B.表盘上的电阻刻度是均匀的C.测量前，不需要红、黑表笔短接调零D.测量后，应将开关S断开某同学进行如下操作：当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏。当Rx接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，则待测电阻Rx的
16、阻值为_(已知电流表的内阻为Rg，电池的内阻为r，可变电阻接入电路的阻值为R)。解析(1)欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率，即待测电阻的阻值，图示读数为7100 700 。(2)当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig可知，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，欧姆表的示数变大了。(3)由图丙可知，该欧姆表利用并联电路特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值，电阻刻度的零位置在表盘的左端，由闭合电路欧姆定律可知，表盘上的电阻刻度是不均匀的，测量前，不需要红、黑表笔短接调零，
17、测量后，应将开关S断开，故选项A、B错误，C、D正确。当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开，调节可变电阻使电流表满偏，由闭合电路欧姆定律得Ig，当Rx接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，由闭合电路欧姆定律得Ig，联立解得Rx。答案(1)700(2)变大(3)CD5.在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中：(1)在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔_；(填“高”或“低”)(2)某同学把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，发现无法调零，则他应_。A.用力转动欧姆调零旋钮 B.先用螺丝刀转动指针定位螺丝机械调零C.更换多用电表的电池D.作报废处理，换新的
18、多用电表(3)在多用电表进行测量时，指针的位置如图9所示，若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的挡位，请写出对应指针读数。图9所选择的挡位指针读数直流电压10 V电阻“10”挡 (4)小徐同学要进行二极管正反向电阻测量实验，他可选用以下器件中的_。(填字母)解析(1)欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接，在测量小灯泡的电阻时，红表笔接触点的电势比黑表笔低。(2)把选择开关打到“1”挡，转动欧姆调零旋钮，无法调零，可能是多用电表没有进行机械调零造成的，他可以用螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零，然后再进行欧姆调零，故选B。(3)多用电表选择直流电压10 V挡，由图示可知，其分度值为0.2 V，示数为3.6 V；选择开关置于电阻“10”挡，由图示表盘可知，其示数为2610 260 。(4)由图示可知，A是电容器，C是电阻，B、D是二极管，因此可以选择B、D进行实验。答案(1)低(2)B(3)3.6 V260 (4)BD