1、1第 4 讲 电学实验(二)实验 11：练习使用多用电表一、实验原理1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程.2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串并联电路的特点.二、实验装置图(如图 1)图 1三、多用电表的使用1.多用电表测电流的方法及读数(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.注意使电流从红表笔流入电表.(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度.2.多用电表测电压的方法及读数(1)选择直流电压挡合适的量程.2(2)将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高.(3)读数时，首先要认清刻
2、度盘上的最小刻度.3.多用电表欧姆挡刻度的特点：欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“”刻度线，且刻度不均匀.4.欧姆挡调零旋钮的使用：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，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡.5.欧姆挡倍率选择及电阻测量：利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大.(1)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在 R 中 4 R 中 的范围内.14(2)选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“100
3、”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止.6.测量二极管的正反向电阻：二极管是一种半导体元件，如图 2 所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻较大.图 2四、数据处理1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积.2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为 1、0.1、0.01 等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为 2、0.2、0.02、5、0.5、0.05 等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可.五、注意事项1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线.2.两表笔使用时，
4、总是红入黑出.3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零.4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.例 1 (2016绍兴市 9 月选考)在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是_(填字母).A.欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B.机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C.选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D.选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数3(2)该同学欲测量如图 3 甲所示插座的电压，则应把多用电表的选
5、择开关打到如图乙所示的_位置.(选填 A、B、C、Q 字母)(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为_V.图 3答案 见解析解析 (1)多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择 B.(2)插座电压大约为 220 V，且是交流电，所以多用电表选择开关应打到交流 250 V，即应打到题图乙所示的 H 位置.(3)根据电压表的读数规则，电压表示数即插座电压应为 200 V.变式 1 如图 4 所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针指示如图所示，则：图 4(1)所测电阻的阻值为_；如果要用此
6、多用电表测量一个阻值约为 2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡倍率是_(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 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.4(3)当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V.答案 (1)1.510 3 1 k (2)30.8(30.730.9 均可) 154 (3)6.2解析 (1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为 15，倍率为“100” ，读
7、数为 1.5103 ；测 2.0104 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 0.1 mA(此时为 估读)，指针对应的读数为 30.8 mA；选择量程为 250 mA 的110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 估读)，指针对应的读数为 154 mA.15(3)选择 10 V 电压挡，则每一大格表示 2 V，每一小格表示 0.2 V，测量的精确度为 0.2 V，应估读到 0.1 V(此时应为 估读)，指针
8、对应的读数为 6.2 V.12变式 2 用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，将选择开关旋到“10”挡，测量时指针停在刻度盘 0 附近，为了提高测量的精确度，先将选择开关旋到_(选填“1”或“100”)挡，然后进行了如下操作，这些操作的合理顺序是_.A.将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数B.将两根表笔短接，调节调零电阻，使指针停在 0 刻度线上C.将选择开关旋到“OFF”挡答案 1 BAC解析 将选择开关旋至“10”的挡位测量时，指针停在刻度盘 0 附近处，说明欧姆表所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应选择1 挡，然后重新进行欧姆调零，再测电阻阻值，测量完毕，把选择开关置于交流电压最
9、高挡或“OFF”挡上，正确的实验步骤为 BAC.变式 3 (2017金华十校联考)在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作：5图 5(1)用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零，如图 5a 所示；然后用两表笔接触待测电阻的两端测该电阻的阻值，如图 b 所示.这两步操作中不合理的是_(选填“图 a”或“图 b”).(2)用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流 25 mA 挡，连接的电路如图 c 所示，则图 c 中多用电表测量的是_(选填“甲电阻的电流”或“乙电阻的电流”或“甲、乙电阻的总电流”)，测得的值如图 d 所示，
10、其读数为_ mA.答案 (1)图 b (2)乙电阻的电流 21.0实验 12：测定电池的电动势和内阻一、实验原理在闭合电路中，改变 R 的阻值，测出两组 U、 I 的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程： E U1 I1r 和 E U2 I2r，联立可解出 E、 r 的值.二、实验电路图及实物图如图 6 甲、乙所示，图 6三、实验步骤1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处.2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组 U、 I 数据.63.用同样方法测量并记录多组数据.4.断开开关，整理好器材.5.根据测得的数据利用方程求出几组 E、 r 值，最后算出它们
11、的平均值.或者根据测得的数据利用 U I 图象求得 E、 r 值.四、数据处理1.设计实验数据记录表多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.实验序号 1 2 3 4 5 6I/AU/V2.测量并记录多组 U、 I 的数据：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数 U 和电流表示数 I，并填入事先绘制好的表格(如上表).3.用 U I 图象处理实验数据：以路端电压 U 为纵轴，干路电流 I 为横轴，建系、描点、连线，如图 7 所示，纵轴截距为电动势 E，直线斜率 k 的绝对值为内阻 r.图 7五、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用
12、已使用过一段时间的干电池).2.要测出不少于 6 组的( I， U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值.3.画 U I 图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度.4.由于干电池的内阻较小，路端电压 U 的变化也较小，这时画 U I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始).但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍
13、为内阻.例 2 (2015浙江 10 月选考18)某实验小组做“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图 8 所示：7图 8(1)电流表示数如图 9 所示，则电流为_ A.图 9(2)根据实验数据获得 U I 图象如图 10 所示，则电动势 E_ V，内阻 r_ .图 10答案 (1)0.25 (2)1.43(1.421.44 均可) 0.75(0.720.78 均可)解析 (1)由题图可知，电流表示数约为 0.25 A.(2)U I 图象中，直线与 U 坐标轴交点的数值表示电动势的数值，内电阻 r| |.由题图 U I可知电动势 E1.43 V. r| | | 0.75 . U I 1.43
14、1.00 0.57变式 4 (2017绍兴第一中学期末)用如图 11 甲所示电路测定铅蓄电池的电动势和内电阻.铅蓄电池的内阻较小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0.除铅蓄电池、电键和足量导线外，还有下列仪器可供选择：电流表 A1(03 A)；电流表 A2(00.6 A)；电压表 V1(03 V)；电压表 V2(015 V)；滑动变阻器 RP1(10 ，2 A)；滑动变阻器 RP2(1 000 ，1 A)；定值电阻 R01(阻值 2 ，额定功率 5 W)；定值电阻 R02(阻值 10 ，额定功率 10 W)8图 11(1)实验应该选用的仪器是(用符号表示)_.(2)实验
15、中，某同学将测得的数据画成如图乙所示的 U I 图线.由图可知，该同学测得的电源的电动势 E_ V，内电阻 r_ .答案 (1)A 2 V 1 RP1 R01 (2)2.0 0.5解析 (1)一节铅蓄电池电动势为 2 V，因此电压表应选 V1；根据 U I 图线得最大电流是 0.4 A，因此电流表应选 A2；能保证电路安全，又方便实验操作，因此滑动变阻器选 RP1；如果选择 R02，由于定值电阻阻值较大，电路电流较小，电流变化范围小，不能测多组实验数据，故定值电阻应选 R01(阻值 2 、额定功率 5 W).所以实验应该选用的仪器是 A2、V 1、 RP1、 R01.(2)图线与纵坐标轴的交点
16、为电源的电动势，故电动势为 2.0 V；图线斜率的绝对值为内电阻和定值电阻之和，故内电阻为： r 2 0.5 2.0 1.00.4.变式 5 (2017浙江 11 月选考18)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防 止 电 流 过 大 而 损 坏 器 材 ， 电 路 中 加 了 一 个 保 护 电 阻 R0， 根 据 如 图 12 所 示 电 路 图 进 行实 验 时 ，图 12(1)电流表量程应选择_(填“0.6 A”或“3 A”)，保护电阻应选用_(填“A”或“B”).A.定值电阻(阻值 10.0 ，额定功率 10 W)B.定值电阻(阻值 2.0 ，额定功率 5 W)(2)在
17、一次测量中电压表的指针位置如图 13 所示，则此时的电压为_ V.9图 13(3)根据实验测得的 5 组数据所画出的 U I 图线如图 14 所示.则干电池的电动势E_ V，内阻 r_ (小数点后保留两位).图 14答案 (1)0.6 A B (2)1.200.01 (3)1.450.01 0.500.05解析 (3)保护电阻可以看作电源内阻一部分，所以通过题图图象可知 E1.45 V， r R0 2.50 ，所以内阻 r0.50 .1.45 0.700.30变式 6 (2017宁波市九校期末联考)现有一特殊电池，它的电动势 E 约为 9 V，内阻 r约为 40 ，已知该电池允许输出的最大电流
18、为 50 mA.为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 15 甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻 RmA已经测出，阻值为 5 ， R 为电阻箱，阻值范围 0999.9 ， R0为定值电阻，对电路起保护作用.图 15(1)实验室备有的定值电阻 R0共有以下几种规格：A.10 B.50 C.150 D.500 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好_.(2)该同学接入符合要求的 R0后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_ V，内阻 r_ .答案 (1)C (2)10 4510解析 (1)电池允
19、许输出的最大电流为 50 mA，故回路最小电阻为 180 ，电源内9 V50 mA阻与电流表内阻的和约为 45 ，所以应选择阻值为 150 的定值电阻，故 C 正确.(2)根据闭合电路的欧姆定律 I 可得 (R R0) ，根据题图乙中图线Er R0 R RmA 1I 1E r RmAE的斜率和截距可得 0.1 V 1 ， 5 A 1 ，解得 E10 V， r45 .1E r RmAE1.(2017丽水市普通高中质量监控)(1)如图 1 为多用电表的示意图，其中 S、 K、 T 为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为 2 000 的定值电阻，某些操作步骤如下：图 1调节部件_(选填“ S”
20、或“ T”)，使电表指针停在电流“0”刻度位置；将红、黑表笔分别插入“” “”插孔，笔尖相互接触，调节部件_(选填“ S”或“ T”)，使电表指针停在欧姆“0”刻度位置.(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是_.A.这个电阻的阻值很小B.这个电阻的阻值很大C.为测得更准确些，应当换用“1”挡，并且重新调零后进行测量D.为测得更准确些，应当换用“100”挡，并且重新调零后进行测量答案 (1) S T (2)BD解析 (1)多用电表在使用前要调节调零螺丝，使电表指针停在电流“0”刻度位置；使用欧姆挡测电阻，首先要调节欧姆调零旋钮 T，进行欧姆调零.(2)多用电表调零后，用“10”挡测量该电阻阻值，发现指针偏转角度很小，说明读数过大，那么应该换用高挡
