資源簡介

實驗十一　用多用電表測量電學中的物理量
●注意事項
1．多用電表使用注意事項
(1)使用前要機械調零．
(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅進”“黑出”．
(3)測電阻時
①指針指中值附近較準，否則換擋．
②每換一次擋位必須重新進行歐姆調零．
③讀出示數要乘以倍率．
(4)使用完畢，選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池．
2．電路故障檢測注意事項
將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用．在電源完好時，將電壓表與外電路的各部分電路并聯．若電壓表示數等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點．
考點　多用電表的使用
典例1　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 μA，內阻為480 Ω.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1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 Ω擋．
(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________．
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＝________Ω，R4＝________Ω.
(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，則多用電表讀數為________；若此時B端是與“3”相連的，則讀數為________；若此時B端是與“5”相連的，則讀數為________．(結果均保留3位有效數字)
變式1　錢華同學的爸爸是電氣工程師，錢華經常看到爸爸用多用電表進行一些測量．錢華在高中物理課堂上學習了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測量找到發光二極管的負極．
(1)錢華同學做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關旋轉到歐姆擋的“×1”擋，經過________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發現二極管發出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發現二極管不發光．這說明二極管的負極是________(填“長管腳”或“短管腳”)所連接的一極．
(2)錢華同學的好奇心一下子就被激發起來了，他琢磨了一下，然后又依次用多用電表歐姆擋的“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋、“×1 k”擋分別進行了二極管導通狀態的準確的測量(多用電表內部電源電動勢不變)，他發現二極管發光的亮度越來越________(填“大”或“小”)，請幫助他分析一下具體的原因：_________________
________________________________________________________________________.
考點　多用電表的工作原理
典例2　如圖甲所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖，請回答下列問題．
(1)測量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個量程．當選擇開關S旋到位置5、6時，電表用來測量________；當S旋到位置________時，電表可測量直流電流，且量程較大．
(2)某同學用此多用電表測量某電學元件的電阻，選用“×10”倍率的歐姆擋測量，發現多用電表指針偏轉很小，因此需選擇________(填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋．
(3)某實驗小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理，組裝成如圖乙所示的簡易歐姆表．
實驗器材如下：
A．干電池(電動勢E為3.0 V，內阻不計)；
B．電流計G(量程為0～300 μA，內阻為99 Ω)；
C．可變電阻器R；
D．定值電阻R0＝1 Ω；
E．導線若干，紅、黑表筆各一個．
①在乙圖中，左側表筆是________(填“紅”或“黑”)表筆；
②如果將R0與電流計并聯，如圖丙所示，這相當于歐姆表換擋，則換擋前、后倍率之比為________．
變式2　在練習使用多用電表的實驗中：
(1)一多用電表的歐姆擋有四個倍率，分別是×1、×10、×100、×1 k；用×100擋測量某電阻時，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉角度很小，為了較準確地進行測量，應換到________擋．
(2)重新測量后，指針位于如圖甲所示位置，被測電阻的測量值為________kΩ.
(3)圖乙所示為歐姆表某倍率的內部結構示意圖，已知電流計的量程Ig＝100 μA，內阻為Rg，定值電阻R0＝，電池電動勢E＝4.5 V，R為調零電阻，則表盤上30 μA刻度線對應的電阻值是________kΩ.(結果保留2位有效數字)
(4)當如圖乙所示歐姆表的電池的電動勢下降到4.2 V、內阻增加了5 Ω時仍可調零，調零后，調零電阻R的阻值將變________(填“大”或“小”)；若測得某電阻為30 kΩ，則這個電阻的真實值為________kΩ.
考點　實驗拓展與創新
1．用多用電表檢測電路故障
斷路故障的檢測方法(故障僅一處) (1)將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用． ①將電壓表與電源并聯，若電壓表示數不為零，說明電源良好，若電壓表示數為零，說明電源損壞． ②在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯．若電壓表示數等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷路
(2)將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，將電流表串聯在電路中，若電流表的示數為零，則說明與電流表串聯的部分電路斷路
(3)用歐姆擋檢測．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
短路故障的檢測方法(故障僅一處) 將電壓表與電源并聯，若電壓表示數為零，說明電源被短路；若電壓表示數不為零，則外電路的部分電路未被短路或不完全被短路
2.黑箱內常見電學元件的特性
電學元件 應用擋位 現象
電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時均無示數，說明無電源或與電源斷開
電阻 歐姆擋 兩接線柱正、反接時示數相同
二極管 歐姆擋 正接時示數很小，反接時示數很大
電容器 歐姆擋 指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“∞”，且指針擺動越來越慢
1．[用多用電表檢測電路故障]在如圖甲所示的電路中，4節干電池串聯，小燈泡A、B的規格為“3.8 V　0.3 A”．合上開關S后，無論怎樣移動滑片，A、B燈都不亮．
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障．
①選擇開關置于下列量程的________擋較為合適．
A．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________．
A．燈泡A燈絲斷開
B．燈泡B燈絲斷開
C．d、e間連線斷開
D．燈泡B被短路
(2)接著練習使用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經過“歐姆調零”．
①測試前，一定要將電路中的開關S________.
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結果如圖乙所示，讀數為________Ω，此時測量的是________間電阻．根據小燈泡的規格計算出的電阻為________Ω.
2．[使用多用電表探索黑箱內元件]“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電學元件，每兩個接線柱之間只可連接一個元件．為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測．
第一步：用電壓擋，對任意兩接線柱正、反向測量，指針均不發生偏轉．
第二步：用電阻“×100 Ω”擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖甲所示．
甲
(1)第一步測量結果表明盒內____________．
(2)圖乙給出了圖甲中①和②的歐姆表指針所處的位置，其對應的電阻是________Ω；圖丙給出了圖甲③中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________Ω.
(3)請在圖丁的接線柱間，用電路符號畫出盒內的元件及連接情況.

答案及解析
考點　多用電表的使用
典例1　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 μA，內阻為480 Ω.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1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 Ω擋．
(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________．
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＝________Ω，R4＝________Ω.
(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，則多用電表讀數為________；若此時B端是與“3”相連的，則讀數為________；若此時B端是與“5”相連的，則讀數為________．(結果均保留3位有效數字)
解析：(1)當B端與“3”連接時，內部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接．
(2)在使用多用電表之前，調整表頭指針定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項A錯誤；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，選項B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調節無效，選項C錯誤．
(3)根據題給條件可知，當B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯，此時為量程1 mA的電流擋，由并聯電路兩支路電流與電阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω.當B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯后再與R4串聯，此時為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯后的總電阻為120 Ω，兩端電壓為0.12 V，則R4兩端電壓為0.88 V，由串聯電路中電壓與電阻成正比知：R4電阻為880 Ω.
(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5 mA，讀數為1.42 mA．若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數為11×100 Ω＝1.10 kΩ.若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數為2.85 V.
答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA　1.10 kΩ　2.85 V
變式1　錢華同學的爸爸是電氣工程師，錢華經常看到爸爸用多用電表進行一些測量．錢華在高中物理課堂上學習了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測量找到發光二極管的負極．
(1)錢華同學做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關旋轉到歐姆擋的“×1”擋，經過________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發現二極管發出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發現二極管不發光．這說明二極管的負極是________(填“長管腳”或“短管腳”)所連接的一極．
(2)錢華同學的好奇心一下子就被激發起來了，他琢磨了一下，然后又依次用多用電表歐姆擋的“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋、“×1 k”擋分別進行了二極管導通狀態的準確的測量(多用電表內部電源電動勢不變)，他發現二極管發光的亮度越來越________(填“大”或“小”)，請幫助他分析一下具體的原因：_________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)在測量電阻時，選擇擋位后首先要進行歐姆調零；二極管發光時處于正向導通狀態，因為黑表筆所接的長管腳為二極管的正極，故短管腳為負極．
(2)從“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋到“×1 k”擋，多用電表的內阻越來越大，根據閉合電路歐姆定律I＝可知，通過二極管的電流越來越小，根據P＝I2R可知二極管的實際功率越來越小，即亮度越來越小．
答案：(1)歐姆調零　短管腳　(2)小　原因見解析
/高/分/技/法
多用電表使用的注意事項
使用前 多用電表在使用前，一定要觀察指針是否指在電流零刻度處，若有偏差，應調整機械零點(指針定位螺絲)
使用中 測電流、電壓 合理選擇電流、電壓擋的量程，使指針偏轉角盡可能大，一般應在半偏以上
測電阻 (1)測電阻時，待測電阻要與別的元件斷開，且不要用手接觸表筆． (2)首先根據估測電阻的大小選擇合適擋位，通常按大量程擋向小量程擋順序選擇，使指針盡可能指在表盤中央附近． (3)換用歐姆擋的量程時，一定要重新進行歐姆調零． (4)當用歐姆擋讀數時，注意乘以選擇開關所指的倍數
使用后 實驗完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用時應將多用電表中的電池取出
考點　多用電表的工作原理
典例2　如圖甲所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖，請回答下列問題．
(1)測量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個量程．當選擇開關S旋到位置5、6時，電表用來測量________；當S旋到位置________時，電表可測量直流電流，且量程較大．
(2)某同學用此多用電表測量某電學元件的電阻，選用“×10”倍率的歐姆擋測量，發現多用電表指針偏轉很小，因此需選擇________(填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋．
(3)某實驗小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理，組裝成如圖乙所示的簡易歐姆表．
實驗器材如下：
A．干電池(電動勢E為3.0 V，內阻不計)；
B．電流計G(量程為0～300 μA，內阻為99 Ω)；
C．可變電阻器R；
D．定值電阻R0＝1 Ω；
E．導線若干，紅、黑表筆各一個．
①在乙圖中，左側表筆是________(填“紅”或“黑”)表筆；
②如果將R0與電流計并聯，如圖丙所示，這相當于歐姆表換擋，則換擋前、后倍率之比為________．
解析：(1)由題圖甲可知，當選擇開關S旋到位置5、6時，表頭G與電阻串聯，此時可用來測量直流電壓；當S旋到位置1、2時，表頭G與電阻并聯，此時可用來測量直流電流，當S旋到位置1時，并聯的電阻較小，量程較大．
(2)測量某電學元件的電阻，選用“×10”倍率的歐姆擋測量，發現多用電表指針偏轉很小，則待測電阻阻值較大，說明所選倍率太小，為準確測量電阻阻值，需選擇“×100”倍率的歐姆擋，重新歐姆調零后再測量．
(3)①根據電流“紅進黑出”結合題圖乙可知，左側表筆是紅表筆；②當電流計滿偏時，流過R0的電流I＝99Ig，電流計內阻為99 Ω，給電流計并聯1 Ω的電阻，根據并聯分流的規律可知電流表量程擴大為原來的100倍，用該電流表改裝成歐姆表，同一刻度對應的電阻值變為原來的，歐姆表換擋前、后倍率之比等于100∶1.
答案：(1)直流電壓　1　(2)×100　(3)①紅　②100∶1
變式2　在練習使用多用電表的實驗中：
(1)一多用電表的歐姆擋有四個倍率，分別是×1、×10、×100、×1 k；用×100擋測量某電阻時，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉角度很小，為了較準確地進行測量，應換到________擋．
(2)重新測量后，指針位于如圖甲所示位置，被測電阻的測量值為________kΩ.
(3)圖乙所示為歐姆表某倍率的內部結構示意圖，已知電流計的量程Ig＝100 μA，內阻為Rg，定值電阻R0＝，電池電動勢E＝4.5 V，R為調零電阻，則表盤上30 μA刻度線對應的電阻值是________kΩ.(結果保留2位有效數字)
(4)當如圖乙所示歐姆表的電池的電動勢下降到4.2 V、內阻增加了5 Ω時仍可調零，調零后，調零電阻R的阻值將變________(填“大”或“小”)；若測得某電阻為30 kΩ，則這個電阻的真實值為________kΩ.
解析：(1)根據題意可知，用×100擋測量某電阻時，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉角度很小，說明待測電阻較大，為了較準確地進行測量，應換到×1 k擋．
(2)由題圖甲可知，被測電阻的測量值為17×1 kΩ＝17 kΩ.
(3)根據題意可知，當電流計滿偏時，電路總電流為3Ig，由閉合電路歐姆定律可得，歐姆表內阻R內＝＝15 kΩ，則表盤上30 μA刻度線對應的電阻值Rx＝－R內＝35 kΩ.
(4)根據題意可知，電池的電動勢下降到4.2 V，則歐姆表內阻R′內＝＝14 kΩ，內阻增加了5 Ω時仍可調零，則調零電阻R的阻值將變小；若測得某電阻為30 kΩ，電池電動勢E＝4.5 V，歐姆表內阻為15 kΩ，則電流計的電流I1＝·＝ μA，電動勢下降到4.2 V，歐姆表內阻為14 kΩ，則這個電阻的真實值R真＝－R′內＝28 kΩ.
答案：(1)×1 k　(2)17　(3)35　(4)小　28
/高/分/技/法
歐姆表測電阻原理
項目 電路圖 I與Rx的對應性
兩表筆短接——歐姆調零　 相當于待測電阻Rx＝0，調節R使I＝Ig＝，即表頭滿偏(Rg＋r＋R是歐姆表的內阻，電阻R是可變電阻，也叫調零電阻)
兩表筆斷路 相當于待測電阻Rx→∞，此時I＝0，指針不偏轉
測量電阻Rx 待測電阻為Rx，指針指到某確定位置，則I＝.表頭電流I與電阻Rx一一對應，但I與Rx不成簡單的反比關系，所以歐姆表刻度不均勻且越靠近“∞”處越密
考點　實驗拓展與創新
1．[用多用電表檢測電路故障]在如圖甲所示的電路中，4節干電池串聯，小燈泡A、B的規格為“3.8 V　0.3 A”．合上開關S后，無論怎樣移動滑片，A、B燈都不亮．
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障．
①選擇開關置于下列量程的________擋較為合適．
A．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________．
A．燈泡A燈絲斷開
B．燈泡B燈絲斷開
C．d、e間連線斷開
D．燈泡B被短路
(2)接著練習使用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經過“歐姆調零”．
①測試前，一定要將電路中的開關S________.
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結果如圖乙所示，讀數為________Ω，此時測量的是________間電阻．根據小燈泡的規格計算出的電阻為________Ω.
解析：(1)①由于4節干電池串聯后電動勢為6 V，電壓表量程應選10 V，B正確．
②燈泡不亮，說明電路斷路或短路，電壓表接c、d端時有示數且接近電源電動勢，說明有電流通過電壓表，c、d間以外其他部分電路接通，電壓表接e、f時無示數，說明c、d間燈泡斷路，A正確．
(2)①使用歐姆表時一定要將被測電阻從電路中斷開，故填“斷開”．
②溫度高時燈絲的電阻大，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)．歐姆表讀數應該為6.0 Ω.由于燈泡A斷路，電阻無窮大，而歐姆表示數為6.0 Ω，說明測量的應該是e、f間電阻．由R＝可求得電阻約為12.7 Ω.
答案：(1)①B　②A　(2)①斷開　②6.0　e、f　12.7
2．[使用多用電表探索黑箱內元件]“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電學元件，每兩個接線柱之間只可連接一個元件．為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測．
第一步：用電壓擋，對任意兩接線柱正、反向測量，指針均不發生偏轉．
第二步：用電阻“×100 Ω”擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖甲所示．
甲
(1)第一步測量結果表明盒內____________．
(2)圖乙給出了圖甲中①和②的歐姆表指針所處的位置，其對應的電阻是________Ω；圖丙給出了圖甲③中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________Ω.
(3)請在圖丁的接線柱間，用電路符號畫出盒內的元件及連接情況.

解析：(1)使用電壓擋進行測量，目的是看內部是否有電源,由于指針沒有示數，因此盒子內部無電源，故黑箱內不存在電源.
(2)使用歐姆表讀數時注意其零刻度在右側，因此讀數時要從右側讀，讀出結果然后乘以擋位即所測電阻阻值.圖乙讀數R=12×100 Ω=1 200 Ω，圖丙讀數R′=5×100Ω=500 Ω.
(3)使用歐姆擋進行測量時注意黑表筆是和內部電源的正極相連的，觀察圖甲中的①②可知：在測量bc之間的電阻時，對兩個接線柱進行正反測量，其阻值相同，說明bc之間接有一個定值電阻；觀察圖甲中的③④可知：在測量ac之間電阻時，黑表筆接c時電阻很小，接a時電阻很大，說明ac之間有二極管，而且c應該接二極管的正極；觀察圖甲中的⑤可知：黑表筆接b時電阻比③中黑表筆接c電阻大，說明a、c、b之間串聯了二極管、電阻兩個元件，由圖⑥可知,ab之間電阻無窮大，因此ab之間應該是斷路.故黑箱內元件的連接如圖所示.
答案：（1）不存在電源 （2）1 200 500 (3)見解析圖(共36張PPT)
實驗十一　用多用電表測量電學中的物理量
第八章　恒定電流
實驗基礎 記熟背牢
原型實驗 創新改進
謝 謝 觀 看
O

展開更多......

收起↑