1、第八章 恒定电流第六讲 实验十一：练习使用多用电表实验目的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会使用多用电表探索黑箱中的电学元件实验原理1外部构造(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程(3)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，图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度2欧姆表内部构造和原理(1)欧姆表内部电路简化如图(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律红黑表笔短接，进行欧
2、姆调零时，指针满偏，有IgERgRr；当 红 黑 表 笔 之 间 接 有 未 知 电 阻 时，有 I ERgRrRx，故每一个未知电阻都对应一个电流值 I；由于 I 与 R 是非线性关系，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3二极管的单向导电性二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两根引线一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是.当二极管的正极接高电势点，负极接低电势点，即加正向电压时，二极管电阻很小，处于导通状态，相当于一个接通的开关当二极管加反向电压时，二极管的电阻无穷大，
3、相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的单向导电性实验器材多用电表、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)三个实验过程1准备(1)观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程(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2测量(1)按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(2)按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(3)用多用电表测电阻的步骤调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度选择开关置于“”挡的“1”，红、
4、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指向欧姆零点，然后断开表笔，再使指针指向.将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较选择开关改置“100”挡，重新进行欧姆调零再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡(4)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向某一小阻值，后逐渐增大到“”电感线圈欧姆挡示数由
5、“”逐渐减小到某一较小固定示数数据处理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 0、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误差分析1系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池(2)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2偶然误差(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点(2)读数时易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数(3)
6、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，使指针指中值附近注意事项1多用电表使用的“七注意”(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)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、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为交流、直流电压，直流电流共用，下为交流 2.5 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，否则换挡每换一挡必须重新欧姆调零读出示数要乘以倍率(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”
7、挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池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；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮考点 1 多用电表的原理和读数典例 1(2018济南模拟)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“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
8、，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 110估读，指针对应的读数为30.8 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
9、 mA；测量的精确度为 5 mA，应估读到 1 mA此时为15估读，指针对应的读数为 154 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12估读，指针对应的读数为 6.2 V.答案：(1)1.5103 1 k(2)30.8(30.730.9 都正确)154(3)6.2多用电表读数技巧1欧姆表的读数：(1)为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的部分，即中央刻度附近；(2)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；(3)电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积 2
10、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、0.02、5、0.5 时，不用估读到下一位考点 2 多用电表的使用典例 2 某照明电路出现故障，其电路如图所示，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(1)断开开关，红表笔接 a 点时多用表指示如图所示，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，多用表指示仍然和上图相同，可
11、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)由于多用电表的挡位选为直流 50 V，所以读数时选用 050 V 的刻度，故读数应为 11.2 V，两表笔接 a、c 时，测量电池两端的电压，此读数等于蓄电池的电动势，说明蓄电池是正常的(2)若两表笔接 b、c 两点时，电压表读数仍为 11.2 V，说明 a、b 之间是通路，保险丝和开关正常，b、c 之间是断路，小灯发生断路故障 答案：(1)11.2 蓄电池(2)小灯考点 3 实验拓展与创新典例 3(2017天津卷)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表 A1的内阻 r11.0 k，电阻 R19.
12、0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R03.0 的电阻(1)按图示电路进行连接后，发现 aa、bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、b间电压，读数不为零，再测量 a、a间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开(2)排除故障后，该小组顺利完成实验通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2 的多组 I1、I2数据，作出图象如图由 I1-I2图象得到电池的电动势 E_V，内阻 r_.解析：(1)根据 UIR，导线电阻 R 等于零，所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开据此可推断出导线是完整的还是断开的(2)将电流表 A1和 R1串联当成电压表使用，电压测量值 UI1(r1R1)，根据闭合电路欧姆定律有 I1(r1R1)EI2(rR0)，整理得 I1Er1R1rR0r1R1I2，由题图可知，纵轴截距 b0.14103 AEr1R1，所以电动势 E0.14103(11039103)V1.4 V，斜率的绝对值表示rR0r1R1，即|k|0.140.05260rR0r1R1，解得 r0.5.答 案：(1)aa bb (2)1.4(1.36 1.44 均 可)0.5(0.40.6 均可)