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第八章恒定电流返回导航一、电流表与电压表的改装1．改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图返回导航分压电阻或分流电阻U＝Ig(Rg＋R)故R＝UIg－RgIgRg＝(I－Ig)R故R＝IgRgI－Ig改装后电表内阻RV＝Rg＋RRgRA＝RRgR＋RgRg返回导航2.校正(1)电压表的校正电路如图所示，电流表的校正电路如图所示．(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移动到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到最程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正．返回导航二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1．构造如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.返回导航2．工作原理：闭合电路欧姆定律I＝ERg＋R＋r＋Rx.3．刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)(3)当I＝Ig2时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．返回导航三、多用电表1．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．2．外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．返回导航3．多用电表面板上还有：欧姆表的调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“一”插孔)．返回导航四、多用电表的适用1．机械调零：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零．2．将红、黑表笔分别插入“十”、“一”插孔．3．测量小灯泡的电压和电流(1)按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．(2)按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．返回导航4．测量定值电阻用多用电表测电阻的步骤：(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，指针指向∞.返回导航(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零．(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．5．测量二极管的正、反向电阻(1)二极管常用半导体材料制成，它有两个极，一个正极，一个负极，符号为.返回导航(2)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，电路导通．反之电阻示数很大，电路截止．(如图所示)由此可判断出二极管的正、负极．返回导航(3)测正、反向电阻①测正向电阻：用多用电表的电阻挡，量程拨到“×10”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“一”插孔，然后两表笔短接进行欧姆调零后，将黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极，稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1.②测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，方向同上．返回导航6．探索黑箱内的电学元件探究项目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正、反接时示数相同返回导航探究项目应用挡位现象二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数返回导航●注意事项多用电表使用的“七大注意”(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、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡．(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流2.5V专用．返回导航(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)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.返回导航热点一多用电表的读数【典例】如图所示为某多用电表的刻度盘．(1)若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，指针指示如图所示，则所测电阻的阻值为________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________(填“×10”“×100”或“×1k”)．返回导航(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，指针指在图示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，指针指在图示位置，则所测电流为________mA.(3)当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指在图示位置，则所测电压为________V.〖思路探究〗(1)欧姆表读数要注意：读数×倍率．(2)电压表与电流表需要估读，要注意估读的规则．返回导航解析：(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103Ω.(2)选50mA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1/10估读)，指针对应的读数为34.0mA；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1/5估读)，指针对应的读数为170mA.(3)选择10V电压挡，则每一大格表示2V，每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为6.8V.答案：(1)1.5×103×1k(2)34.0170(3)6.8返回导航欧姆表刻度盘的特点及多用电表的读数技巧(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流挡刻度盘①左∞右0：电阻无限大与电流、电压挡零刻度线重合，电阻零刻度线与电流、电压最大刻度线重合．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．返回导航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a．为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的部分，即中央刻度线附近．b．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．②测电压、电流时的读数，精确度是1，0.1，0.01时要估读到下一位，精确度是0.2，0.02，5，0.5，0.05时，不用估读到下一位．返回导航热点二多用电表原理的理解【典例】(2017课标Ⅲ，23)图(a)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．图(a)返回导航图(b)(1)图(a)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_____(填正确答案标号)．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”位置返回导航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(b)所示．若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________．(结果均保留3位有效数字)返回导航解析：(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接．(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；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，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误．(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，RgR1＋R2＝1－0.250.25＝31，解得R1＋R2＝160Ω.返回导航当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120Ω，两端电压为0.12V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88V，则R4电阻为880Ω。(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5mA，读数为1.47mA.若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100Ω＝1.10kΩ.若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5V，读数为2.95V.答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.95V返回导航电表的改装(1)在表头两端并联小阻值电阻可改装为电流表，将表头与大阻值电阻串联可改装为电压表，而表头与电池及电阻串联在一起可改装为欧姆表．(2)①R6为欧姆表欧姆调零电阻．②B端与“3”、“4”、“5”相连时，电阻R1＋R2是工作电阻，且与Rg为并联关系．③注意读数以3位有效数字形式体现，如B端与“3”相连时读数为1.10×103Ω，不能写成1100Ω.返回导航热点三用多用电表探索黑箱内的电学元件【典例】如图(甲)所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．返回导航(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图(乙)中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)．(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a，b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a，b时，多用电表的示数如图(乙)所示．返回导航请将记录表补充完整，并在图(甲)中画出一种可能的电路.两表笔接的接点多用电表的示数a，b________Ωa，c10.0Ωb，c15.0Ω返回导航〖思路探究〗(1)在检测黑箱中是否存在电源时需用电压表，切记采用“点触”法．(2)使用欧姆挡检测电阻时必须确定电路中无电源时才能进行．解析：(1)A用于机械调零，B用于欧姆调零，C是功能选择开关，故选A.(2)为防止a，b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．返回导航(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管．由题图(乙)可以读出a，b间阻值为5.0Ω.因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据知b