高考第一轮物理总复习第8节实验练习使用多用电表

第8节实验：练习使用多用电表一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法.2.会使用多用电表测电压、电流及电阻.3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件.二、实验原理1.表盘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.表盘如图所示：上半部分为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目的标识和量程.另外，还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和表笔的插孔.由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度.2．原理欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示.R为调零电阻，红黑表笔短接，根据闭合电路的欧姆定律有Ig＝ERg＋R＋r，当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝ERg＋R＋r＋Rx，故每一个未知电阻都对应一个电流值I.我们在刻度盘上刻出不同I对应的Rx的值，所测电阻Rx即可从表盘上直接读出.由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处.当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝Ig2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻.3.内部结构多用电表是由一个小量程的电流表和若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用.如图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入－插孔，红表笔插入＋插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端.三、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、二极管和定值电阻(大、中、小)三个.四、实验步骤1.观察多用电表的外形，认识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，则可用小螺丝刀进行机械调零.3.将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔.4.如图甲所示连好电路，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.5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．6.利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将选择开关扳到合适的倍率挡，先进行电阻调零，然后测量，读出指针指示数，再乘以倍率；若换挡，要重新进行电阻调零.7.研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极.8．探索黑箱内的电学元件.判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数较小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0Ω”后逐渐增大到“∞”，且指针偏转越来越慢自感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数9.实验完毕拔出红黑表笔，选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡.五、注意事项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，即读出的示数再乘以挡上的倍率.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).(4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率.为了减小读数误差，指针应指表盘13到23的部分，即中央刻度附近.2.多用电表使用的“八大注意”(1)使用前要机械调零.(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”、“黑出”.(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流.(4)电压、电流挡为量程范围，电阻挡为倍率.(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5V专用.(6)测电阻时①待测电阻与电路、电源一定要断开.②两手一定不要同时接触两笔金属杆.③指针指中值附近较准，否则要换挡.④每换一挡必须重新欧姆调零.⑤读出示数要乘以倍率.(7)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡.(8)使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池.题型一：欧姆表的使用例1小量程电压表○,V)量程为1V，内阻未知，要精确测量其内阻，现用欧姆表粗测内阻，选择开关打到欧姆挡的“×100”挡位，调零后进行测量：(1)欧姆表的红表笔应接电压表的极(选填“＋”或“－”)；(2)测得欧姆表读数如图，则电压表的内阻RV＝Ω.【方法与知识感悟】1.欧姆表的使用步骤【答案】(1)－(2)17002.选挡原则：欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小，都有较大误差，通常视表盘中间一段刻度范围14R中～4R中为测量的有效范围.题型二：多用电表的读数例2一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详.用多用电表粗测其阻值，其结果如图a所示.(1)多用电表测得的电阻值约为Ω.(2)用多用电表电阻挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔的金属部分进行欧姆调零(步骤1)，然后用两表笔接触待测电阻的两端(步骤2)，这两步操作是否合理？(选填“步骤1合理”或“步骤2合理”或“都不合理”)【解析】(1)RV＝100×10Ω＝1000Ω.(2)欧姆表调零时，可以用两手指压紧两表笔的金属部分，原因是零电阻和人体电阻并联后，总电阻仍为零，所以步骤1合理；测电阻时，如果人用两手握住表笔的金属部分，则测得的是被测电阻和人体电阻的并联电阻，所以步骤2不合理.【答案】(1)1000(2)步骤1合理【方法与知识感悟】多用电表的读数技巧：(1)测电阻时(欧姆挡)读数：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.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等时，不用估读到下一位.题型三：探测黑箱内的电学元件例3“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转；第二步：用电阻“×100Ω”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图A所示.(1)第一步测量结果表明盒内.(2)图B显示出了图A(1)和图A(2)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是Ω；图C显示出了图A(3)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是Ω.(3)请在图D的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图E所示.如果把图E中e、f两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光.欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光.那么，e端应连接到接线柱，f端应连接到接线柱.【解析】(1)用电压挡对任意接线柱正、反测量，指针不动，说明盒内不存在电源.(2)由于所用电阻挡为“×100”，故图B中示数为1200Ω，图C中示数为500Ω.(3)b、c正反向电阻相同，a、b正反向电阻不同.说明b、c间为纯电阻，a、b间有二极管.a、b间电阻大于a、c间电阻，说明二极管在a、c间，且由c指向a为正向.b、c间的电阻和a、c间的二极管串联，如图所示.【答案】(1)无电源(2)1200500(3)见解析(4)ca【方法与知识感悟】用多用电表探测黑箱内的电学元件，不妨按照下列顺序来判断：先用电压挡测量黑箱各接线柱之间有无电压，从而判断出黑箱中有没有电池，并找出电池来.再用多用电表的欧姆挡正反测量各接线柱之间的电阻.如果有电阻且正接、反接其阻值不变，则所测二柱间为电阻，如果有电阻且正接反接阻值差别很大，便可判断出此二柱间接的应该是二极管.然后再用欧姆挡扩大电阻的测量范围，即将2个元件一起测，进一步确定和检验黑箱内的基本电学元件的类型.本实验中的黑箱限定只有三个接线柱，2个基本电学元件，较为简单，同时也有利于同学们对这些基本电学元件的电学特征的初步了解，这就为以后在生活中接触的电子电路的知识打下基础.1.一位同学使用多用电表测电阻，它在实验中的主要步骤如下：①把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上；②把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在零处；③把两表笔分别与待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；④换用“×100”欧姆挡测量，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻数值；⑤把表笔从测试笔插孔拔出后，把多用电表放回桌上原处，实验完毕.这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件的电源断开，不用手碰表笔的金属杆.这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方？a.；b..选择开关从“×10”挡拨到“×100”挡时，必须重新调零多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡.应置于交流电压最高挡或“OFF”挡2.(2014重庆)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好.维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障.他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点.图1图2①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为V，说明正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯).②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯).11.5蓄电池小灯【解析】①因用直流50V挡检测，故满偏时电压为50V，刻度均匀，在图示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常.②红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯.1.将小电珠L、滑动变阻器、多用电表、电流表、直流稳压电源、开关和导线若干连成如图1所示的电路，进行“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验.(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于端(选填“左”或“右”).(2)用多用电表电压挡测量L电压时，红表笔应接图1中的点(选填“a”或“b”).左a(3)正确连线后，闭合开关，发现不论怎么调节滑动变阻器的滑片，多用电表指针均不偏转.将两表笔改接到图1电路的a、c两点，电表指针仍不偏转；改接a、d两点时，电表指针偏转如图2所示，其示数为V；可判定故障为.2.00c、d两点间断路(4)甲乙两位同学用完多用电表后，分别把选择开关放在图3所示位置.则的习惯好.乙同学【解析】(1)闭合开关前，小电珠分得的电压应为0，故滑动变阻器的滑片P应置于左端.(2)用电压表测量时，红表笔应接电势较高的a点.(3)由图2可知，旋钮指直流电压2.5V挡，用“250”的刻度分析，表针指“200”处，说明被测电压为2.00V(不要用最下面刻线读数，那是交流电压挡).(4)电表用完后，应将旋钮旋到“OFF”挡或交流电压最高挡，故乙同学的做法正确.2.将一个满偏电流为Ig＝100μA，内阻rg＝100Ω的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器电阻最大值R＝20kΩ，电源电动势E＝1.5V，内阻r未知.求：(1)电流表的0处和满偏电流处刻上多大电阻？中间刻度处应该上多大电阻值？(2)在表上满偏电流的14和34处应刻上多大电阻值？(3)请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点？【答案】(1)∞015kΩ(2)45kΩ和5kΩ(3)有关数据如图所示.电流表、电压表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的.3.某同学利用下面所给器材对电表进行改装，并校准：(1)实验室除提供开关S和导线外，还有以下器材可供选择：电流表G：(量程3mA，内阻Rg＝100Ω)标准电流表A：(量程0.6A，内阻为0.5Ω)滑动变阻器R1：(阻值范围0～10Ω，额定电流2