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實驗十一　練習使用多用電表 注意事項 1.使用前要機械調(diào)零。 2.兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”。 3.測電阻時 (1)指針指中值附近較準，否則換擋。 (2)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。 (3)讀出示數(shù)要乘以倍率。 4.使用完畢，選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池。 誤差分析 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。 熱點一　教材原型實驗 【例1】　在“練習使用多用電表”的實驗中： 圖1 (1)某同學用多用電表測量電阻，電路如圖1甲所示，若選擇開關(guān)置于“100”擋，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值，指針位于圖乙所示位置，則Rx＝________Ω。 (2)若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)某同學利用圖甲中的器材設(shè)計了一只歐姆表，其電路如圖丙所示。 ①關(guān)于該歐姆表，下列說法正確的是________。 A.電阻刻度的零位在表盤的右端 B.表盤上的電阻刻度是均勻的 C.測量前，不需要紅、黑表筆短接調(diào)零 D.測量后，應將開關(guān)S斷開 ②某同學進行如下操作：當Rx未接入時，閉合開關(guān)S，將紅、黑表筆分開時，調(diào)節(jié)可變電阻，使電流表滿偏。當Rx接入A、B表筆之間時，若電流表的指針指在表盤的正中央，則待測電阻Rx的阻值為________(已知電流表的內(nèi)阻為Rg，電池的內(nèi)阻為r，可變電阻接入電路的阻值為R)。 解析　(1)歐姆表的示數(shù)乘以相應擋位的倍率，即待測電阻的阻值，圖示讀數(shù)為7100 Ω＝700 Ω。 (2)當電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆表需要重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式Ig＝可知，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)應調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I＝＝＝可知，當R內(nèi)變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了。 (3)①由圖丙可知，該歐姆表利用并聯(lián)電路特點與閉合電路歐姆定律測電阻阻值，電阻刻度的零位置在表盤的左端，由閉合電路歐姆定律可知，表盤上的電阻刻度是不均勻的，測量前，不需要紅、黑表筆短接調(diào)零，測量后，應將開關(guān)S斷開，故選項A、B錯誤，C、D正確。 ②當Rx未接入時，閉合開關(guān)S，將紅、黑表筆分開，調(diào)節(jié)可變電阻使電流表滿偏，由閉合電路歐姆定律得Ig＝，當Rx接入A、B表筆之間時，若電流表的指針指在表盤的正中央，由閉合電路歐姆定律得Ig＝，聯(lián)立解得Rx＝。 答案　(1)700　(2)變大　(3)①CD　② 【變式訓練1】　(2017全國卷Ⅲ，23)如圖2a所示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；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，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。 圖2 (1)圖a中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標號)。 A.在使用多用電表之前，調(diào)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(diào)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(diào)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(jù)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(shù)為__________；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為____________。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字) 解析　(1)與歐姆表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。 (2)R6是可變電阻，它的作用就是歐姆表調(diào)零的作用，也就是使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。 (3)換擋開關(guān)接2時，是量程較小的電流表，所以 R1＋R2＝＝160 Ω； 換擋開關(guān)接4時，是量程較小的電壓表，這時表頭與R1、R2并聯(lián)組成新表頭，新表頭的內(nèi)阻 r＝＝120 Ω， 新表頭的量程是1 mA，所以 R4＝－r＝ Ω－120 Ω＝880 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端與“1”相連，則多用電表是量程為2.5 mA的電流表，則讀數(shù)為1.47 mA；若此時B端與“3”相連接，多用電表是歐姆100 Ω擋，則讀數(shù)為11.0100 Ω即1.10103 Ω；若此時B端與“5”相連接，多用電表是量程為5 V電壓表，則讀數(shù)為2.94 V。 答案　(1)黑 　(2)B　(3)160 Ω　880 Ω　(4)1.47 mA 1.10103 Ω　2.94 V 熱點二　實驗拓展創(chuàng)新 【例2】　如圖3甲所示，數(shù)字多用電表是近來發(fā)展起來的高科技電子產(chǎn)品，它具有測量精度高、讀數(shù)方便等許多獨特的優(yōu)點。以型號“DF930”普通數(shù)字多用電表為例，其電壓擋所有量程內(nèi)阻高達10 MΩ以上，而機械指針式電壓表內(nèi)阻一般為幾千歐到幾十千歐。 圖3 現(xiàn)有一塊型號為“DF930”的數(shù)字多用電表，用它來測量一只電池的電動勢和內(nèi)電阻。提供的其他測量器材還有：一只滑動變阻器R(0～30 Ω)，兩只開關(guān)，導線若干。 實驗要求：利用這些器材，盡量采用最簡單的測量方法，分兩步進行。首先測量電動勢，待電動勢測定之后再測量其內(nèi)電阻?，F(xiàn)按圖乙連接好測量電路。 操作步驟： (1)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于________擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān)________，閉合開關(guān)________，記錄表的示數(shù)，然后反復測量多次，取平均值并記為a。 (2)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于________擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān)________，閉合開關(guān)________，記錄表的 示數(shù)，記為b，緊接著進行以下的操作：將選擇開關(guān)置于________擋，選擇合適的量程，然后同時閉合開關(guān)S1和S2，記錄表的示數(shù)并記作c，把b和對應的c作為一組數(shù)據(jù)記錄下來，然后反復測量多次，得到多組數(shù)據(jù)。 (3)________即為干電池的電動勢。(填“a”“b”或“c”) (4)干電池的內(nèi)電阻的表達式r＝________(用a、b、c表示)，將步驟(2)測得的數(shù)據(jù)代入公式，求出r的平均值，即為干電池的內(nèi)電阻。 解析　(1)為了測電源的電動勢，需將選擇開關(guān)置于電壓擋，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，此時電表示數(shù)為電源的電動勢E，即E＝a。 (2)測量外電阻需要將電路斷開測量，故斷開S2，選擇開關(guān)應置于歐姆擋，閉合S1，此時電表示數(shù)為變阻器接入電路的阻值R，即R＝b；為測電源的路端電壓，選擇開關(guān)應置于電壓擋，此時電表示數(shù)即為電源的路端電壓U，U＝c。 (3)由(1)知a即為干電池的電動勢。 (4)由閉合電路歐姆定律E＝U＋r 即a＝c＋r，得r＝。 答案　(1)電壓　S1　S2　(2)歐姆　S2　S1　電壓　(3)a (4) 【變式訓練2】　某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖4所示，該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源，導線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點。 圖4 圖5 (1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用表指示如圖5所示，讀數(shù)為________V，說明__________正常(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 (2)紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖5相同，可判定發(fā)生故障的器件是__________(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 解析　(1)由題圖5可知，直流50 V擋的最小分度為1 V，故按“十分之一”估讀法可知讀數(shù)應為11.5 V左右。由于測得的電壓基本等于蓄電池電動勢的標稱值，說明a、c兩點與電源之間是通路，只能是此電池之外的保險絲、開關(guān)、小燈中出現(xiàn)了斷路故障，但故障的具體位置不能確定。(2)同理可知，兩表筆接c、b時測得結(jié)果仍等于電源電動勢，說明多用表、開關(guān)、保險絲、蓄電池形成了一閉合回路，故只能是與多用表并聯(lián)的小燈發(fā)生了斷路故障。 答案　(1)11.5(11.2～11.8之間的值均可)　蓄電池 (2)小燈 使用多用電表檢測故障的兩點注意事項 (1)多用電表中的電壓擋的量程應大于電源電動勢。 (2)使用多用電表判斷電路故障時，應采用“試觸法”防止損壞電表?！　　　　　? 1.指針式多用電表是常用的電學測量儀器。請完成下列問題。如圖6甲所示為多量程多用電表的示意圖。 圖6 (1)當接通1或2時，為________擋(填“電流”“電阻”或“電壓”)。1的量程比2的量程________(填“大”或“小”)，若選擇開關(guān)撥至“25 mA”擋，指針的位置如圖乙所示，則測量結(jié)果為________mA，接通5或6時，5的量程比6的量程________(填“大”或“小”)。 (2)當接通3或4測量某電阻時，用“10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應該換用________擋(填“1”或“100”)，換擋后，在測量前要先進行________。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA，則換擋后電池的電動勢E＝________V；圖甲中________(填“A”或“B”)為紅表筆。 解析　(1)根據(jù)多用電表的原理圖知，當接通1或2時，為電流擋。1的量程比2的量程大。若選擇開關(guān)撥至“25 mA”擋，測量的結(jié)果為107 mA＝10.7 mA；接通5或6時，為電壓擋。5的量程比6的量程小。 (2)測量電阻時，用“10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應該換用“1”擋，換擋后，在測量前要先進行歐姆調(diào)零。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA，則換擋后電池的電動勢E＝IgR內(nèi)＝IgR中＝10010－315 V＝1.5 V；多用電表的表筆電流為“紅進黑出”，故A為紅表筆。 答案　(1)電流　大　10.7　小　(2)1　歐姆調(diào)零 1.5　A 2.在練習使用多用電表的實驗中 (1)某同學連接的電路如圖7所示 圖7 ①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過__________的電流；(填元件代號，下同) ②若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是__________的電阻； ③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是________兩端的電壓。 (2)在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若________(填下列選項字母) A.雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小 B.測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量 C.選擇“100”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值等于2 500 Ω D.歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大 解析　(1)①多用電表與滑動變阻器串聯(lián)，電流相等； ②斷開電路中的電鍵，R1與R2串聯(lián)，多用電表接在其兩端； ③滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當于導線；則多用電表與電阻R2相并聯(lián)； (2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯(lián)，總電阻減小，測量值偏小，故A正確；測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需增大或者減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量，故B錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“100”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，即測量值小于2 500 Ω，大于2 000 Ω，故C錯誤；歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，電動勢不變，內(nèi)電阻增加，完成歐姆調(diào)零后即可測量電阻阻值，不影響電阻測量，故D錯誤。 答案　(1)①R1?、赗1與R2?、跼2　(2)A 3.在“練習使用多用電表”的實驗中： (1)在測量小燈泡的電阻時，紅表筆接觸點的電勢比黑表筆__________；(填“高”或“低”) (2)某同學把選擇開關(guān)打到“1”擋，轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕，發(fā)現(xiàn)無法調(diào)零，則他應__________。 A.用力轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕 B.先用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲機械調(diào)零 C.更換多用電表的電池 D.作報廢處理，換新的多用電表 (3)在多用電表進行測量時，指針的位置如圖8所示，若多用電表的選擇開關(guān)處在以下表格中所指的擋位，請寫出對應指針讀數(shù)。 圖8 所選擇的擋位 指針讀數(shù) 直流電壓10 V 電阻“10”擋 (4)小徐同學要進行二極管正反向電阻測量實驗，他可選用以下器件中的__________。(填字母) 解析　(1)歐姆表的紅表筆與其內(nèi)置電源的負極相連接，黑表筆與歐姆表內(nèi)置電源正極相連接，在測量小燈泡的電阻時，紅表筆接觸點的電勢比黑表筆低。 (2)把選擇開關(guān)打到“1”擋，轉(zhuǎn)動歐姆調(diào)零旋鈕，無法調(diào)零，可能是多用電表沒有進行機械調(diào)零造成的，他可以用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲進行機械調(diào)零，然后再進行歐姆調(diào)零，故選B。 (3)多用電表選擇直流電壓10 V擋，由圖示可知，其分度值為0.2 V，示數(shù)為3.6 V；選擇開關(guān)置于電阻“10”擋，由圖示表盤可知，其示數(shù)為2610 Ω＝260 Ω。 (4)由圖示可知，A是電容器，C是電阻，B、D是二極管，因此可以選擇B、D進行實驗。 答案　(1)低　(2)B　(3)3.6 V　260 Ω　(4)BD 4.(2017益陽檢測)在如圖9甲所示的電路中，4節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格為“3.8 V，0.3 A”。合上開關(guān)S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮。 圖9 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。 ①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示)； 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.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開 C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路 (2)接著練習使用歐姆表的“1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”， ①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S________； ②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為________Ω，此時測量的是________間電阻。根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω。 解析　(1)①由于4節(jié)干電池串聯(lián)后電動勢為6 V，電壓表量程應選10 V，選項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(shù)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(shù)，說明c、d間燈泡斷路，選項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(shù)應該為6.0 Ω。由于A燈泡斷路，電阻無窮大，而歐姆表示數(shù)為6.0 Ω，說明測量的應該是e、f間電阻。由R＝可求得電阻為 12.7 Ω。 答案　(1)①B?、贏　(2)①斷開　②6.0　e、f　12.7