1、第6课时用多用电表测量电学中的物理量把握经典实验方案一、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会用多用电表检测二极管、探索黑箱中的电学元件。二、实验原理1多用电表的工作原理：闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联。2认识多用电表：如图所示是一种多用电表的外形图。表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。3二极管的单向导电性(1)晶体二极管：由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。(2)晶体二极管具有单向导电性：当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管
2、加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。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、定值电阻(大、中、小)三个。四、实验步骤1观察多用电表：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2机械调零：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测量小灯泡的电压和电流。(1)按如图甲所示的电路图连好电路，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。(2)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。5测量定值电阻(1)根据被测电阻的估
3、计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，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。(3)读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果。6测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。融通多彩实验方案1鲁科版新教材用多用电表测量电学中的物理量要点解读(1)教材介绍了欧姆表的原理如图所示，在满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流计上串联一个电动势为E、内阻为r的电源和一个可变电阻R1，AB两端接有一个待测电阻R。根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流I，则待
4、测电阻R(R1rRg)。在E、R1rRg不变的情况下，待测电阻R与回路中电流I有着一一对应的关系，由此便可在电流计刻度盘上直接标识电阻R，这就是欧姆表。(2)教材介绍了多用电表的电路原理多用电表的核心是一个直流灵敏电流计G，即表头。表头与电阻、开关等组成不同的测量电路。如图所示，是一种测量直流电流、电压和电阻的多用电表原理示意图。用多用电表测直流电流和电压的原理，实质上就是我们学过的分流和分压原理。在上图中，若将选择开关拨至触点“1”或“2”，可构成不同量程的电流表；若将选择开关拨至触点“3”或“4”，可构成不同量程的电压表；若将选择开关拨至触点“5”，可构成欧姆表。2粤教版新教材用多用电表测
5、量电学中的物理量要点解读(1)教材介绍了两类多用电表多用电表由表头、测量电路、选择开关以及红、黑测量表笔等组成，一般可分为指针式和数字式两大类。如图1所示是一种指针式多用电表。表的上半部分为刻度显示盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。将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；将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。如图2所示是一种数字式多用电表。表的上半部分为读数屏，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。(2)教材介绍了指针式多用电表的原理如图所示为指针式多用电
6、表的电路简图。测量电流时，黑表笔插入公共端，红表笔根据待测电流的大小，通过转换开关接入“1”端或“2”端。多用电表中测量端旁标出的电流是该测量端的最大测量电流，即量程。“1”端和“2”端的量程不同。测量电压时，黑表笔插入公共端，红表笔根据待测电压的大小，通过转换开关接入“3”端或“4”端，它们的量程不同。测量电阻时，黑表笔插入公共端，红表笔通过转换开关接入“5”端。在红、黑表笔间接入待测电阻R后，形成闭合电路，其中电阻R0为可变电阻，称为调零电阻，E为电池电动势。实际上，多用电表的电阻测量端不止一个。它的多个测量端共用一个电阻刻度盘，电阻值按十进倍率扩大。归纳共性实验关键1不变的实验原理都是应
7、用了闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联知识。2必备的实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻3通用的数据处理方法(1)测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。记录电阻读数时一般用科学计数法表示。(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、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。4通用的注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。(3)测电阻时：指针指在中值附近较准，否则换挡；每换一挡必须重新欧姆调零；读出示数
8、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。5通用的误差分析(1)偶然误差：估读时易带来误差；表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。(2)系统误差：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，要及时更换电池；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。考法一多用电表的原理和读数1如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用直流2.5 V挡测量电压，则读数为_V。(2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为_mA。(3)如果是用欧姆“100”挡测量电阻，则读数为_。解析：(1)用多用电表测直流电压、电流
9、时，需根据第二行刻度读数。用直流2.5 V挡时，最小刻度值为 V0.05 V，故所测电压U0.0532.2 V1.61 V。(2)用直流5 mA挡时，最小刻度值为 mA0.1 mA，故所测电流I0.132.2 mA3.22 mA。(3)用多用电表测电阻时，需根据第一行刻度读数。由于选用欧姆“100”挡，故所测电阻R8.0100 800.0 。答案：(1)1.61(2)3.22(3)800.02(1)如图甲所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计。选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是_。AA为黑表笔，B为红表笔B将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表C将选择开关
10、S与1、2连接，就构成了电流表，且与1接点相连时量程较大D将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，且与4接点相连时量程较大(2)某同学选择欧姆挡“1 k”倍率测量电阻RA、RB的阻值时，指针分别处于a、b两位置，其中a位置在表盘正中央(如图乙所示)，指针在b位置时的偏转角度恰好为在a时的一半，则电阻RA_，RB_。解析：(1)在多用电表使用时应让电流从红表笔进、黑表笔出，当将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表，由此可判断A为红表笔，B为黑表笔，故A错误，B正确；将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，可知与1接点相连时量程较大，故C正确；将选择开关S与4、5连接，就构成了
11、电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与5接点相连时量程较大，故D错误。(2)指针指向a位置即表盘正中央时，即指向了欧姆表的中值电阻R中，也就是欧姆表本身的内阻，RAR中15 k；当指针指向b位置时，偏转角度恰好为在a时的一半，即IIg，由Ig，另有Ig，解得RB45 k。答案：(1)BC(2)15 k45 k(1)用不同的挡位所测的量不同，读数方法不同，精确度的要求也不同。(2)多用电表虽然只能粗略地测量电阻值，但可以为精确测量电阻时选择器材、设计电路等提供参考。考法二多用电表的使用3(2021淮安期末)(1)如图所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，
12、现用此电表测量一定值电阻的阻值，测量的某些操作步骤如下：调节指针定位螺丝部件，使电表指针指向电流0刻度处；将选择开关旋转到欧姆挡位置；将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，笔尖相互接触，调节部件_(选填“S”“K”或“T”)，使电表指针指向“0 ”；测量该定值电阻阻值时，多用电表指针示数如图所示，则该电阻的阻值为_。(2)欧姆调零后，用“10”挡测量另一电阻的阻值，发现指针偏转角度很大，则下列做法正确的是_。A为测得更准确些，应当换用“1”挡，重新欧姆调零后进行测量B为测得更准确些，应当换用“100”挡，重新欧姆调零后进行测量(3)关于多用电表的使用，下列说法正确的有_。A图甲是用多用电表直流电压
13、挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确B图乙是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确C图丙中用多用电表欧姆挡测量的是二极管的反向电阻D图丁中用多用电表欧姆挡测量的是二极管的反向电阻解析：(1)测电阻时先进行欧姆调零，即先短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮T，使指针指向欧姆挡零刻度线；欧姆调零后，测量电阻，读出示数，则电阻R1 400 。(2)由题知指针偏转角度过大，即欧姆挡示数太小，要使示数变大，则要减小倍率，重新欧姆调零后，再测量，故选项A正确。(3)图甲是用直流电压挡测电压，要求电流从红表笔流入，显然红、黑表笔接反，A错误；图乙是用直流电流挡测电流，要先断开电路，再将电流表串联进电
14、路，电流从红表笔流进，B选项正确；图丙和图丁是用欧姆挡测二极管的反向电阻，则要求电流从二极管的负极流进，即黑表笔与二极管的负极相连，故选项D正确，选项C错误。答案：(1)T1 400(2)A(3)BD4为确定某电子元件的电气特性，进行如下测量。(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择_(填“10”或“1 k”)倍率的欧姆挡，并_，再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结果为_。(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图乙所示。增加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。
15、本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。解析：(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“10”倍率的欧姆挡，并重新欧姆调零后，再进行测量，测量结果为7.010 70.0 。(2)要测量该元件完整的伏安特性，滑动变阻器必须采用分压接法，如图所示。本实验中使用多用电表测电压，该元件的额定电压为9 V，故多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。答案：(1)10重新欧姆调零70.0(2)见解析图直流电压10 V(1)使用欧姆表测电阻时，欧姆表调零是关键的步骤。(
16、2)使用多用电表，无论是测电阻、电压还是电流，都要让电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 例1(2019全国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 k)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 )，滑动变阻器R2(最大阻值500 )，电阻箱(099 999.9 )，干电池(E1.5 V，r1.5 )，红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为_；滑动变阻器选_(填“R1
17、”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向_k处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为_。三步化“新”为“熟”1本题的目的是欧姆表的改装、校准及电阻箱的读数。2根据欧姆表的原理，其表盘的中值电阻为欧姆表的内阻。3应用欧姆表中电流和电阻的关系进行电表的校准和相关计算。解析(1)实物连线如图所示。
18、欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内rR0RAR15 k，解得R900 。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 ，所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia和Ib，代入数据解得Ra45 k，Rb5 k。(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行欧姆调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在0 k处。电阻箱的阻值为(0.101010010001 000510 0003)35 000.0 。答案(1)见解析图900R1(2)455(3)035 000.0例2在练习使用多用电表的实验中：(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值Rx约为数十千欧的电阻。以下是测量过程中的一些主要
19、实验步骤：A将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔B旋转选择开关至交流电压最大量程处或“OFF”挡，并拔出两表笔C旋转选择开关至欧姆“1 k”挡D将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔以上实验步骤的正确顺序是_(填写步骤前的字母)。实验中，多用电表的指针位置如图甲所示，则此被测电阻的阻值约为_k。(2)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry，采用图乙所示的电路，电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_(选填“红”或“黑”)表笔。闭合开关，多次改变电阻箱阻值R，记录相应
20、的R和多用电表读数I，得到R的关系如图丙所示，则Ry_，电源电压U_V。三步化“新”为“熟”1实验目的：用多用电表测电阻，并根据所得数据求出电源电压。2实验原理：根据欧姆定律I，可以推出RURy，因此可以画出R图像。3数据处理：研究函数式和图像的关系，由图像纵轴截距的绝对值可得到Ry的值，由图像的斜率可得到电源电压的值。解析(1)测阻值约为几十千欧的电阻Rx，应选择欧姆“1 k”挡，然后进行欧姆调零，用欧姆表测待测电阻阻值，读出其示数，最后要把选择开关置于交流电压最大量程处或“OFF”挡，因此合理的实验步骤是C、A、D、B；由题图甲可知，被测电阻阻值为17.01 k17.0 k。(2)电流从红
21、表笔流入多用电表，a点接电源正极，故a点应接多用电表的红表笔。由题图乙可知，电阻为串联关系，则有：I，变形可得：RURy，由题图丙可知，图像中纵轴截距的绝对值为Ry，故Ry200 ；图像的斜率表示U，故U V8 V。答案(1)CADB17.0(2)红2008创新角度归纳实验情境的创新多用电表可以应用到日常生活中，对家用电器、电子元件进行测量或故障检测，被测元件可以是一般电阻，也可以是二极管、黑箱等实验数据的分析换用不同挡位，所测的量不同，读数方法不同，精确度要求也不同。一般情况下，用多用电表测出的值只能作为参考实验原理的拓展多用电表可以和很多电学实验配合使用，先粗略测出电阻值，作为设计电路、选择器材的参考