专题2.9 实验:练习使用多用电表-2020届高中物理同步讲义 人教版(选修3-1)
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1、第二章 恒定电流第9节 实验:练习使用多用电表一、多用电表的构造及功能多用电表可以用来测电流、电压和电阻,又称为 ,其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分,上部分为表盘,共三条刻度线,最上面的刻度线的最左端标有“”,右端标有“0”,是用于测 的,中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的,其刻度是分布 的,最下面一条刻度线左侧标有“V”适用于测交流电压,其刻度是 。多用电表表面的下半部分是选择开关,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 ;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量 。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
2、,插孔上面的旋钮叫做 ,用它可进行电阻调零。另外,在表盘和选择开关之间还有一个 ,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、多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合,测电流和电压的原理与电流表和电压表相同1直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。2直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。学:科网3测电阻的原理如图所示欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表,可直接读出电阻值,比伏安法测电阻方便。调零时 ,测量时 。只要将对应Rx值得电流
3、刻度I改为阻值Rx即为欧姆表。由于I与R成非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度却是不均匀的,电阻的零刻度在电流满偏处。三、二极管的单向导电性二极管是用 材料制成的电子元件,它有连个引线,一根叫正极,另一根叫负极,二极管的表示符号是 ,当二极管的正极接 、负极接 ,即加正向电压时,二极管电阻 (与加反向电压比较),处于导通状态,相当于一个接通的开关;当给二极管加反向电压时,二极管的电阻 ,相当于一个断开的开关,这种特性叫二极管的单向导电性,已被广泛应用。万用电表 电阻 均匀 不均匀 电流 电压或电阻 + - 调零旋钮机械调零旋钮 半导体 高电势点 低电势点 很小 无穷大一、用多用
4、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“”挡的R1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,再使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。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选择开关置于R100挡,重新进行欧姆调零。5再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端,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。【例题1】某同学在练习使用多用电表时连接的电路如下图所示(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过_(填R1或R2)的电流;(2
5、)若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,则测得的是_的电阻。A R1的电阻 BR2的电阻 CR1和R2的串联电阻 DR1和R2的并联电阻(3)将选择倍率的旋钮拨至“100 ”的挡时,测量时指针停在刻度盘“0 ”附近处,为了提高测量的精确度,有下列可供选择的步骤:A将两根表笔短接B将选择开关拨至“ ”挡(填“1 k”或“10 ”)C将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数D调节调零电阻,使指针停在“0 ”刻度线上E将选择开关拨至交流电压最高挡上补全B项步骤将上述步骤中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理顺序是_(填写步骤的代号)。 若操作正确,上述C步骤中,指针偏转情况如图所示,
6、则所测电阻大小为_。参考答案:(1)R1 (2) C (3) 10 BADCE 160 (3)将选择倍率的旋钮拨至“100 ”的挡时,测量时指针停在刻度盘“0 ”附近处,说明选择的倍率太大,应换用小倍率的欧姆挡,将选择开关拨至“10”挡;学:科网先换挡,再调零,后进行测量,故顺序为:BADCE;读数是:1610 =160 。归纳总结:在使用多用电表时,首先根据要测量的物理量选择挡位开关,再根据所测物理量的大小选择量程;在用多用电表测电阻时,要选择合适的倍率,若选择的不合适,每次换挡都要重新进行欧姆调零,使指针指在中央刻度附近,读数是:示数乘倍率。二、研究二极管的单向导电性1将二极管、小电珠、电
7、建、直流电源按如图甲所示电路连接起来,闭合电建S后,小电珠正常发光。2将二极管、电建、小电珠、直流电源按如图乙所示连接起来,闭合电建S后,小电珠不发光。【例题2】用多用电表的欧姆挡()检查性能良好的晶体二极管,发现多用电表的表针向右偏转的角度很大,这说明测量时A二极管加有反向电压,故测得电阻很大B二极管加有正向电压,故测得电阻很小C红表笔接的是二极管的正极D黑表笔接的是二极管的正极参考答案:BD归纳总结:欧姆表的偏转角度小,说明电阻大,则为反向电阻;因欧姆表的黑表笔接的是内部电路电源的正极,则可判断与二极管的接法;考查欧姆表的内部结构及测量二极管的电阻的方法,明确欧姆表的黒表笔与电池的正极相连
8、。三、探测黑箱内电路,如图所示1操作程序作出初步判断后,再根据各接点间的测量值进行逻辑推理,判断黑箱内有哪些电学原件(电阻、电源、二极管等),最终确定原件的位置和连接方法。2操作步骤(1)机械调零:熟悉多用电表的表面结构,观察使用前指针是否指在刻度线左端0位置,若不指0,调整调零螺丝,使指针指0。(2)将多用电表选择开关旋转到直流电压挡,并置于500 V量程,用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间的电压,若均无示数,说明箱内不含电源。(3)先选定欧姆挡的某一较小的挡,两表笔短接,进行调零。然后,用欧姆挡测A、B间正反向电阻。若两次所测阻值相等,则表明A、B间只含有电阻。若一次测量电阻值较小,另一次
9、较大,说明A、B间有二极管,且测量阻值较小时,与黑表笔接触的那一段为二极管的正极。(4)用欧姆挡测B、C间正反接电阻。若两次所测阻值相等,则表明B、C间只含有电阻。若一次测量电阻值较小,另一次较大,说明B、C间有二极管,且测量阻值减小时,与黑表笔接触的那一端为二极管的正极。(5)根据前面所测结果,画出黑箱内电路。(6)使用完毕,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。特别提醒:机械调零第一步,断开表笔调螺母。指针指向时,根据阻值来选挡。短接表笔指零欧姆,测时双手勿触阻。中值附近去读数,测量阻值高精度。勿忘得数乘倍率,用完拨回“OFF”。【例题3】(2018四川省南充市
10、高三第三次诊断考试)在物理课外活动中, 某位同学制作了一个简单的多用电表, 图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg=10 满偏电流Ig=10 mA,定值电阻R2=240 。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,为考查大家对多用电表的理解,上排刻度线对应数值没有标出。(1)当选择开关接3时,电表为_(选填“欧姆表”“电压表”或“电流表”),量程为_。(2)为了测该多用电表欧姆挡的内电阻和表内电源的电动势,该同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用
11、电表指针指在C处,此时电阻箱如图丙所示;计算得到多用电表内电池的电动势为_V。(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置, 则待测电阻的阻值为_(4)该简单欧姆表使用一段时间后, 电池的电动势下降到1 V、内阻变大,但此表仍能调零,用此表某次测得待测电阻R值为180 ,该电阻真实值为_。参考答案:(1)电压表 02.5 V或2.5 V (2)1.5 (3)100 (4)120(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连, 若指针指在图乙所示位置,通过电流表的电流I=0.006 A,电阻(4)当测量值为180 时,对应的电流为;电池用旧后:,解得R真=120 。学科#网
12、四、注意事项1为了提高测量的精度,在选择量程范围时,应尽可能使表针指示在满刻度的20%80%弧长范围内,表针越靠近刻度线的中点(即满刻度的1/2),测量的准确度越高。例如,测量1 k左右的电阻,应选择100挡(这时表针指在刻度线的中间位置),而不应选择10或1k挡(这时表针的指示远离中间位置)。2每次变换电阻的挡位以后,都要重调欧姆零点,否则测量结果不准确。如果旋动“调零旋钮”已无法使指针到达“0”位,则说明表内电池电压不足,应打开电表背面的电池盒盖板,换上同规格的新电池(注意电池的极性)。3测量电路中的电阻时,应先切断电源。如果待测电阻有并联支路存在,必须将待测电阻的一端脱开,然后再对它测量
13、,否则电表的读数不是待测电阻的阻值,而是各个支路电阻并联后的总阻值。如果电路中有大电容存在,必须先将电容器放电完毕以后,才能进行测量。4检查晶体管时,必须使用“100”或“1k”挡。不能使用“1”或“10 k”挡,因为前者电流太大(100 mA左右),后者电压太高(9 V),都可能损坏晶体管。5使用欧姆挡检查整流元件(晶体二极管)的正负极性时,必须注意:多用电表内电池的“+”极是与黑表笔(即表面的“-”插孔)相连的。因此电流是从黑表笔流出,经外接元件后再回到红表笔去。如果忽视这一点,会引起判断上的错误。6使用欧姆挡的间歇中,不要让两表笔短路,以免损耗电池。表针长时间偏转,对电表的保养也不利。7
14、测电阻时,待测电阻要与电源以及其他电阻断开,且不能用手接触表笔。8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。9使用完毕,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。五、误差分析测量值偏大其主要原因可能就是表笔与电阻两端接触不紧而引入接触电阻,或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起电表内电动势下降,内阻增加。如果测量值偏小,则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按照标准电池标出,当电池用旧了,电动势和内阻均发生变化,由此引起测量误差。1某同学用多用电表的欧姆挡的“10 ”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度很小,如
15、图所示,为了准确测定该电阻的阻值,正确的做法是A应把选择开关换到“100 ”挡,重新进行欧姆调零后再测量B应把选择开关换到“100 ”挡,不用再进行欧姆调零就直接测量C应把选择开关换到“1 ”挡,重新进行欧姆调零后再测量D应把选择开关换到“1 ”挡,不用再进行欧姆调零就直接测量2(2018黑龙江省大庆中学高二期末考试)关于多用电表及其使用,下列说法正确的是A电流、电压及电阻挡的刻度都是均匀的B测电压时,其红表笔接高电势处C测电路中某个电阻的阻值时,一定要将该电阻与其它元件断开D选择欧姆挡10挡并调零后,将两表笔与待测电阻相连,发现电表指针偏转角度太大,则应换用1挡,调零后再测3(2018山东省
16、济南第一中学高二学考模拟)用多用电表的欧姆挡测电阻时,下列说法中正确的是A多用电表的指针指向“0 ”时,说明通过电流表的电流达到满偏电流B测电阻前,把选择开关置于相应的欧姆挡,将两表笔直接接触,调整欧姆调零旋钮使指针指向“0 ”C用欧姆表“100”挡测电阻时,若指针在“0 ”附近,应换用“1k”挡D测量前,待测电阻必须与其它元件和电源断开4(2018黑龙江省伊春市第二中学高二期中考试)欧姆调零后,用“10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度极小,正确的判断和做法是A为了测量得更准确,应直接用“10”挡测量B为了测量得更准确,应换挡重新测量,但不需要重新进行欧姆调零C为了把电阻值测得更准一些
17、,应换用“1”挡重新测量D为了把电阻值测得更准一些,应换用“100”挡重新测量5某同学用多用电表欧姆挡测量电阻,他选择了10 倍率,并用正确的操作方法测量时,发现多用电表指针偏转角度如图。为了得到更准确的数据,他应该旋转选择开关至欧姆 挡(填“1 ”或 “100 ”);旋转到合适挡位后,该同学测量该电阻的阻值时,先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零(如图乙中a所示),然后垫在两根食指上用两表笔接触待测电阻的两端的引脚(如图乙b所示),这两步操作是否合理?A只有a不合理 B只有b不合理C都不合理 D都合理(a) (b)图甲 图乙6(2018高考倒计时第八天物理必练题型)在练习使用多用电表的实
18、验中(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“10”挡位,测量时指针偏转如图所示。以下是接下来的测量过程:a将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔b旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔c将选择开关旋到“1”挡d将选择开关旋到“100”挡e将选择开关旋到“1k ”挡f将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是_(2)重新测量后,指针位于如图所示位置,被测电阻的测量值为_。(3)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图所示的电路。电源电压U
19、恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的_(选填“红”或“黑”)表笔。闭合电键,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到的关系如下图所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry=_,电源电压U=_V。7某物理兴趣小组在练习使用多用电表的实验中,设计如图(a)所示的电路。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“1k”挡,欧姆调零后将图(a)中多用电表的黑表笔和_(选填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。学科网(2)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表(量程为5 V)的示数如图(c)所示
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