高考物理一轮复习第八章恒定电流第6讲实验练习使用多用电表学案.docx

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高考物理一轮复习第八章恒定电流第6讲实验练习使用多用电表学案

第6讲　实验：

练习使用多用电表

微知识1实验目的

1．练习用多用电表测电阻。

2．用多用电表探索黑箱内的电学元件。

微知识2实验器材

多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。

微知识3实验原理

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图所示），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百μA，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。

测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有：

Ig＝＝　①

当表笔间接入待测电阻Rx时，有Ix＝　②

联立①②式解得＝　③

由③式知当Rx＝R中时，Ix＝Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由②式或③式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。

微知识4多用电表的使用方法

1．使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。

如不在，应进行机械调零。

方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

2．根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。

读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。

如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA量程处；在刻度盘上，如果看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。

如图。

微知识5实验步骤

1．练习使用多用电表

准备：

（1）观察多用电表的外形，认清选择开关的测量项目及量程。

（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。

若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。

测电压和电流：

（1）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压。

（2）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压。

（3）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流。

测电阻：

（1）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

（2）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。

（3）将选择开关置于欧姆表的“×100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。

（4）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。

实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

2．用多用电表探测黑箱内的电学元件

（1）黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。

（2）二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。

二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极。

将二极管和小灯泡按如图甲所示的电路连接起来，即给二极管加上正向电压，可以看到，小灯泡正常发光；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光（如图乙所示）。

这说明二极管具有单向导电性。

当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。

微知识6注意事项

1．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔（红表笔）流入，从“－”插孔（黑表笔）流出。

使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。

测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势。

2．要区分开“机械零点”与“欧姆零点”。

“机械零点”使指针在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”使指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。

3．合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。

4．每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。

5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两个有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率。

6．测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表。

7．多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。

若长期不用电表时还应把电池取出。

8．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。

微知识7误差分析

1．欧姆表刻度不均匀造成误差。

2．多用电表内电池用旧了电动势下降带来误差。

一、思维辨析（判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

）

1．使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零。

（√）

2．表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的。

（√）

二、对点微练

1．（欧姆表的原理）如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx为________kΩ。

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__________（填“变大”“变小”或“不变”）。

解析　本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。

欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“＋”进“－”出，即回路中电流从标有“＋”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接（即Rx＝0）时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，此时有关系Ig＝得R内＝＝5kΩ；当指针指在刻度盘的正中央时I＝，有＝，代入数据可得Rx＝R内＝5kΩ；当电源电动势变小、内阻变大时，由于电流表满偏电流Ig不变，由公式Ig＝得，欧姆表内阻R内应调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝＝＝，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大。

答案　红　5　变大

2．（多用电表的使用）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。

请根据下列步骤完成电阻测量：

（1）旋动部件__________，使指针对准电流的“0”刻线。

（2）将K旋转到电阻挡“×100”的位置。

（3）将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的__________（填“0刻线”或“∞刻线”）。

（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。

为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按__________的顺序进行操作，再完成读数测量。

（填选项字母）

A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

解析　本题考查多用电表的使用及操作要点，考查考生对多用电表使用的熟练程度。

答案　

（1）S　（3）T　0刻线　（4）ADC

见学生用书P140

微考点　　多用电表的原理和使用

核|心|微|讲

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

①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。

②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。

③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、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位。

典|例|微|探

【例】　（2017·全国卷Ⅲ）图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。

虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。

该多用电表有5个挡位，5个挡位为：

直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。

（1）图甲中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________。

（填选项字母）

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。

若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为______；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。

（结果均保留三位有效数字）

【解题导思】

（1）多用电表的机械调零和多用电表的欧姆挡调零是一回事吗？

答：

不是。

多用电表的机械调零是调节表盘上的定位螺丝使指针指在电流挡刻度的零刻度处，多用电表的欧姆调零是两表笔短接时，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆挡刻度的零刻度处。

（2）多用电表的欧姆挡刻度盘怎样读数？

答：

刻度盘读数×挡位倍率。

解析　

（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。

（2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B项正确。

（3）B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝＝160Ω；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4＝＝880Ω。

（4）若此时B端与“1”相连，多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为1100Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为5V的电压表，则读数为2.95V。

答案　

（1）黑　

（2）B　（3）160　880

（4）1.47mA（或1.48mA）　1.10kΩ　2.95V

题|组|微|练

1．某学生实验小组利用图所示电路，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：

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________，调零点。

（2）将图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所示，这时电压表的示数如图所示。

多用电