1、实验十 练习使用多用电表,1了解多用电表的构造和原理； 2使用多用电表测电阻； 3探测黑箱内的电学元件,1多用电表的构造及功能 多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图1所示,图1,其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“”，右端标有“0”，是用于测电阻的，中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的，其刻度是分布均匀的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，
2、就可测量电压或电阻,多用电表表面还有一对正、负插孔红表笔插“”插孔，黑表笔插“”插孔，插孔上面的旋钮叫调零旋钮，用它可进行电阻调零另外，在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线,2多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合，测电流和电压的原理与电流表和电压表相同 (1)直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表 (2)直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表,图2,由于I与R成非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其
3、对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处 3二极管的单向导电性 二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是，当二极管的正极接高电势点、负极接低电势点，即加正向电压时，二极管电阻很小(与加反向电压比较)，处于导通状态，相当于一个接通的开关；当给二极管加反向电压时，二极管的电阻无穷大，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的单向导电性，已被广泛应用,多用电表一只，干电池一节，电阻箱一个，定值电阻三个，黑箱一个，导线若干,1用多用电表测电阻的步骤 (1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度 (2)选择开关置于“”挡的R1挡，短接红、黑表
4、笔，调节欧姆调零旋钮，再使指针指到“0”欧姆位置，然后断开表笔 (3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较,(4)选择开关改置R100挡，重新进行欧姆调零 (5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较 (6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或OFF挡,2研究二极管的单向导电性 (1)将二极管、小电珠、电键、直流电源按如图3甲所示电路连接起来，闭合电键S后，小电珠正常发光 (2)将二极管、电键、小电珠等按如图3乙所示连接起来，闭合电键S后，小电珠不发光,图3,3探测黑箱内电路，
5、如图4所示,图4,(1)操作程序,图5,作出初步判断后，再根据各接点间的测量值进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件(电阻、电源、二极管等)，最终确定元件的位置和连接方法 (2)操作步骤 机械调零：熟悉多用电表的表面结构，观察使用前指针是否指在刻度线左端0位置，若不指0，调整调零螺丝，使指针指0. 将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于500 V量程，用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间的电压，若均无示数，说明箱内不含电源,先选定欧姆挡的某一较小的挡，两表笔短接，进行调零然后，用欧姆挡测A、B间正反向电阻若两次所测阻值相等，则表明A、B间只含有电阻若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明A、B
6、间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极 用欧姆挡测B、C间正反接电阻若两次所测阻值相等，则表明B、C间只含有电阻若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明B、C间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极,根据前面所测结果，画出黑箱内电路 使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,特别提醒 机械调零第一步，断开表笔调螺母指针指向时，根据阻值来选挡短接表笔指零欧姆，测时双手勿触阻中值附近去读数，测量阻值高精度勿忘得数乘倍率，用完拨回“OFF”挡,使用欧姆挡进行测电阻时的注意事项 1为了提高测量的精度，在选择量程范围时，应
7、尽可能使表针指示在满刻度的20%80%弧长范围内，表针愈靠近刻度线的中点(即满刻度的1/2)，测量的准确度愈高例如，测量1 k左右的电阻，应选择100挡(这时表针指示在刻度线的中间位置，而不应选择10或1k挡(这时表针的指示远离中间位置),2每次变换电阻的挡位以后，都要重调欧姆零点，否则测量结果不准确如果旋动“调零旋钮”已无法使表针到达“0”位，则说明表内电池电压不足，应打开电表背面的电池盒盖板，换上同规格的新电池(注意电池的极性) 3测量电路中的电阻时，应先切断电源如果待测电阻有并联支路存在，必须将待测电阻的一端脱开，然后再对它测量，否则电表的读数不是待测电阻的阻值，而是各支路电阻并联后的总
8、阻值如果电路中有大电容器存在，必须先将电容器放电完毕以后，才能进行测量,4检查晶体管时，必须使用“100”或“1k”挡不能使用“1”或“10 k”挡，因前者电流太大(100 mA左右)，后者电压太高(9 V)，都可能损坏晶体管 5使用欧姆挡检查整流元件(晶体二极管)的正负极性时，必须注意到：万用电表内电池的“”极是与黑表笔(即表面的“”插孔)相连的因此电流是从黑表笔流出，经外接元件后再回到红表笔去如果忽视这一点，就会引起判断上的错误,6使用欧姆挡的间歇中，不要让两表笔短路，以免损耗电池表针长时间偏转，对电表的保养也不利 7测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔 8用多用
9、电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量 9使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,测量值偏大其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加如果是高值电阻的测量值，则可能是人体电阻并入造成欧姆表的刻度是按标准电池标出，当电池用旧了，电动势和内阻均发生变化，由此引起测量误差,题型一 用多用电表测电阻 例1 一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100.用10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量
10、，应换到_挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，,若补上该步骤后测量，表盘的示数如图6所示，则该电阻的阻值是_.,图6,解析 表头指针偏转角度小，说明测量电阻的阻值偏大，应选择大倍率的挡，换挡后必须重新调零，由图刻度读出测量电阻的阻值为2.2103 . 答案 100 调零(或重新调零) 2.2103,题后反思 多用电表的欧姆挡与其他挡不一样，偏角越小阻值越大，应调换倍率更大的挡，且换挡后必须重新进行电阻调零,变式11 (2009全国卷)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻完成下列测量步骤： (1)检查多用电表的机械零点 (2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将
11、选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处 (3)将红、黑表笔_，进行欧姆调零 (4)测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数,(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4) (6)测量完成后，将选择开关拨向_位置,解析：本题主要考查多用电表的使用，二极管的单向导电性，意在考查考生实验操作能力，分析实验现象的能力多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要继续欧姆调零，因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；多用电表作为欧姆表使
12、用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“”插孔)与电池负极相连；,黑表笔(插入“”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以，在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于OFF挡位置 答案：(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF,题型二 用多用电表探索黑箱问题 例2 如图7中所示，一只黑箱外有4个接线柱A，B，C，D，盒内有4个阻值都是6 的电阻，分别通过导线接在接线柱上用多用电表欧姆挡测得各接线柱间的电
13、阻值如下：RAB6 ，RACRAD10 ，RCDRBCRBD4 .试画出黑箱内电阻的连接图,图7,解析 这是一道解答黑箱问题的试题，由测量数据判断箱内电阻的连接情况,当RAB6 时，说明A、B之间只有1个6 的电阻与A，B两个接线柱连接；当RACRAD10 ，说明在A，C及A，D两组接线柱间除掉上面分析的1个6 电阻外，还接有其他电阻其他电阻的总阻值为1064 ，要用6 的电阻组合成4 总阻值，只有从剩下的3个电阻来连接了，3个电阻串联或3个电阻并联都不行，只有2个电阻串联再与另外1个电阻并联后才可得到4 的阻值这种连接又要顾及到RCDRBCRBD4 ，不能使任何2个接线柱间存在短路现象，故B
14、，D之间，B，C之间，C，D之间都接了1个6 的电阻，盒内电路如图7乙所示,答案 如图7乙所示,题后反思 黑箱问题是较难的问题之一，但是只要多接触这类问题，对多用电表测量两个接线柱之间的阻值，进行合理判断，然后综合几次测量的结果，进行全面思考，排除错误或浅层次的判断，即可作出合理、正确的判断,变式21 如图8所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如表所示请判定黑箱内的结构.,图8,解析：此题考查用多用电表判定黑箱内的电路结构，考查学生对二极管特性的掌握情况，考查推理能力定值电阻阻值与电流方向
15、无关二极管有单向导电性，其电阻与电流方向有关，其正向电阻较小，反向电阻很大电流方向总是从红表笔流入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的 A、B间电阻与电流方向无关，因此一定是定值电阻；B、C间电阻与电流方向有关，且阻值比A、C间的相应阻值小，说明二极管一定直接接在B、C间且C为正极,答案：黑箱内结构如图9所示,图9,1多用电表表头的示意图如图10所示在正确操作的情况下：,图10,(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_ (2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_ (3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_ (
16、4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_，_，_.,(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到_或者_ (6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_色表笔经_插孔流入电表 答案：(1)直流电压1.24 V(2)直流电流49 mA (3)电阻1.7 k(4)改用1 k倍率，重新欧姆调零，测量、读数(5)OFF挡交流电压最高挡(6)红正,2(2010广东四校联考)某同学想通过一个多用表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用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_挡
17、先将红、黑表笔短接调零后，选用图11中_方式连接,图11,图12,在实验中，某同学读出欧姆表的读数为_，这时电压表的读数为_V，请你求出欧姆表电池的电动势为_V.,答案：1k A 4.0104 5.0 8.75,3(2009上海高考)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十k的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上 a将两表笔短接，调节R使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔 b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔,c旋转S使其尖端对准欧姆挡1 k d旋转S使其尖端对准欧
18、姆挡100 e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔_,根据图13所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_.,图13,(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( ) A测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果 C测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 D测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零,解析：(1)使用欧姆表时，指针指在“中值”附近较为准确 由图知，中值电阻为30 ，而被测电阻Rx为几十千欧，故选用1 k挡 测量前必须调零 实验完毕后，将选择开关拨至交流电
19、压最高挡，故操作顺序应为：c、a、b、e. (2)指针偏角过大，说明电阻示数太小，即选用倍率过高，应换用倍率较小挡位，且重新调零，A正确利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测试，C正确,答案：(1)c、a、b、e30k(或30 000) (2)A、C,4(2010山东高考)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图14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)：,图14,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“电键”) 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
20、(填“欧姆100”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”)，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接线柱若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_.,解析：电流表示数为零，说明该电路某处有断路；电压表示数为E，说明电压表与电源接通完好，故可判断待测金属丝发生断路 检查含有电源的工作电路，多用电表不能选择欧姆挡；直流电流挡量程太小(2.5 mA)，且操作不方便(需串联在电路中)，故选择直流电压10 V若滑动变阻器在两表笔之外，则多用电表的示数为零，若在两表笔之间，则多用电表与电源接通完好，则示数为电源电动势E. 答案：待测金属丝 直流电压10
21、 V 红 0 E E,5如图15甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10 M以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,图15,现有一块型号为“DF930 ”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻提供的其他测量器材还有：一只滑动变阻器R(030 )，两只开关，导线若干 实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻现按图乙连接好测量电路,操作步骤： (1)将数字多用电表选择开关置于_挡，选择合
22、适的量程，断开开关_，闭合开关_，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a. (2)将数字多用电表选择开关置于_挡，选择合适的量程，断开开关_，闭合开关_，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作：将选择开关置于_挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据,(3)_即为干电池的电动势(填“a”、“b”或“c”) (4)干电池的内电阻的表达式r_(用a、b、c表示)，将步骤(2)测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻,解析：(1)为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数即为电源的电动势E，Ea. (2)测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数即为变阻器连入电路的阻值R，Rb；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，Uc. (3)由(1)知a即为干电池的电动势,
