实验十一　练习使用多用电表

实验十一练习使用多用电表实验解读·核心突破分类研析·拓展提升实验解读·核心突破●注意事项1.多用电表使用注意事项(1)使用前要机械调零.(2)两表笔在使用时,电流总是“红入”“黑出”.(3)测电阻时①指针指中值附近较准,否则换挡.②只要换挡必须重新欧姆调零.③示数要乘以倍率.(4)使用完毕,选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池.2.电路故障检测注意事项(1)将多用电表拨到直流电压挡,在电源完好时,将红、黑表笔与外电路的某部分电路并联,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)将多用电表拨到直流电流挡,在电源完好时,将红、黑表笔串联接入外电路某两点间,若有示数说明原两点间断路;若无示数说明该两点外其他部分有断路.●误差分析1.偶然误差(1)估读时易带来误差.(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.常规实验类型一[例1]

(2019·四川南充高三适考)如图(甲)为一个多用电表的表盘,图中S,K,T为三个可调节部件,该多用电表用作欧姆表的原理如图(乙).分类研析·拓展提升(1)现用此多用电表测量一个阻值约为十几欧的定值电阻,主要操作步骤如下:①调节可调节部件

,使电表指针停在表盘左侧零位置;

②调节可调节部件

,选择“×1”挡位置;

③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件

,使表笔指针指向右侧零位置;

④将红、黑表笔的笔尖分别接触电阻的两端,由表头指针示数则得电阻值.解析:(1)①多用电表的使用首先进行机械调零:调节可调部件S,使电表指针停在表盘左边的零刻度位置.②调节可调部件K选择合适的倍率:因电阻约为十几欧,为使指针指在中央刻度附近,则选择欧姆“×1”挡位.③欧姆表选好挡后进行欧姆调零,即短接两红、黑表笔,调节T,使电表指针指向右边的零刻度位置.答案:(1)①S②K③T(2)选择欧姆表的“×1k”挡,两表笔笔尖相互接触且调零时,图(乙)中电源电动势和内阻分别为E,r,表头G的内阻为Rg,滑动变阻器的阻值为R,则表头G的满偏电流Ig=

(用题给符号表示);再把表笔的笔尖和某电阻接触,欧姆表的示数如图(丙),若电源电动势E=6V,则通过表头G的电流I=

mA.

[例2]

(2019·山东聊城模拟)图(甲)是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的电路图.使用的器材有:A.多用电表B.电压表:量程5V,内阻十几千欧C.滑动变阻器:最大阻值5kΩD.导线若干实验进行了如下操作:(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔

,调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0Ω”.

(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)多用电表的示数如图(乙)所示,读数为

Ω.

解析:(1)欧姆表使用前一定要进行欧姆调零,即红、黑表笔直接接触(短接)后,调节欧姆调零旋钮,使指针指到0欧姆.(2)多用电表使用时,电流应从红表笔流入、从黑表笔流出电表;则图(甲)中电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1.(3)欧姆表读数=表盘读数×倍率=15×1kΩ=15kΩ=1.5×104Ω.答案:(1)直接接触(短接)

(2)1

(3)1.5×104(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为一个电池,一个满偏电流Ig=0.6mA的电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图(丙)所示.实验中一同学先调节图(甲)中滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,用欧姆挡正确测量时,多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V.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.

答案:(4)9(5)该欧姆表用久后,电池因老化造成其电动势减小、内阻增大但该欧姆表仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值

(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.

解析:(5)当欧姆表中的电池电动势变小,内阻变大时,根据闭合电路欧姆定律知,相同的待测电阻通过多用电表的电流减小,指针偏转角度减小,指针指示的读数变大,则测量值将变大.答案:(5)大于1.(2019·广东深圳模拟)如图1所示,是多用电表欧姆挡内部的部分原理图,已知电源电动势E=1.5V、内阻r=1Ω,小量程电流表(表头)满偏电流Ig=10mA、内阻rg=90Ω.表盘如图2所示,欧姆表表盘中值刻度为“15”.题组训练(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时,将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后多用电表的总内阻为

Ω.某电阻接入红、黑表笔间,表盘如图2所示,则该电阻的阻值为

Ω.

答案:(1)150

60(2)若将选择开关旋至“×1”,则需要将表头

(选填“串联”或“并联”)一阻值为

Ω的电阻,再进行欧姆调零.

(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,此因素会造成被测电阻的测量值比真实值

(选填“偏大”“不变”或“偏小”).

答案:(2)并联10

(3)偏大解析:(2)若将选择开关旋至“×1”,则中值电阻为15Ω,把电流表量程扩大至100mA,需要将表头并联一阻值为10Ω的电阻,再进行欧姆调零.(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,测量同样的电阻,多用电表的指针偏转角度减小,所指欧姆刻度盘上数值较大,会造成被测电阻的测量值比真实值偏大.2.在物理课外活动中,某同学制作了一个简易的多用电表,图(甲)为电表的电路图.已知选用的表头内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=10mA,当选择开关接“3”时量程为250V的电压表.该多用电表表盘如图(乙)所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出.解析:(1)选择开关接“1”时测电流,量程为10mA,而表盘分度值为0.2mA,其示数为6.8mA;选择开关接“3”时测电压,量程为250V,而表盘分度值为5V,其示数为170V.答案:(1)6.8mA

170V(1)若指针指在图(乙)所示位置,选择开关接“1”时其读数为

;选择开关接“3”时其读数为

.解析:(2)①选择开关接“2”:多用电表改为欧姆表,红、黑表笔应短接,调节R1的阻值使电表指针偏满.(2)为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势,该同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:①将选择开关接“2”,红、黑表笔

,调节R1的阻值使电表指针满偏.

②将电表红、黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图(丙)所示,则C处刻度应为

Ω.

答案:(2)①短接②150②由图(丙)可知,电阻箱示数为0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω,此时电表内阻与电阻箱相等,即C处刻度为150Ω.③计算得到多用电表内电源的电动势为

V.(保留两位有效数字)

④欧姆调零后,将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图(乙)所示位置,则待测电阻的阻值为

Ω.(保留两位有效数字)

解析:③当电表指针指在C处时,电表示数为5mA,此时总电阻为电表内电阻的2倍,而电表内阻为R=150Ω,则电源电动势E=IR总=0.005×300V=1.5V.答案:③1.5④71[例3](2019·全国Ⅲ卷,23)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度.可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0～99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干.创新实验类型二(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为

Ω;滑动变阻器选

(填“R1”或“R2”).

答案:(1)如图所示900R1(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a,b处的电流刻度分别为25和75,则a,b处的电阻刻度分别为

、

.

答案:(2)45

5

(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向

kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量.若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为

Ω.

解析:(3)红黑表笔短接的目的是进行欧姆调零,即使欧姆表指针指向0kΩ处;图(c)中×10k的旋钮指向3,×1k的旋钮指向5,其余旋钮都指向0处,故读数为35000.0Ω.答案:(3)0

35000.0[例4]

(2017·全国Ⅲ卷,23)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R1,R2,R3,R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡.(1)图(a)中的A端与

(填“红”或“黑”)色表笔相连接.

解析:(1)黑表笔接欧姆表内电源的正极,故A端与黑色表笔相连接.答案:(1)黑(2)关于R6的使用,下列说法正确的是

(填正确答案标号).

A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置解析:(2)R6与电源串联,作为欧姆表的欧姆调零电阻,选项B正确.答案:(2)B(3)根据题给条件可得R1+R2=

Ω,R4=

Ω.

答案:(3)160880(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为

;若此时B端是与“3”相连的,则读数为

;若此时B端是与“5”相连的,则读数为

.(结果均保留3位有效数字)

解析:(4)当B端接1时为2.5mA,电流挡电表读数为1.47mA,当B端接3时为欧姆挡,读数为11.0×102Ω,当B端接5时为5V直流电压挡,读数为2.95V.答案:(4)1.47mA11.0×102Ω2.95V1.(2019·上海静安区期末)二极管具有单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,现有一个二极管其正极记为A、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下:(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻,其正向电阻约为10Ω,反向电阻约为50kΩ,则在测量二极管的正向电阻时,电表的红表笔应接

(选填“A”或“B”).

题组训练解析:(1)多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极,所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连,即与B相连.答案:(1)B(2)该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2V时的电阻值,二极管接在1,2之间,电压表的内阻约为40kΩ,选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3,4之间.该多用电表的直流电流有三个量程,量程和对应的内阻分别为:①50μA,内阻约为100Ω;②50mA,内阻约为50Ω;③250mA,内阻约为10Ω.则在实验过程中,多用电表的红表笔应与接线柱

(选填“3”或“4”)相连;测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用

(选填“①”“②”或“③”),单刀双掷开关S2应拨向接点

(选填“5”或“6”).

答案:(2)3①62.(2019·湖南衡阳模拟)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题:(1)在使用多用电表测量时,若选择开关扳至“25V”挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为

V.

解析:(1)选择开关置于“25V”挡时,选择表盘中间一排刻度的“250”量程进行读数,分度值为0.5V,对应刻度示数为11.5V.答案:(1)11.5(2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为E,R0为调零电阻.某学习小组将待测电阻用电阻箱代替,依次改变阻值,用多用电表测对应