实验九使用多用电表（原卷版）

实验九：使用多用电表一、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．多用电表面板上还有：其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三行刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的，其刻度是不均匀的，从右向左越来越密；中间的刻度线是用于测直流、交流的电流和直流电压，其刻度是分布均匀的；最下面一条刻度线左侧标有“2.5V～”，是交流2.5V专用，其刻度是不均匀的。多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔，插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮，用它可进行欧姆调零。另外，在表盘和选择开关之间还有一个指针定位螺丝，即机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。二、用多用电表测量电压和电流步骤1．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。2．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。3．测小灯泡的电压和电流（红表笔接电势高的点）(1)将多用电表选择开关置于直流电压挡，按如图甲所示连好电路，测小灯泡两端的电压。(2)将选择开关置于直流电流挡，按如图乙所示连好电路，测量通过小灯泡的电流。4．测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。三、用多用电表测电阻的步骤1．调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。2．选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处。3．将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。4．选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。5．再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。6．测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。四、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，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右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮。3．欧姆表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。5．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，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。五、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。六、多用电表对电路故障的检测1．断路故障的检测方法①用直流电压挡将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏。②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断路。③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)说明此元件断路。2．短路故障的检测方法①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；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。②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。七、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。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．工作原理闭合电路的欧姆定律I＝eq\f(E,Rg＋R＋r＋Rx)。3．刻度的标定红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)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，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”。(图乙)(3)当I＝eq\f(Ig,2)时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻。知识一：教材原型实验【例1】电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。（1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为Ω。（2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。（均填器材前的字母代号）A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；C．电流表A1（量程0.6A，内阻r1=1Ω）；D．电流表A2（量程3A，内阻r2=1.2Ω）；E．滑动变阻器R1（阻值范围1~5Ω，1.1A）；F．滑动变阻器R2（阻值范围1~2111Ω，1.1A）；G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）H．开关S，导线若干。（3）请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中。（4）若电流表的示数为I，电压表的示数为U，电流表内阻为rA，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，该圆柱体电阻率的关系式为ρ=【例2】某兴趣小组将灵敏电流计改成大量程电流表。（1）用×1kΩ档的多用电表直接测量灵敏电流计的内阻，多用电表的指针位置在图（a）所示位置，那么欧姆档位应该换到档（填“”或“”），欧姆调零后再次测量。（2）已知灵敏电流计的满偏电流为，表头内阻为2500Ω，为了改装成0~3A的电流表，需要并联一个电阻箱，阻值设定为Ω。（结果保留2位有效数字）（3）利用合适的电源E、开关S、滑动变阻器R、保护电阻、标准电流表A、灵敏电流计G和电阻箱，在下图（b）虚线框内画出对改装的电流表进行校准的电路。（4）校准时，研究小组发现标准电流表故障，于是打开电流表后盖进一步研究，电流表正面和背面内部结构图如上图（c）（d）所示。已知电流表表头内阻和的电阻之和是198Ω，电流表表头满偏电流为6mA，那么的理论值应该为Ω，的理论值应该为Ω。（保留2位有效数字）（5）如果电流表在量程是准确的，但使用0~3A量程时测量值总是小于真实值，那么可以判断的实际值理论值，的实际值理论值。（选填“大于”、“等于”或“小于”）知识二：创新型实验【例1】某同学在“测定金属丝电阻率”的实验中。（1）用多用电表粗测该电阻丝的电阻：①旋转选择开关，使其对准欧姆挡的“×1”。②将两表笔短接，进行，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度线，然后断开两表笔。③将两表笔分别接到被测电阻丝的两端，发现多用电表的指针位置如图中指针所示，随后断开两表笔。④则可得被测电阻丝的阻值约为。⑤旋转选择开关，使其对准“OFF”挡，并拔出两表笔。（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为mm。（3）在用20分度的游标卡尺测其长度时，示数如图乙所示，读数为cm。（4）实验中，现备有下列器材供选用：A．量程是0-0.6A，内阻是0.5Ω的电流表；B．量程是0-3A，内阻是0.1Ω的电流表；C．量程是0-3V，内阻是6kΩ的电压表；D．阻值为0-1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器：E.阻值为0-10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；。F.蓄电池（6V）；G.开关一个，导线若干。为使测量结果尽量准确，电流表应选用，滑动变阻器应选。（只填字每代号）若图所示的实验仪器就是我们选定的器材，请用笔画线连接实验电路。【例2】某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示。闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无示数，他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路。已知R为保护电阻，电流表量程为0～50mA。操作步骤如下：①将多用电表挡位调到欧姆×1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；②断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0=20Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示。回答下列问题：（1）图丙中的多用电表示数为Ω；图丁中的电流表示数为mA。（2）操作步骤④中，多用电表红表笔应接（选填“c”或“e”）点。（3）电路的故障可能是。A．灯泡短路

B．灯泡断路C．保护电阻R短路

D．保护电阻R断路一、实验题1．（1）在电阻丝的电阻率测量的实验中，该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻（电阻丝阻值较小），示数如图所示，对应的读数是。（2）为提高测量的精确度，小依同学从下列器材中挑选了一些元件，设计电路，重新测量这段电线（用表示）的电阻。A．电源（电动势为，内阻不计）B．电压表（量程为，内阻约为）C．电压表（量程为，内阻约为）D．电流表（量程为，内阻约为）E．电流表（量程为，内阻约为）F．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）G．开关一个，导线若干①实验时电流表应选用，电压表应选用。（填元件前的序号字母）。②为使铜芯电线两端的电压从0开始变化，请你为该实验小组设计电路图，并画在方框中。（3）根据题（2）中选择的器材进行测量，某次测量时指针位置如图甲乙所示，则电流表读数，电压表读数，随后测量电阻丝直径时螺旋测微器读数如图丙所示，为。2．某同学欲测量某一电阻丝的电阻率。用到的器材除待测电阻丝外，还有螺旋测微器、多用电表、刻度尺。（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，结果如图1所示，则螺旋测微器的示数为mm。（2）该同学用多用电表的电阻挡测量该电阻丝的电阻，选择开关置于“”挡，发现指针指在图2中的位置，接着该同学需要做的实验步骤是：①换选（填“”、“”或“”）挡；②；正确操作后，再次测量发现指针指在图2中的位置，则该电阻的阻值约为。（3）该同学用刻度尺测得该电阻丝的长度为，则该电阻丝的电阻率为。（取3.14，结果保留2位有效数字）3．某探究实验小组研究食盐溶液的导电性能时，将部分食盐倒入纯净水中搅拌至溶液均匀，然后将溶液装入一绝缘性能良好的圆柱形注射器内，溶液两端用圆片状金属电极与外界相连，靠近针孔一端的电极固定不动，另一端电极与活塞固定，活塞可拔出和移动。测得该注射器容积对应的长度为20cm。此外，实验室还提供如下器材：A．电流表：量程，内阻为B．电流表：量程0~0.6A，内阻约为C．电压表V：量程，内阻约为D．多用电表E.滑动变阻器R：阻值范围，允许的最大电流2AF.两节干电池G.开关和导线若干（1）抽取溶液后密封注射器，用多用电表的欧姆档对溶液的电阻进行粗测。安装红黑表笔前，发现多用电表的指针如图甲所示，则应调节（选填旋钮“M”或“N”）。正确操作后使用“”测量，指针偏转如图乙所示，则溶液电阻为。（2）为更精确地测量溶液的阻值，实验小组使用如图丙所示的电路进行测量，其中测量电流大小应使用仪器（选填电流表“”、“”），导线a端应接在电流表（选填“b”、“c”）处。（3）改变溶液的体积V，根据电压表和电流表的读数计算出阻值R，利用描点法作出的R—V图像如图丁所示，则根据图像可以得出溶液电阻率大小为（结果保留3位有效数字）。（4）实验小组采用每次增加待测溶液的方法改变注射器内溶液的体积，若在某次之后均误将纯净水加入注射器内，则作出的R—V图像可能是。4．在“练习使用多用电表”的实验中：（1）（多选）用多用电表测电流或电阻的过程中，下列说法正确的是A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测（2）测量时多用电表指针指在如图甲所示位置，若选择开关处于“”挡，其读数为；若选择开关处于“”挡，其读数（填“大于”“等于”或“小于”）。（3）分别用多用电表欧姆挡的“”“”两挡粗测人体的电阻值时，表盘上指针如图乙所示，则所测人体的电阻约为。5．（1）写出下列测量仪器所测得的数据mm；mm（2）某研究小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电流表的内阻：①首先用欧姆表测量电流表的内阻，测量时红色表笔应该接电流表的（填：“正接线柱”或“负接线柱”）；用“×10”挡测量时指针指示如图甲所示，则应该换挡再次测量；②研究小组又设计了更精确的测量方案，所用电路如图乙所示。将开关S闭合，调节R1、R2使电流表、电压表指针都在合适位置，然后在保持不变的前提下，多次改变R1、R2，记录R1和电流表偏转的格数N，再根据记录数据作出图像，若作出的图像如图丙所示，则电流表的内阻等于。6．有一陶瓷圆筒，外面镀有一层很薄的合金薄膜。为测定薄膜的厚度，某同学先用20分度的游标卡尺测出陶瓷圆筒长度为L，又用螺旋测微器测得筒外径d，最后用多用电表粗测其电阻。并在电工手册查得薄膜的电阻率为。（1）该同学用20分度游标卡尺陶瓷圆筒长度如图1所示，则其长度为mm，螺旋测微器测得筒外径d如图2所示，则筒外径mm，用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过小，他应该换用挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图丙所示，则金属棒的阻值约为。（2）为更精确地测量薄膜的电阻，该同学从实验室中找到如下实验器材：A．电流表A（量程6mA，电阻约为）B．电压表V（量程2V，电阻）C．滑动变阻器R（，额定电流1A）D．电源（12V，内阻约为）E．定值电阻F．开关一只，导线若干①为精确的测量出薄膜电阻，根据上述器材在方框内画出测电阻的最佳方案的电路图7．某班同学在做“练习使用多用电表”的实验．（1）某同学用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，若发现选用“×10”倍率时指针偏转过大，则换用（填“×100”或“×1”）倍率；当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图所示，此被测电阻的阻值约为。（2）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查前，应将开关S。（填“闭合”或“断开”）（3）若（2）中同学检查结果如下表所示，由此可以确定。测试点b、fb、eb、dd、e多用电表示数无穷大无穷大无穷大A．灯A断路

B．灯B断路C．灯A、B都断路D．d、e间导线断路8．用多用电表测电阻时选用“”的倍率发现指针偏角太大，倍率应调整为（选填“”或“”），经过欧姆调零后重新测量，指针如图所示，那么电阻阻值为．为了减少伏安法测量中电表内阻引起的系统测量误差，某实验小组又设计了如图所示的实验方案，主要实验步骤如下：第一步：将开关接1，闭合开关，调节滑动变阻器和，使电表读数接近量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数为、．第二步：保持滑动变阻器的滑动触头位置不变，单刀双掷开关合向2，调节滑动变阻器使电压表和电流表示数合适，读出此时数值、．由以上记录的数据计算出被测电阻的表达式为．9．某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝，该校的一兴趣小组同学想通过自己设计的实验来测算合金丝的长度，已知该镍铬合金丝的常温电阻率。（1）他们先使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：①将红、黑表笔分别插入多用