2.校正
(1)电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示.
图1 图2
(2)校正的过程是:
先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正.
二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造:
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
(3)如图9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旋到位置________时量程较大.
图9
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
(3)电阻 1、2 1
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10(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10
(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11
(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________再进行测量,多用电表的示数如图11(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12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12
(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
变式题组
3.[多用电表的读数]多用电表表头的示意图如图13所示.在正确操作的情况下:
图13
(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