1、第7节实验：练习使用多用电表对应学生用书p162一、实验目的1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法2会使用多用电表测电压、电流及电阻3会用多用电表探索黑箱中的电学元件二、多用电表(一)表盘多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程表盘如图所示：上半部分为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目的标识、挡位和量程另外，还有欧姆调零旋钮、机械调零旋钮(即指针定位螺丝)和表笔的插孔由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就
2、是交、直流电流和直流电压共用的标度(二)欧姆表1原理：依_闭合电路的欧姆定律_制成，用来粗略测量_电阻_2电路图：特别提醒：黑表笔插“”插孔，连接表内电源的“”极3刻度的原理：红、黑表笔_短接_，_调节R_，使满偏，此时接在两表笔间的电阻为0，在满偏电流Ig刻度处刻上电阻值“0”，如图甲(Ig_)红、黑表笔_断开_，中无电流，此时接在两表笔间的电阻为，在电流刻度“0”处，刻上电阻值“”，如图乙在红、黑表笔间接入电阻Rx，指示电流Ix(Ix_)，在电流刻度“Ix”处，刻上电阻值“Rx”，如图丙设欧姆表总内阻为rg，rgRgRr，若在两表笔间接入一个电阻Rrg，则指针指在刻度盘的正中央处，所以在电
3、流刻度处刻上电阻值R，这个R叫_中值电阻_，它_等于_欧姆表总内阻由于Ix与Rx不成正比，所以欧姆表的刻度_不均匀_，低阻区刻度_稀_高阻区刻度_密_使用欧姆表时，为使读数比较准确，应恰当选择挡位，使指针指在_中央刻线的附近_4使用步骤及注意事项先看指针是否指在表盘左侧电流的_零刻度线_(电阻)，若有偏差，要进行机械调零即用螺丝刀调节定位螺丝(即机械调零旋钮)选挡位(依估计的电阻大小选择1、10、100、1 k几个挡位中的一个)欧姆调零两表笔_短接_，调节_欧姆调零旋钮_，使指针指在表盘右侧满偏电流Ig的刻度线(电阻的零刻度线)处两表笔与被测电阻接触，依指针偏转情况，确定要不要换挡(偏转角度过
4、小时，要换用_大倍率_的挡位；偏转角度过大时，要换用_小倍率_的挡位)，换挡后，要重新进行欧姆调零读数，示数只要读取两位有效数字，被测电阻值等于示数乘以_挡位倍率_注意事项：测电阻时，要把被测电阻与别的元件_断开_，手不要接触表笔的_金属部分_使用完毕，要把_选择开关_调至“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用时，要取出表内的电池(三)多用电表的内部结构多用电表是由一个小量程的电流表和若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用如图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入插孔，红表笔插入插孔，并通过转换开关接入与待测量相应
5、的测量端三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管和定值电阻(大、中、小)三个四、实验步骤1观察多用电表的外形，认识选择开关所对的测量项目及量程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，则可用小螺丝刀进行机械调零3将红、黑表笔分别插入“”“”插孔4如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡测小灯泡两端的电压5如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流6利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将选择开关扳到合适的倍率挡，先进行欧姆调零，然后测量，读出指针指示数，再乘以倍率；若换挡，要重新进行欧姆调零7研究二极管的单
6、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8探索黑箱内的电学元件判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡黑表笔接“”极时示数较小，黑表笔接“”极时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0 ”后逐渐增大到“”，且指针偏转越来越慢自感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数9实验完毕拔出红黑表笔，选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡五、注意事项1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合(2)刻度不均匀：左密右疏(3)欧姆挡
7、是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率电流、电压挡是量程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越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)(4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率为了减小读数误差，指针应指表盘中央刻度附近2多用电表使用的“八大注意”(1)使用前要机械调零(2)在使用时两表笔中的电流总是“红入”“黑出”(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流(4)电压、电流挡为量程，电阻挡为倍率(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5
8、V专用(6)测电阻时待测电阻与电路、电源一定要断开两手一定不要同时接触两笔金属杆指针指中值附近较准，否则要换挡每换一挡必须重新欧姆调零读出示数要乘以倍率(7)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡(8)使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池对应学生用书p163例1某同学为了将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表(1)先用如图(a)所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 k时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 k时，电压表指针指在如图(b)所示位置，则电压表的读数为_ V由
9、以上数据可得电压表的内阻RV_ k.(2)将图(a)的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图(c)所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V”处，此处刻度应标阻值为_(填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻刻度为_ k.(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将_A偏大 B偏小C不变 D无法确定解析
10、(1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V，示数为1.50 V；电源内阻不计，由图(a)所示电路图可知，电源电动势EUIRUR，由题意可知E33 000，E1.512 000，解得RV6 000 6 k，E4.5 V.(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为，当指针指向3 V时，电路中的电流为Ig A0.000 5 A，此时滑动变阻器的阻值R 3 k，当电压表示数为1 V时，有1，解得Rx1 k.(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有Ig，测量电阻时电压表示数为U，欧姆表用一段时间调零时有Ig，测量电阻时U，比较可知rRrR，所以若电流
11、相同则RxRx，即测量结果不变，故选C.答案 (1)1.506(2)1(3)C【变式1】某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻，S为开关回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_(填“电流”“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_(填“红”或“黑”)色(4)定值电阻的阻值R1_，R2_.(结果取3位有效数字)解析 (1)电路连接如图所示(2)S断开时，表头与分压电阻R2串联，多用表用于测电
12、压；S闭合时，表头与R2串联后再与分流电阻R1并联，多用表用于测电流(3)电流总是从黑表笔流出，再从红表笔流入，故表笔A是黑表笔(4)S断开时，测电压，故R2rg880 .S闭合时，测电流，故R11.00 .答案 (1)见解析(2)电流电压(3)黑(4)1.00880例2如图所示为一多用电表，S为选择开关，Q为欧姆调零旋钮现在要用它测两个电阻的阻值(图中未画电阻)已知阻值分别为R160 ，R247 k，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并将它们按合理的顺序填写在后面的横线上A旋转S使其尖端对准电阻挡1 kB旋转S使其尖端
13、对准电阻挡100C旋转S使其尖端对准电阻挡10D旋转S使其尖端对准电阻挡1E旋转S使其尖端对准OFFF将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后立即断开G将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后立即断开H两表笔短接，调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0，随后立即断开所选择操作及顺序为(用字母代号填写)：_(操作步骤可以重复选用)解析 多用电表测量电阻时，倍率的选择以指针指在中央刻度线附近为依据，由表盘中值示数约15 可知，测R160 的电阻时，从图上看选择“10”挡比选择“1”挡更靠近中值电阻刻度线，测R247 k时，应选择“1 k”挡并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行
14、欧姆调零，然后再进行测量，所以题目中所给操作H需重复选用，在测量过程中对R1和R2测量的先后没有什么限制，但测量完毕后，选择开关必须旋离电阻挡，拨至交流电压最高挡或“OFF”处，所以合理的操作及顺序为AHGCHFE或CHFAHGE.答案 AHGCHFE或CHFAHGE,1.欧姆表的使用步骤2选挡原则：欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小，都有较大误差，通常视表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围)【变式2】如图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，测量步骤如下：(1)调节_，使电表指针停在_(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线(2)将选择开关旋转到“”挡的_(填“1
15、”“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_(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”位置答案 (1)指针定位螺丝电流(2)1(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19例3如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：(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
16、“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约为14，倍率为“100”，读数为1.4103 .测阻值约为2.0104 的电阻时，为使读数更准确，要让指针指在表盘中央附近，故应选用“1 k”挡位(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(
17、此时为估读)，指针对应的读数为31.3 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(此时为估读)，指针对应的读数为157 mA.(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 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(此时应为估读)，指针对应的读数为6.3 V.答案 (1)1.41031 k(2)31.3157(3)6.3,多用电表的读数技巧：(1)测电阻时(欧姆挡)读数：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被测电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积
18、(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、0.02、5、0.5等时，不用估读到下一位)【变式3】多用电表表头的示意图如图所示在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(2)若选择开关的位置如b箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(3)若选择开关的位置如c箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(4)若选择开关的位置如c箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_，_，_(5)全部测量结束后，应把选择开关拨到_或者_(6)
19、无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_色表笔经_插孔流入电表答案 (1)直流电压1.20 V(2)直流电流48 mA(3)电阻1.6 k(4)改用“1 k”倍率重新欧姆调零测量、读数(5)OFF挡交流电压最高挡(6)红正例4在黑箱内有一由四个阻值均为1 的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1 ，2、3接线柱之间的电阻为1.5 ，1、3接线柱之间的电阻为2.5 .(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、 2接线柱之间的电阻为_.解析 (1)根据已知1、2间电阻为1 ，2、3间电
20、阻为1.5 ，1、3间电阻为2.5 ，可画出电阻的连接方式如下：(2)若将1、3用导线连接起来，则等效电路图为：故R12 0.6 .答案 (1)见解析(2)0.6,用多用电表探测黑箱内的电学元件，不妨按照下列顺序来判断：先用电压挡测量黑箱各接线柱之间有无电压，从而判断出黑箱中有没有电源，并找出电源来再用多用电表的欧姆挡正反测量各接线柱之间的电阻如果有电阻且正接、反接其阻值不变，则所测二柱间为电阻，如果有电阻且正接、反接阻值差别很大，便可判断出此二柱间接的应该是二极管然后再用欧姆挡扩大电阻的测量范围，即将2个元件一起测，进一步确定和检验黑箱内的基本电学元件的类型本题中的黑箱限定只有三个接线柱，4
21、个相同的电阻，较为简单)【变式4】如图1所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图2中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图2所示.两表笔接的接点多用电表的示数a，b_ a，c10.0 b，c15.0 请将记录表补充完整，并在图1的黑箱图中画出一种可能的电路解析 (1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 ，由a、b间电阻为5 ，a、c间为10 ，b、c间为15 知，电路为a、b间5 的电阻与a、c间10 电阻串联而成，电路图如图所示答案 (1)A(2)短暂(3)5.0如图所示
