电学实验练习使用多用电表Word下载.docx

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如图3所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．

图3

欧姆表内部：

电流表、电池、调零电阻串联．

外部：

接被测电阻Rx.

全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.

2．工作原理：

闭合电路欧姆定律I＝

.

3．刻度的标定：

红、黑表笔短接（被测电阻Rx＝0）时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．

（1）当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．（图甲）

（2）当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．（图乙）

（3）当I＝

时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．

三、多用电表

（1）多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．

（2）外形如图4所示：

上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；

下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．

图4

（3）多用电表面板上还有：

欧姆表的欧姆调零旋钮（使电表指针指在右端零欧姆处）、指针定位螺丝（使电表指针指在左端的“0”位置）、表笔的正、负插孔（红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔）．

四、二极管的单向导电性

1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲所示．

图5

2．晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；

当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．

3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极.

基本实验要求

1．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．

2．实验步骤

（1）观察：

观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．

（2）机械调零：

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．

（4）测量小灯泡的电压和电流

①按如图6甲所示的电路图连好电路，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．

图6

②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．

（5）测量定值电阻

①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；

②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；

③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；

④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．

规律方法总结

1．多用电表使用注意事项

（1）表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．

（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指针定位螺丝；

欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．

（3）由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率．

（4）使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．

（5）测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．

（6）测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．

（7）使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．

2．多用电表对电路故障的检测

（1）断路故障的检测方法

①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用．

a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．

b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．

②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．

③用欧姆挡检测

将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值（或有电流）说明元件完好，若电阻无穷大（或无电流）说明此元件断路．

不能用欧姆表检测电源的情况．

（2）短路故障的检测方法

①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；

若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．

②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．

考点一　多用电表的使用

例1

（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“×

1k”挡位，测量时指针偏转如图7所示，请你简述接下来的测量操作过程：

图7

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8所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．

图8

答案　

（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×

100”挡

②将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，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

变式题组

1．[多用电表的原理及使用]（2013·

新课标Ⅱ·

23）某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图9（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

图9

（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线．

（2）开关S闭合时，多用电表用于测量__________（填“电流”、“电压”或“电阻”）；

开关S断开时，多用电表用于测量__________（填“电流”、“电压”或“电阻”）．

（3）表笔A应为________色（填“红”或“黑”）．

（4）定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.（结果保留三位有效数字）

答案　

（1）如图所示　

（2）电流　电压　（3）黑　（4）1.00　880

解析　

（2）开关闭合时，多用电表的内阻较小，为等效电流表；

开关断开时，多用电表的内阻较大，为等效电压表．

（3）电流由红表笔流入，由题图（a）可看出表头右端为“＋”，故表笔A为黑表笔．

（4）设表头的内阻为r，满偏电流为Ig，由欧姆定律可知Ig（R2＋r）＝1V，Ig（R2＋r）＝（1－Ig）R1，解得R1＝1.00Ω，R2＝880Ω.

2．[多用电表的使用]（2013·

上海·

27）为确定某电子元件的电气特性，做如下测量：

（a）

（b）

图10

（1）用多用电表测量该元件的电阻，选用“×

100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择“________”倍率的电阻挡（填：

“×

10”或“×

1k”），并进行________再进行测量，多用电表的示数如图10（a）所示，测量结果为________Ω.

（2）将待测元件（额定电压9V）、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图（b）所示，添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性．

本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到________挡（填：

“直流电压10V”或“直流电压50V”）．

答案　×

10　欧姆调零　70

（2）电路如图　直流电压10V

考点二　多用电表的读数

例2

　如图11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11

（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“×

10”、“×

100”或“×

1k”）．

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

当选用量程为250mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.

（3）当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时，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；

测阻值为2.0×

104Ω电阻时应选“×

1k”倍率的欧姆挡．

（2）选50mA的直流电流挡，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

估读），指针对应的读数为30.8mA；

选择量程为250mA的直流电流挡，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

估读），指针对应的读数为154mA.

（3）选择10V的直流电压挡，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

估读），指针对应的读数为6.2V.

答案　

（1）1.5×

103　×

1k　

（2）30.8（30.7～30.9都正确）　154　（3）6.2

3．[多用电表的读数]多用电表表头的示意图如图12所示．在正确操作的情况下：

图12

（1）若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（2）若选择开关的位置如b箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（3）若选择开关的位置如c箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（4）若选择开关的位置如c箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：

____________，____________，_____________.

（5）全部测量结束后，应把选择开关拨到______或者______．

（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从______色表笔经______插孔流入电表．

答案　

（1）直流电压　1.20V　

（2）直流电流　48mA

（3）电阻　1.6kΩ　（4）改用“×

1k”倍率　重新欧姆调零　测量、读数　（5）OFF挡　交流电压最高挡　（6）红　正

4．[多用电表的使用和读数]某学生实验小组利用如图13所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×

1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

图13

多用电表；

电压表：

量程5V，内阻十几千欧；

滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；

导线若干．

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×

1k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调欧姆零点．

（2）将图13中多用电表的红表笔和________（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14甲所示，这时电压表的示数如图乙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.

图14

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.

（5）

图15

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15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“×

1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.

答案　

（1）短接　

（2）1　（3）15　3.60　（4）12　（5）9.00

15

解析　

（1）使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故应将两表笔短接．

（2）电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1”．

（3）从题图甲可以看出多用电表中的指针指向表盘最上行刻度15位置，电阻挡为“×

1k”，故读数为15kΩ；

由于电压表量程为5V，电压表中的指针所指位置为3.60，故读数为3.60V.

（4）当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，多用电表读数即为电压表内阻，所以电压表内阻为12kΩ.

（5）设多用电表内电池的电动势为E、多用电表的内阻为R，由（3）、（4）问可知

＝

，

，两式联立解得：

E＝9.00V，R＝15kΩ.

　　　　　　欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧

（1）欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘

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，即读出的示数应再乘以该挡的倍率．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）．

（2）读数技巧

①欧姆表的读数

a．为了减小读数误差，指针应指在表盘

到

的部分，即中央刻度附近．

b．除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读．

c．电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．

②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．

考点三　用多用电表检查电路故障

例3

　在如图16所示的电路中，四节干电池串联作为电源，小灯泡A、B的规格均为“3.8V　0.3A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A、B灯都不亮．

图16

（1）用多用电表的直流电压挡检查故障．

①选择开关置于下列量程的________挡较为合适（用字母序号表示）．

A．2.5VB．10V

C．50VD．250V

②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是（　　）

A．A灯丝断开B．B灯丝断开

C．d、e间连线断开D．B灯被短路

（2）接着利用欧姆表的“×

1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零．

①测试前，一定要将电路中的开关S____________；

②测c、d间和e、f间的电阻时，某次测量结果如图17所示，读数为________Ω，此时测量的是______间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原因是：

________________________________________________________________________.

图17

解析　

（1）①因电源为四节干电池，故电动势E＝6V，则多用电表应选直流电压10V挡较合适；

②因c、d间电压为5.8V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好．

（2）用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；

由题图读数知电阻的阻值为6Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；

由R＝

得R≈12.7Ω，与欧姆表测得的阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻的阻值是小灯泡未通电工作时的阻值，温度较低，电阻率偏小，阻值偏小．

答案　

（1）①B　②A　

（2）①断开　②6　e、f　12.7　用欧姆表测量时小灯泡未工作，小灯泡温度低，电阻小

5．[用欧姆表检查电路故障]

（1）某同学按如图18所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查前，应将开关S________.（填“闭合”或“断开”）

图18

（2）若

（1）中同学检查结果如下表所示，由此可以确定（　　）

测试点

b、f

b、e

b、d

d、e

多用电表示数

无穷大

500Ω

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

答案　

（1）断开　

（2）D

解析　

（1）用多用电表的欧姆挡检查电路的故障需将电路断开．

（2）b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d之间电阻有一定的数值，说b、d之间没有断路，所以断路在d、e之间．

6．[用多用电表检查电路故障]在测定金属丝电阻率的实验中，某同学连接电路如图19所示．闭合开关后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

图19

（1）若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________（填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”）．

（2）若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡（填“欧姆×

100”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”），再将________（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.

答案　

（1）待测金属丝　

（2）直流电压10V　红　0　E　E

解析　

（1）电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而是待测金属丝断路．

（2）判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入，因而红表笔应与a接线柱相连．当只有滑动变阻器断路时，若黑表笔接b，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，若黑表笔接c或d，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势E.

考点四　用多用电表探索黑箱内的电学元件

例4

　如图20所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．

图20

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图21中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）．

图21

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况．

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×

1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图21所示．

请将记录表补充完整，并画出一种可能的电路.

两表笔接的接点

多用电表的示数

a、b

________Ω

a、c

10Ω

b、c

15Ω

解析　

（1）多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A.

（2）使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表．

（3）黑箱中无电源且每对接点间正、反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5Ω，由a、b间电阻阻值为5Ω，a、c间为10Ω，b、c间为15Ω知，电路为a、b间阻值为5Ω的电阻与a、c间阻值为10Ω的电阻串联而成，故可能的电路图如图所示．

答案　

（1）A　

（2）短暂　（3）5　见解析图

7.[多用电表的读数及对黑箱的探索]如图22所示为一黑箱装置，盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接盒内电池的正极．

图22

（1）为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻．

②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压．

③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流．

你认为以上测量中不妥的有________（填序号），理由是

________________________________________________________________________

（2）若他用多用电表测其电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×

10”挡位，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“________”（选填“×

1”）倍率的挡位；

调零后测量，其表盘及指针所指位置如图23所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω.

图23

答案　

（1）①、③　①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用直流电流挡直接测量可能会造成电源短路

（2）×

1　12

8．[用多用电表探索黑箱内的电学元件]在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω.

（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；

（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为________Ω.

答案　

（1）见解析图　

（2）0.6

解析　

（1）根据已知1、2间电阻为1Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如下：

（2）若将1、3用导线连接起来，则等效电路图为：

故R12＝

Ω＝0.6Ω.