2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 第9节 实验：练习使用多用电表学案 新人教版选修3-1.doc

第9节实验：练习使用多用电表一、实验目的1通过实际操作学会使用多用电表，测量电压、电流和电阻2会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极3会用多用电表探索黑箱中的电学元件二、实验原理1指针式多用电表(1)如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或欧姆挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通(2)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值2测电压(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置(2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值3测电流(1)选择直流电流挡合适的量程(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度电流应从红表笔流入多用电表4测电阻(1)要将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极选好量程后，先调零，然后测量测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡(2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表5二极管的特点及其电阻测量晶体二极管是由半导体材料制成的，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，如图丙所示三、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)三个四、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如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压5如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流6利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差7研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极8探索黑箱内的电学元件电学元件应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0 ”后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数五、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、01、0001等，读数时应读到最小刻度的下一位；若表盘的最小刻度为02、002、05、005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可六、注意事项1测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量切忌勿用电流挡去测量电压2在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置3测量电阻时应注意(1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作(2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分4测量过程中，不准带电旋转开关5每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡6多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出七、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多用电表的读数某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如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c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么应选择_挡测电阻解析(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为25 V，测量结果为125 V(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“100”，测量结果为17100 17 k(4)若选择开关的位置如c所示，指针的偏转角很小，说明所测量的电阻的阻值很大，应该选择更大倍率的挡位，即“1 k”挡答案(1)直流电压125 V(2)直流电流50 mA(3)电阻17 k(4)1 k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025 mA量程读数时可利用量程为“050”的刻线，只是“50”相当于“25 mA”(2)用欧姆挡测电阻的阻值为：读数倍率 多用电表的使用在练习使用多用表的实验中，(1)某同学连接的电路如图所示若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过_的电流；若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是_的电阻；若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压(2)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是()A双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大B测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量C选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 D欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大解析(1)多用电表与R1串联，则选择直流电流挡时，测得的是通过R1的电流；若断开电路中的开关，多用电表使用欧姆挡，则R1和R2串联接在多用电表两端，此时测得的是R1和R2串联的电阻；若多用电表选用直流电压挡，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则多用电表与R2并联，此时测得的是R2(或电源)两端的电压(2)双手捏住两表笔金属杆，相当于给待测电阻又并联了一个电阻，测量值将偏小，A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，要看指针偏角情况，若偏角太大，说明待测电阻较小，应减小倍率，重新调零后再进行测量，若偏角太小，说明待测电阻较大，应增大倍率，重新调零后再进行测量，B错误；选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250 ，C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，则电动势E减小，完成调零过程则有Ig，测量电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律有I，由此可知，当E减小时，I减小，指针偏角减小，所以测量值将偏大，D正确答案(1)R1R1和R2串联R2(或电源)(2)D使用多用电表测电阻的步骤(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指零(2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)(6)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡注意：换挡调零，不换挡不调零阻值等于读数乘于倍率，切记不要把读数作为阻值 实验改进与创新有一内阻未知(2060 k)、量程010 V的直流电压表(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的内阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率_(选填“10”“100”或“1 k”)挡先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中_(选填“A”或“B”)方式连接甲(2)在实验中，欧姆表和电压表的指针分别如图乙、丙所示，某同学读出欧姆表的读数为_ ，这时电压表的读数为_ V计算出欧姆表中电池的电动势为_ V解析因为欧姆表电阻值的中间值为30，欧姆表指针指中央刻度附近时，读数误差小，所以欧姆表的选择开关应拨到1 k挡，因为欧姆表的黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连，所以测量电路应该选A；由题图可知：欧姆表读数为401 k40 k；电压表读数为U50 V；根据闭合电路欧姆定律和串联电路特点：，解得E875 V答案(1)1 kA(2)40 k50875(1)多用电表当欧姆表使用时，内有电源，构成闭合回路，一般把欧姆表看做电源，则电源的内阻为欧姆表的内阻，然后由闭合电路的欧姆定律进行有关计算(2)流过电压表的电流IV；电流表两端的电压UAIARA 1用多用电表探测如图所示黑箱发现：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中的()解析：选B由于E、G两点之间与F、G两点之间有电压，说明黑箱内有电源，且电源一定与G相连，因为利用欧姆挡测量E、F两点的电阻时，正、反向的电阻差别比较大，说明E、F两点间有二极管，且E端接二极管的正极，由以上分析可得B正确2某同学用多用电表按如图所示电路进行了正确的测量闭合开关S后，多用电表直接测出的是()A灯泡L的电功率 B灯泡L的电阻C通过灯泡L的电流 D灯泡L两端的电压解析：选C闭合开关后，多用电表是串联到电路中，题目测量正确，故是选择的电流挡，即测量的是干路电流，故选C3(2018山东青岛二中月考)如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_ ；如果要用此多用电表测量一个阻值约为20104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的交流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的交流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA(3)当选用量程为10 V的交流电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_V解析：(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为15103 ；测阻值约为20104 的电阻时应选“1 k”的欧姆挡(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到01 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为302 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为152 mA(3)选择10 V交流电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示02 V，测量的精确度为02 V，应估读到01 V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为59 V答案：(1)151031 k(2)302(301303都正确)152(151153都正确)(3)594用如图甲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_(选填“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大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)在步骤(4)中，将两表笔分别与被测电阻两根引线相接，待稳定后，表盘指针如图乙所示，此被测电阻的阻值为_(保留两位有效数字)解析：(1)电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线(3)将插入“”“”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线(4)欧姆表指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换小挡进行测量，应将旋转开关K置于“10”，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是B、D、C(5)由图乙所示可知，被测电阻阻值：3010 300 30102 答案：(1)S(3)T0刻线(4)BDC(5)30102