第八章 实验 用多用电表测量电学中的物理量docWord格式文档下载.docx

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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、0.01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）多用电表内的电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池。

（2）欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏的特点。

（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，尽可能使指针指向表盘的中值刻度附近。

（4）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。

（5）读数时的观测易造成偶然误差，视线要垂直表盘正对指针读数。

　教材原型实验

【例1】如图1甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：

图1

（1）调节________，使电表指针停在________（选填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。

（2）将选择开关旋转到“Ω”挡的______（选填“×

1”“×

10”“×

100”或“×

1k”）位置。

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________（选填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。

（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。

（5）测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。

解析　使用多用电表欧姆挡，先机械调零。

中值电阻为15Ω，测量20Ω的电阻时，要使用“×

1”的倍率，然后进行欧姆调零；

由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19Ω。

答案　

（1）指针定位螺丝　电流　

（2）×

1　（3）欧姆调零旋钮　电阻　（4）19

在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，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）。

　　实验拓展创新

命题角度1　用多用电表检测电路故障

【例2】如图2所示是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：

图2

（1）用多用电表的直流电压挡进行检查

①在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________（选填“a”或“b”）。

②该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是________（假设只有下列中的某一项有故障）。

测试点

电压示数

a、b

有示数

c、b

c、d

无示数

d、f

A.灯A断路B.灯B短路

C.c、d段断路D.d、f段断路

（2）用欧姆挡检查

①测试前，应将开关S________（选填“断开”或“闭合”）。

②测试结果如下表所示，由此可以断定故障是________。

表头指示位置

d、e

e、f

A.灯A断路B.灯B断路

C.灯A、B都断路D.d、e间导线断路

解析　

（1）测试时红表笔应接电势高的a点。

根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；

c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；

c、d间无示数，说明c→e→f→b有断路；

d、f间有示数，说明f→b→电源→a→c→d电源完好，故应是d、f段断路，另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。

（2）用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。

根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；

接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；

接d、e时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。

答案　

（1）①a　②D　

（2）①断开　②D

多用电表检测电路故障的方法

（1）电流挡检测：

将多用电表串联在电路中，若示数为零，说明与电流表串联的部分电路断路。

（2）电压挡检测：

将多用电表与部分电路并联，若示数为零，说明该部分电路完好.若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。

（3）欧姆挡检测：

将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。

命题角度2　用多用电表探测电学“黑箱”问题

【例3】（2019·

潍坊模拟）如图3所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。

用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。

请判定黑箱内的结构。

图3

红表笔

A

B

C

黑表笔

阻值/Ω

100

150

50

2000

2100

解析　先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接BC和CB时测量结果不同，故在BC间一定有二极管存在；

同理可知在AC间也有二极管存在，并且AC间的正向电阻大于BC之间的正向电阻，说明AC间包含电阻；

而接AB和BA时电阻不变；

故说明AB间只有电阻，BC间接二极管。

所以黑箱内的结构为：

答案　见解析

探测电学“黑箱”内的电学元件的判断方法

判断元件

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

正接时示数很小，反接时示数很大

1.（2019·

西城区月考）如图4所示为多用电表的刻度盘。

若选用倍率为“×

100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，则：

图4

（1）所测电阻的阻值为________Ω；

如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×

104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________（选填“×

1k”）。

（2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA；

当选用量程为250mA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10V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1.5×

103Ω；

测2.0×

104Ω电阻时应选“×

1k”的欧姆挡。

（2）选50mA直流电流挡，则每一大格表示10mA，每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA（此时为1/10估读），指针对应的读数为30.7mA；

选择量程为250mA的电流挡，则每一大格表示50mA，每一小格表示5mA，测量的精确度为5mA，应估读到1mA（此时为1/5估读），指针对应的读数为

153mA。

（3）选择10V电压挡，则每一大格表示2V，每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V（此时应为1/2估读），指针对应的读数为6.1V。

答案　

（1）1.5×

103　×

1k　

（2）30.7（30.5～30.9都正确）　153（152～154都正确）　（3）6.1

2.（2019·

杭州模拟）在物理课外活动中，李刚老师制作了一个简单的多用电表，图5甲为电表的电路原理图。

已知选用的电流表内阻Rg＝10Ω、满偏电流Ig＝

10mA，当选择开关接3时为量程250V的电压表。

该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，为考察大家对多用电表的理解上排刻度线对应数值没有标出。

图5

（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________mA；

选择开关接3时其读数为________V。

（2）为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，李老师指导小明同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏。

②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。

③计算得到多用电表内电池的电动势为________V。

（保留2位有效数字）

（3）调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω。

解析　根据电表量程由图示电表确定其分度值，根据指针位置读出其示数；

电阻箱各指针示数与所对应倍率的乘积之和是电阻箱示数；

由闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势。

（1）选择开关接1时测电流，多用电表为量程是10mA的电流表，其分度值为

0.2mA，示数为6.9mA；

选择开关接3时测电压，多用电表为量程250V的电压表，其分度值为5V，其示数为173V；

（2）②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为1×

100Ω＋5×

10Ω＝150Ω；

③由图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5mA＝0.005A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150Ω，电源电动势E＝IR＝1.5V；

（3）根据第

（1）问可知，调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为6.9mA，而表内电池的电动势为E＝1.5V，表内总电阻为150Ω，所以待测电阻的阻值为67Ω。

答案　

（1）6.9　173　

（2）②150　③1.5　（3）67

3.某照明电路出现故障，其电路如图6所示，该电路用标称值12V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50V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。

图6

图7

（1）断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图7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，多用表指示仍然和图4相同，可判定发生故障的器件是__________（选填：

解析　

（1）由题图可知，直流50V挡的最小分度为1V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。

由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电池之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。

（2）同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。

答案　

（1）11.5（11.2～11.8之间的值均可）　蓄电池

（2）小灯

4.在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中：

图8

（1）某同学用多用电表测量电阻，电路如图8甲所示，若选择开关置于“×

100”挡，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值，指针位于图乙所示位置，则Rx＝________Ω。

（2）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将________（选填“变大”“变小