實驗11練習使用多用電表 一 理論必備 一 電流表與電壓表的改裝1 改裝方案 2 校正校正電路如圖所示 二 歐姆表原理1 構造 歐姆表由電流表G 電池 調零電阻R和紅 黑表筆組成 歐姆表內部 電流表 電池 調零電阻串聯(lián) 外部 接被測電阻Rx 3 刻度的標定 紅 黑表筆短接 被測電阻Rx 0 時 調節(jié)調零電阻R 使I Ig 電流表的指針達到滿偏 這一過程叫歐姆調零 1 當I Ig時 Rx 0 在滿偏電流Ig處標為 0 圖甲 2 當I 0時 Rx 在I 0處標為 圖乙 3 當I 時 Rx Rg R r 此電阻值等于歐姆表的內阻值 Rx叫中值電阻 三 多用電表1 多用電表可以用來測量電流 電壓 電阻等 并且每一種測量都有幾個量程 2 外形如圖所示 上半部為表盤 表盤上有電流 電壓 電阻等多種量程的刻度 下半部為選擇開關 它的四周刻有各種測量項目和量程 3 多用電表面板上還有 歐姆表的歐姆調零旋鈕 使電表指針指在右端零歐姆處 指針定位螺絲 使電表指針指在左端的 0 位置 表筆的正 負插孔 紅表筆插入 插孔 黑表筆插入 插孔 4 原理圖 二 多用電表使用 一 實驗器材多用電表 電學黑箱 直流電源 開關 導線若干 小電珠 二極管 定值電阻 大 中 小 三個 二 實驗步驟1 機械調零 多用電表的指針若不指零 則可用小螺絲刀進行機械調零 2 將紅 黑表筆分別插入 插孔 3 測量小電珠的電壓和電流 1 按如圖甲所示連好電路 將多用電表選擇開關置于直流電壓擋 測小電珠兩端的電壓 2 按如圖乙所示連好電路 將選擇開關置于直流電流擋 測量通過小電珠的電流 4 用多用電表測電阻 1 調整定位螺絲 使指針指向電流的零刻度 插入表筆 2 選擇開關置于 擋的 1擋 短接紅 黑表筆 調節(jié)歐姆調零旋鈕 使指針指到 0 歐姆位置 然后斷開表筆 3 將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端 讀出指示的電阻值 然后斷開表筆 再與標定值進行比較 4 選擇開關改置于 100擋 重新進行歐姆調零 5 再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端 讀出指示的電阻值 然后斷開表筆 與標定值進行比較 6 測量完畢 將表筆從插孔中拔出 并將選擇開關置于交流電壓最高擋或 OFF 擋 5 研究二極管的單向導電性 利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻 確定正負極 6 探索黑箱內的電學元件 三 注意事項1 紅表筆插入 孔 黑表筆插入 孔 2 區(qū)分 兩個零點 機械零點是表盤刻度左側的 0 位置 調整的是表盤下邊中間的定位螺絲 歐姆零點是指刻度盤右側的 0 位置 調整的是歐姆擋的調零旋鈕 3 測電阻時 1 待測電阻與電源一定要斷開 2 兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿 3 指針指中值附近較準 否則換擋 4 每換一擋必須重新歐姆調零 5 讀出示數(shù)要乘以倍率 4 使用完畢 選擇開關要置于 OFF 擋或交流電壓最高擋 長期不用應取出電池 命題點一 命題點二 多用電表的原理及使用例1 2017 全國卷 圖 a 為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖 圖中E是電池 R1 R2 R3 R4和R5是固定電阻 R6是可變電阻 表頭G的滿偏電流為250 A 內阻為480 虛線方框內為換擋開關 A端和B端分別與兩表筆相連 該多用電表有5個擋位 5個擋位為 直流電壓1V擋和5V擋 直流電流1mA擋和2 5mA擋 歐姆 100 擋 命題點一 命題點二 1 圖 a 中的A端與 填 紅 或 黑 色表筆相連接 2 關于R6的使用 下列說法正確的是 填正確答案標號 A 在使用多用電表之前 調整R6使電表指針指在表盤左端電流 0 位置B 使用歐姆擋時 先將兩表筆短接 調整R6使電表指針指在表盤右端電阻 0 位置C 使用電流擋時 調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 3 根據題給條件可得R1 R2 R4 4 某次測量時該多用電表指針位置如圖 b 所示 若此時B端是與 1 相連的 則多用電表讀數(shù)為 若此時B端是與 3 相連的 則讀數(shù)為 若此時B端是與 5 相連的 則讀數(shù)為 結果均保留3位有效數(shù)字 命題點一 命題點二 答案 1 黑 2 B 3 160880 4 1 47mA或1 48mA1100 2 95V或2 96V解析 1 根據電流從紅表筆進入多用表 結合歐姆擋知 A與黑表筆相連 2 在使用多用電表之前 調節(jié)機械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流 0 位置 A選項錯 使用歐姆擋時 將兩表筆短接 調整R0進行歐姆調零 B選項正確 電流擋中電路與R6無關 C選項錯 3 當B端接 2 時 電流表的量程為1mA 此時 R1 R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián) R1 R2承擔的電流為I Ig 0 75mA 由IgRg I Ig R1 R2 可得R1 R2 160 當B端接 4 時 電壓表量程為1V 表頭與R4串聯(lián) 表頭部分承擔的電壓Ug IgRg 250 10 6 480V 0 12V 故R4承擔的電壓為0 88V 命題點一 命題點二 4 B端與 1 連接時 電流表最大量程為2 5mA 表盤上每1小格表示0 05mA 指針約在第29 6格 則電流表讀數(shù)為1 48mA B端與 3 連接時 多用表為歐姆表 示數(shù)為R 11 100 1100 B端與 5 連接時 多用表為量程5V的電壓表 每1小格表示0 1V 則讀數(shù)為2 96V 命題點一 命題點二 例2 2017 湖北黃石模擬 某學生實驗小組利用圖甲所示電路 測量多用電表內電池的電動勢和電阻 1k 擋內部電路的總電阻 使用的器材有 多用電表 電壓表 量程5V 內阻十幾千歐 滑動變阻器 最大阻值5k 導線若干 回答下列問題 1 將多用電表擋位調到電阻 1k 擋后并進行了歐姆調零 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 命題點一 命題點二 3 將滑動變阻器的滑片調到適當位置 使多用電表的示數(shù)如圖乙所示 這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示 多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為k 和V 命題點一 命題點二 4 調節(jié)滑動變阻器的滑片 使其接入電路的阻值為零 此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 0k 和4 00V 多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池 一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路 如圖丁所示 根據前面的實驗數(shù)據計算可得 此多用電表內電池的電動勢為V 電阻 1k 擋內部電路的總電阻為k 答案 2 1 3 15 03 60 4 9 015 0 命題點一 命題點二 解析 2 多用電表插孔紅正黑負 電流從紅表筆流入電表 從黑表筆流出電表 電流從電壓表正接線柱流入 由圖示甲所示可知 紅表筆接觸2 黑表筆接1 3 用電表擋位調到電阻 1k 由圖乙所示可知 電阻阻值1k 15 0 15 0k 由圖丙所示可知 電壓表分度值為0 1V 電壓表讀數(shù)為3 60V 4 歐姆表的中值電阻等于內電阻 故歐姆表1k擋位的內電阻為15 0k 命題點一 命題點二 1 歐姆表刻度盤與電壓 電流表刻度盤的區(qū)別 1 歐姆表左 右0 2 歐姆表刻度不均勻 3 歐姆擋是倍率擋2 電表讀數(shù)技巧 1 歐姆表的讀數(shù)a 為了減小讀數(shù)誤差 指針應指在表盤的部分 即中央刻度附近 b 除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時 要估讀到下一位 其余情況都不用估讀 c 電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積 命題點一 命題點二 2 測電壓 電流時的讀數(shù) 要注意其量程 根據量程確定精確度 精確度是1 0 1 0 01時要估讀到下一位 精確度是2 0 02 5 0 5時 不用估讀到下一位 命題點一 命題點二 用多用電表檢測電路故障及探測黑箱內的電學元件例3 2017 甘肅定西期末 在如圖甲所示的電路中 四節(jié)干電池串聯(lián) 小燈泡A B的規(guī)格為 3 8V0 3A 合上開關S后 無論怎樣移動滑片 A B燈都不亮 命題點一 命題點二 1 用多用電表的直流電壓擋檢查故障 選擇開關置于下列量程的擋較為合適 用字母序號表示 A 2 5VB 10VC 50VD 250V 測得c d間電壓約為5 8V e f間電壓為0 則故障是 A A燈絲斷開B B燈絲斷開C d e間連線斷開D B燈短路 2 接著訓練用歐姆表的 1 擋測電阻 歐姆表經過 歐姆調零 測試前 一定要將電路中的開關S 測c d間和e f間電阻時 某次測試結果如圖乙所示 讀數(shù)為 此時測量的是間電阻 根據小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為 它不等于測量值 原因是 命題點一 命題點二 答案 1 B A 2 斷開 6e f12 7溫度高時金屬絲電阻率大 計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻 或測量出的電阻是常溫下的電阻 解析 1 因為電源的電動勢大約為6V 要使電壓擋選擇的量程安全以及準確 則選擇開關選擇10V的量程 故B正確 測得c d間電壓約為5 8V 接近電源電動勢 e f間電壓為0 可知燈泡A斷路 故A正確 2 用歐姆表測量電阻時 開關應斷開 使得待測電阻與電源不相連 歐姆表的讀數(shù)為6 1 6 因為c d間斷路 知測 它不等于測量值 原因是溫度高時金屬絲電阻率大 計算出的電阻是燈絲溫度高時的電阻 或測量出的電阻是常溫下的電阻 命題點一 命題點二 思維點撥 1 選擇的量程要安全 以及要使指針指在中間附近 結合電源的電動勢選擇合適的量程 根據測得的電壓判斷故障的原因 2 歐姆表測量電阻時 開關S需斷開 歐姆表的讀數(shù)等于表盤讀數(shù)乘以倍率 根據歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻 通過溫度升高 電阻率變大 分析計算出的電阻與測量電阻不等的原因 命題點一 命題點二 例4如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件 小明使用多用電表對其進行探測 命題點一 命題點二 1 在使用多用電表前 發(fā)現(xiàn)指針不在左邊 0 刻度線處 應先調整圖乙中多用電表的 選填 A B 或 C 2 在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a b接點間是否存在電源時 一表筆接a 另一表筆應 選填 短暫 或 持續(xù) 接b 同時觀察指針偏轉情況 命題點一 命題點二 3 在判定黑箱中無電源后 將選擇開關旋至 1 擋 調節(jié)好多用電表 測量各接點間的阻值 測量中發(fā)現(xiàn) 每對接點間正反向阻值均相等 測量記錄如下表 兩表筆分別接a b時 多用電表的示數(shù)如圖乙所示 請將記錄表補充完整 并在黑箱圖中畫出一種可能的電路 命題點一 命題點二 答案 1 A 2 短暫 3 5 0見解析圖解析 1 A是機械調零 B是歐姆調零 C是功能選擇開關 故選填A 2 為防止a b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時燒壞電表 應采用 點觸 方式 3 正反向阻值相等說明兩接點間無二極管 由題圖乙可以讀出a b間阻值為5 0 因黑箱內只有三個阻值相等的電阻 由表內數(shù)據b c間電阻等于a b間電阻與a c間電阻之和 故可推測a b間電阻與a c間電阻相串聯(lián) 又因a c間阻值是a b間阻值的2倍 故可判斷出電路圖如圖所示 命題點一 命題點二 判斷黑箱內元件的基本思路 命題點一 命題點二 1 首先用多用電表電壓擋探測黑箱是否有電源 2 如果有電源 則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點間電壓 根據電壓關系判定黑箱內電源的位置及各接點間電阻關系 從而分析出黑箱內各元件的連接情況 3 如果沒有電源 則直接用多用電表的歐姆擋測量任意兩點間的電阻值 根據所測量的電阻值 分析任意兩點間各是什么元件及其連接情況 1 2016 上海卷 在 用多用表測電阻 電流和電壓 的實驗中 1 多選題 用多用表測電流或電阻的過程中 A 在測量電阻時 更換倍率后必須重新進行調零B 在測量電流時 更換量程后必須重新進行調零C 在測量未知電阻時 必須先選擇倍率最大擋進行試測D 在測量未知電流時 必須先選擇電流最大量程進行試測 2 測量時多用表指針指在如圖所示位置 若選擇開關處于 10V 擋 其讀數(shù)為V 若選擇開關處于 10 擋 其讀數(shù)200 選填 大于 等于 或 小于 答案 1 AD 2 5 4小于解析 1 測量電阻時 每次換擋后電表內部結構發(fā)生變化 需重新進行歐姆調零 機械調零只在實驗前進行一次 所以電流表更換量程不需要進行調零 A對 B錯 測量未知電阻時 不必先選最大倍率或最小倍率 但所選的倍率一定使指針偏在中間位置附近 C錯 測量未知電流時 為了保護電表 必須要從最大量程開始測量 D對 2 由于沒有10V刻度線 可用50V刻度線讀數(shù)后除以5 多用電表歐姆擋的刻度線不均勻 從右向左逐漸變窄 讀數(shù)要小于200 2 2017 云南昆明三中 玉溪一中統(tǒng)考 1 多用電表測未知電阻阻值的電路如圖甲所示 電池的電動勢為E 內阻為r R0為調零電阻 Rg為表頭內阻 電路中電流I與待測電阻的阻值Rx關系圖象如圖乙所示 則該圖象的函數(shù)關系式為 調零電阻R0接入電路的部分阻值用R0表示 2 下列根據圖乙中I Rx圖線做出的解釋或判斷中正確的是 A 用歐姆表測電阻時 指針指示讀數(shù)越大 測量的誤差越小B 歐姆表調零的實質是通過調節(jié)R0 使Rx 0時電路中的電流I IgC Rx越小 相同的電阻變化量對應的電流變化量越大 所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D 測量中 當Rx的阻值為圖乙中的R2時 指針位于表盤中央位置的右側 解析 1 對圖甲 由閉合電路歐姆定律 E I R0 Rg r Rx 該圖象的函數(shù)關系式為I 2 用歐姆表測電阻時 指針指示在刻度盤中間附近 測量的誤差最小 讀數(shù)大或讀數(shù)小 測量的誤差都較大 選項A錯誤 測量中 當Rx的阻值為圖乙中的R2時 電流小于滿偏電流的 指針位于表盤中央位置的左側 選項D錯誤 3 某照明電路出現(xiàn)故障 其電路如圖甲所示 該電路用標稱值12V的蓄電池為電源 導線及其接觸完好 維修人員使用已調好的多用表直流50V擋檢測故障 他將黑表筆接在c點 用紅表筆分別探測電路的a b點 1 斷開開關 紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示 讀數(shù)為V 說明 選填 蓄電池 保險絲 開關 或 小燈 正常 乙 2 紅表筆接b點 斷開開關時 表針不偏轉 閉合開關后 多用表指示仍然和圖乙相同 可判定發(fā)生故障的器件是 選填 蓄電池 保險絲 開關 或 小燈 答案 1 11 5 11 2 11 8之間的值均可 蓄電池 2 小燈解析 1 因用直流50V擋檢測 故滿偏時電壓為50V 刻度均勻 在題圖乙所示位置時 讀數(shù)為11 5 11 2 11 8之間的值均可 V 說明蓄電池正常 2 紅表筆接b點 斷開開關 指針不偏轉 閉合開關后多用電表讀數(shù)與原來相同 說明保險絲 開關均正常 發(fā)生故障的器件只能為小燈 4 2016 海南卷 某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示 圖中虛線框內是電壓表的改裝電路 1 已知表頭G滿偏電流為100 A 表頭上標記的內阻值為900 R1 R2和R3是定值電阻 利用R1和表頭構成1mA的電流表 然后再將其改裝為兩個量程的電壓表 若使用a b兩個接線柱 電壓表的量程為1V 若使用a c兩個接線柱 電壓表的量程為3V 則根據題給條件 定值電阻的阻值應選R1 R2 R3 2 用量程為3V 內阻為2500 的標準電壓表V對改裝表3V擋的不同刻度進行校準 所用電池的電動勢E為5V 滑動變阻器R有兩種規(guī)格 最大阻值分別為50 和5k 為方便實驗中調節(jié)電壓 圖中R應選用最大阻值為 的滑動變阻器 3 校準時 在閉合開關S前 滑動變阻器的滑動端P應靠近 填 M 或 N 端 4 若由于表頭G上標記的內阻值不準 造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小 則表頭G內阻的真實值 填 大于 或 小于 900 答案 1 1009102000 2 50 3 M 4 大于 解析 1 根據題意 R1與表頭G構成1mA的電流表 則IgRg I Ig R1 得R1 100 若使用a b兩個接線柱 電壓表的量程為1V 則 2 電壓表與改裝電表并聯(lián)之后 電阻小于2500 對于分壓式電路 要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分 同時還要便于調節(jié) 故滑動變阻器選擇小電阻 即選擇50 的電阻 3 在閉合開關S前 滑動變阻器的滑動端P應靠近M端 使并聯(lián)部分分壓為零 起到保護作用 4 造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小 說明通過表頭G的電流偏小 則實際電阻偏大 故表頭G內阻的真實值大于900 5 2017 湖南長沙長郡中學高三摸底測試 電流表G1的量程為0 5mA 內阻r 290 把它改裝成如圖所示的一個多量程多用電表 電流 電壓和電阻的測量都各有兩個量程 當開關S接到1或2位置時為電流擋 其中小量程為0 10mA 大量程為0 100mA 1 關于此多用電表 下列說法不正確的是 A 開關S接到位置4時是歐姆表B 開關S接到位置6時是電壓擋C 開關S接到位置5時的量程比接到位置6時的量程大D A表筆為紅表筆 B表筆為黑表筆 2 開關S接位置 選填 1 或 2 時是電流擋的小量程 圖中電阻R5 R6 3 已知圖中的電源E 的電動勢為9V 當把開關S接到位置4時 短接A B進行歐姆調零后 此歐姆擋內阻為k 現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值 指針偏轉到電流表G1滿刻度的處 則該電阻的阻值為k 答案 1 C 2 229261 3 0 93 6解析 1 當轉換開關S旋到位置4時 表頭與電表中的電源相連接 是電阻擋 故A正確 當轉換開關S旋到位置6時 表頭與電阻串聯(lián) 電阻起分壓作用 是電壓擋 故B正確 當轉換開頭S旋到5串聯(lián)的電阻小于旋轉到6串聯(lián)的電阻 可知旋轉到6 串聯(lián)的電阻大 分壓作用大 電壓表量程大 故C錯誤 根據電流 紅進黑出 可知 B表筆為黑表筆 A表筆為紅表筆 故D正確 2 接2時并聯(lián)電阻大 分流小其量程小 接1時 Ig Rg R6 I1 Ig R5接2時 IgRg I2 Ig R5 R6 由以上兩式可得 R5 29 R6 261