2022年高中物理 实验手册 第二部分 实验11 练习使用多用电表实验

2022年高中物理 实验手册 第二部分 实验11 练习使用多用电表实验实验目的1. 了解多用电表的测量项目、各档量程和表盘刻线。2. 学习欧姆表的使用方法。实验器材多用电表1块，不同阻值的炭膜电阻3只，1只电解电容，1只二极管，1个黑盒子，电池及电池盒。仪器简介多用电表可以用来测电流、电压和电阻等。并且每一测量项目都有几个量程，用途广泛，使用方便是其优点，但准确度稍低是其不足。所以用多用电表中的欧姆档（以下称欧姆表）测电阻一般都是粗测。多用电表的型号很多，但使用方法基本相同，下面以J0411型多用表为例说明它的使用方法和注意事项，重点介绍欧姆表的原理和使用。图 81J0411型多用表外型如图81所示。上半部是表头，下半部是选择开关。表头的表盘上有电阻、电流和电压等各种量程的刻度，有的刻度是均匀的，不同量程的读数可以用同一个刻度标尺。下半部选择开关的四周刻着各种测量项目和量程，电流和电压这两个量项又分为直流和交流，分别用符号“”和“”表示。在下半部的右上方还有欧姆表的调零旋钮。右下方有两个测试笔插孔，旁边分别标有“+”和“”符号，使用时红笔应插入“”孔，黑表笔应插入“”孔，这样插入，红表笔就接表头正极，黑表笔接表头负极。在进行任何项目的测量以前，应先检查电表指针是否处于左端的“0”位置或欧姆档的“”位置。如果没有对准“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动表盘下方中间的调整定位螺丝，使指针指零。转动螺丝时切记轻转微调。测量时，应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，读数时，要用与选择开关的档位对应的刻度。例如，要测干电池的输出电压，可选择直流电压2.5伏，所以读数时可看0250这排数字。如果要测市用交流电的电压是否是220伏，那么应将选择开关转到交流电压250伏档，意思是指满偏电压为250伏，对应的标尺是第二排刻线。（这排刻线左侧或右侧标有“v”字样）要特别注意的是测直流电压和直流电流时红表笔（插“ +”插孔）应触接高电势点，黑表笔（插“”插孔）应触接低电势点。否则，电表指针将反打而损坏电表。测交流量时则无此限制。用多用电表测电阻是测量电阻最常用的方法之一。欧姆档原理如图82。测量时，先把选择开关转到欧姆挡的某一量程上，欧姆表的量程是以倍率的形式表示的，在欧姆挡的四个位置上分别标有“ 1”、 “ 10”、 “ 100”和“ 1K”的字样。选好量程后要把两表笔短接（即表笔间不接任何电阻，而直接接触在一起），这时表针应指欧姆表零点（表盘最右侧），但往往指针都会偏离此位置，这时调整欧姆挡调零旋纽（实际上这是一个电位器，旋转旋纽就是改变内部电路中的电阻值），使指针指在电阻刻度的零点。然后再把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，读数完毕后不要忘记乘以倍率。换用欧姆挡的另一量程时，需重新进行欧姆挡调零后，才能测量。调整欧姆挡的调零旋纽，使指针在两表笔短接时指欧姆挡的零点，这一过程习惯称为“调零”。 RGIg R gE r红黑AB R x图82图83 实验操作1. 用多用电表直流电压档测黑箱电池盒内是否放置了干电池，把表笔接触电池盒标有正负极的两个触点，多用电表示数不为零，即黑箱内触点间有电池，多用电表示数为零，则无电池。2. 探索黑箱内电学元件我们在实验中使用的黑箱，一般是三个测试点一组，呈三角形排列，两个测试点间最多只能有一个元件（如图84），箱内一个测试组的元件数不超过两个，元件可能是电阻、电容、导线和二极管。用欧姆挡测两接点间电阻时，若两接点断路（或二极管加反向电压时），电阻则无限大，若两接点短路（或二极管加正向电压时），则电阻趋于零。二极管实物和符号如图83所示。CBA图84黑箱内元件探索的初步判断思路如下（如图85）： 图85 依据以上判断思路和各待测两端的测量数据，进行逻辑推断，可确定元件的位置及类别。实验指导1. 使用多用电表时，若不知被测量的大小，要先从最大量程挡开始测量，然后根据测量的情况，选择合适的量程。选择量程的原则是：测量电压和电流时，应尽量使指针超过12量程。（因为指针偏转过小，测量的相对误差较大），测电阻时，尽可能让指针指向标尺刻度中心（指针指向中心刻度时，相对误差最小）。2测量时，注意不要用手碰表笔的金属针，这样一方面防止测高电压时发生触电事故，另一方面在测电阻时，防止把人体电阻并联进去，使测得的电阻值变小。3测量交流电时，应注意交流电的频率。当交流电的频率超出电表的额定频率范围451000赫时，将会引起很大的测量误差。非正弦交流电或正弦波波形失真较大的电压，测量时也会引起很大的误差。4测电压和电流时，特别是在测大电流、高电压时，不能在电路接通的情况下拨动转换旋钮，以免在触点之间产生电弧烧坏触点，或造成短路损坏电表。5测电阻时，待测电阻上不应有外电路的电流通过，要测电路中的电阻，必须断开电源，并把电阻的一根引线从电路上取下来测量（请思考这是为什么？），不允许在电路未断开的情况下，用多用电表去测电阻，更不能用多用电表直接测电源的内阻。6多用电表不用时，应置于交流电压的最高挡，决不能置于欧姆挡，以防两表笔铜头不慎相碰，使电池放电。若长期不用，则应把电池取出。问题与思考1为什么多用电表内的电池用久后会影响电阻测量的准确性？2多用电表测电阻时，红表笔与表内电池哪一极相连？3用欧姆表测电阻时，选择旋钮置于“10”挡，指针位于“100”和“200”刻度线之间的中间位置，由此可判断所测电阻的值为：R1500欧； R1500欧； 1000欧1500欧； 可以确定R在1000欧与xx欧之间，但不能确定R与1500欧的大小关系。