实验 练习使用多用电表

      实验 练习使用多用电表

实验目的

1．了解多用电表的结构和原理，掌握多用电表的使用方法．

2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．

实验原理

1．表盘

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．外形如图1所示，上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试笔的插孔．

由于多用表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图1中的第二行就是交、直流电压和直流电流共用的标度．。

2．挡位如图2所示，多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．

(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，__________的量程较大．

(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为欧姆挡，__________的倍率高．

(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，__________的量程大．

3．多用电表欧姆挡

(1)原理：欧姆挡是根据闭合电路的欧姆定律制成的，它的原理如图3所示．电阻R是可变电阻，也叫____________电阻．

①当红、黑表笔相接时(图甲)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使＝Ig，则表头的指针指到满偏刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点．r＋Rg＋R是欧姆表的____________．

②当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是示数为“__________”点．

③当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时(图丙)，通过表头的电流I＝，改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．

(2)中值电阻与刻度盘特点

当Rx＝r＋Rg＋R时，Ix＝______________，指针指在表盘刻度中心，所以欧姆表的内阻等于中值电阻．

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是________的，电阻的零刻度在电流满刻度处．

实验器材

多用电表、干电池、电阻箱、定值电阻、晶体二极管、开关、导线．

实验步骤

一、准备

1．观察多用电表的外形，认识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______________使指针指零．

3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．

二、测电压和电流

4．将选择开关置于直流电压_________挡，测1.5 V干电池的电压．

5．将选择开关置于交流电压_________挡，测220 V的交流电压．

6．将选择开关置于直流电流__________挡，测量1.5 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流．

三、测电阻

7．将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动欧姆调零旋钮，使指针指向_____．

8．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．

9．将选择开关置于欧姆挡的“×100”挡，______________，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．

10．选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻．

11．实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于____________________________．

注意事项

1．欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘

(1)左∞右0：电阻无限大与电流、电压零重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合．

(2)刻度不均匀：左密右疏．

(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率．电流、电压挡是量程范围挡．

在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧 “∞”处)．

(4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近．

2．多用电表使用的“七大注意”

(1)使用前要机械调零．              (2)两表笔在使用时，电流总是“红入”、“黑出”．

(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流．

(4)电压、电流挡为量程范围，欧姆挡为倍率．

(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用．

(6)测电阻时①选挡接着调零；②换挡重新调零；③示数要乘倍率；④待测电阻与电路、电源一定断开；⑤指针指在中值附近．

(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池

题型一　多用电表的使用方法

【例1】 (2009·上海单科·15)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的最可能的实现操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上________．

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔

c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k

d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100

e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔．

根据如图4所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为________ Ω.

(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(　　)

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开[来源:学.科.网]

D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

题型二　用多用电表进行故障判断

【例2】 (2009·全国Ⅰ·22)如图5所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

(1)为了检测小灯泡及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．

(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________________可能有故障．

(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．

________________________________________________________________________.[来源:学*科*网Z*X*X*K]

[针对训练]　(2010·山东理综·23(2))在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图6所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：

(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“电键”)．

(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至____________挡(填“欧姆×100”、“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.

1．多用电表表头的示意图如图7所示．在正确操作的情况下：

图7

(1)若选择开关的位置如箭头a所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(2)若选择开关的位置如箭头b所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(3)若选择开关的位置如箭头c所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(4)若选择开关的位置如箭头c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：__________________________________.

(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到________挡或者________．

(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表．

2．(2010·泉州模拟)一位同学使用多用电表测电阻，它在实验中的主要步骤如下：

(1)把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上；

(2)把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在零处；

(3)把两表笔分别与待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；

(4)换用“×100”欧姆挡测量，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻数值；

(5)把表笔从测试笔插孔拔出后，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．

这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件的电源断开，不用手碰表笔的金属杆．这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方？

①________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

3．(2009·天津理综·9(2))如图8所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝__________ kΩ，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．

4.(2011·北京·21(1))用如图9所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量．

①旋动部件__________，使指针对准电流的“0”刻线．

②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．

③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件___________，使指针对准电阻的__________(填“0”刻线或“∞刻线”)．

④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__________的顺序进行操作，再完成读数测量．

A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．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

5．用多用电表的欧姆挡(×100)测试三只二极管，测试三次如图10中的①②③所示，由图可知，第__________次测量的二极管是好的，该二极管的正极是__________端．

6．某同学要测量一电压表的内阻，实验室提供如下器材：

A．多用电表一个

B．待测直流电压表(量程3 V)

C．滑动变阻器一个(最大阻值约为100 Ω)

D．直流电源一个(电动势4V，内阻不计)

E．开关一个，导线若干

为了准确地测量这只电表的内阻，该同学用伏安法进行测量．

(1)请用笔画线作为导线，将图11中的仪器连接起来．(其中一条线已画出)

(2)写出要直接测量的物理量以及它们的字母代号：[来源:学科网ZXXK]

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)用所测物理量表示待测电压表内阻的表达式为RV＝____________.

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【基础自主落实】

实验原理2．(1)1　(2)4　(3)6  3．(1)调零　①内阻　②∞　(2)Ig　不均匀

实验步骤2．机械调零旋钮　4.2.5 V　5.250 V　6.10 mA　7.欧姆表刻度的零位置　9.重新调整欧姆零点　11.“OFF”挡或交流电压最高挡

【热点题型精析】

例1 (1)c、a、b、e　30 k　(2)AC

解析　(1)题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应该选择×1 k的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至指向交流500 V挡，拔出表笔，所以顺序为c、a、b、e.根据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表的读数为30 kΩ.

(2)指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项正确；电阻的阻值与电流的流向无关，所以红黑表笔接反，不影响测量结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位，就不用重新调零，D项错误．

[规范思维]　能正确熟练地使用多用电表，牢固掌握多用电表的用途，才能解决此类题目．

例2 (1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6　(3)①将选择开关调到欧姆挡　②将红、黑表笔短接，调节调零电阻，使指针指电阻零值，检查多用电表的欧姆挡能否正常工作．③调试好之后，测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有断路故障；若电阻为零，表明短路．

解析　(1)连接点1、2已连接好的情况下，说明电源已连接在电路中，不能再选用多用电表的欧姆挡，以免使欧姆挡的内部电源受到外部电源的影响，造成测量的误差．电流表无法找出故障的具体位置．所以应选用多用电表的电压挡．

当1、2两点同时断开时，电源已断开，所以可用多用电表的欧姆挡．

(2)若5、6两点间的电压接近电源电动势，说明2、3间的导线，4、5间的导线，1、6间的导线及小灯泡均是好的，因此可能是“开关”或5、6两接点出了故障．

(3)具体步骤如下：

①将多用电表的选择开关旋到多用电表的欧姆挡．

②选择合适的挡位，将红、黑表笔短接，调整调零旋钮，使指针指在最右端的零位，借以检查多用电表的欧姆挡能否正常工作．

③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大或电阻为零，表明小灯泡有故障．

[规范思维]　(1)当含有电源时，需用电压挡进行测量，以保证安全；(2)当不含电源时，用欧姆挡进行测量，由欧姆表内部的电源提供电流供指针偏转以便读数；(3)当电压表接入电路时，相当于接入了一个能够读出自身电压的大电阻．

[针对训练](1)待测金属丝　(2)直流电压10 V　红　0　E　E

解析　(1)电流表示数为零，说明电路断路．由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．

(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，故应选直流电压10 V挡．电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数均为电源电动势．

【课时效果检测】

1．(1)直流电压　1.16 V　(2)直流电流　46.4 mA

(3)电阻　1.7 kΩ　(4)选用欧姆表“×1 k”倍率，重新欧姆调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值　(5)OFF　交流电压500 V挡　(6)红　正 解析　多用电表可以测直流电压、电流，交流电压、电阻．测电压、电流时，同电压表、电流表的使用方法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡位时，指针指示的数，乘以倍率得测量值．

2．解析　①选择开关从“×10”挡拨到“×100”挡时，必须重新调零；

②多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡．应置于交流电压最高挡或“OFF”挡．

3．红　5　变大由I＝及Ig＝，指针指中央，I＝Ig＝150 μA，Rx＝5 kΩ；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大．

4．①S　③T　0刻线　④ADC

解析　机械调零需调节S，电阻调零(欧姆挡调零)需调节调零旋钮T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻，需换用阻值较大的挡来测量才准确，换挡之后需要重新电阻调零．故正确顺序应为ADC.

5．②　a解析　①次测量中电阻值都很大，说明二极管内部断路；③次测量中电阻值都很小，说明内部短路；第②次测量中的二极管是好的，且a端是它的正极．

6．(1)见解析图　(2)电压表示数U，多用电表毫安挡读数I  (3)

解析　(1)多用电表充当电流表使用，因伏特表有较大的电阻，多用电表用毫安挡，且滑动变阻器采用分压式接法，实物连接如图所示．

(2)电压表的读数U表示电压表两端的电压，多用电表与电压表串联，多用电表毫安挡读数等于通过电压表的电流，用I表示．

(3)由欧姆定律得RV＝.