1、1实验九 练习使用多用电表一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1构造：如图 1 所示，欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R 和红、黑表笔组成图 1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：闭合电路欧姆定律， I .ERg R r Rx3刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻 Rx0)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， Rx0，在满偏电流 Ig处标为“0” (图甲)(2)当 I0 时， Rx，在 I0 处标为“” (图乙)(3)当 I 时， Rx Rg R r，
2、此电阻值等于欧姆表的内阻值， Rx叫中值电阻Ig2二、多用电表1功能：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结构：外形如图 2 所示：(1)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2图 2(2)多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(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“”插孔)三、二极管的单向导电性1晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图 3 甲所示图 32晶体二极管具有单向导
3、电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示3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，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极四、练习使用多用电表1实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个2实验步骤(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程(2)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
4、行机械调零(3)将红、黑表笔分别插入“” 、 “”插孔(4)测量小灯泡的电压和电流3按如图 4 甲所示的电路图连好电路，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图 4按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流(5)测量定值电阻根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OF
5、F”挡3注意事项(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔，注意电流的实际方向应为“红入” ， “黑出” (2)区分“机械零点”与“欧姆零点” 机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，可用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，可用欧姆调零旋钮调整(3)由 于 欧 姆 挡 表 盘 难 以 估 读 ， 测 量 结 果 只 需 取 两 位 有 效 数 字 ， 读 数 时 注 意 乘 以 相 应 挡 位 的 倍率 (4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆(5)测 量 电 阻 时
6、待 测 电 阻 要 与 其 他 元 件 及 电 源 断 开 ， 否 则 不 但 影 响 测 量 结 果 ， 甚 至 可 能 损 坏 电表 (6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡长期不用，应把表内电池取出.命题点一 多用电表的基本使用方法例 1 (2018盐城市三模)小明测量 LED(发光二极管)在额定电压(2.5V)时的电阻他选择4的器材有：滑动变阻器(010)；电压表(量程 3V，内阻 3k)；电动势为 3.0V 的电源；多用电表(电流挡：量程 1mA，内阻 40；量程 10mA，内阻 4；量程 100mA，内阻0.4)(1) 在判
7、断 LED 极性时，小明先将多用电表选择开关旋至“10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图 5 甲所示时，多用电表红表笔(插在 A 孔中)与二极管的_(选填“正”或“负”)极相接触图 5(2)再将多用电表的选择开关旋至“100mA”挡，将其接入图乙所示电路多用电表红表笔应与_(选填“1”或“2”)连接(3)闭合开关，移动滑片，电压表示数为 2.50V 时，多用电表示数为 8mA，则该 LED 在额定电压时的电阻为_.(4)为了更准确地测出 LED 在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：_；_.答案 (1)负 (2)2 (3)31
8、2.5(4)将多用电表的选择开关旋至“10mA”测量电流改用多用电表(电流挡)内接法变式 1 用如图 6 所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：5图 6(1)旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻线(2)将 K 旋转到电阻挡“100”的位置(3)将插入“” “”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_(填“0 刻线”或“刻线”)(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中选出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量A将 K 旋转到电阻挡“1k”的位置B将 K 旋转到电阻挡“1
9、0”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准(5)如图 7 所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_；测直流电流时，用的是 100mA 的量程，指针所示电流值为_mA；测直流电压时，用的是 50V 量程，则指针所示的电压值为_V.图 7答案 (1)S (3)T 0 刻线 (4)ADC (5)1700 47 23.5解析 (1)机械调零应旋动 S，使指针对准电流的“0”刻线(3)欧姆调零应旋动 T，使指针对准电阻的“0 刻线” (4)指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率
10、，重新进行欧姆调零，所以应按 ADC 顺序操作(5)欧姆表读数刻度盘读数倍率171001700；100mA 的量程时的读数为：47mA；选用量程为 50V 的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为：23.5V.命题点二 用多用电表进行故障分析1故障特点6(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零；(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零2检查方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路；(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电
11、流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路在运用欧姆表检测时，被检测元件应与电路断开；(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理例 2 在如图 8 甲所示的电路中，4 节干电池串联，小灯泡 A、B 的规格均为“3.8V,0.3A”合上开关 S 后，无论怎样移动滑片，A、B 灯都不亮图 8(1)用多用电表的直流电压挡检查故障选择开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)；A2.5VB10VC50VD250V测得 c、 d 间电压约为 5
12、.8V， e、 f 间电压为 0，则仅有的一处故障是_AA 灯丝断开 BB 灯丝断开C d、 e 间连线断开 DB 灯被短路(2)接着练习使用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零” ，测试前，一定要将电路中的开关 S_；测 c、 d 间和 e、 f 间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为_，此时测量的是_间电阻根据小灯泡的规格计算出的电阻为_.答案 (1)B A (2)断开 6 e、 f 12.7解析 (1)由于 4 节干电池串联后电动势为 6V，电压表量程应选 10V，B 正确灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接 c、 d 端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表， c、
13、 d 间以外其他部分电路接通，电压表接 e、 f 时无示数，说明 c、 d 间灯泡断路，7A 正确(2)使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开” 温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)欧姆表读数为6.由于 A 灯泡断路， c、 d 间电阻无穷大，而欧姆表示数为 6，说明测量的应该是 e、 f间电阻由 R 可求得电阻为 12.7.UI命题点三 多用电表的创新性使用多用电表当欧姆表使用时内有电源，往往会考查闭合电路欧姆定律、电动势和内阻的测定等，常涉及的变形有：1与电压表串联形成闭合电路，则 E U r，从而计算得到 E.URV2与电流
14、表串联形成闭合电路，则 E I(RA r)，从而计算得到 E.例 3 (2018苏州市模拟)小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题(1)他先用多用电表测量某元件的电阻，操作如下：先选用欧姆表“100”倍率挡开始测量，发现指针偏角过小，则应换用_(选填“10”或“1k”)挡；换挡后必须将红表笔和黑表笔_，调零后再重新测量(2)为了弄清欧姆表有关问题，小明查阅资料后发现，欧姆表内部电路可等效为：一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图 9 甲所示为了测定该欧姆表电源的电动势和“1k”挡位的内电阻，他设计了如图乙所示的测量电路图 9将上述调零后的欧姆表
15、接入电路时，红表笔应和_(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使欧姆表的示数如图丙所示，这时电压表的示数如图丁所示欧姆表和电压表的读数分别为_ 和_V.8调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12k 和 4.00V从测量数据可知，电压表的内阻为_k.根据前面的实验数据计算可得，此多用电表等效电源的电动势为_V，该电阻挡的内电阻为_k.答案 (1) 1k 短接 (2)1 1.510 4 3.60 12 9.00 15变式 2 (2018南京师大附中 5 月模拟)(1)如图 10 甲所示为某多用电表内部简化电路图，作为电
16、流表使用时，选择开关 S 应接_(选填“1” “2”“3”“4”或“5”)量程较大图 10(2)某同学想通过多用电表的欧姆挡测量量程为 3V 的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：把选择开关拨到“100”的欧姆挡上；把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；把红表笔与待测电压表_(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；换用_(选填“10”或“1k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值；把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕(3)实验中(如图 11)某同学读出欧姆表的读数为_
17、，这时电压表读数为_V.(4)请你求出欧姆表内部电源电动势为_V(保留两位有效数字)图 119答案 (1)1 (2)负 1k (3)410 4 2.20 (4)3.0解析 (1)当作电流表使用时，电阻应和电表并联分流，故连接 1 和 2 时为电流表，根据欧姆定律可知并联支路的电压相等，并联支路的电阻越大，分流越小，故当接 1 时量程最大；(2)根据“红进黑出”原理，即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极；欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转，故欧姆表指针偏转很小，说明被测电阻大，挡位应提升一级，即换1k 挡测量；(3)欧 姆 表 的 读 数 为 RV 401 000 4104 ； 电
18、压 表 最 小 分 度 值 为 0.1 V， 故 读 数 为2.20 V；(4)根据(3)采用的挡位可知中值电阻即欧姆表内阻为 r1.510 4，根据闭合电路欧姆定律可得 2.20 E E，解得 E3.0V.RVRV r 4.04.0 1.51(2018镇江市模拟)(1)图 12 甲是某只多用电表的表盘示意图，当用“10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时，其指针位置如图甲中所示，其示数为_；当用“010V”量程测量电压时，其指针位置如图甲中所示，其示数为_V.图 12(2)图乙中螺旋测微器的示数为_mm；图丙中游标卡尺的示数为_mm.答案 (1)30 4.6 (2)9.195(在 9.1929.1
19、98 之间均可) 7.62(2018锦屏中学模拟)多用电表表头的示意图如图 13 所示，在正确操作的情况下：10图 13(1)若选择开关的位置如箭头 a 所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(2)若选择开关的位置如箭头 b 所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(3)若选择开关的位置如箭头 c 所示，则测量的物理量是_，测量结果为_(4)若选择开关的位置如箭头 c 所示，正确操作后发现指针向右偏的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：_.(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到_挡或者_(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_(填“红”或“黑”)色表笔经_(填“正”或
20、“负”)插孔流入电表答案 (1)直流电压 1.16V (2)直流电流 46mA(3)电阻 1.7k (4)选用欧姆表“1k”倍率，重新欧姆调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 (5)OFF 交流电压 500V 挡 (6)红 正3(2018盐城市、东台市模拟)如图 14 甲所示，指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个实验，测量多用电表“1”挡的内部电源的电动势和内部总电阻给定的器材有：待测多用电表，量程为 100mA 的电流表，最大电阻为 20 的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干实验过程如下：11图 14(
21、1)实验前将多用电表调至“1”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在_(选填“电阻”或“电流”)的零刻度；(2)用 鳄 鱼 夹 将 红 、 黑 表 笔 固 定 在 图 甲 的 两 接 线 柱 上 ， 请 用 笔 画 线 代 替 导 线 将 图 甲 电 路 连 接 完整 ；(3)调节滑动变阻器，读出多用电表示数 R、毫安表示数 I，求出电流倒数 ，记录在下面的1I表格中，请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图；R/ 4 7 10 14 18 20I/(103 A) 78.0 67.0 60.0 52.0 45.0 43.0/A11I12.8 14.9 16.7 19.2 22.2 23.3(
22、4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为_V；内部总电阻为_(结果均保留三位有效数字)；(5)电流表存在一定的内阻，这对实验结果_(选填“有影响”或“无影响”)答案 (1)电阻 (2)见解析图 (3)见解析图 (4)1.52152 (5)无影响解析 (1)在进行欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；(2)多用电表视为电源处理，根据测量电源的电动势和内电阻实验原理可知电路结构，注意多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，同时滑动变阻器采用限流接法，测量电路如图甲所示；12(3)根据描点法可得出对应的图象如图乙所示；(4)根据闭合电路欧姆定律可知： IER r变形可得： R r；EI则由图可知，当电阻为零时， 10；则有：010 E r；1I图象的斜率表示电源的电动势，故 E k V1.52 V；20 423.3 12.8多用电表内部总电阻 r15.2 ；(5)由于使用欧姆表直接读出的外部电阻中包含了电流表内阻，故电流表内阻对实验结果没有影响13
