1、(四)练习使用多用电表 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、实验原理1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外形见图：上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试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，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度2欧姆表测电阻的原理是闭
2、合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示R 为调零电阻，红黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏根据闭合电路欧姆定律有 IgERgRr，当红黑表笔之间接有未知电阻 Rx 时，有 IERgRrRx，故每一个未知电阻都对应一个电流值 I.我们在刻度盘上直接算出 I 对应的 Rx 的值，所测电阻 Rx 即可从表盘上直接读出由于 I 与 R 的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处当 RxRgRr 时，IIg2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻3内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其
3、他部分不起作用将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、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(1)所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压5如图(2)所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流6利用多用电表的欧姆挡测
4、三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差；7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正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0”后逐渐增大到“”，且越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数五、数据处理1测电阻时，电阻值等于表针的示数与倍率的乘积2若表针指在两个相邻刻度的中央，如果测电流或电压时，估读数是最小分度的12；若测电阻时，估读数要小于最小分度的12.六、误差分析1测电阻时，刻度
5、线不均匀造成读数误差2电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大3测电阻读数时，忘记乘以相应倍率七、注意事项1使用多用电表“十三忌”(1)忌不调零就使用多用电表(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出(4)忌用手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(5)忌用直流电挡位测交流电(6)忌用多用电表测不是 50 Hz 的交流电，普通多用电表的交流电挡位是按照 50 Hz 设计的，不能准确测量其他频率的交流电(7)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值(8)忌只看读数不乘倍率(9)改换欧
6、姆挡量程后，忌不重新调零(10)忌把电池装反(11)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量(12)忌把电池装在多用电表内长期不用(13)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡2用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量3用多用电表测电流和电压时，要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率八、实验改进多用电表的欧姆挡不只是可测电阻值，在实际应用中还可判断某一元件是电阻、电容器还是电感器若某一元件用欧姆表测量时，指针指在某一刻度不动，则该元件为电阻若某一元件用欧姆表测量时，指针先偏转，然后又缓慢回到“”刻度处，则可判断该元件为电容器若某一元件用欧姆表测量时，指
7、针先由“”逐渐减小到某一较小的固定数值，则可判断该元件为电感器(2012年沈阳模拟)某同学利用多用电表做了以下实验：(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下把选择开关扳到“100”的欧姆挡上；把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；换用“10”的欧姆挡，随即记下欧姆数值；把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕类型一多用电表的使用和读数这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的？(三个
8、错误)错误一：_；错误二：_；错误三：_.(2)如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_欧；测直流电流时，用的是 100 mA 的量程，指针所示电流值为_毫安；测直流电压时，用的是 50 V 量程，则指针所示的电压值为_伏【解析】(1)错误一：在用“100”挡位测量时，指针偏转较小，说明所测电阻阻值较大，为了减小读数误差，应使指针向右摆动，所以应该换用“1 k”的欧姆挡位；错误二：换挡后，还要重新进行欧姆调零；错误三：使用多用电表结束后，还要将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡(2)若用“100”挡测电阻时，指针读数为：17100 1 7
9、00 若用量程 100 mA 测直流电流时，读数为：4.710 mA47 mA若用量程 50 V 测直流电压时，读数为 23.5 V【答案】(1)错误一：换用“10”的欧姆挡，应该使用“1 k”的欧姆挡错误二：换挡后没有进行欧姆调零错误三：使用完后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡(2)1 700 47 23.5(2010 年山东理综)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示，闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为 E)：类型二多用电表检测电路故障问题(1)若电流表示数为零、电压表示数为 E，则发生故障的是_(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“
10、电键”)(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障先将选择开关旋至_挡(填“欧姆100”“直流电压 10 V”或“直流电流 2.5 mA”)，再将_(填“红”或“黑”)表笔固定在 a 接线柱，把另一支表笔依次接 b、c、d 接线柱(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_.【解析】(1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的一定是待测金属丝(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路，因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测，没有电压表的情况下，
11、则利用多用电表的10 V直流电压挡来检查故障多用电表的红表笔应和电源的正极相连(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是0、E、E.【答案】(1)待测金属丝(2)直流电压10 V 红(3)0 E E多用电表是确定电学元件、检修电学故障的重要仪器，在电子技术中有很广泛的应用如图所示，一个盒子外部有四个接线柱 A、B、C、D.盒内有三个电学元件和若干导线组成的电路利用多用电表欧姆挡测试，结果如下：(1)A、B 间的电阻是 B、D 间电阻的两倍，即 RAB2RBD；(2)两表笔分别接触 A、C 和 C、D 时，指针均先偏转，然后又缓慢回到“”刻度试画出盒内的电路解析：一般来说，电学元件有电池
12、、电阻、电容器和二极管有无电池应由电压表首先探测确定无电池后再由欧姆表探测箱内是电阻还是电容器或二极管若是电阻，则用欧姆表两次测得数据应相等(先测一次，将红、黑表笔交换后再测一次)若是二极管，则一次结果很小，另一次结果必很大若是电容器，则用欧姆表探测时，会出现：指针先偏转，然后又缓慢回到“”刻度根据测试结果可知盒内有一个电容器，另外两个则是电阻由于 RAB2RBD，因此两电阻串联于 A、B 间，B、D 间仅有一个电阻其电路图如图所示：答案：如解析图所示累积法在物理实验中的应用一、累积法解读1累积法把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将小量变大量，不仅可以便于测量，而且还可以提
13、高测量的准确程度，减小误差这种方法称为累积法2主要累积方法(1)时间累积法：对时间累积后进行测量求平均值的方法(2)空间累积法：对空间进行累积后求平均值的方法二、累积法的应用1在“用滴水法测重力加速度”的实验中，如图所示调节并测量水龙头到盘子的高度差 h；让前一滴水滴到盘子听到声音时，后一滴恰离开水龙头；再测出 n 次水击盘声的总时间 tn，则下落 h 高度用时 t0 tnn1.2在“测定金属电阻率”的实验中，若没有螺旋测微器，可把金属丝绕在铅笔上若干圈，由金属线圈的总长度除以圈数来测量金属丝的直径 检测一个标称值为 5 的滑动变阻器可供使用的器材如下：A待测滑动变阻器 Rx，全电阻约 5(电
14、阻丝绕制紧密，匝数清晰可数)B电流表 A1，量程 0.6 A，内阻约 0.6 C电流表 A2，量程 3 A，内阻约 0.12 D电压表 V1，量程 15 V，内阻约 15 kE电压表 V2，量程 3 V，内阻约 3 kF滑动变阻器 R，全电阻约 20 G直流电源 E，电动势 3 V，内阻不计H游标卡尺I毫米刻度尺J开关 S，导线若干(1)用伏安法测定 Rx 的全电阻值，所选电流表为_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”)(2)在下面虚线框中画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的
15、直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式【解析】(1)所用电源电动势 E3 V，故电压表选 V2，通过变阻器电流约为 IER35 A0.6 A，故电流表选 A1 即可(2)用伏安法测定 Rx 电阻时可用分压法，也可用限流法电路原理图和对应的实物连接图如下：方案一：分压接法方案二：限流接法(3)方案一：需要的器材：游标卡尺，毫米刻度尺主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数 n用毫米刻度尺(也可以用游标卡尺)测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为 dLn用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D，可得电阻丝总长度ln(DLn)；也
16、可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径 D，得电阻丝总长度 ln(DLn)重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值方案二：需要的器材：游标卡尺主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数 n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D1 和瓷管部分的外径D2，可得电阻丝的直径为 dD1D22电阻丝总长度 ln2(D1D2)重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值【答案】(1)A1 V2(2)、(3)见解析用滴水法可以测定重力加速度的值，方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板 A，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上，如右图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好
17、开始下落，首先量出水龙头口离挡板的高度 h，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2,3”一直数到“n”时，按下秒表按钮停止时，读出秒表的示数为 t.(1)写出用上述测量计算重力加速度 g 的表达式：g_.(2)为了减小误差，改变 h 的数值，测出多组数据，记录在表格中(表中 t是水滴从离开水龙头口到 A 板所用的时间，即水滴在空中运动的时间)，请在下图中所示的坐标纸上作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度 g 的值：g_(要求两位有效数字)次数高度h/cm空中运动时间t/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32【解析】水滴在较小的距离内下落，空气阻力比重力小得多，水滴运动的加速度就是自由落体加速度(1)由题意知，滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以 Ttn1由 h12gT2 得 g2n12ht2(2)在坐标纸上认真描点作图，得到一条延长线过坐标原点的直线，该直线的斜率 ktan ht212g，由此可求得 g9.78 m/s2【答案】(1)2n12ht2(2)图略 9.78 m/s2
