1、5实验:练习使用多用电表实验目标:1通过观察了解多用电表的结构和测量功能,会根据测量需要选择正确挡位。2通过实验操作学会使用多用电表测量电压、电流和电阻,养成良好的使用多用电表的习惯。3会用多用电表测量二极管的正反电阻,并会据此判断二极管的正负极。一、实验原理与方法1认识多用电表下图为一种多用电表的外形图。2使用多用电表(1)机械调零:用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝,使指针处于左端零刻度位置。(2)选好正确挡位及量程:测量前一定要明确测量的物理量,然后转动选择开关,确定挡位并选择一个合适的量程。(3)正确接入测量电路:正确选好挡位和量程后,将红、黑表笔接入电路。测量电压时要与电路并联
2、。测量电流时要与电路串联。测量电阻时,应将电阻与其他电路断开,测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡,选择合适的倍率挡,将两表笔短接,进行欧姆调零,若需要换挡时,必须重新进行欧姆调零。测量完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡,并拔出表笔,若长期不用,还应将电池取出。3数字式多用电表如图是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便。数字式多用电表二、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。三、实验步骤1测量直流电压(1)将功能选择开关旋转到直流电压挡。(2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以
3、估计待测电压值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋转到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量。(3)测量时,用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联,注意使电流从“”插孔流入多用电表,从“”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示。(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数。2测量直流电流(1)多用电表直流电流挡与电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联。(2)红表笔插入“”插孔,黑表笔插入“”插孔。测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源的正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端),如图所示。(3)需要
4、注意多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流。(4)选择适当的量程,使指针偏转角尽量大一些,这样测量结果相对较准。3测量导体的电阻使用多用电表测电阻的步骤(1)机械调零:使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置,要用螺丝刀转动指针定位螺丝,使指针指向零刻度。(2)选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适倍率。(3)欧姆调零:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右端“0”刻度处。(4)测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)三步。(6)实验完毕:应将选择开关置于“OFF”挡或
5、交流电压最高挡。4测量二极管的正、反向电阻二极管的全称叫晶体二极管,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,二极管的表示符号如图所示。(1)二极管的单向导电性电流从正极流入时电阻比较小,处于导通状态,相当于一个接通的开关;电流从负极流入时电阻比较大,相当于一个断开的开关。(2)测量正向电阻将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡,进行欧姆调零,将黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,把读得的数值乘以电阻挡倍率,即为二极管的正向电阻。(3)测量反向电阻将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡,进行欧姆调零,将黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,把读得的数值乘以电阻
6、挡倍率,即为二极管的反向电阻。四、误差分析1电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。2欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。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,使指针指中值附近。4读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。五、注意事项1用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。2需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流。选择适当的量程,使指针偏转角尽量大一些,这样测量结果相对较准。3测电阻时应注意的问题(1)选挡后要进行欧姆调零。(2)换挡后要重新进
7、行欧姆调零。(3)被测电阻要与电源等其他元件分离,不能用手接触表笔的金属杆。(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。(5)使用后,要将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡,若长期不用,应将电池取出。(6)选择倍率时,应使指针尽可能指在中央刻度线附近。 类型一多用电表的操作步骤及读数【典例1】某同学用多用电表测量一只电阻的阻值,多用电表电阻挡有4个倍率,分别为“1 k”“100”“10”“1”,该同学将选择开关旋转到“100”位置时,用正确的操作步骤测量,发现指针偏转角度太大(图中虚线所示)。(1)为了较精确地进行测量,请你补充完整下列依次应进行的主要操作。a将选择开
8、关旋转到_位置;b将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0 处;c重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,则该电阻的测量值是_;d将选择开关旋转到“OFF”位置(或交流电压最高挡),拔出表笔。(2)该同学进行了这样的思考,如果选择开关指向“直流50 V”测量电压,指针还是图中实线所示,则所测的电压是_V。解析(1)将选择开关旋转到“100”位置时,指针偏转角度太大,即所测电阻较小,所选挡位太大,为了较精确地进行测量,应把选择开关旋转到“10”位置;由题图可知测量结果是1310 130 。(2)如果选择开关指向“直流50 V”测量电压,则根据题图可知所测电压为26.9 V。答
9、案(1)“10”130(2)26.9(26.927.0均正确)用多用电表的欧姆挡测电阻时选挡的方法(1)应先估测电阻的大小,选择合适的挡位。(2)若无法估测电阻的大小,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位。(3)若选择的挡位不合适,则应重新选挡,即若指针偏角较小,则应选倍率高一挡的挡位,反之则选低一挡的挡位。 类型二电学黑箱【典例2】(2021北师大附中期中)“黑箱子”表面有a、b、c三个接线柱,箱内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明箱内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:第一步:用电压挡,对任意两个接线柱正、反向
10、测量,指针均不发生偏转。第二步:用电阻“100”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示。(1)(2)(3)(4)(5)(6)图1(1)第一步测量结果表明箱内_。(2)图2甲显示出了图1(1)和(2)中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是_。图2乙显示出了图1(3)中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是_。甲乙图2(3)请在图3所示的接线柱间,用电路图符号画出箱内的元件及连接情况。图3解析(1)在电压档,对任意两接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转,说明箱内部无电源。(2)用表盘刻度乘以相应倍率,图2甲中读数为1 200 ,图2乙中读数为500 。(3)由第二步测量结果可列出下
11、表。接线柱电流流向阻值推测a、bba1 200 有二极管,b端为正ab无穷大a、cac无穷大有二极管,c端为正ca500 b、cbc1 200 纯电阻,阻值1 200 cb1 200 由上表可知黑箱内有一个二极管接在a、c之间,c为其正极。b、c间有一个1 200 的电阻,共两个元件,其接法如图4所示。图4答案(1)无电源(2)1 200500(3)如图4所示使用多用电表探测“黑箱”问题的基本思路 类型三电路故障【典例3】(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S时,灯不亮,已经确定是灯泡断路或短路引起的,在不能拆开电路的情况下(开关可闭合,可断开),现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆
12、挡分别对故障电路作了如下检查并做出判断(如下表所示):次序操作步骤现象和结论1闭合开关,选直流电压挡,红、黑表笔分别接a、b指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路2闭合开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b指针不动,灯断路;指针偏转,灯短路3断开开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b指针不动,灯断路;指针偏转最大,灯短路以上操作和判断正确的是()A1B2C3D都不正确AC选直流电压挡时,红、黑表笔分别接高、低电势点,若指针偏转,说明a、b两点有电压,其他地方完好,而a、b之间有断路;若指针不偏转,说明a、b两点电势相等,a、b之间必短路,1正确;选欧姆挡时,已启用欧姆表内电源,必须将外电路电源断
13、开,故2是错误的;而3显然正确,故选项A、C正确。在用多用电表的电压挡进行测量电压时,一定要先从量程大的电压挡开始测量,在满足量程的条件下,量程越小越好,这样可以使示数明显,减少测量误差。在用电压挡去判断断路时,无示数,说明测量点等电势,即测量点是通路,否则测量点间肯定有断路。在用欧姆挡去测量判断断路时,首先要断开测量电路,然后再进行测量,如有示数,则测量点间是通路,无示数则为断路。1关于多用电表欧姆挡的使用:(1)测量电阻时,如果选择“10”挡位发现指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率_的挡位,重新进行_后测量。(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘。如果是用“10”挡测量电阻,则读数为_。
14、如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为_V。解析(1)测量电阻时如果指针偏转过大,所选挡位太大,应换小挡,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,即为“1”,并重新进行欧姆调零后测量。(2)如果是用“10”挡测量电阻,由图示表盘可知,其读数为3010 300 。如果是用直流5 V挡测量电压,由图示表盘可知,其分度值为0.1 V,其读数为2.20 V。答案(1)“1”欧姆调零(2)3002.202(1)某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值,由于第一次选择的欧姆挡(“10”),发现表针偏转角度极小。现将旋钮调至另外一挡,进行第二次测量使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的过程中可能进行的操
15、作:A将两表笔短接,并调零B将两表笔分别跟被测电阻的两端接触,观察指针的位置C将多用电表面板上旋钮调到“100”挡D将多用电表面板上旋钮调到“1”挡E随即记下表盘的读数,乘以欧姆表的倍率,测得电阻值根据上述有关操作,请选择合理实验步骤并写出正确操作顺序为_。(2)使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图甲中a、b所示。若选择开关处在“10 ”的电阻挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是_。(3)两位同学使用完多用电表后,分别把选择开关置于图乙和图丙位置,你认为图_的位置比较好。解析(1)第一次测量时指针偏转较小,说明所选挡位过小,应选择大挡位,应选C;在调整量程时应注意进行欧姆调零,应选
16、A;然后进行测量,应选B;读数,应选E;步骤顺序应为:CABE。(2)选择开关处在“10 ”的电阻挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是5010 500 。(3)多用电表使用完毕,应把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,由图示可知,乙的位置是对的。答案(1)CABE(2)500(3)乙3如图所示,一个黑箱有A、B、C三个接点,且每两个接点间最多只接一个电器元件。已知黑箱内的电器元件是一个电阻和一个二极管。某同学利用多用电表的欧姆挡,用正确的操作方法依次进行了6次测量,将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表。红表笔接AABBCC黑表笔接BCACAB测得阻值/10010 k10010.1 k
17、90190由表中的数据可以判定:(1)电阻接在_两点间,阻值为_。(2)二极管接在_两点间,其正极接在_点。二极管的正向阻值为_,反向阻值为_。解析(1)当两表笔正接、反接A、B两点时,阻值相同,故电阻应接在A、B两点之间,阻值为100 。(2)当两表笔正接、反接A、C两点或B、C两点间时,阻值变化均很大,但A、C间电阻小于B、C间电阻,且黑表笔接A点时的电阻要远小于红表笔接A点时的电阻,因此A、C间接二极管,且二极管的正极在A点。答案(1)A、B100(2)A、CA9010 k4一同学在某次实验中,通过导线把完好的电流表、滑动变阻器、电阻Rx及三节干电池连成如图甲所示的电路。他共用了5根导线
18、,分别为导线ab、cd、ef、gh和ij,由于混进了一根内部断开的导线,当合上开关S后,无论怎样移动变阻器的滑片,电流表读数均为零。甲乙(1)若用多用电表的直流电压挡进行检查,合上开关S,那么选择开关最好置于_挡。A1 VB5 VC25 VD250 V(2)接下来在测量gh间的直流电压时,红表笔应接_端。若测试结果如图乙所示,则gh间直流电压是_V,其他四根导线两端的电压测量值为零,可以断定导线_内部断开。(3)若改用多用电表的电阻挡进行检查,请写出操作步骤:_。解析(1)因三节干电池的电动势之和为4.5 V,则选择开关最好置于“5 V”挡,B正确。(2)电流由红表笔流入,则红表笔接g端,题图
19、乙的示数为4.50 V,电压表有示数,可知与电压表串联的电路是通路,则导线gh内部断开。(3)用多用电表电阻挡检测电路故障的步骤:选择“1 ”挡并进行欧姆调零;断开开关;依次测量每段导线的电阻;指针无偏转的为断开的导线。答案(1)B(2)g4.50gh(3)见解析5(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电阻阻值,先将选择开关旋至倍率“10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,结果发现欧姆表指针如图所示,则此电阻的阻值为_。(2)实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用电表转换开关拨到电阻“100”挡,并重新进行欧姆调零后,分别测它们的正负电阻加以鉴别:测甲元
20、件时,R正R反0.5 k;测乙元件时,R正0.5 k,R反100 k;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 k,接着读数逐渐增加,最后停在表盘最左端。则甲、乙、丙三个元件分别是_。A电容器、电阻、晶体二极管B电阻、电容器、晶体二极管C电阻、晶体二极管、电容器D晶体二极管、电阻、电容器解析(1)欧姆表指针指示刻度为26,选择开关旋到“10”挡,即倍率为10,则最后读数为1026 260 。(2)测甲元件时,R正R反0.5 k,说明正反接电阻一样,所以甲元件是电阻;测乙元件时,R正0.5 k,R反100 k,说明正向接时阻值较小,反向接时阻值较大,因此乙元件是晶体二极管;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 k,接着读数逐渐增加,最后停在表盘最左端,说明刚开始时正在给电容器充电,阻值较小,当稳定后阻值会很大,则丙元件是电容器。故选C。答案(1)260(2)C