7 实验一 练习使用多用电表.docx

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7实验一练习使用多用电表

第七讲电学实验

实验一练习使用多用电表

多用电表的原理构造

原理

多用电表

测量直流电压、直流电流

多用电表的使用测量固定电阻

测量二极管的正反向电阻

一、实验目的

１.学会正确使用多用电表测量电压与电流；

２.学会使用多用电表测量二极管的正、反向电阻，知道二极管的导电特性。

二、实验器材

多用电表，定值电阻，开关，小灯泡，晶体二极管，开关，导线等。

三、实验原理

测电阻的原理如图示。

它是由电流表、变阻器、电源与待测电阻Rx组成的串联电路。

当两表笔跨接在待测电阻Rx上时，电流表显示电流值，而表盘上却把它刻度为电阻值，这样就实现了电流与电阻值的直接转化。

其中，红表笔接电表内部电源的负极，黑表笔接电表内电源的正极。

（1）刻度不均匀，因为刻度是根据电流与电阻的对应关系刻出的，而接入不同的被测电阻Rx时，通过的电流Ix=与Rx不是成比例关系，所以刻度是不均匀的。

（2）由欧姆挡原理可知，当多用电表未接入电路，处于断路状态，即Rx=∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，故刻度盘最左端为“∞”点；当多用电表表笔直接相连，即Rx=0，电路中电流最大，指针满偏，故电阻零刻度在最右端满偏电流处。

（3）当Rx＝R内时I＝

·

＝

Ig，通过表头的电流为满偏电流的一半，指针指到刻度盘的正中，这时被测电阻的值，称为欧姆表的中心值，R中＝R内=Rg+r+R0.，欧姆表就是以中心值为标准，分别确定其它刻度值的。

四、实验步骤

1.熟悉多用电表

（1）使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线；

（2）红、黑表笔分别插入多用表的“＋”和“－”插孔中；

（3）通过选择开关来选择不同的功能测量电压、电流、电阻等物理量；

电阻档的表盘刻度与电压、电流档的表盘刻度不同（电阻档是左为∞，右为零，而且刻度不均匀）；

（4）多用电表用完后，选择开关应停在“OFF”处，或停在交流电压的最高档。

2.用多用电表测量小灯泡的电压

（1）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，其量程应大于小灯泡的两端电压

的估计值。

（2）用两表笔分别接触灯泡两端的接线柱，红表笔接触点的电势应比黑表笔高，

红表笔应接图中的b点，根据表盘上相关量程的直流电压标度读数，这就是小灯泡两端的电压。

3．用多用电表测量通过小灯泡的电流

（1）在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，断开电路开关，把小灯泡的一个接线柱上的导线卸开；将多用电表的选择开关旋至直流挡，其量程应大于小灯泡的两端电流的估计值；把多用电表串联在

刚才卸开的电路中，电流应从红表笔流入电表，黑表笔应接图中的b点。

（2）闭合开关，根据表盘上相关量程的直流电流标度读数，这就是小灯泡两端的电流。

4．用多用电表测量二极管的正反向电阻

（1）判断二极管的单向导电性

将二极管、小灯泡、电键、直流电源按左下图所示电路连接起来，闭合电键S，给二极管加正向电压，可以看到小灯泡正常发光；

将二极管、小灯泡、电键、直流电源按右下图所示电路连接起来，闭合电键S，给二极管加反向电压，可以看到小灯泡不发光；

实验结论：

二极管具有单向导电性，且二极管的左端为正极。

（2）测正向电阻

将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡（如“×10Ω”挡），把两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”；将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，即黑表笔接触图中的A点；把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如10），即为二极管的正向电阻。

（3）测反向电阻

将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡（如“×1000Ω”挡），变换挡位后把两表笔再次直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”；将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，即黑表笔接触图中的B点；把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如1000），即为二极管的反向电阻。

5.用多用表探索黑箱内的电学元件

一般判断的依据如下：

（1）电阻为零，两接线柱由无阻导线短接；

（2）电压为零，有下述可能性：

若任意两接线柱之间电压均为零——盒内无电源；

若有的接线柱之间电压为零：

①两接线柱之间电压为零；

②两接线柱中至少有一个与电源断路；

③两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组.（不要求掌握）

（3）电压最大，两接线柱间有电源；

（4）正向和反向电阻差值很大，两接线柱之间有二极管；

（5）有充放电现象（欧姆表指针偏转，然后又回到“∞”刻度），即两接线柱之间有电容器。

在分析和解答黑盒问题时，还必须注意问题的多解性。

因为不同的内部结构，其外观表现往往相同，所以不仅答案多种多样，而且在无条件限制时，还可能有无数多解答。

用多用电表测判黑箱内电学元件的思路：

一、实验注意事项

1.无论作何测量，都必须将转换开关旋至正确位置，不允许拨错，如将欧姆档或直流电流挡误用来测量电压，就可能使电表立即烧坏；

2.测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用表串联在待测电路中测量，切忌误用电流档去测量电压；

  3.操作时不准用手触及表笔的金属部分，测电阻时要将其与外电路断开；

  4.测试过程中，不准带电旋转开关，应使表笔与待测电路脱离接触后，再旋转开关，否则会使开关的接点之间跳火花，使接点氧化，造成接触不良；

  5.测量电阻时，选择好挡位要先红黑表笔短接，进行电阻调零，且改换量程时，一定要重新进行电阻调零，读数时，应将示数乘以选择开关所指的倍率；

6.每次使用完毕应将开关旋至交流电压最高挡或OFF位置，若多用电表长期不用时，还应将表内的干电池取出。

二、误差分析

1.测量电阻时，挡位选择不当或选好挡位没有进行电阻调零，或改换量程时，没有重新进行电阻调零。

2.测量电阻时，用手触及表笔的金属部分，相当于并联了一个“人体电阻”，导致测量结果不准确。

3.测量电阻读数时，忘记乘以相应倍率。

4.多用电表用久了，表内电池的电动势会变小，内阻变大，从而造成测量结果比真实值要大。

题型一多用表刻度特点及使用

【例题1】关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是（）

A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度

B.电阻刻度是不均匀的

C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应

D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应

【点拨】本题主要涉及多用电表的工作原理。

【解析】电流挡、电压挡的刻度是均匀的，指针从左向右示数增大；欧姆表的刻度是非均匀的，指针从右向左示数增大；多用电表的表盘，电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度线在右侧，左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合；右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数.故选项ABC正确。

【答案】ABC

归纳：

理解欧姆表的原理，也就理解欧姆表的表盘刻度与其它仪表的表盘刻度不同的原因了。

题型二测电压与电流

【例题2】如图B为电源，R1、R2为电阻，K为电键.现用多用电表测量流过电阻R2的电流.将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（）

A.保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处

B.保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处

C.将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处

D.将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处

【点拨】此题涉及电流表与电压表的在电路中的连接知识点。

【解析】电流表应串联在电路中，将K断开，多用电表的两个表笔，接入电路时应遵循“红正黑负”的原则，所以红表笔接在a处，黑表笔接在b处，所以C选项正确。

【答案】C

归纳：

多用表可测量电流或电压时,应将选择开关旋转到相应的电流（电压）挡,内部电路接通。

此时应将红表笔接外电源正极、黑表笔接外电源负极.此时电流方向为：

红表笔流进,黑表笔流出。

题型三测定值电阻

【例题3】（2011.安徽高考）

（1）某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“ⅹ1k”挡拉，测量时指针偏转如图（a）所示。

请你简述接下来的测量操作过程：

①______________________；

②______________________；

③______________________；

④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。

（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。

其中电压表内阻约为5k

电流表内阻约为5

。

图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。

（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。

当转换开关S旋到位置3时，可用来测量_______；当S旋到位置时，可用来测量电流，其中S选到位置_______时量程较大。

【点拨】此题涉及多用电表的正确使用以及工作原理，伏安法测电阻等知识点。

【解析】测电阻时要将其与外电路断开，选择合适挡位，进行欧姆调零；依据多用电表工作构造原理，可知转换开关S旋至的相应位置。

【答案】

（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”档：

②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”；

③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。

（2）如图所示

（3）电阻1、21

题型四用多用表探索黑箱内的电学元件

【例题4】（北京高考）“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒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.为了探明盒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：

用电压挡对任意两接线柱正、反向测量，指针幸免不发生偏转；

第二步：

用电阻×100Ω挡对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如下图所示。

（1）第一步测量结果表明盒内______________________________________________。

（2）下图示出了图[1]和图[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是______Ω；图[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω。

（3）请在下面的左图中接线柱间用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。

（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况上面右图所示.如果把图中e、f两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光。

欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光.那么，e端应连接到_________接线柱，f端应连接到_________接线柱。

【点拨】此题涉及了多用电表的读数以及测黑箱内元件知识。

【解析】

（1）因为电压表无示数，所以盒内无电源。

（2）由图得：

12.0×100Ω=1200Ω，5.0×100Ω=500Ω

（3）b、c间电阻不变，所以b、c间为一固定电阻；a、c间电阻在一较小值和无

穷大之间变化，所以a、c间为二极管；a、b间电阻在一较大值和无穷大之间变化，

所以a、b间为一电阻和二极管串联，所以盒内的原件及连接情况如图所示

（4）由二极管单向导电性可得e接c端，f接a端。

【答案】

（1）不存在电源

（2）1200500（3）见解析（4）ca

归纳：

对多用电表测黑箱内电路问题，只要首先要用电压挡测试某两点间的电压，以此判定是否有电源，然后才能用欧姆挡测得的电阻情况，判定有什么元件；知道电阻、电源、二极管、电容等元件的特性，此类问题方可解决。

针对训练

1．用欧姆表测量电阻，下面哪些操作是正确的（）

A．黑表笔和红表笔分别插入欧姆表的正插孔和负插孔

B．测电阻前先前两表笔的金属杆直接短接，调节面板上的相关旋钮，使指针指示的电流处于零刻度处。

C．测电阻时，电流从欧姆表的负插孔流出从正插孔流入

D．用欧姆表的R×10挡测电阻时，若指针指示在∞刻度处附近，则应换用R×100挡

【解析】A错，应该是红表笔插入正插孔，黑表笔插入负插孔B错，测量前调零指针应指向满偏电流，而不是零C对，欧姆表红表笔和表内电源负极相连D对，指针指示∞刻度附近时，读数误差太大，换用×100挡可使指针指向表盘中央附近，减小读数误差。

【答案】CD

2．用多用电表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的（+）插孔，黑表笔插入多用电表（-）插孔，则（　　）

A．测电压时电流从红表笔流入多用电表，测电阻时电流从红表笔流出多用电表

B．测电压时电流从红表笔流入多用电表，测电阻时电流从红表笔流入多用电表

C．测电压时电流从红表笔流出多用电表，测电阻时电流从红表笔流出多用电表

D．测电压时电流从红表笔流出多用电表，测电阻时电流从红表笔流入多用电表

【解析】本题主要考查正确使用多用电表。

多用电表测电压时，红表笔接外部电源的正极，因此，电流应从红表笔流入多用电表，而多用电表测电阻时，红表笔接多用电表内部的电源负极，电流应从红表笔流入多用电表，故选项B正确。

【答案】B

3.关于多用电表的使用，下列说法不正确的是（　　）

A.待测电阻不跟别的元件断开，其测量值将偏大

B.测量电阻时，用两手碰表笔的金属杆，其测量值偏小

C.测量电阻时，如果电路不和电源断开，可能出现烧坏表头的情况

D.用多用电表测量60W灯泡的电阻，其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻大

【解析】待测电阻不跟别的元件断开，待测电阻可能是与其他元件并联，测量值可能偏小；测电阻时，两手碰表笔的金属杆，人体电阻与待测电阻并联，测量值偏小；测量电阻时，如果电路不和电源断开，欧姆表两端的电压可能过大，从而烧坏电表；用多用电表测量灯泡的电阻，测量的是灯泡不发光时的电阻，灯泡用额定电压和额定功率计算出的电阻是灯泡正常发光时的电阻，灯泡正常发光时温度很高，电阻较大。

符合题意的选项为A、D

【答案】AD

４．用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值.若将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”的挡时，测量时

指针停在刻度盘０Ω附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：

A．将两根表笔短接

B．将选择开关拨至“×1kΩ”挡

C．将选择开关拨至“×10Ω”挡

D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数

E．调节调零电阻，使指针停在0Ω刻度线上

F．将选择开关拨至交流电压最高挡上

将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理的顺序是______________（填写步骤的代号）；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图所示，则此未知电阻的阻值Rx=_____________。

【解析】用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值（中心位置）附近时测量误差较小，当用“×100Ω”的挡测量时，指针停在0Ω附近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应降低倍率“×10Ω”的挡来测量.换挡之后，必须重新调零，之后再接入未知电阻进行测量和读取数据，测后暂不使用此多用电表，应将选择开关置于交流电压最高挡上，这是为了安全，保证电表不受意外损坏。

如下次再使用这个表测电流、电压等其他量时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然测不出正确结果，但不会把电表烧坏。

【答案】C、A、E、D、FRx=160Ω

5．用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据图示的表盘，被测电阻阻值为Ω，若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为mA。

【解析】欧姆表的读数为表头读数×倍率，即22×10=220Ω，

电流为

【答案】

6．（2010江苏模拟）某同学用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只电阻的阻值（约几千欧）。

A．电流计，满偏电流为1mA，内阻为20Ω

B．电流计，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω

C．电动势15V、内阻5Ω的直流电源

D．电动势3V、内阻3Ω的直流电源

E．最大阻值为5000Ω的滑动变阻器

F．最大阻值为100Ω的滑动变阻器

（1）以上器材应选用　　　　（填字母），并在下面的方框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图。

（2）欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为　　　　Ω。

（3）若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为　　　　Ω。

（4）如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果　　　　.（填“偏大”、“偏小”或“准确”）。

【解析】

（1）选取器材要能够满足欧姆表调零的要求，即：

I＝

调节滑动变阻器的滑片时，当滑动变阻器的阻值最大时，

电流应小于电流表的满偏电流Ig，综合考虑应选A、D、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示。

（2）欧姆表调零时，由闭合电路欧姆定律得E＝Ig（r＋Rg＋R），代入数据解得R＝2977Ω

（3）测电阻时，由闭合电路欧姆定律得E＝I（R＋Rg＋r＋Rx），由此得I＝Ig/3，代入数据得Rx＝6000Ω

（4）由于电池的电动势不变，根据上面的分析可知，测量的结果准确。

【答案】

（1）ADE　

（2）2977　（3）6000　（4）准确

7．（2011全国）使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。

现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：

待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。

实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。

完成下列填空：

（1）仪器连线如图l所示（a和b是多用电表的两个表笔）。

若两电表均正常工作，则表笔a为________

（填“红”或“黑”）色；

（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示

则多用电表的读数为______Ω，电流表的读数为______mA，电阻箱的读数为_________Ω

（3）将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_________mA；（保留3位有效数字）

（4）计算得到多用电表内电池的电动势为_________V（保留3位有效数字）。

【答案】

（1）黑

（2）14.053.04.6（3）102（4）1.54

8．实验课上，老师在实验桌上摆放了晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，要求实验小组用多用电表对以上三元件加以区分。

该小组的做法是：

将多用电表的选择开关拨到“R×100”挡，分别测它们的正负电阻加以区别：

测甲元件时，R正＝R反＝0.5kΩ；测乙元件时，R正＝0.5kΩ，R反＝100kΩ；测丙元件时，开始指针偏转到0.5kΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100kΩ上，测甲、乙、丙三个元件分别是（　　）

A．电容器、电阻、二极管　　　B．电阻、电容器、二极管

C．电阻、二极管、电容器D．二极管、电阻、电容器

【解析】甲元件的正、反向电阻相同，说明甲为定值电阻；乙元件的正向电阻很小，反向电阻很大，说明乙为二极管；测丙元件时，电阻增大过程，是给电容器的充电的过程，充电完成后，电容器阻值很大，故丙为电容器。

C项正确。

【答案】C

1．关于多用电表面板上的刻度线,下列说法中正确的是（　）

A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用一刻度线

B．电阻刻度线是不均匀的

C．交流电压刻度线是均匀的

D．电阻刻度线上的零刻线与直流电流刻度线上的最大刻度相对应

2．用多用电表测电阻时，若选择“×100”的欧姆档测量发现（）

A．指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换用“×k”的欧姆档测量

B．指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换“×10”或“×1”欧姆档测量

C．指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×1k”的欧姆档测量

D．针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×10”或“×1”的欧姆档测量

3．练习用万用电表测电阻的实验有关欧姆表的使用和连接，下列说法中正确的是（）

A．黑表笔与表内电源正极相连，红表笔与表内电源负极相连

B．测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越小

C．两表笔短接调零时，指针不能指在零位，可在读数时将原来的阻值扣除

D．读出表面指示数值，即得测量值

4.用多用电表欧姆挡测电阻，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误的（）

A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零

B．每次换挡后必须电阻调零

C．待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量

D．两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此，应当用两只手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起

5．使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值（　）

A．比真实值大B．比真实值小

C．与真实值相等D．可能比真实值大，也可能小

6．把一只电阻和晶体二极管串联后放在密封的盒内,三个端点分别与露在盒外的A、B、C三个接线柱相连,用多用电表欧姆挡测量的结果如下表所示,由此可知盒内元件的连接方式是（　）

A．A、C间接电阻B．A、B间是二极管

C．B、C间是二极管,C为正极,B为负极D．B、C间是二极管,B为正极,C为负极

7．一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内电阻为200Ω，现要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上（）

A．并联一个0.4Ω的电阻　　　　　　　　　　　　B．串联一个0.4Ω的电阻

C．并联一个200Ω的电阻　　　　　　　　　　　D．串联一个200Ω的电阻

8．一个用满偏电流为3mA的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间.如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为（）

A.1000ΩB.5000ΩC.1500ΩD.2000Ω

9．一个用满偏电流为3mA的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间.如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为（）

A．1000Ω　B．5000Ω　　　　　C．1500Ω　D．2000Ω

10.（2009·全国卷Ⅱ）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。

完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点。

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处。

（3）将红、黑表笔　　　　，进行欧姆调零。

（4）测反向电阻时，将　　　　表笔接二极管正极，将　表笔接二极管负极，读出电表示数。

（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘　　　　（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。

（6）测量完成后，将选择开关拨向　位置。

11．欧姆表电路及刻度盘如下图所示，现因表头损坏，换用一个新表头。

甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为（C）

A．100Ω，100ΩB．200Ω，100ΩC．50Ω，