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1、實驗實驗1111練習使用多用電表練習使用多用電表-2-一、理論必備:電流表與電壓表的改裝1.改裝方案-3-2.校正(1)電壓表的校正電路如圖甲所示,電流表的校正電路如圖乙所示。(2)校正的過程是:先將滑動變阻器的滑片移動到最左端,然后閉合開關,移動滑片,使改裝后的電壓表(電流表)示數從零逐漸增大到量程值,每移動一次記下改裝的電壓表(電流表)和標準電壓表(電流表)示數,并計算滿刻度時的百分誤差,然后加以校正。-4-二、實驗目的1.了解多用電表的構造和原理。2.使用多用電表測電阻、電壓及電流。3.探索黑箱內的電學元件。三、實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小電珠、二極管、定值電
2、阻(大、中、小)三個。四、實驗原理(一)多用電表的工作原理1.外部構造(如圖甲所示)(1)轉動選擇開關可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等。-5-(2)表盤的上部為表頭,用來表示電流、電壓和電阻的多種量程。 -6-2.內部結構:多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的,每進行一種測量時,只使用其中一部分電路,其他部分不起作用。將多用電表的選擇開關旋轉到電流擋,多用電表內的電流表電路就被接通;選擇開關旋轉到電壓擋或電阻擋,表內的電壓表電路或歐姆表電路就被接通。如圖乙所示,其中1、2為電流測量端;3、4為電壓測量端;5為電阻測量端。測量時,黑表筆插入“-”插孔,紅表筆插入“+”插孔,并通過
3、轉換開關接入與待測量相對應的測量端。-7-(二)歐姆表原理(多用電表測電阻原理)1.構造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯。外部:接被測電阻Rx。全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx。-8-9-五、實驗步驟1.機械調零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。3.測量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小電珠兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小電珠的電流。
4、-10-11-4.用多用電表測電阻(1)調整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度,插入表筆。(2)選擇開關置于“”擋的1擋,短接紅、黑表筆,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開表筆。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標定值進行比較。(4)選擇開關改置于100擋,重新進行歐姆調零。(5)再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標定值進行比較。(6)測量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.研究二極管的單向導電性,利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻,
5、確定正負極。-12-6.探索黑箱內的電學元件。 -13-六、數據處理1.測電阻時,電阻值等于指針的示數與倍率的乘積。指針示數的讀數一般讀兩位有效數字。2.測電壓和電流時,如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等,讀數時應讀到最小刻度的下一位,若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等,讀數時只讀到與最小刻度位數相同即可。-14-七、誤差分析1.電池用舊后,電動勢會減小,內電阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換新電池。2.歐姆表的表盤刻度不均勻,估讀時易帶來誤差,要注意其左密右疏的特點。3.由于歐姆表刻度的非線性,表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大,因此要選用恰當擋位,
6、盡可能使指針指向表盤的中值附近。4.測電流、電壓時,由于電表內阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實值。5.讀數時易形成偶然誤差,要垂直表盤正對指針讀數。-15-八、注意事項1.表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實際方向。2.區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是歐姆擋的調零旋鈕。3.測電壓時,多用電表應與被測元件并聯;測電流時,多用電表應與被測元件串聯。4.測電阻時:(1)待測電阻與電源一定要斷開。(2)兩手一定不要同時接觸兩表筆金
7、屬桿。(3)指針指中值附近較準,否則換擋。(4)每換一擋必須重新歐姆調零。(5)讀出示數要乘以倍率。-16-5.使用完畢,選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。歐姆表的刻度盤是否是均勻的?為什么?提示：是不均勻的。因為指針的偏轉角度與電流成正比,歐姆表是由靈敏電流計改裝而成的,測量電阻也是轉換成測量電流。根據閉合電路歐姆定律I= 可知I與Rx是一一對應的,但不是線性關系,所以刻度是不均勻的。-17-考點一考點二考點三電表的改裝電表的改裝例1某同學用量程為1 mA、內阻為120 的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為
8、開關?；卮鹣铝袉栴}:(1)根據圖甲所示的電路,在圖乙所示的實物圖上連線。(2)開關S閉合時,多用電表用于測量(選填“電流”“電壓”或“電阻”);開關S斷開時,多用電表用于測量(選填“電流”“電壓”或“電阻”)。 (3)表筆A應為(選填“紅”或“黑”)色。 -18-考點一考點二考點三(4)定值電阻的阻值R1=,R2=。(結果取三位有效數字) 答案解析解析關閉 答案解析關閉-19-考點一考點二考點三多用電表的原理及讀數多用電表的原理及讀數例2多用電表的刻度盤如圖所示。若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時,表針如圖所示,則:(1)所測電阻的阻值為;如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0104 的
9、電阻,為了使測量結果比較精確,應選用的歐姆擋是(選填“10”“100”或“1k”)。 -20-考點一考點二考點三(2)用此多用電表進行測量,當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為mA;當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為mA。 (3)當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時,表針也指于圖示位置,則所測電壓為V。 答案解析解析關閉 答案解析關閉-21-考點一考點二考點三例3(2017課標全國)圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為25
10、0 A,內阻為480 。虛線方框內為換擋開關,A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆100 擋。-22-(1)圖甲中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標號)。 A.在使用多用電表之前,調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時,調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據題給條件可得R1+R2= ,R4= 。 (4)某次測量時該多用電表
11、指針位置如圖乙所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數為。(結果均保留3位有效數字)-23-24-(4)B端與“1”連接時,電流表最大量程為2.5 mA,表盤上每1小格表示0.05 mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數為1.48 mA;B端與“3”連接時,多用表為歐姆表,示數為R=11100 =1 100 ;B端與“5”連接時,多用表為量程5 V的電壓表,每1小格表示0.1 V,則讀數為2.96 V。答案 (1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA或1.48 mA1 100 2.95 V或2.9
12、6 V-25-考點一考點二考點三(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多用電表的示數如圖乙所示,這時電壓表的示數如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數分別為k和V。 (4)調節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數分別為12 k和4.00 V。從測量數據可知,電壓表的內阻為k。 -26-考點一考點二考點三(5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯而成的電路,如圖丁所示。根據前面的實驗數據計算可得,此多用電表內電池的電動勢為V,電阻“1k”擋內部電路的總電阻為 k。 答案解析解析關閉 答案解析關閉-27-考點一考點二考點三規(guī)律
13、總結歐姆表刻度盤特點及多用電表讀數技巧1.歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤(1)左右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻:左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數應再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時,應先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數越大,且測量前指針指在左側“”處)。-28-考點一考點二考點三2.讀數技巧(1)歐姆表的讀數a.為了減小讀數誤差,指針應指在表盤 的部分,即中央刻度附近。b.除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時,要估讀到下一位,其
14、余情況都不用估讀。c.電阻值等于指針示數與所選倍率的乘積。(2)測電壓、電流時的讀數,要注意其量程,根據量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位。-29-考點一考點二考點三用多用電表檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件用多用電表檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件例4某照明電路出現故障,其電路如圖甲所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,導線及其接觸完好。維修人員使用已調好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。-30-考點一考點二考點三(1)斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示
15、如圖乙所示,讀數為V,說明(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合開關后,多用表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。 答案解析解析關閉(1)因用直流50 V擋檢測,故滿偏時電壓為50 V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時,讀數為11.5(11.211.8之間的值均可)V,說明蓄電池正常。(2)紅表筆接b點,斷開開關,指針不偏轉,閉合開關后多用電表讀數與原來相同,說明保險絲、開關均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈。 答案解析關閉(1)11.5(11.211.8之間的值均可)蓄電池(2)小
16、燈-31-考點一考點二考點三例5如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。-32-考點一考點二考點三(1)在使用多用電表前,發(fā)現指針不在左邊“0”刻度線處,應先調整圖乙中多用電表的(選填“A”“B”或“C”)。 (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況。 (3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“1”擋,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現,每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表。-33-考點一考點二考點三兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數如圖乙
17、所示。請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。 答案解析解析關閉 答案解析關閉-34-考點一考點二考點三方法歸納判斷黑箱內元件的基本思路 1.首先用多用電表電壓擋探測黑箱是否有電源。2.如果有電源,則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點間電壓,根據電壓關系判定黑箱內電源的位置及各接點間電阻關系,從而分析出黑箱內各元件的連接情況。-35-考點一考點二考點三3.如果沒有電源,則直接用多用電表的歐姆擋測量任意兩點間的電阻值,根據所測量的電阻值,分析任意兩點間各是什么元件及其連接情況。-36-12341.右圖是一個多用電表歐姆擋內部電路示意圖。電流表滿偏電流0.5 mA、內阻10 ;電池
18、電動勢1.5 V、內阻1 ;變阻器R0阻值05 000 。(1)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5 V刻度的,當電池的電動勢下降到1.45 V、內阻增大到4 時仍可調零。調零后R0阻值將變(選填“大”或“小”);若用該歐姆表測得某電阻阻值為300 ,則這個電阻的真實值是 。 (2)若該歐姆表換了一個電動勢為1.5 V,內阻為10 的電池,調零后測量某電阻的阻值,其測量結果(選填“偏大”“偏小”或“準確”)。 -37-38-39-答案 (1)小290(2)準確-40-12342.用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量:-41-1234(1)
19、旋動部件,使指針對準電流的“0”刻線。 (2)將K旋轉到電阻擋“100”的位置。(3)將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動部件,使指針對準電阻的(選填“0刻線”或“刻線”)。 (4)將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現指針偏轉角度過小。為了得到比較準確的測量結果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按的順序進行操作,再完成讀數測量。 A.將K旋轉到電阻擋“1k”的位置B.將K旋轉到電阻擋“10”的位置C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接,旋動合適部件,對電表進行校準 答案解析解析關閉機械調零應旋動S,使指針對準I=0。歐姆調零應旋動T,使指針對準電阻的“0刻線”。指針偏
20、轉角度小,說明待測電阻大,所選倍率小,應改選更大的倍率,重新進行歐姆調零,所以應按ADC順序操作。 答案解析關閉(1)S(3)T0刻線(4)ADC-42-12343.使用多用電表測量電阻時,多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯,兩個表筆分別位于此串聯電路的兩端?，F需要測量多用電表內電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導線若干。實驗時,將多用電表調至1 擋,調好零點;電阻箱置于適當數值。完成下列填空:-43-1234(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為(選填“紅”或
21、“黑”)色。 (2)若適當調節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表示數如圖乙所示,電流表與電阻箱的示數分別如圖丙中(a)、(b)所示,則多用電表的讀數為 ,電流表的讀數為 mA,電阻箱的讀數為 。 -44-1234-45-1234(3)歐姆表刻度上中間刻度值為15,計算得到多用電表內電池的電動勢為V(保留3位有效數字);(4)若將兩表筆短接,流過多用電表的電流為mA(保留3位有效數字)。 答案解析解析關閉 答案解析關閉-46-1234-47-4.在如圖甲所示的電路中,4節(jié)干電池串聯,小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8 V0.3 A”。合上開關S后,無論怎樣移動滑片,A、B燈都不亮。 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。選擇開關置于下列量程的擋較為合適。(用字母序號表示)A.2.5 VB.10 VC.50 VD.250 V測得c、d間電壓約為5.8 V、e、f間電壓為0,則故障是。 A.A燈燈絲斷開B.B燈燈絲斷開C.d、e間連線斷開D.B燈被短路-48-(2)接著練習使用歐姆表的“1”擋測電阻,進行歐姆調零后:測量前,一定要將電路中的開關S;測c、d間和e、f間電阻時,某次測量結果如圖乙所示,讀數為 ,此時測量的是間電阻。根據小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為 。 -49-答案 (1)BA(2)斷開6e、f12.7
物理實驗11 練習使用多用電表
