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1、第9節(jié)實驗：練習(xí)使用多用電表 1了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法 2會使用多用電表測電壓、電流及電阻 3會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件 一、實驗原理 1表盤：多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程外形如圖，上半部為表頭，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程另外，還有歐姆調(diào)零旋鈕，指針定位螺絲和測試筆的插孔 由于多用電表的測量項目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個項目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖中的第二行就是交、直流電流和交、直流電壓共用的標(biāo)度 2擋位：如圖所示，
2、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，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應(yīng)的測量端 3二極管的單向?qū)щ娦裕壕w二極管是半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個極，一個叫正極，一個叫負(fù)極，它的符號如圖甲所示 晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)當(dāng)給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示 二、實驗器材 多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個 三、實驗步驟 1觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目
3、及量程 2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(jìn)行機械調(diào)零 3將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔 4用多用電表測電壓、電流測量量測量量比較項比較項用多用電表測量小燈用多用電表測量小燈泡的電壓泡的電壓用多用電表測量小燈用多用電表測量小燈泡的電流泡的電流步驟步驟(1)將多用電表的選擇將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電壓開關(guān)旋至直流電壓擋，其量程應(yīng)大于小擋，其量程應(yīng)大于小燈泡兩端電壓的估計燈泡兩端電壓的估計值值(2)用兩表筆分別接觸用兩表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，燈泡兩端的接線柱，注意紅表筆接觸點的注意紅表筆接觸點的電勢應(yīng)比黑表筆的高電勢應(yīng)比黑表筆的高(3)根據(jù)表盤上相
4、關(guān)量根據(jù)表盤上相關(guān)量程的直流電壓標(biāo)度讀程的直流電壓標(biāo)度讀數(shù)數(shù)(1)將多用電表的選將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電流擇開關(guān)旋至直流電流擋，其量程應(yīng)大于通擋，其量程應(yīng)大于通過燈泡電流的估計值過燈泡電流的估計值(2)把多用表串聯(lián)在把多用表串聯(lián)在剛才卸開的電路中，剛才卸開的電路中，注意電流應(yīng)從紅表筆注意電流應(yīng)從紅表筆流入電表流入電表(3)閉合開關(guān)，根據(jù)閉合開關(guān)，根據(jù)表盤上相應(yīng)量程的直表盤上相應(yīng)量程的直流電流刻度讀數(shù)流電流刻度讀數(shù) 在測量小燈泡的直流電壓或電流時，量程選擇要適當(dāng)，以使表針在測量范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)得盡量大一些，這樣測量結(jié)果會比較準(zhǔn)確 5用多用電表測電阻 (1)選擋：一般歐姆表都有多個擋位，測量時要進(jìn)
5、行合理選擋，使讀數(shù)應(yīng)在中值刻度附近，若指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說明待測電阻阻值較大，應(yīng)選較大倍率的擋位，否則換倍率較小的擋位 (2)電阻調(diào)零：即將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻旋鈕，使指針指右端電阻零刻度 (3)測量：將待測電阻與別的元件斷開，一定不要用手接觸表筆，將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量 (4)讀數(shù)：要用刻度盤上的讀數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率即得到待測電阻的阻值 (5)若需要換擋測量新的電阻需要重復(fù)以上(1)(4)步 (6)測量完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋，長期不用時，應(yīng)將多用電表中的電池取出 6測二極管的正、反向電阻 (1)測正向電阻：用多用電表的電阻擋，量程撥到
6、“10”的位置上，將紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔，然后兩表筆短接進(jìn)行電阻擋調(diào)零后，將黑表筆接觸二極管正極，紅表筆接觸二極管負(fù)極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1. (2)測反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋(例如“1 k”)，變換擋位之后，須再次把兩表筆短接調(diào)零，將黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的正極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率(例如1 k)，求出反向電阻R2. 當(dāng)R1與R2相差很大時，說明二極管質(zhì)量較好；當(dāng)R1與R2相差較小時，說明二極管質(zhì)量不好如果R1與R2均較小，可能二極管短路；如果R1與R2均較大，可能二極管斷路 7探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件判斷元件判斷元
7、件應(yīng)用擋位應(yīng)用擋位現(xiàn)象現(xiàn)象電源電源電壓擋電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源明無電源電阻電阻歐姆擋歐姆擋兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同二極管二極管歐姆擋歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大大電容器電容器歐姆擋歐姆擋指針先指指針先指“0 ”后逐漸增大到后逐漸增大到“”，且轉(zhuǎn)動越來越慢，且轉(zhuǎn)動越來越慢電感線圈電感線圈歐姆擋歐姆擋示數(shù)由示數(shù)由“”逐漸減小到某一較逐漸減小到某一較小固定示數(shù)小固定示數(shù) 四、數(shù)據(jù)處理 1測電阻時，電阻值等于表針的示數(shù)與倍率的乘積指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字 2如果所讀表盤的最小刻度
8、為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時應(yīng)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(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可 五、誤差分析 1電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池 2歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差 3由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當(dāng)擋位，使指針指中值附近 4讀數(shù)時的觀測易形成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù) 六、注意事項 1使用多用電表“十忌” (1)忌不調(diào)零就使用多用電表 (2)忌搞錯連接方式，測電壓需并聯(lián)，測電流需串聯(lián) (3)忌搞反直流電流方向，直流電要從正極測
9、試筆插孔流入，從負(fù)極測試筆插孔流出 (4)忌用手接觸測試筆的金屬桿，特別在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸測試筆的金屬桿 (5)忌不進(jìn)行歐姆表調(diào)零，就用多用電表測電阻值 (6)忌只看讀數(shù)不乘倍率 (7)改換歐姆擋量程后，忌不重新調(diào)零 (8)忌把電阻同其他電路聯(lián)在一起進(jìn)行測量 (9)忌把電池裝在多用電表內(nèi)長期不用 (10)多用電表不用時，忌選擇開關(guān)置于歐姆擋 2用多用電表測黑箱時，一定要先用電壓擋判斷其內(nèi)有無電源，確定無電源后才能使用歐姆擋測量 3用多用電表測電流和電壓時，要先選擇量程再進(jìn)行測量，且不要把量程當(dāng)成倍率 4不論使用哪一擋位，電流必須從紅表筆流入，從黑表筆流出 (2015南平松溪一中期
10、中)如圖為一正在測量中的多用電表表盤題題 型型 1 1多用電表的使用和讀數(shù)多用電表的使用和讀數(shù) (1)如果是用10 擋測量電阻，則讀數(shù)為_ . (2)如果是用直流10 mA擋測量電流，則讀數(shù)為_ mA (3)如果是用直流5 V擋測量電壓，則讀數(shù)為_V. (4)如果為測其他電阻把10 擋換為100 擋則先要_，再進(jìn)行測量 【解析】(1)多用電表測量電阻時，讀數(shù)等于刻度值與倍率的乘積，由圖示表盤可知，讀數(shù)為610 60 . (2)直流10 mA擋分度值為0.02 mA，由圖示表盤可知，讀數(shù)為7.2 mA (3)直流5 V擋分度值為0.1 V，由圖示表盤可知，讀數(shù)為3.6 V. (4)用歐姆表測電阻
11、，換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零 【答案】(1)60(2)7.2(3)3.6(4)進(jìn)行歐姆調(diào)零 【方法總結(jié)】 根據(jù)測量項目，選擇對應(yīng)的刻度盤： (1)直流電流和電壓刻度是均勻的，讀數(shù)時共用，但需按比例計算，如取5 mA量程讀數(shù)時可利用滿刻度數(shù)值為“50”的刻度線，只是“50”相當(dāng)于“5 mA” (2)用歐姆擋測電阻的阻值為：讀數(shù)倍率 (3)不論測電阻，還是測電流、電壓，電流總是從正插孔(紅表筆)流入，從負(fù)插孔(黑表筆)流出 (4)二極管具有單向?qū)щ娦裕粲脷W姆表兩表筆接觸二極管兩極，測得電阻較小時與黑表筆相連的為二極管的正極；測得電阻較大時，與黑表筆相連的為二極管的負(fù)極(2014河北區(qū)二模)(1)某
12、同學(xué)使用多用電表粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“1k”擋位，測量時針偏轉(zhuǎn)如圖(a)所示請你簡述接下來的測量過程：變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 1-1 _； _； _； 測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋到“OFF”檔 (2)接下來采用“伏安法”較準(zhǔn)確的測量該電阻的阻值，待測電阻的阻值約為幾千歐，所用實驗器材如圖(b)所示其中電壓表內(nèi)阻約為5 k，電流表內(nèi)阻約為5 .圖中部分電路已經(jīng)連接好，請完成實驗電路的連接 (3)圖(c)是一個多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個量程當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時，可用來測量 _，當(dāng)S旋到位置_時，可用來測量電流，其中S旋到位置_時量程較大 解析：(1)
13、觀察表盤可知，指針偏角過大，被測電阻較小，需要換擋，重新測量斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“100”擋；將兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0 ”；再接入待測電阻，將指針示數(shù)100，即為待測電阻阻值 (2)被測電阻約為幾百歐，比較電壓表和電流表的內(nèi)阻可知，電流表應(yīng)該內(nèi)接，電路圖如下： (3)多用電表只有作為歐姆表使用時，才會使用電池，故轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時，可用來測量電阻，靈敏電流計與電阻并聯(lián)可以擴(kuò)大電流表的量程，故當(dāng)S旋到位置1、2時，可用來測量電流，S旋到位置1時，量程并聯(lián)電阻阻值較小則分流較大，故S旋到位置1時，量程較大 答案：(1)斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“100”擋將
14、兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0 ”再接入待測電阻，將指針示數(shù)100，即為待測電阻阻值 (2)電路圖見解析 (3)電阻1、21 如圖是某同學(xué)連接的實驗實物圖，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法檢查故障：題題 型型 2 2 用多用電表檢測電路故障用多用電表檢測電路故障 (1)用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行檢查： 那么選擇開關(guān)應(yīng)置于下列量程的_擋(用字母序號表示) A2.5 VB10 V C50 VD250 V 在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應(yīng)接觸_(填a或b) 該同學(xué)測試結(jié)果如下表所示，根據(jù)測試結(jié)果，可以判定故障是_(假設(shè)只有下列故障中的某一項). A燈A斷路 B
15、燈B短路 Ccd段斷路Ddf段斷路測試點測試點 電壓示數(shù)電壓示數(shù)a、b有示數(shù)有示數(shù)c、b有示數(shù)有示數(shù)c、d無示數(shù)無示數(shù)d、 f有示數(shù)有示數(shù) (2)用歐姆擋檢查： 測試前，應(yīng)將開關(guān)S_.(填斷開或閉合) 測量結(jié)果如上表所示，由此可以斷定故障是_ A燈A斷路B燈B斷路 C燈A、B都斷路Dd、e間導(dǎo)線斷路 【解析】(1)用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行測量，實質(zhì)上就是用電壓表測量當(dāng)用電壓表測電路故障時，若電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源之間的回路是接通的，且與電壓表并聯(lián)的電路沒有短路，若電壓表無示數(shù)，有兩種可能，一是電壓表與電源之間的回路存在斷路，另一種可能則是與電壓表并聯(lián)的電路短路用多用電表的直流電壓擋進(jìn)
16、行電路檢查時，電壓表的量程必須大于電源的電動勢，為了示數(shù)明顯，其量程又不宜過大 本題中電源的電動勢為6 V，故選10 V量程即可測試時紅表筆應(yīng)接電勢高的a點a、b間有示數(shù)，說明a電源b間無斷路；c、b間有示數(shù)，說明cSab間無斷路，斷路范圍縮?。籧、d無示數(shù)，說明de燈Bfb間存在斷路或燈A短路，又燈B也不亮，故只能是前一種情況d、 f有示數(shù)，說明是d、 f間沒短路，且cSa電源bf間無斷路，綜上所述，df段斷路 (2)用歐姆擋檢查時，測試前應(yīng)首先將開關(guān)S斷開，防止電源損傷多用電表根據(jù)表針的偏轉(zhuǎn)情況，接c、d時有示數(shù)，說明不是燈A斷路；接e、 f時有示數(shù)，說明也不是燈B斷路；接d、e間時有無窮
17、大電阻，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路 【答案】(1)BaD(2)斷開D 【方法總結(jié)】 (1)若用多用電表測電壓、電流功能檢測時，需根據(jù)電路特點選擇合理的量程，且測電壓時要并聯(lián)到待測電路中，測電流時要串聯(lián)到待測電路中，紅表筆接高電勢點，黑表筆接低電勢點 (2)若用測電阻功能檢測時，待測電路一定要和電源斷開，以免外電路的電源損壞電表若將原電路電源取下，則只能使用歐姆擋檢測(2014資陽模擬)在“練習(xí)使用多用電表”的實驗中： (1)用多用電表測某電阻，擋位旋鈕指“10”擋，讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太大，為使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，則應(yīng)改用_擋 A1 B100 C1 000 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 2-1 (2)多用電
18、表使用時間長了，電池電動勢不變，內(nèi)阻明顯變大，使用該表測電阻時，仍能夠使用“調(diào)零旋鈕”進(jìn)行調(diào)零，則用該表測得的電阻測量值與電阻的真實值比較將_ A偏大 B偏小 C不變 (3)如圖所示電路，開關(guān)閉合后發(fā)現(xiàn)燈不亮，欲用多用電表檢查該電路某處是否發(fā)生“斷路”，應(yīng)使用電表的_ A電阻擋B電流擋 C交流電壓擋 D直流電壓擋 (3)閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，欲用多用電表檢查該電路某處是否發(fā)生“斷路”，在保持電路完整的情況下，應(yīng)使用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行測量，D選項正確 答案：(1)A(2)C(3)D 如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進(jìn)行探測題題 型型 3 3 用多用電表探
19、測黑箱問題用多用電表探測黑箱問題 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)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(yīng)_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況 (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正反向阻值均相等，測量記錄如下表兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖乙所示 請將記錄表補充完整，并在圖甲的黑箱圖中畫出一種可能的電路.兩表筆接的接點兩表筆接的接點多用電表的示數(shù)多用電表的示數(shù)a，b
20、_ a，c10.0 b，c15.0 【解析】(1)A是機械調(diào)零，B是歐姆調(diào)零，C是功能選擇開關(guān)，故選填A(yù) (2)為防止a、b間存在高壓電源在持續(xù)接通時燒壞電表，應(yīng)采用“點觸”方式 (3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0 .因黑箱內(nèi)只有三個阻值相等的電阻，由表內(nèi)數(shù)據(jù)知b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和，故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍，故a、b間有一個電阻時a、c間兩個電阻串聯(lián)；b、c間有三個電阻時a、b間兩個電阻并聯(lián)，電路圖見答案 【答案】(1)A(2)短暫(3)5.0如圖所示 【方法總結(jié)】 用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件的基本思想 根據(jù)以上思路判斷出黑箱內(nèi)有哪些電學(xué)元件后，再根據(jù)各接點間的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推理，最后確定出元件的位置和連接方式 用多用電表探測圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點，阻值很小，但反接阻值很大那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖乙中()變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 3-1 解析：紅表筆接F點，電阻很小，此時二極管導(dǎo)通，電源電流從黑表筆流出，通過二極管從紅表筆流進(jìn)，電流方向從E到F，只有B正確 答案：B
高中物理 第2章 第9節(jié) 實驗：練習(xí)使用多用電表課件 新人教版選修31
