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第二章直流电路第7节学生实验：练习使用多用电表01实验认知导学02实验核心解读03典例探究剖析04课后达标检测一、实验目的1．通过对多用电表电路图的等效分析，初步了解多用电表的原理．2．通过对多用电表的实际操作，学会使用多用电表．3．通过对多用电表原理的学习，体会等效思维方法在科学研究中的作用．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，外形如图所示，上半部分为表盘，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，它的周围标有测量功能的区域和量程．另外，还有欧姆调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔．2．多用电表测电阻的原理——欧姆表的原理(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.(2)工作原理：闭合电路的欧姆定律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”．②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．③当I＝Ig2时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．三、实验器材多用电表、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．一、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．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，测小电珠两端的电压．5．按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流．6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差．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．二、数据处理1．测电阻时，电阻值等于表针的示数与倍率的乘积．2．若表针指在两个相邻刻度的中央，如果测电流或电压时，估读数是最小分度的12.三、注意事项1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插“＋”孔，黑表笔插“－”孔，注意电流的实际方向．2．区分“机械零点”和“欧姆零点”．“机械零点”是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”指表盘刻度右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．5．由于欧姆表盘刻度不均匀，应在中值电阻附近读数，即在R中3～2R中3范围内读数．测量结果只需取两位有效数字，读数时应注意乘以相应挡位的倍率．6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．7．测量电阻时，待测电阻要与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．8．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，如果长期不使用欧姆表时，把表内电池取出．四、误差分析1．测电阻时，刻度线不均匀造成读数误差．2．电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大．3．测电阻读数时，忘记乘以相应倍率．[例1]用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和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．指针位置选择开关所处挡位读数直流电流100mA________mAa直流电压2.5V________Vb电阻×100________Ω[解析]多用电表的直流电压、直流电流的刻度都是均匀的．读直流电压、电流时看表盘中央的那条刻度均匀的刻度线．对于直流100mA，每一小格表示2mA，所以读数是23mA；对于2.5V的电压挡，每小格表示0.05V，所以读数为0.57V；电阻的测量读最上面的一条刻度线，所以读数为320Ω.[答案]230.57320多用电表读数技巧(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、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位．类型二多用电表的原理及使用[例2]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．(a)(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”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3位有效数字)[思路点拨]解答本题时应注意以下两点：(1)在表头两端并联小阻值电阻可改装为大量程的电流表，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)不管是测电流、电压，还是测电阻，电流都应从红表笔流入多用电表．[解析](1)为了确保电表“红”进“黑”出，A端应与“黑”色表笔相连接．(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻，故B项正确．(3)当换挡开关接2时，为直流电流1mA挡，满足IgRg＝(I－Ig)(R1＋R2)，得R1＋R2＝160Ω.当换挡开关接4时，为直流电压1V挡，则满足U＝I(R并＋R4)，R并＝120Ω，得R4＝880Ω.(4)若B端与“1”相连，则为直流电流2.5mA挡，可得读数为1.47mA.若B端与“3”相连，则为欧姆×100Ω挡，可得读数为1.10×103Ω.若B端与“5”相连，则为直流电压5V挡，可得读数为2.95V.[答案](1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1．10×103Ω2.95V应用多用电表测量电阻时，在选择好挡位后，要先把两表笔相接触，调整电阻挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置，然后再把两表笔分别与待测电阻的两端相连．应当注意的是，换用欧姆挡的另一个量程时，需要重新调整电阻挡的调零旋钮，才能进行测量．类型三创新实验[例3]有一个电阻和一个半导体二极管串联，装在盒子里．盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图所示．今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路．红表笔ACCBAB黑表笔CABCBA阻值有阻值阻值同AC间测量值很大很小很大接近AC间测量值[解析]由A、C间的阻值情况可知，A、C间显然为一个电阻；由B、C间阻值情况和二极管的单向导电性可知，B、C间应是一个二极管，且B接负极，C接正极；由A、B间的阻值情况可进一步验证上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如图所示．[答案]图见解析本实验易与闭合电路欧姆定律知识综合考查，出题方式灵活，往往在教材实验基础上创设新情境．因此，要在夯实教材实验的基础上注重迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．