1、实 验 十 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.欧姆表原理：(1)内部电路简化如图。(2)根据闭合电路欧姆定律：当红、黑表笔短接时,Ig=当被测电阻Rx接在
2、红、黑表笔两端时,I=当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。gERRr；gxERRrR；12【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】一、实验步骤 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刻度位置。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.测小灯泡的电压和电流：(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
3、流。5.用多用电表测电阻的步骤：(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度。(2)选择开关置于“”挡的“1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度,然后断开表笔,再使指针指向刻度处。(3)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。(4)选择开关改置“100”挡,重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。6.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
4、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“”逐渐减小到某一较小固定示数 二、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1、0.1、0.001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.偶然误差：(1)欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。(2)由于欧
5、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,使指针在中值附近。(3)读数时的观测易造成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。2.系统误差：(1)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,要及时换电池。(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。【注意事项】1.欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘：(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、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍
6、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 到 的部分,即中央刻度附 近。13232.多用电表使用的“七大注意”：(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,中间为电压、交流、直流共用,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
7、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”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。【实验改进】可用数字式多用电表替代机械指针或多用电表。优点：(1)测量读数方便;(2)测量精度高。缺点：学生对数字式多用电表的测量原理和内部结构难以掌握。热点1 多用电表的读数和应用 【典题1】(2014杭州模拟)在“练习使用多用电表”实验中,某同学进行了如下的操作：(1)用多用电表电阻挡测量某 一电阻的阻值时,该同学先用 大拇指和食指紧捏红、黑表 笔进行欧姆调零(如图a所示),然后用两表笔接触待测电
8、阻的 两端(如图b所示),这两步操作是否合理?(选填“a合理”“b合理”或“都不合理”)。(2)用多用电表电流挡测量电路中电流,该同学将选择开关置于直流“50mA”挡,连接的电路如图c所示,图中多用电表测定的是 (选填“甲电阻的电流”“乙电阻的电流”或“总的电流”),测得的值是 。(3)该同学要测量多用电表直流2.5V挡的内阻RV(约为20k)。除此多用电表外,还有以下器材：直流电源一个(电动势E为2 V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R为10k),电键一个,导线若干。要求：画出实验电路图(多用电表符号用 表示);写出RV的表达式(用字母表示)。【解题探究】(1)图a和图b中,将人体电阻并入
9、电路中的是_,所以产生 实验误差。(2)画出图c的电路图。提示：(3)测量直流2.5V挡的内阻时,可将多用电表视为_。图b 电压表【解析】(1)图a中,人体电阻对电路没有影响;而图b中,人体 电阻与待测电阻并联,使测量值偏小,所以图a合理,图b不合 理。(2)画出图c的电路图知,多用电表测定的是乙电阻的电流,测量值为25mA。(3)将该多用电表视为电压表,若测其内阻,由实验条件画出实验电路图如图所示。由 闭合电路欧姆定律得E=U+R(其中U为 多用电表直流2.5V挡的读数),整理得 RV=VURUREU。答案：(1)a合理 (2)乙电阻的电流 25 mA(3)见解析图 RV=UREU热点2 对
10、多用电表测量原理的理解 【典题2】(2013新课标全国卷)某学生 实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表 内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电 路的总电阻。使用的器材有：多用电表;电压表：量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器：最大阻值5 k;导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。(2)将图甲中多用电表的红表笔和 (选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为 k 和 V。(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的
11、阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 k 和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为 k。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个 无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串 联而成的电路,如图丁所示。根据前面的实验 数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“1 k”挡内部电路 的总电阻为 k。【解题探究】(1)多用电表欧姆挡测电阻的主要步骤有：选挡、_、测量。(2)测电阻“1 k”挡内部总电阻时,需要的物理规律为 _,此时电压表的读数意义为_ _。调零 闭合电路欧姆定律 其内阻RV两 端的电压【解析】(1)欧姆表调零：将红表笔和黑表笔短接,使指针指 电阻0刻度。(
12、2)多用电表欧姆挡测电压表的内阻应使电流从 电压表的“+”接线柱流入、“-”接线柱流出,而黑表笔连接 多用电表内电池的正极,所以多用电表的红表笔和“-”端相 连,黑表笔连接“+”端。(3)多用电表和电压表的读数分别为 15.0 k和3.60 V。(4)由图甲可知多用电表欧姆“1 k”挡直接测量电压表的内阻RV,所以RV=12.0 k。(5)设多用电 表内电池的电动势为E,多用电表电阻“1 k”挡内部电路的 总电阻为Rg,依题给条件由欧姆定律得：E=(15+Rg),E=(12+Rg),又RV=12.0 k,解之得：E=9.00 V,Rg=15.0 k。V3.6RV4R答案：(1)短接(2)1(3)15.0 3.60(4)12.0 (5)9.00 15.0
