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【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第2章 第9节 实验:练习使用多用电表课件 新人教版选修3-1_图文

第9节 实验:练习使用多用电表

实验要点精讲
对应学生用书P70
一、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,上半部为表 头,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, 还有欧姆调零旋钮,指针定位螺丝和测 试笔的插孔.

由于多用电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,如图中的第二行就是 交、直流电流和交、直流电压共用的标度.

2.挡位:如图所示,其中1、2为电流测量端,3、4 为电压测量端,5为电阻测量端,测量时,黑表笔插入 “-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关 接入与待测量相应的测量端.

3.二极管的单向导电性:晶体二极管是半导体材料 制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的 符号如图甲所示.
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.

二、实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若 干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个. 三、实验步骤 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,则可用小螺丝刀进行机械调零. 3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔. 4.用多用电表测电压、电流

测量量 用多用电表测量小灯泡的 用多用电表测量小灯泡的电

比较项

电压



示意图 步骤

用直流电源对小灯泡正常 供电
(1)将多用电表的选择开关 旋至直流电压挡,其量程 应大于小灯泡两端电压的 估计值(2)用两表笔分别接 触灯泡两端的接线柱,注 意红表笔接触点的电势应 比黑表笔的高(3)根据表盘 上相关量程的直流电压标 度读数

把小灯泡的一个接线柱上的 导线卸开
(1)将多用电表的选择开关旋 至直流电流挡,其量程应大 于通过灯泡电流的估计值(2) 把多用表串联在刚才卸开的 电路中,注意电流应从红表 笔流入电表 (3)闭合开关,根据表盘上相 应量程的直流电流刻度读数

在测量小灯泡的直流电压或电流时,量程选择要适 当,以使表针在测量范围内偏转得尽量大一些,这样测 量结果会比较准确.

5.用多用电表测电阻 (1)选挡:一般欧姆表都有多个挡位,测量时要进行 合理选挡,使读数应在中值刻度附近,若指针偏转角度 较小,说明待测电阻阻值较大,应选较大倍率的挡位, 否则换倍率较小的挡位. (2)电阻调零:即将红黑表笔短接,调节欧姆调零电 阻旋钮,使指针指右端电阻零刻度. (3)测量:将待测电阻与别的元件断开,一定不要用 手接触表笔,将红黑表笔接被测电阻两端进行测量.

(4)读数:要用刻度盘上的读数乘以选择开关所指的 倍数即得到待测电阻的阻值.
(5) 若 需 要 换 挡 测 量 新 的 电 阻 需 要 重 复 以 上 (1) ~ (4) 步.
(6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关 置于“OFF”挡,长期不用时,应将多用电表中的电池取 出.

6.测二极管的正、反向电阻 (1) 测 正 向 电 阻 : 用 多 用 电 表 的 电 阻 挡 , 量 程 拨 到 “×10”的位置上,将红表笔插入“+”插孔,黑表笔 插入“-”插孔,然后两表笔短接进行电阻挡调零后, 将黑表笔接触二极管正极,红表笔接触二极管负极,稳 定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1.

(2)测反向电阻:将多用电表的选择开关旋至高倍率 的欧姆挡(例如“×1 k”),变换挡位之后,须再次把两 表笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接 触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如1 k), 求出反向电阻R2.

当R1与R2相差很大时,说明二极管质量较好;当R1 与R2相差较小时,说明二极管质量不好.如果R1与R2均 较小,可能二极管短路;如果R1与R2均较大,可能二极 管断路.

7.探索黑箱内的电学元件

判断元件 电源 电阻
二极管 电容器 电感线圈

应用挡位 电压挡 欧姆挡 欧姆挡 欧姆挡 欧姆挡

现象
两接线柱正、反接时均无示数 说明无电源
两接线柱间正、反接时示数相 同
正接时示数很小,反接时示数 很大
指针先指“0 Ω”后逐渐增大 到“∞”,且转动越来越慢
示数由“∞”逐渐减小到某一 较小固定示数

四、数据处理 1.测电阻时,电阻值等于表针的示数与倍率的乘 积.指针示数的读数一般读两位有效数字. 2.如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,读 数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为 0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数 相同即可.

五、误差分析 1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致 使电阻测量值偏大,要及时换电池. 2.欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差. 3.由于欧姆表刻度的非线性,表头指针偏转过大或 过小都会使误差增大,因此要选用恰当挡位,使指针指 中值附近. 4.读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对 指针读数.

六、注意事项 1.使用多用电表“十忌” (1)忌不调零就使用多用电表. (2) 忌 搞 错 连 接 方 式 , 测 电 压 需 并 联 , 测 电 流 需 串 联. (3)忌搞反直流电流方向,直流电要从正极测试笔插 孔流入,从负极测试笔插孔流出.

(4)忌用手接触测试笔的金属杆,特别在测电阻时, 更应注意不要用手接触测试笔的金属杆.
(5)忌不进行欧姆表调零,就用多用电表测电阻值. (6)忌只看读数不乘倍率. (7)改换欧姆挡量程后,忌不重新调零. (8)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量. (9)忌把电池装在多用电表内长期不用. (10)多用电表不用时,忌选择开关置于欧姆挡.

2.用多用电表测黑箱时,一定要先用电压挡判断其 内有无电源,确定无电源后才能使用欧姆挡测量.
3.用多用电表测电流和电压时,要先选择量程再进 行测量,且不要把量程当成倍率.
4.不论使用哪一挡位,电流必须从红表笔流入,从 黑表笔流出.

解题方法指导
对应学生用书P72
某同学利用多用电表做了以下实验: (1)使用多用电表测电阻,它的主要实验步骤如下 ①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上; ②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触, 旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;

③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发 现这时指针偏转较小;
④换用“×10”的欧姆挡,随即记下欧姆数值; ⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用电表放 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 和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在 实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)
错误一:_______________________________; 错误二:_________________________________; 错误三:__________________________________.

(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用 的 是 “ ×100” 挡 , 这 时 指 针 所 示 被 测 电 阻 的 阻 值 应 为 ________欧;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指 针所示电流值为________毫安;测直流电压时,用的是 50 V量程,则指针所示的电压值为________伏.

【解析】 (1)错误一:在用“×100”挡位测量时, 指针偏转较小,说明所测电阻阻值较大,为了减小读数 误差,应使指针向右摆动,所以应该换用“×1 k”的欧 姆挡位;
错误二:换挡后,还要重新进行欧姆调零; 错误三:使用多用电表结束后,还要将选择开关转 到“OFF”或交流电压最高挡.

(2)若用“×100”挡测电阻时,指针读数为: 17.0×100 Ω=1 700 Ω 若用量程100 mA测直流电流时,读数为: 4.7×10 mA=47 mA 若用量程50 V测直流电压时,读数为23.5 V

【答案】 (1)换用“×10”的欧姆挡,应该换用 “×1 k”的欧姆挡 换挡后没有进行欧姆调零 使用完 后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡
(2)1 700 47 23.5

【方法总结】 根据测量项目,选择对应的刻度盘. (1)直流电流和电压刻度是均匀的,读数时共用,但 需按比例计算,如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值 为“50”的刻度线,只是“50”相当于“5 mA”.

(2)用欧姆挡测电阻的阻值为:读数×倍率. (3)不论测电阻,还是测电流、电压,电流总是从正 插孔(红表笔)流入,从负插孔(黑表笔)流出. (4)二极管具有单向导电性,若用欧姆表两表笔接触 二极管两极,测得电阻较小时与黑表笔相连的为二极管 的正极;测得电阻较大时,与黑表笔相连的为二极管的 负极.

(1)参考多用电表面板完成下列填空:用多用电表测 直流电流时,应把选择开关旋至标有________处,并把 多用电表________联接到被测电路中;若测电压时,应 把选择开关旋至标有________处,并把多用电表与被测 电路________联.测直流电压和电流时,都必须把红表 笔接在电势________处,即电流从________表笔流进多 用电表.

(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘.

① 如 果 是 用 “ ×10” 挡 测 量 电 阻 , 则 读 数 为 ________ Ω.
② 如 果 是 用 直 流 10 mA 挡 测 量 电 流 , 则 读 数 为 ________ mA.
③如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为________ V.

解析:(1)用多用电表测直流电流时,选择开关应置 于 “ mA” 挡 , 且 把 电 表 串 联 接 入 被 测 电 路 中 ; 测 电 压 时,把选择开关置于标有“V”处,且并联于被测电路两 端,因红表笔与表头正接线柱相连,黑表笔与表头负接 线柱相连,因此测直流电压和直流电流时,都必须把红 表笔接在电势高处,即电流从红表笔进入多用电表.

(2)用多用电表测电流或电压时,只要根据旋钮所指 示的量程看相对应的刻度弧线,根据读数规则(一般估读 到百分位),直接读出指示的读数即可,而欧姆表的刻度 指示数乘以旋钮指示的挡位倍率,才是电阻的测量值.
①因为选的是“×10”挡,所以读数为6.0×10 Ω=
60 Ω. ②因为用直流10 mA挡测电流,所以对应下面10 mA
挡读数为7.20 mA(注意从直流刻度区读). ③用直流5 V挡测时,电压为3.60 V. 答案:(1)mA 串 V 并 高 红 (2)①60 ②7.20 ③3.60

如图是某同学连接的实验实物图,闭合开关S 后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故 障:

(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:

①那么选择开关应置于下列量程的________挡.(用

字母序号表示)

A.2.5 V

B.10 V

C.50 V

D.250 V

②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触

________.(填a或b)

③该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可

以 判 定 故 障 是 ________ . ( 假 设 只 有 下 列 故 障 中 的 某 一

项).

测试点 a、b c、b c、d d、f

电压示数 有示数 有示数 无示数 有示数

测量点 c、d d、e e、f

表头指针

A.灯A断路

B.灯B短路

C.cd段断路

D.df段断路

(2)用欧姆挡检查:

①测试前,应将开关S________.(填断开或闭合)

②测量结果如上表所示,由此可以断定故障是

________.

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

【解析】 (1)用多用电表的直流电压挡进行测量, 实质上就是用电压表测量.当用电压表测电路故障时, 若电压表有示数,说明电压表到电源之间的回路是接通 的,且与电压表并联的电路没有短路,若电压表无示 数,有两种可能,一是电压表与电源之间的回路存在断 路,另一种可能则是与电压表并联的电路短路.用多用 电表的直流电压挡进行电路检查时,电压表的量程必须 大于电源的电动势,为了示数明显,其量程又不宜过 大.本题中电源的电动势为6 V,故选10 V量程即可.

测试时红表笔应接电势高的a点.a、b间有示数,说 明 a→ 电 源 → b 间 无 断 路 ; c 、 b 间 有 示 数 , 说 明 c→S→a→b间无断路,断路范围缩小;c、d无示数,说 明d→e→灯B→f→b间存在断路或灯A短路,又灯B也不 亮,故只能是前一种情况.d、f有示数,说明是d、f间没 短路,且c→S→a→电源→b→f间无断路,综上所述,df 段断路.

(2)用欧姆挡检查时,测试前应首先将开关S断开,防 止电源损伤多用电表.根据表针的偏转情况,接c、d时 有示数,说明不是灯A断路;接e、f时有示数,说明也不 是灯B断路;接d、e间时有无穷大电阻,可以断定是d、e 间导线断路.
【答案】 (1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D

【方法总结】 (1)若用多用电表测电压、电流功能检测时,需根据 电路特点选择合理的量程,且测电压时要并联到待测电 路中,测电流时要串联到待测电路中,红表笔接高电势 点,黑表笔接低电势点. (2)若用测电阻功能检测时,待测电路一定要和电源 断开,以免外电路的电源损坏电表.若将原电路电源取 下,则只能使用欧姆挡检测.

在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图 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“开关”).
(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.
(3)若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次 是________、________、________.

解析:(1)若电流表示数为零,说明外电路一定是断 路,电压表有示数为E,说明电源与电压表之间的连接无 断路,所以发生故障的一定是“待测金属丝”.
(2) 电 流 表 示 数 为 零 , 说 明 外 电 路 一 定 存 在 着 断 路.因为电源两端有电压,所以不能用电流表来检测, 只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测,没有电压表 的情况下,则利用多用电表的10 V直流电压挡来检查故 障,多用电表的红表笔应和电源的正极相连.

(3)若只有滑动变阻器断路,当另一支表笔依次接b、 c、d接线柱时,多用电表的示数依次是0、E、E.
答案:(1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 (3)0 EE

(2012·高考江苏单科)如图甲所示的黑箱中有三 只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探 测.

(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度 线处,应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”、 “B”或“C”).
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间 是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选 填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.

(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1” 挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发 现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下 表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所 示.
请将记录表补充完整,并在图甲的黑箱图中画出一 种可能的电路.

两表笔接的接点 a,b a,c b,c

多用电表的示数 ________ Ω 10.0 Ω 15.0 Ω

【解析】 (1)A是机械调零,B是欧姆调零,C是功 能选择开关,故选填A.
(2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电 表,应采用“点触”方式.

(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管.由题图 乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω.因黑箱内只有三个阻值相 等的电阻,由表内数据知b、c间电阻等于a、b间电阻与 a、c间电阻之和,故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相 串联.又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍,故a、b间有 一个电阻时a、c间两个电阻串联;b、c间有三个电阻时 a、b间两个电阻并联,电路图见答案.
【答案】 (1)A (2)短暂 (3)5.0 如图所示

【方法总结】 用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思想

根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后,再 根据各接点间的测量数据进行逻辑推理,最后确定出元 件的位置和连接方式.

用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡 测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点 间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正 极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F 点,阻值很小,但反接阻值很大.那么,该黑箱内元件 的接法可能是图乙中( )

解析:红表笔接F点,电阻很小,此时二极管导通, 电源电流从黑表笔流出,通过二极管从红表笔流进,电 流方向从E到F,只有B正确.
答案:B

默读联想记忆
对应学生用书P74
练习使用多用电表
??测电压:多用表的电压挡可测量直流电压,此时的 ? 多用表就相当于直流电压表 ??测电流:多用表的电流挡可测量直流电流,此时的 ? 多用表就相当于直流电流表 ??测电阻:多用表的欧姆挡可测量导体的电阻,此时 ? 的多用表就相当于欧姆表 ??测量二极管的正反向电阻:多用表的欧姆挡测量二 ?? 极管的正、反向电阻时应当使用不同的倍率




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