2、1 圖2
(2)校正的過程是:先將滑動變阻器的滑動觸頭移到最左端,然后閉合開關(guān),移動滑動觸頭,使改裝后的電壓表(電流表)示數(shù)從零逐漸增大到量程值,每移動一次記下改裝的電壓表(電流表)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表(標(biāo)準(zhǔn)電流表)示數(shù),并計算滿刻度時的百分誤差,然后加以校正.
(二)歐姆表原理(多用電表測電阻原理)
1.構(gòu)造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成.
歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián).
外部:接被測電阻Rx.
全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx.
2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=.
3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=
3、0)時,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零.
(1)當(dāng)I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”.(圖甲)
(2)當(dāng)I=0時,Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”.(圖乙)
(3)當(dāng)I=時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,Rx叫中值電阻.
(三)多用電表
1.外部構(gòu)造(如圖所示)
(1)轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等.
(2)表盤的上部為表頭,用來表示電流、電壓和電阻的多種量程.
2.歐姆表原理
(1)內(nèi)部電路簡化如圖所示.
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律:
①當(dāng)紅、黑表筆短接時,Ig=;
②當(dāng)被
4、測電阻Rx接在紅、黑表筆兩端時,I=;
③當(dāng)I中=Ig時,中值電阻R中=Rg+R+r.
(四)二極管的單向?qū)щ娦?
1.晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個極,即正極和負(fù)極,它的符號如圖甲所示.
2.晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號上的箭頭表示允許電流通過的方向).當(dāng)給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導(dǎo)通,如圖乙所示;當(dāng)給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示.
3.將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當(dāng)黑表筆接“正”極,紅表筆接“負(fù)”極時,電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負(fù)極.
三、實驗器材
多用電表
5、、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個.
四、實驗步驟
1.觀察:觀察多用電表的外形,認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目及量程.
2.機(jī)械調(diào)零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置.若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.
3.將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔.
4.測量小燈泡的電壓和電流.
(1)按如圖甲所示的電路圖連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓.
(2)按如圖乙所示的電路圖連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流.
5.測量定值電阻
(1)根據(jù)被測電阻的估計阻值,選擇合適的擋位
6、,把兩表筆短接,觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度,若不指在歐姆表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;
(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);
(3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率,即得測量結(jié)果;
(4)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋.
五、注意事項
1.多用電表使用注意事項
(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應(yīng)為“紅入”,“黑出”.
(2)區(qū)分“機(jī)械零點”與“歐姆零點”.機(jī)械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下
7、邊中間的指針定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕.
(3)由于歐姆擋表盤難以估讀,測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率.
(4)使用多用電表時,手不能接觸表筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿.
(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結(jié)果,甚至可能損壞電表.
(6)測電阻時每換一擋必須重新歐姆調(diào)零.
(7)使用完畢,選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋.長期不用,應(yīng)把表內(nèi)電池取出.
(2018·遵義模擬)(1)用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.
8、請根據(jù)下列步驟完成電阻測量:
①旋動部件________,使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線.
②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置.
③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接,旋動部件____________.
使指針對準(zhǔn)電阻的________(填“0刻線”或“∞刻線”).
④將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,為了得到此較準(zhǔn)確的待測量結(jié)果,請從下列選項中挑出合理的步驟.并按________的順序進(jìn)行操作,再完成讀數(shù)測量.
A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1 k”的位置
B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置
C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D.將兩表筆短接
9、,旋動合適部件,對電表進(jìn)行校準(zhǔn)
(2)如圖所示,為多用電表的表盤,測電阻時,若用的是“×100”擋,這時指針?biāo)颈粶y電阻的阻值應(yīng)為________Ω;測直流電流時,用的是100 mA的量程,指針?biāo)倦娏髦禐開_______mA;測直流電壓時,用的是50 V量程,則指針?biāo)镜碾妷褐禐開_______V.
解析:(1)①電表使用前要調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指在0刻線位置,故調(diào)節(jié)S旋鈕;
③歐姆表測量前要進(jìn)行歐姆調(diào)零,故調(diào)節(jié)T旋鈕使指針指向電阻0刻線;
④指針偏轉(zhuǎn)度過小,說明電阻偏大,故需選擇較大的倍率;每次換擋要重新調(diào)零然后測量電阻,故步驟為ADC;
(2)歐姆表讀數(shù)=刻度盤讀數(shù)×倍率=
10、16×100 Ω=1600 Ω;選用量程為100 mA的電流擋,讀數(shù)選取中間刻度第二排,讀數(shù)為:48 mA,選用量程為50 V的電壓擋,讀數(shù)選取中間刻度第二排,讀數(shù)為:24.0 V.
答案:(1)①S?、跿 0刻線?、蹵DC
(2)1 600 48 24.0
1.歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤
(1)左∞右0:電阻無限大與電流、電壓零刻度重合,電阻零與電流、電壓最大刻度重合.
(2)刻度不均勻:左密右疏.
(3)歐姆擋是倍率擋,即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率.電流、電壓擋是量程范圍擋.
在不知道待測電阻的估計值時,應(yīng)先從小倍率開始,熟記“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”
11、(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大,且測量前指針指在左側(cè)“∞”處).
2.讀數(shù)技巧
(1)歐姆表的讀數(shù)
①為了減小讀數(shù)誤差,指針應(yīng)指在表盤到的部分,即中央刻度附近.
②指針示數(shù)的讀數(shù)一般取兩位有效數(shù)字.
③電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積.
(2)測電壓、電流時的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位,精確度是2、0.02、5、0.5時,不用估讀到下一位.
一、多用電表對電路故障的檢測
1.?dāng)嗦饭收系臋z測方法
(1)用直流電壓擋:
a.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞.
12、
b.在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷點.
(2)用直流電流擋:
將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)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.
2.短路故障的檢測方法
(1)將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路.
(2)用電流表檢測,若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障應(yīng)是短路.
二、誤差分析
13、
1.偶然誤差
(1)估讀時易帶來誤差.
(2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大.
2.系統(tǒng)誤差
(1)電池用舊后,電動勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池.
(2)測電流、電壓時,由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實值.
(2013·課標(biāo)全國卷Ⅰ)某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有:
多用電表;
電壓表:量程5 V,內(nèi)阻十幾千歐;滑動變阻器:最大阻值5 kΩ;導(dǎo)線若干.
回答下列問題:
(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋,再將紅表筆和黑表筆______
14、__,調(diào)零點.
(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端.
(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為________kΩ和________V.
丙
(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 kΩ和4.00 V.從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為________kΩ.
(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示.根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得
15、,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V,電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為________kΩ.
解析:(1)使用多用電表測電阻前,應(yīng)首先將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零;
(2)多用電表電流為“紅進(jìn)黑出”,題圖甲中外電路電流由2到1,所以紅表筆應(yīng)連1端.
(3)多用電表擋位為×1 k,指針指15,則R=15×1 kΩ=15.0 kΩ,由題圖丙知電壓表讀數(shù)為3.60 V.
(4)當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為零時,多用電表所測電阻為外電路電阻,即電壓表內(nèi)阻,所以電壓表內(nèi)阻為12.0 kΩ.
(5)15.0 kΩ為多用電表電阻擋的中值電阻,中值電阻阻值即內(nèi)電路阻值,所以電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0 kΩ,設(shè)內(nèi)電路電池電動勢為E,則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00 V時,=,解得:E=9.00 V.
答案:(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
8