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第八章恒定电流第6讲实验：练习使用多用电表微知识

对点练微考点

悟方法微考场

提技能微知识

对点练教材回扣基础自检知|识|梳|理微知识❶实验目的练习用多用电表测电阻。用多用电表探索黑箱内的电学元件。微知识❷实验器材多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。表头gI

＝

E

＝

E

r＋rg＋R

R中①x

xR中＋Rx当表笔间接入待测电阻

R

时，有

I

＝

E

②Ixg

R中

x联立①②式解得I

＝R

＋R中③中x

x由③式知当

R

＝R

时，I

＝12Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由②式或③式可知每一个Rx

都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀

的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。微知识❺实验步骤(1)练习使用多用电表准备：①观察多用电表的外形，认清选择开关的测量项目及量程；②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，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。测电压和电流：a.将选择开关置于直流电压2.5

V挡，测1.5

V干电池的电压；b．将选择开关置于交流电压250

V

挡，测220

V

的交流电压；c．将选择开关置于直流电流10

mA

挡，测量1.5

V

干电池与200

Ω电阻串联回路的电流。测电阻：a.将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置；将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔；将选择开关置于欧姆表的“×100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较；选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。(2)用多用电表探测黑箱内的电学元件①黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。微知识❻注意事项由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的

“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出。使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势。要区分开“机械零点”与“欧姆零点”。“机械零点”使指针在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”使指针在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。

(4)每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两个有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率。测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表。多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。若长期不用电表时还应把电池取出。用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。微知识❼误差分析欧姆表刻度不均匀造成误差。多用电表内电池用旧了电动势下降带来误差。基|础|诊|断一、思维诊断使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零(

√

)表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的(

√

)红5变大解析本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“＋”进“－”出，即回路中电流从标有“＋”标志的红表笔进去，所以与A

相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即Rx＝0)时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为内gR

，此时有关系I

＝R内内E

EIg得

R

＝

＝5

kΩIg2；当指针指在刻度盘的正中央时I＝，2有Ig＝

E

内xx内R

＋R

，代入数据可得

R

＝R

＝5

kΩ；当电源电动势变小、内阻变大g

gR内内时，由于电流表满偏电流

I

不变，由公式

I

＝

E

得，欧姆表内阻

R

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I＝EIgR内R内＋Rx

R内＋Rx＝

＝IgRx1＋R内内，可知当

R

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。旋动部件

S

，使指针对准电流的“0”刻线。将K

旋转到电阻挡“×100”的位置。将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件

T

，使指针对准电阻的 0

刻线

(填“0

刻线”或“∞刻线”)。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，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按

ADC

的顺序进行操作，再完成读数测量。(填选项字母)将K

旋转到电阻挡“×1

k”的位置将K

旋转到电阻挡“×10”的位置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，对电表进行校准解析

本题考查多用电表的使用及操作要点，考查考生对多用电表使用的熟练程度。微考点

悟方法核心考点分层突破2．读数技巧(1)欧姆表的读数1

2①为了减小读数误差，指针应指在表盘3到3的部分，即中央刻度附近。②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。(2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位。多用电表；电压表：量程5

V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干。回答下列问题：将多用电表挡位调到电阻“×1

k”挡，再将红表笔和黑表笔

短接

，调零点。将图中多用电表的红表笔和

1

(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。3.6015.015.012.09.0解析

(1)欧姆表调零前，需要将两表笔短接。应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接电压表正极，即黑表笔接2，红表笔接1。欧姆表选用的挡位是×1k，欧姆表的读数为15.0×1kΩ＝15.0kΩ；电压表量程5

V，最小分度0.1

V，读数时需要估读一位，为3.60

V。当滑动变阻器的阻值为0

时，欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻，所以为12.0

kΩ。由(4)知，电压表内阻12.0

kΩ，在(3)中，欧姆表的读数为15.0

kΩ，所以此时接入电路的滑动变阻器的阻值为3

kΩ，设电动势为E，多用电表内阻为R，根据(3)和(4)中给的两组数据可知：12

kΩ＋R15

kΩ＋R12

kΩ 12

kΩE

＝

4

V

，

E

＝

3.6

V

，两式联立得：E＝9.0

V，R＝15.0

kΩ。1－2.某同学用量程为1

mA、内阻为120

Ω

的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1

V和1

A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。(2)开关

S

闭合时，多用电表用于测量

(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关

S

断开时，多用电表用于测量

(填“电流”“电压”或“电阻”)。(3)表笔

A

应为 色(填“红”或“黑”)。黑电流电压1.00880(2)本实验考查的是电表的改装。改装成电压表时，要串联电阻，改装成电流表时，要并联电阻。根据题图甲所画电路，闭合开关时，电流表与电阻R1并联，用于测电流，断开开关时，只串联一个电阻R2，用于测电压。根据表头可知电流应从表笔B进，从表笔A出，由“红进黑出”可知，表笔A

应为黑色。断开开关S

时，多用电表为1

V

的电压表，故R2＝1

V－1×10－3A×120Ω1×10－3

A＝880

Ω闭合开关S

时，多用电表为1

A

的电流表，1故R

＝1

V1

A－1×10－3

A≈1.00Ω。微考场

提技能专题选萃迁移应用(1)请画出与图乙对应的电路图；(2)断开K1，用上述测试电路在1

和1′之间检测得知电热丝无故障，然后测得电热丝的

U－I

曲线如图丙所示。已知电热丝材料的电阻率为2.8×10－7

Ω·m，电热丝的直径为

0.200 mm，可求得此电热丝的电阻为kΩ，总长度为64(63～65

均可)m。(结果均保留两位有效数字)0.57(0.56～0.58

均可)(3)为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1

和K2，用表笔A

和B分别对图甲中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在

1′和

2′_之间(在“1

和

2”“1′和2′”“2

和3”“2′和3′”中选填一项)。测试点3和3′1和1′1和31和2′2′和3′电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有有无有(2)U－I

图线过原点，知k＝R＝ΔU＝U，选择一组数据代入，如R＝ΔI

I3.5×10－3Ω≈0.57

kΩ。又由电阻定律有R＝

L，得L＝ρS

ρ2.0

RS＝2R·πD2ρ＝24ρπRD

，代入数据得L＝64

m。(3)由表格中的结果，依次可推得3→2→1→1′→2′→3′这条线路在某处断路；电热丝部分没有断开；3→2→1

导通，电压表短路，读数为零；1→1′→2′这段线路某处断开；2′→3′之间导通。综合可知，应该是1′和2′之间断路。①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过的电流；②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是 的阻值；③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_R2(或电源)

两端的电压。R1R1

和R2

串联(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若(

D

)双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量选择“×10”倍率测量时发现指针位于20

与30

正中间，则测量值小于25

Ω欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大解析

(1)③滑动变阻器滑到最左端，R1

电阻为零，电压表测得的是

R2

两端的电压，即路端电压。(2)双手捏住两表笔金属杆相当于把人体电阻并联进去，测量值将偏小，A错误。指针偏离中央刻度过大，有可能是偏角过大，应减小倍率；也有可能是偏角过小，应增大倍率，B

错误。由于欧姆表刻度右侧稀左侧密，因此在20与30

正中间应小于25，但由于是“×10”的倍率，测量值应小于250Ω，C错误。欧姆表内的电池使用时间太长，电池的内阻偏大，使测量电路的电流偏小，测得的电阻值偏大，D

正确。黑4.614.053.0将图中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为102_(101～103)_mA；(保留三位有效数字)计算得到多用电表内电池的电动势为

1.54(1.53～1.57)

V。(保留三位有效数字)解析

(1)多用电表的黑表笔与表内电池正极相连，而

a

与电流表“＋”相连，故表笔a

为电流流出端，为黑表笔。(2)(a)图中多用电表选的是“×1

Ω”挡，可以直接读出R＝14.0

Ω；(b)图中量程为60mA，根据表盘刻度读出I＝53.0

mA；(c)图为电阻箱的读数，直接读出为4.6Ω。(3)(4)多用电表的内阻r

等于多用电表的中值电阻，由图(a)知r＝15Ω，多用电表的读数表示电阻箱与电流表的总电阻R＝14

Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R＋r)，短接时E＝I2r，联立解得I2＝102

mA，E＝1.54

V。现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的其他测量器材还有：一只滑动变阻器R(0～30Ω)，两只开关，导线若干。实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。现按图乙连接好测量电路。操作步骤：(1)将数字多用电表选择开关置于

电压

挡，选择合适的量程，断开并记为a。S1开关 ，闭合开关

S2

，记录表的示数，然后反复测量