1、1第 4 讲 电学实验(二)实验 9：练习使用多用电表一、实验原理1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程.2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串、并联电路的特点.二、实验装置图(如图 1)图 1三、多用电表的使用1.多用电表测电流的方法及读数(1)选择直流电流挡合适的量程.(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中.应使电流从红表笔流入电表.(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.2.多用电表测电压的方法及读数(1)选择直流电压挡合适的量程.(2)将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高.(3)读数时，首先要认清刻度盘
2、上的最小刻度.3.多用电表欧姆挡刻度的特点：欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“”刻度线，且刻度不均匀.4.欧姆挡调零旋钮的使用：将选择开关旋转到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.选好量程后，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡.5.欧姆挡倍率选择及电阻测量：利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大.2(1)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在 R 中 4 R 中 的范围内.14(2)选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“100
3、”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止.图 26.测量二极管的正、反向电阻：二极管是一种半导体元件，如图 2 所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大.四、数据处理1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积.2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为 1、0.1、0.01 等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为 2、0.2、0.02、5、0.5、0.05 等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可.五、注意事项1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线.2.两表笔使用时
4、，总是红入黑出.3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零.4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.例 1 (2018书生中学月考)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.(1)如图 3 所示为某同学设计的多用电表的原理示意图.虚线框中 S 为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以分别与触点 1、2、3 接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.关于此多用电表，下列说法中正确的是_.(选填选项前面的字母)图 3A.当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔B.当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电压的挡
5、位，其中接线柱 B 接的是黑表笔C.当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔D.当 S 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是红表笔3(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图 4 所示.图 4A.若所选挡位为直流 50mA 挡，则示数为_mA.B.若所选挡位为电阻10 挡，则示数为_；(3)用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个约 15 的电阻后，需要继续测量一个阻值约 2k 的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：_.A.将红表笔和黑表笔接触B.
6、把选择开关旋转到“100”位置C.把选择开关旋转到“1k”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点答案 (1)AC (2)21.0 190 (3)BAD解析 (1)由题图电路图可知，当 S 接触点 1 时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 A 正确；由题图电路图可知，当 S 接触点2 时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 B 错误，C 正确；由题图电路图可知，当 S 接触点 3 时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 D 错误.(2)若所选挡位
7、为直流 50mA 挡，由题图可知，其分度值为 1mA，则示数为 21.0mA.若所选挡位为电阻10 挡，由题图可知，示数为：1910190；(3)用多用电表正确测量了一个约 15 的电阻后，要继续测量一个阻值约 2k 的电阻，首先要把选择开关置于100 挡位置，然后进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BAD.变式 1 (2018杭州市重点中学期末)在做“练习使用多用电表”的实验中，(1)关于多用电表使用的一些要求，以下说法正确的是( )A.测量电阻时，每次更换倍率后，都应进行欧姆调零B.测量电压时，每次更换量程后，都应进行机
8、械调零C.测量未知电阻时，应先选用倍率最大的挡位测量4D.测量未知电压时，应先选用量程最大的挡位测量(2)为测定一个“220V 100W”白炽灯的电阻大小，可以用多用电表的电阻挡进行测量，现将多用电表选择开关打到“10”挡，发现指针偏转太大，为了较准确地进行测量，应换到_挡，如果换挡后经必要操作后，正确测量得到表盘的示数如图 5 所示，则该白炽灯的阻值是_.图 5(3)小陈同学用多用电表的“2.5V 直流”挡测普通干电池两端的电压，将测到的电压作为电动势，他的这一做法_(选填“基本没问题”或“有严重错误”)；而小吴同学用多用电表的欧姆挡“1”挡，并正确进行欧姆调零后，将两表笔接到电池两端，将得
9、到的电阻值作为电池的内电阻，他的这一做法_(选填“基本没问题”或“有严重错误”).答案 (1)AD (2)1 60 (3)基本没问题 有严重错误变式 2 (2018台州市高三期末)(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学用多用电表测量某一电阻，由于第一次选择的倍率不合适，又改换另一倍率测量，两次测量时电表指针所指的位置如图 6 中的虚线所示，下面列出这两次测量中的主要操作：图 6A.将两根表笔短接，并调零B.将两表笔分别与被测电阻的两端接触，观察指针位置C.记下电阻值D.将“选择开关”旋到“10”挡E.将“选择开关”旋到“1”挡F.将“选择开关”旋到交流 500V 挡根据上述有关操作可知
10、，小明同学两次倍率选择的先后顺序是_(选填“DE”或“ED”)；该电阻的阻值是_.(2)为了更精确地测定该电阻的阻值，小明欲采用伏安法.现有如下实验器材：量程为53V，内阻约为 3k 的电压表；量程为 10mA，内阻约为 0.1 的电流表；阻值为020 的滑动变阻器；内阻可忽略，输出电压为 3V 的电源；开关和导线若干.图 7 中 P 点应该_， Q 点应该_.(均在下列选项中选择)图 7A.接 a B.接 bC.接 c D.不接答案 (1)ED 180 (2)C A变式 3 在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是_(填字母).A.欧姆调零、选择挡位
11、、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B.机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C.选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D.选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数(2)该同学欲测量如图 8 甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的_位置.(选填 A、B、C、Q 字母)图 8答案 (1)B (2)H解析 (1)多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择 B.(2)插座电压大约为 220V，且是交流电，所以多用电表选择开关应打到交流
12、250V，即应打到题图乙所示的 H 位置.实验 10：测定电池的电动势和内阻一、实验原理6在闭合电路中，改变 R 的阻值，测出两组 U、 I 的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程： E U1 I1r 和 E U2 I2r，联立可解出 E、 r 的值.二、实验电路图及实物图如图 9 甲、乙所示，图 9三、实验步骤1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处.2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组 U、 I 数据.3.用同样方法测量并记录多组数据.4.断开开关，整理好器材.5.根据测得的数据利用方程求出几组 E、 r 值，最后算出它们的平均值.或者根据测得的
13、数据利用 U I 图象求得 E、 r 值.四、数据处理1.设计实验数据记录表多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.实验序号 1 2 3 4 5 6I/AU/V2.测量并记录多组 U、 I 的数据：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数 U 和电流表示数 I，并填入事先绘制好的表格(如上表).图 103.用 U I 图象处理实验数据：以路端电压 U 为纵轴，干路电流 I 为横轴，建系、描点、连线，如图 10 所示，纵轴截距为电动势 E，直线斜率 k 的绝对值为内阻 r.五、注意事项71.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的
14、干电池).2.要测出不少于 6 组的( I， U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值.3.画 U I 图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可以减小偶然误差，从而提高精确度.4.由于干电池的内阻较小，路端电压 U 的变化也较小，这时画 U I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始).这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻.例 2 (2018宁波
15、市重点中学联考)为了测量一节新干电池的电动势和内阻(1)甲同学使用多用电表粗测了电池的电动势，实验结束后，图 11 甲中的电表旋钮状态符合实验操作规范的是_(填“”或“”)；图 11(2)乙同学采用图乙的实验电路图，实验时发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节，电压表示数变化不明显，其原因是电池内阻_(填“较大”或“较小”)；(3)丙同学改进了乙同学的电路图，准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材如下：A.量程 3V 的电压表 VB.量程 0.6A 的电流表 AC.定值电阻 R0(R01.5)D.滑动变阻器 R1(010)；E.开关 S请用笔画线代替导线在图 12 中完成实物连接图.
16、8图 12图 13实验中，改变滑动变阻器的阻值，得到了六组实验数据，已在图 13 的 U I 图中描点，请作出 U I 图象，并根据图象得出该电池的内阻 r_(结果保留两位有效数字).答案 (1) (2)较小 (3)如图甲所示 如图乙所示 0.35(0.320.38 均可)变式 4 ( 2017浙 江 11 月 选 考 18)小 明 同 学 在 测 定 一 节 干 电 池 的 电 动 势 和 内 阻 的 实 验 时 ，为 防 止 电 流 过 大 而 损 坏 器 材 ， 电 路 中 加 了 一 个 保 护 电 阻 R0， 根 据 如 图 14 所 示 电 路 图 进 行 实 验时 ，9图 14(
17、1)电流表量程应选择_(填“0.6A”或“3A”)，保护电阻应选用_(填“A”或“B”).A.定值电阻(阻值 10.0，额定功率 10W)B.定值电阻(阻值 2.0，额定功率 5W)(2)在一次测量中电压表的指针位置如图 15 所示，则此时的电压为_V.图 15(3)根据实验测得的 5 组数据所画出的 U I 图线如图 16 所示.则干电池的电动势E_V，内阻 r_(小数点后保留两位).图 16答案 (1)0.6A B (2)1.200.01 (3)1.450.010.500.05解析 (3)保护电阻可以看作电源内阻一部分，所以通过题图图象可知 E1.45V， r R02.50，所以内阻 r0
18、.50.1.45 0.700.30变式 5 (2018杭州市五校联考)某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：A.电压表(03V，内阻约 5k)B.电流表(0100mA，内阻约 1)C.滑动变阻器 R1(阻值 015)D.滑动变阻器 R2(阻值 01000)E.开关、导线若干操作步骤如下：10(1)请用笔画线代替导线在图 17 甲中完成实物连接图，要求滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时电流表示数变小.(2)为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选_(填“C”或“D”).(3)用此方法测量该电池的电动势和内阻，并把测量结果记录在图乙中，由图可知电池的电动势为_V，内阻为_.图
19、 17答案 (1)如图所示(2)C (3)1.5 1.0变式 6 (2018温州市六校期末)某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池” ，该同学利用下列所给的器材测量水果电池的电动势 E 和内阻 r.A.电流表 G1(量程 2mA，内阻 R115)B.电流表 G2(量程 5mA，内阻 R2约 2)C.滑动变阻器 R1(010000)D.电阻箱 R2(09999.9)E.待测水果电池(电动势 E 约 4V，内阻约 500)F.开关 S，导线若干(1)观察所给的实验器材后，该同学决定把电流表 G1改装成量程 04V 的电压表，需_(选填“串联”或“并联”)一个阻值为_ 的电阻.该同学用电流表
20、 G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，实物连接如图 18 所示.11图 18(2)接通开关，逐次调节滑动变阻器，读取电流表 G1的示数 I1和电流表 G2的示数 I2，记录了 6 组数据，并在图中标注出了几个与测量值对应的坐标点，如图 19 所示.请你在图上把已经描绘出的坐标点连成一条实验图线.图 19(3)根据描绘出的图线可得水果电池的电动势 E_V，内阻 r_.(结果均保留 2 位有效数字)答案 (1)串联 1985(2)如图所示(3)3.2(3.03.4 均可) 4.610 2(4.21025.010 2均可)1.(2019 届湖州市质检)(1)如图 1 为多用电表的示意图，
21、其中 S、 K、 T 为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为 2000 的定值电阻，某些操作步骤如下：12图 1调节部件_(选填“ S”或“ T”)，使电表指针停在电流“0”刻度位置；将红、黑表笔分别插入“” “”插孔，笔尖相互接触，调节部件_(选填“ S”或“ T”)，使电表指针停在欧姆“0”刻度位置.(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是_.A.这个电阻的阻值很小B.这个电阻的阻值很大C.为测得更准确些，应当换用“1”挡，并且重新调零后进行测量D.为测得更准确些，应当换用“100”挡，并且重新调零后进行测量答案 (1) S
22、T (2)BD解析 (1)多用电表在使用前要调节指针定位螺丝，使电表指针停在电流“0”刻度位置；使用欧姆挡测电阻，首先要调节欧姆调零旋钮 T，进行欧姆调零.(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，说明读数过大，那么应该换用高挡位让指针指在中央刻度附近，换挡后必须重新进行欧姆调零，B、D 正确，A、C 错误.2.(201891 高中联盟期中)(1)小明同学要用伏安法测量一节干电池的电动势和内阻，实验中需要图 2 中的哪些器材_(填图中的编号).此实验连接电路至少需要_根导线.图 2(2)该同学用电压表和电流表测得两组数据如下表所示，可求出电动势和内电阻分别为E_，
23、 r_.(计算结果均保留两位有效数字)13实验次数 1 2U/V 1.37 1.07I/A 0.10 0.50答案 (1)abcefh 6 (2)1.4V 0.75解析 (1)应用伏安法测电源电动势与内阻，需要：电压表、电流表、开关、滑动变阻器、电源、导线，因此需要的实验器材为：a、b、c、e、f、h；把电源、开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表测路端电压，接在电源两端，连接实物电路时至少需要 6 根导线.(2)在闭合电路中，电源电动势： E U Ir，由表中实验数据可知：E1.370.10 r， E1.070.50 r，解得： E1.4V， r0.75.3.(2018绍兴市选考诊断)
24、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，现有如下实验器材：定值电阻 R0(阻值 5、额定电流 1.5A)，滑动变阻器 R(阻值范围 050、额定电流 2A)，电流表(量程 0.6A、内阻约为 0.05)，电压表，干电池一节，开关一个，导线若干.(1)图 3 为部分连线的电路图，电压表用来测量路端电压大小，电压表一端与电流表相连，另一端应该_(选填“接 a”“接 b”“接 c”或“不接”).图 3(2)某次实验中，电压表的指针如图 4 所示，则电压为_V.图 4(3)根据多组实验数据获得 U I 图象如图 5 所示，图中 P 点所对应的电压和电流的数据_(选填“能”或“不能”)在实验中获得.14图
25、 5(4)在图 3 中，若电压表的另一端接在滑动变阻器与定值电阻之间的导线上，通过正确的实验操作及数据处理_(选填“能”或“不能”)获得干电池的电动势和内阻.答案 (1)接 b (2)1.45 (3)不能 (4)能4.(2018金华市、丽水市、衢州市十二校联考)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：A.干电池B.电流表(00.6A，内阻约为 0.1)C.灵敏电流计 G(满偏电流 Ig200A，内阻 rg500)D.滑动变阻器(020，2.0A)E.电阻箱 RF.开关、导线若干(1)由于没有电压表，需要把灵敏电流计 G 改装成量程为 2V 的电压表，电路如图 6 甲所示，电阻箱的
26、阻值应为_；(2)按图甲所示电路图，请在图乙上补充完成实物连线.图 6(3)在闭合开关 S 前，将滑动变阻器的滑片移动至图甲中的_(填“ a 端” “中央”或“b 端”).(4)图 7 为该实验绘出的 I1 I2图线( I1为灵敏电流计 G 的示数， I2为电流表 A 的示数)，由15图可求得被测电池的电动势 E_V，内电阻 r_.图 7答案 (1)9500 (2)如图所示(3)b 端 (4)1.46(1.451.49 均可) 0.80(0.750.85 均可)5.(2018宁波市 3 月选考模拟)老师布置了一个任务，需要测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻.(1)某同学先将多用电表的选择开
27、关打到如图 8 甲所示的位置直接测电池板的两极电压，结果如图乙所示，电动势的粗测值为_V.图 8(2)接下来该同学用如图 9 所示的电路来完成电动势和内阻的测量，图中还缺少一条连线，请你用笔直接画在实物图上.16图 9(3)电路完整后，该同学开始实验，得到了如下的两组数据，第一组如图 10 甲所示，第二组如图乙所示.图 10第二组电压表的读数为_V，请判断，从第一组到第二组，滑动变阻器接入电路的阻值_(填“不变” “变大”或“变小”).答案 (1)11.0 (2)如图所示(3)11.5 变大6.(2018嘉兴一中期末)某兴趣小组对市场中电线进行调查，(1)如图 11 所示，采用绕线法测得该电线
28、直径为_mm；图 11 图 12(2)取长度为 100m 的电线，欲测其电阻：17先用多用电表进行粗略测量，将多用表选择开关置于“10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图 12 所示.为了使测量值更准确， “选择开关”应置于_(填“1” “100”或“1k”)挡，并将两表笔短接，调节图 13 中_(“A”或“B”)重新调零后进行测量.图 13再用伏安法测量其电阻，并设计图 14 所示电路，则电压表的另一端应接_(填“ a”或“ b”)，测量得电压表示数为 4.50V，而电流表读数如图 15 所示，则所测的电阻为_.图 14图 15答案 (1)1.25 (2)1 B a
29、1.807.(2018杭州市期末)某同学为了研究某小灯泡在未发光时的电阻，分别在图 16 甲、乙两种电路中利用多用电表直流电流 100mA 挡、电压表(量程为 03V)测量其电阻.他先按甲电路图连接电路，调节滑动变阻器，使得多用电表指针偏转如图丙所示，而电压表示数如图丁所示.接着他仅改变电压表的接法，如图乙所示，闭合开关，发现多用电表指针偏转几乎仍和图丙一样，而电压表示数如图戊所示.已知该同学操作过程均正确无误.(1)在按甲电路图连接电路时，应将电源的正极与多用电表的_(填“红”或“黑”)表笔相连.18图 16(2)图丙中多用电表的读数是_mA，图戊中电压表的读数是_V；(3)若考虑电表内阻对
30、测量的影响，当小灯泡通过图丙所示的电流时，其电阻约为_.(结果保留 1 位小数)答案 (1)红 (2)80 0.75(0.730.77) (3)8.1(7.88.4)解析 (1)根据多用电表的特点，电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出，在按题图甲电路图连接电路时，应将电源的正极与多用电表的红表笔相连；(2)多用电表选择直流电流 100mA 挡，所以题图丙中多用电表的读数是 80mA；题图戊中电压表的读数是 0.75V；(3)题图丁所示电压为 0.65V，由于甲、乙两种接法中多用电表的电流不变，灯泡两端电压不变，所以电阻 R 8.1.0.658010 38.现有一特殊电池，它的电动势 E 约
31、为 9V，内阻 r 约为 40，已知该电池允许输出的最大电流为 50mA.为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 17 甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻 RmA已经测出，阻值为 5， R 为电阻箱，阻值范围为0999.9， R0为定值电阻，对电路起保护作用.19图 17(1)实验室备有的定值电阻 R0共有以下几种规格：A.10B.50C.150D.500本实验选用哪一种规格的定值电阻最好_.(2)该同学接入符合要求的 R0后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_V，内阻 r_.答案 (1)C (2)10 45解析 (1)电池允许输出的最大电流为 50mA，故回路最小电阻为 180，电源内阻与9V50mA电流表内阻的和约为 45，所以应选择阻值为 150 的定值电阻，故 C 正确.(2)根据闭合电路欧姆定律 I 可得， (R R0) ，根据题图乙中图线的斜率和Er R0 R RmA 1I 1E r RmAE截距可得 0.1V 1 ， 5A 1 ，解得 E10V， r45.1E r RmAE
