1、实验十一 练习使用多用电表,第八章 恒定电流,内容索引,过好双基关,命题点一 教材原型实验,命题点二 实验拓展创新,过好双基关,1,一、电流表与电压表的改装 1.改装方案,2.校正 (1)电压表的校正电路如图所示，电流表的校正电路如图所示.,(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正.,二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理) 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.,
2、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RgRrRx.,2.工作原理：闭合电路欧姆定律，I . 3.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IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零. (1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“ ”.(图甲) (2)当I0时，Rx，在I0处标为“ ”.(图乙) (3)当I 时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫_ 电阻.,0,中值,三、多用电表 1.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.外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、 电压
3、、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. 3.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 ( 表笔插入“”插孔， 表笔插入“”插孔).,红,黑,四、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，它的符号如图甲所示.,2.晶体二极管具有单向导电性 (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
4、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.,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 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.,左,(4)测量小灯泡的电压和电流. 按如图甲所示的电路图连好电路， 将多用电表选择开关置于_ 挡，测小灯泡两端的电压
5、. 按如图乙所示的电路图连好电路， 将选择开关置于 挡，测量 通过小灯泡的电流.,直流电压,直流电流,(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 ，即得测量结果； 测量完毕，将选择开关置于 挡或“ ”挡.,交流电压最高,OFF,倍率,1.多用电表使用注意事项 (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
6、实际方向应为“ 入”，“ 出”. (2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度 侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘_ 侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮. (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.,红,黑,左,右,(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)测量电阻时待测电阻要与其他元件和 断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表. (6)测电阻时每换一挡必须重新 . (7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“ ”挡.长期不用
7、，应把表内电池取出.,电源,欧姆调零,OFF,2.多用电表对电路故障的检测 (1)断路故障的检测方法 用直流电压挡： a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源 ，若电压表示数为零，说明电源 . b.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有 . 用直流电流挡： 将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路 路.,损坏,良好,断点,断,用欧姆挡检测 将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件 路. (2)短路故障的检测方法 将电压表与电
8、源并联，若电压表示数为零，说明电源被 路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路. 用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.,断,短,2,命题点一 教材原型实验,在“练习使用多用电表”的实验中：,【例1】,(1)某同学用多用电表测量电阻，电路如图甲所示，若选择开关置于“100”挡，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值，指针位于图乙所示位置，则Rx_ .,答案,解析,700,欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率，即待测电阻的阻值， 图示读数为7100 700 .,(2)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx
9、，其测量结果与原结果相比将_(选填“变大”“变小”或“不变”).,当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig 可知，欧姆表内阻R内应调小，待测电阻的测量值是通过 电流表的示数体现出来的，由 可知，当R内变 小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了.,答案,解析,变大,(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表，其电路如图丙所示.关于该欧姆表，下列说法正确的是_. A.电阻刻度的零位在表盘的右端 B.表盘上的电阻刻度是均匀的 C.测量前，不需要红、黑表笔短接调零 D.测量后，应将开关S断开,答案,解析,由图丙可知，该欧姆表利用并联电路
10、特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值，电阻刻度的零位置在表盘的左端，由闭合电路欧姆定律可知，表盘上的电阻刻度是不均匀的，测量前，不需要红、黑表笔短接调零，测量后，应将开关S断开，故选项A、B错误，C、D正确.,并非不调零，而是调零时红、黑表笔不短接,某同学进行如下操作：当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏.当Rx接入A、B表笔之间时，若电 流表的指针指在表盘的正中央，则待测电阻Rx的阻值为_(已 知电流表的内阻为Rg，电池的内阻为r，可变电阻接入电路的阻值为R).,答案,解析,当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开，调节可变电阻使电流表满偏，由闭合电路欧
11、姆定律得：Ig ，当Rx接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，由闭合电路欧姆定律得Ig ，联立解得Rx .,1.某同学使用多用电表测电阻，如图是 多用电表的刻度盘，选用倍率为“10” 的欧姆挡测电阻时，表针指示图示位置， 则所测电阻的阻值为_ .如果要用 此多用电表测量一个约2.0104 的电阻， 为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是_(选填“10”、“100”、“1k”或“10k”).若测量结束后，该同学将两表笔短接，发现电表指针指在电阻“0”刻度的右侧，则上述电阻的测量值_(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”).,140,1k,答案,解析,偏小,R中=20,2.某同学想通过
12、一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约几十千欧)，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30.,(1)欧姆挡的选择开关拨至_(选填“1k”或“100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图中_(选填“A”或“B”)方式连接.,答案,解析,1k,A,欧姆表电流红入黑出,(2)如图甲所示，该同学读出欧姆表的读数为_ ；如图乙所示，电压表的读数为_ V，欧姆表电池的电动势为_ V.,题图甲中欧姆表的读数为40 1 k40 k.题图乙中电压表的读数为5.0 V.由闭合电路的欧姆定律知欧姆表中电池的电动势EUIrU r5.0 V 30103 V8.75 V.,答案,解析,5.0
13、,8.75,4104,3.二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下： (1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向 电阻约为10 ，反向电阻约为50 k，则在测 量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接_ (填“A”或“B”).,B,多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极，所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连即与B相连；,答案,解析,(2)该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量 该二极管正反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接 在1、2之间，电压表的内阻约为40 k，选用多用电 表
14、的直流电流挡作为电流表接在3、4之间.该多用电 表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为： 50 A，内阻约为100 ；50 mA，内阻约为50 ；250 mA，内阻约为10 .则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱_(填“3”或“4”)相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用_(填“”、“”或“”)，单刀双掷开关S2应拨向接点_(填“5”或“6”).,3,6,答案,解析,红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接线柱3相连；电压为2 V时，二极管反接时的电流约为40 A，所以应选用量程；根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6.,3
15、,命题点二 实验拓展创新,小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：,【例2】,(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是 A.阻值一直为0 B.阻值先不变，后阶段变小 C.阻值恒定且远大于R2 D.阻值先不变，后阶段变大,因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值先不变，后阶段变小，故B正确.,答案,解析,甲,(2)根据元件
16、D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其iu图线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其iu图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的_极(填“正”或“负”).,负,答案,解析,结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色端为负极.,(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框端是其内部等效电路，已知电源电动势E9 V，电表满偏电流Ig3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为_ ；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时
17、测得元件D的阻值应为_ .,3 000(或3103),答案,6 000(或6103),由R总 ，解得R总3 000 ；D恰好处于稳压工作区时，其两端 电压U6 V，而U ，解得RD6 000 .,解析,4.如图所示为多量程多用电表的示意图. (1)当接通1或2时，为_挡(填“电流” “电阻”或“电压”).1的量程比2的量程_ (填“大”或“小”).,大,电流,将电流计改装成电流表时要并联电阻分流，所以1、2是电流挡； 并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大.,答案,解析,(2)测量某电阻时，用欧姆挡“10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用欧姆挡_挡(填“1”或
18、“100”)换挡后，在测量前要先进行_.,因偏转角度过大，则电阻小，要用小量程的，选择“1”挡，换挡后电路改变，要重新进行欧姆调零.,1,欧姆调零,答案,解析,(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻RV(约为20 k).除此多用电表外，还有以下器材：直流电源一个(电动势E为3 V，内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值R为10 k)、开关一个、导线若干. 要求：()在方框中画出实验电路图(多用电表用 表 示)；()写出RV的表达式(用字母表示，并说明所用字 母的物理意义).,见解析,答案,解析,()实验电路图如图所示.()在设计的电路图中，多用电表与电阻串联，通过它们的电流相等，所以有
19、 ，因此RV ，其中U为多用电表直流“2.5 V” 挡的读数，R为10 k，E为电源的电动势.,5.二极管具有独特的单向导电性，当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时，二极管的电阻很大(1106 ，甚至更大)，而当正向电压超过某值时，二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小.为了探究二极管的导电特性：(1)实验小组先用多用电表判 断二极管的极性.步骤如下： A.将多用电表置于欧姆表“100”挡，短接红、 黑表笔，调整_，使指针指向表 盘右侧“0”位置； B.将二极管串接在两表笔之间，多用电表示数如图中a所示； C.将二极管两极对调，多用电表示数如图中b所示，则此时与红表笔接触的是二极管的_(填
20、“正”或“负”)极.,答案,负,欧姆调零旋钮,解析,A.欧姆表选挡后要进行欧姆调零，即短接两表笔，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧“0”位置； C.步骤B中欧姆表示数很大，而步骤C中示数很小，由题中所给条件知，当示数很小时红表笔所接为二极管负极.,(2)实验小组设计了如图所示的实验电路，通过实验测得相关数据如右表.,由二极管的特性和表中数据可知，当电压表示数为0.100.30 V时，图中开关S一定接在位置_；,1,答案,根据表中数据，在图中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹)，由图线可知，二极管是_(填“线性”或“非线性”)元件.,非线性,答案,(3)若此二极管为发光二极管，正常发光时通过的电流为3.00 mA，若用1.5 V的电源供电，则应该给二极管_(填“串”或“并”)联一个约_ 的电阻.(结果保留三位有效数字),串,答案,解析,267,
