實(shí)驗(yàn)11練習(xí)使用多用電表一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法2會(huì)用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻3會(huì)用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件二、實(shí)驗(yàn)原理(一)電流表與電壓表的改裝1改裝方案改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻UIg(RgR)故RRgIgRg(IIg)R故R改裝后電表內(nèi)阻RVRgR>RgRA<Rg2.校正(1)電壓表的校正電路如圖1所示，電流表的校正電路如圖2所示圖1 圖2(2)校正的過程是：先將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到最左端，然后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，使改裝后的電壓表(電流表)示數(shù)從零逐漸增大到量程值，每移動(dòng)一次記下改裝的電壓表(電流表)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表(標(biāo)準(zhǔn)電流表)示數(shù)，并計(jì)算滿刻度時(shí)的百分誤差，然后加以校正(二)歐姆表原理(多用電表測(cè)電阻原理)1構(gòu)造：如圖所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)外部：接被測(cè)電阻Rx.全電路電阻R總RgRrRx.2工作原理：閉合電路歐姆定律，I.3刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使IIg，電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過程叫歐姆調(diào)零(1)當(dāng)IIg時(shí)，Rx0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”(圖甲)(2)當(dāng)I0時(shí)，Rx，在I0處標(biāo)為“”(圖乙)(3)當(dāng)I時(shí)，RxRgRr，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫中值電阻(三)多用電表1外部構(gòu)造(如圖所示)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇開關(guān)可以使用多用電表測(cè)量電流、電壓、電阻等(2)表盤的上部為表頭，用來表示電流、電壓和電阻的多種量程2歐姆表原理(1)內(nèi)部電路簡(jiǎn)化如圖所示(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律：當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，Ig；當(dāng)被測(cè)電阻Rx接在紅、黑表筆兩端時(shí)，I；當(dāng)I中Ig時(shí)，中值電阻R中RgRr.(四)二極管的單向?qū)щ娦?晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個(gè)極，即正極和負(fù)極，它的符號(hào)如圖甲所示2晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號(hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向)當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示3將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時(shí)，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極三、實(shí)驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)四、實(shí)驗(yàn)步驟1觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程2機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零3將紅、黑表筆分別插入“”、“”插孔4測(cè)量小燈泡的電壓和電流(1)按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測(cè)小燈泡兩端的電壓(2)按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測(cè)量通過小燈泡的電流5測(cè)量定值電阻(1)根據(jù)被測(cè)電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處；(2)將被測(cè)電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；(3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測(cè)量結(jié)果；(4)測(cè)量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋五、注意事項(xiàng)1多用電表使用注意事項(xiàng)(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入”，“黑出”(2)區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕(3)由于歐姆擋表盤難以估讀，測(cè)量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)擋位的倍率(4)使用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測(cè)電阻時(shí)，更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿(5)測(cè)量電阻時(shí)待測(cè)電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測(cè)量結(jié)果，甚至可能損壞電表(6)測(cè)電阻時(shí)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋長(zhǎng)期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取出 (2018·遵義模擬)(1)用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到此較準(zhǔn)確的待測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟并按_的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1 k”的位置B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)(2)如圖所示，為多用電表的表盤，測(cè)電阻時(shí)，若用的是“×100”擋，這時(shí)指針?biāo)颈粶y(cè)電阻的阻值應(yīng)為_；測(cè)直流電流時(shí)，用的是100 mA的量程，指針?biāo)倦娏髦禐開mA；測(cè)直流電壓時(shí)，用的是50 V量程，則指針?biāo)镜碾妷褐禐開V.解析：(1)電表使用前要調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指在0刻線位置，故調(diào)節(jié)S旋鈕；歐姆表測(cè)量前要進(jìn)行歐姆調(diào)零，故調(diào)節(jié)T旋鈕使指針指向電阻0刻線；指針偏轉(zhuǎn)度過小，說明電阻偏大，故需選擇較大的倍率；每次換擋要重新調(diào)零然后測(cè)量電阻，故步驟為ADC；(2)歐姆表讀數(shù)刻度盤讀數(shù)×倍率16×100 1600 ；選用量程為100 mA的電流擋，讀數(shù)選取中間刻度第二排，讀數(shù)為：48 mA，選用量程為50 V的電壓擋，讀數(shù)選取中間刻度第二排，讀數(shù)為：24.0 V.答案：(1)ST0刻線ADC(2)1 6004824.01歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合(2)刻度不均勻：左密右疏(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率電流、電壓擋是量程范圍擋在不知道待測(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)量前指針指在左側(cè)“”處)2讀數(shù)技巧(1)歐姆表的讀數(shù)為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤到的部分，即中央刻度附近指針示數(shù)的讀數(shù)一般取兩位有效數(shù)字電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積(2)測(cè)電壓、電流時(shí)的讀數(shù)，要注意其量程，根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、0.1、0.01時(shí)要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時(shí)，不用估讀到下一位一、多用電表對(duì)電路故障的檢測(cè)1斷路故障的檢測(cè)方法(1)用直流電壓擋：a將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞b在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)(2)用直流電流擋：將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路(3)用歐姆擋檢測(cè)將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路2短路故障的檢測(cè)方法(1)將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路(2)用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路二、誤差分析1偶然誤差(1)估讀時(shí)易帶來誤差(2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會(huì)使誤差增大2系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后，電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小，內(nèi)阻會(huì)變大，致使電阻測(cè)量值偏大，要及時(shí)更換電池(2)測(cè)電流、電壓時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響，測(cè)得的電流、電壓值均小于真實(shí)值 (2013·課標(biāo)全國(guó)卷)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示電路，測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動(dòng)變阻器：最大阻值5 k；導(dǎo)線若干回答下列問題：(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調(diào)零點(diǎn)(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和_(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖乙所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_V.丙(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 k和4.00 V從測(cè)量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_k.(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖丁所示根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_V，電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_k.解析：(1)使用多用電表測(cè)電阻前，應(yīng)首先將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零；(2)多用電表電流為“紅進(jìn)黑出”，題圖甲中外電路電流由2到1，所以紅表筆應(yīng)連1端(3)多用電表擋位為×1 k，指針指15，則R15×1 k15.0 k，由題圖丙知電壓表讀數(shù)為3.60 V.(4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為零時(shí)，多用電表所測(cè)電阻為外電路電阻，即電壓表內(nèi)阻，所以電壓表內(nèi)阻為12.0 k.(5)15.0 k為多用電表電阻擋的中值電阻，中值電阻阻值即內(nèi)電路阻值，所以電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0 k，設(shè)內(nèi)電路電池電動(dòng)勢(shì)為E，則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00 V時(shí)，解得：E9.00 V.答案：(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.08