1、实验 11 练习使用多用电表一、实验目的1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法2会用多用电表测电压、电流及电阻3会用多用电表探索黑箱中的电学元件二、实验原理(一)电流表与电压表的改装1改装方案改装为电压表 改装为大量程的电流表原理 串联电阻分压 并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U Ig(Rg R)故 R RgUIg IgRg( I Ig)R故 RIgRgI Ig改装后电表内阻 RV Rg RRg RA RgRRgR Rg2.校正(1)电压表的校正电路如图 1 所示，电流表的校正电路如图 2 所示图 1 图 2(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开
2、关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正(二)欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1构造：如图所示，欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R 和红、黑表笔组成欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联外部：接被测电阻 Rx.全电路电阻 R 总 Rg R r Rx.2工作原理：闭合电路欧姆定律， I .ERg R r Rx3刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻 Rx0)时，调节调零电阻 R，使 I Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零(1)当 I Ig时， Rx
3、0，在满偏电流 Ig处标为“0” (图甲)(2)当 I0 时， Rx，在 I0 处标为“” (图乙)(3)当 I 时， Rx Rg R r，此电阻值等于欧姆表的内阻值， Rx叫中值电阻Ig2(三)多用电表1外部构造(如图所示)(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程2欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示(2)根据闭合电路欧姆定律：当红、黑表笔短接时， Ig ；ERg R r当被测电阻 Rx接在红、黑表笔两端时， I ；ERg R r Rx当 I 中 Ig时，中值电阻 R 中 Rg R r.12(四)二极管的单向导电性1晶
4、体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示2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3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极三、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：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程2机械调零：
5、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测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路，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(2)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流5测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；(2)将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；(3)读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以
6、所选挡位的倍率，即得测量结果；(4)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡五、注意事项1多用电表使用注意事项(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔，注意电流的实际方向应为“红入” ， “黑出” (2)区分“机械零点”与“欧姆零点” 机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属
7、杆(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡长期不用，应把表内电池取出(2018遵义模拟)(1)用如图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：旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻线将 K 旋转到电阻挡“100”的位置将插入“” 、 “”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”)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到此较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合
8、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(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_；测直流电流时，用的是 100 mA 的量程，指针所示电流值为_mA；测直流电压时，用的是 50 V 量程，则指针所示的电压值为_V.解析：(1)电表使用前要调节调零旋钮，使指针指在 0 刻线位置，故调节 S 旋钮；欧姆表测量前要进行欧姆调零，故调节 T 旋钮使指针指向电阻 0 刻线；指针偏
9、转度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零然后测量电阻，故步骤为 ADC；(2)欧姆表读数刻度盘读数倍率16100 1600 ；选用量程为 100 mA 的电流挡，读数选取中间刻度第二排，读数为：48 mA，选用量程为 50 V 的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为：24.0 V.答案：(1)S T 0 刻线 ADC(2)1 600 48 24.01欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(1)左右 0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，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，即读出的示数应再乘以该挡的倍率电流、电压挡是量程范围挡在不知
10、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)2读数技巧(1)欧姆表的读数为了减小读数误差，指针应指在表盘 到 的部分，即中央刻度附近13 23指针示数的读数一般取两位有效数字电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积(2)测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01 时要估读到下一位，精确度是 2、0.02、5、0.5 时，不用估读到下一位一、多用电表对电路故障的检测1断路故障的检测方法(1)用直流电压挡：a将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若
11、电压表示数为零，说明电源损坏b在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点(2)用直流电流挡：将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路(3)用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路2短路故障的检测方法(1)将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路二、误差分析1偶然误差(1)估读时易带
12、来误差(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大2系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值(2013课标全国卷)某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程 5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点(2)将图甲中多用电表的红表笔和_(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器
13、的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示多用电表和电压表的读数分别为_k 和_V.丙(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为 12 k 和 4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_k.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为_k.解析：(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零；(2)多用电表电流为“红进黑出” ，题图甲中外电路电流由 2 到 1，所以红表笔应连 1端(3)多用电表挡位为1 k，指针指 15，则 R151 k15.0 k，由题图丙知电压表读数为 3.60 V.(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电压表内阻，所以电压表内阻为 12.0 k.(5)15.0 k 为多用电表电阻挡的中值电阻，中值电阻阻值即内电路阻值，所以电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为 15.0 k，设内电路电池电动势为 E，则当电压表示数为4.00 V 时， ，解得： E9.00 V.E15 12 412答案：(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
