7.7实验：练习使用多用电表

第7节实验：练习使用多用电表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：上半部分一、实验目的为表头，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、机械调零旋钮和试电笔的插孔．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为测量端，3、4为测量端，5为测量端，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．电流电阻电压－＋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．三、实验器材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”挡或交流电压最大挡，若长期不用应取出电池．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．例1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：题型一：欧姆表的使用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，再完成测量．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】多用电表测量电阻时，在测量之前就要观察指针是否在电流的零刻度线上，若指针不在零刻度线上，用螺丝刀小心转动调零螺丝S，使指针对准电流的“0”刻线．然后转动选择开关K，选择倍率，再将两表笔短接，调整调零电阻的旋钮T，使得指针对准电流的满偏刻度(即电阻的0刻线)，接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，测量被测电阻的阻值．若在测量过程中，发现指针偏转角度过小，表明被测的电阻阻值很大，这时要换用更高倍率的挡位，例如，本题就要从“×100”挡位更换到“×1k”的位置．【答案】①S③T0刻线④ADC【方法与知识感悟】1.欧姆表的使用步骤2．选档原则：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．例2用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．题型二：多用电表的读数指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mA直流电压2.5Vb电阻×100【解析】直流电流100mA挡读第二行“0～10”一排，最小刻度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V挡读第二行“0～250”一排，最小分度值为0.05V，估读到0.01V就可以了；电阻×100挡读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”．【答案】23.0mA0.57V320Ω【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．例3黑箱上有三个接线柱A、B、C(如图所示)，已知里面装的元件只有两个(可能的元件是电池、电阻或二极管)，并且两个接线柱间最多只接一个元件，现测量结果如下：(1)用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；(2)用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变；(3)用欧姆挡测量，黑表笔接A点，红表笔接B点，有阻值，反接阻值较大；(4)用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第(2)步测得的大；反接阻值很大．根据测量结果画出箱内两个元件的接法．题型三：探测黑箱内的电学元件【思路点拨】探测黑箱内的电学元件是一个重要的知识点．【解析】第(1)步说明箱内无电源；第(2)说明A、C之间有一电阻；第(3)步说明箱内元件接法有图(a)、(b)所示的两种情况；第(4)步说明箱内接法只能是图(b)所示情况．【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．1．一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规定之处，他的主要实验步骤如下：A．把选择开关置于“×1”欧姆挡；B．把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；C．把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；D．换用“×100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；E．把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕．这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆．这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规定？D、E两个步骤中存在错误【解析】在D步骤中，没有进行欧姆挡的调零就进行测量了，应该先调零再测电阻；在实验结束时，即在步骤E中应该将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡．2．多用电表的面板示意图如图所示．在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是，测量结果为V.直流电压1.24(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是，测量结果为.(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是，测量结果为.(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：，，．(5)全部测量结束后，应该选择开关拨到或者．(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从色表笔经插孔流入电表．直流电流49mA电阻1.7kΩ改用×1kΩ倍率重新欧姆调零测量、读数OFF挡交流电压最高挡红正【夯实基础】1．某同学用表盘如图所示的多用电表测量部分电子元件．①用多用电表正确测量了一个约10Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻．请选择以下必须的步骤，按操作顺序写出：.A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指零B．将红表笔和黑表笔接触C．把选择开关旋转到“×1k”位置DBEFD．把选择开关旋转到“×100”位置E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“0”刻度F．用两表笔分别接触约2kΩ左右的电阻的两端②若测量结果如图所示，则该电阻的测量值为kΩ.1.92．如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：(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”)．2.2×103×1k(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，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的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为V.19.5(19.4～19.6都正确)983.9【解析】(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为22，倍率为“×100”，读数为2.2×103Ω；2.0×104Ω＝20.0×103Ω，所以选用×1k挡测量结果较精确．(2)选50mA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110估读)，指针对应的读数为19.5mA；选择量程为250mA的电流挡，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15估读)，指针对应的读数为9