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必考部分第八章恒定电流第6讲实验：练习使用多用电表基础·全面落实考点·深度研析真题·实战演练基础·全面落实教材回扣基础自测一、实验目的1．练习使用多用电表测电阻。2．用多用电表探索黑箱内的电学元件。二、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。三、实验原理多用电表由、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：表头Ig＝Er＋rg＋R＝ER中①当表笔间接入待测电阻Rx时，有Ix＝ER中＋Rx②联立①②式解得IxIg＝R中Rx＋R中③由③式知当Rx＝R中时，Ix＝12Ig，指针指在表盘刻度中间，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的，其对应的电阻刻度是的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。均匀不均匀四、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，如果看最下面一行刻度，即量程刻度为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。五、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刻度位置。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。六、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”是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”是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。七、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导致电动势下降带来误差。(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。()√√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”)。红5变大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＝ER内得R内＝EIg＝5kΩ；当指针指在刻度盘的正中央时I＝Ig2，有Ig2＝ER内＋Rx，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＝ER内得，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＝ER内＋Rx＝IgR内R内＋Rx＝Ig1＋RxR内，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。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。S(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T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。0刻线ADC考点·深度研析核心考点分层突破考点多用电表的原理和使用考|点|速|通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13到23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)黑B1608801.47mA1.10×103Ω2.95V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＝IgRgI1－Ig＝160Ω；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以R4＝U1－IgRgI1＝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。题|组|冲|关1．某学生实验小组利用如图所示电路，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。多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V。短接115.03.60(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为______kΩ。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为______V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为_______kΩ。12.09.015.0解析(1)欧姆表调零前，需要将两表笔短接。(2)应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接电压表正极，即黑表笔接2，红表笔接1。(3)欧姆表选用的挡位是×1k，欧姆表的读数为15.0×1kΩ＝15.0kΩ；电压表量程5V，最小分度0.1V，读数时需要估读