《实验：练习使用多用电表》教案

《实验：练习使用多用电表》教案实验目的1．认识多用电表表盘刻度特点和各测量功能区域。2．会用多用电表测量电压、电流、电阻。3．会用多用电表测量二极管的正反向电阻。实验原理1．认识多用电表图11.5­1为一种多用电表的外形图。图11.5­12．使用多用电表(1)机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的指针定位螺丝，使指针指到零刻度。(2)选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置并选择合适的量程。(3)正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔接入电路。①测量电压时要与电路并联。②测量电流时要与电路串联。③测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。④测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。3．数字式多用电表如图11.5­2是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。图11.5­2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。实验步骤1．测量直流电压(1)将选择开关旋转到直流电压挡。(2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估计待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。图11.5­3(3)测量时，用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图11.5­3所示。(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。2．测量直流电流(1)将选择开关旋转到直流电流挡。(2)根据待测电流的估计值选择量程。如果难以估计待测电流值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。(3)多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。图11.5­4(4)红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔。测量时，使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源的正极相接的一端)，从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端)，如图11.5­4所示。(5)需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。(6)选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。3．测量导体的电阻(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指向零刻度。(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倍率。(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，表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)三步。(6)实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。4．测量二极管的正反向电阻二极管的全称叫晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件，它有两根引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号如图11.5­5所示。图11.5­5(1)二极管的单向导电性。电流从正极流入时电阻比较小，处于导通状态，相当于一个接通的开关；电流从负极流入时电阻比较大，相当于一个断开的开关。(2)测量正向电阻。将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的正向电阻。(3)测量反向电阻。将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的反向电阻。误差分析1．电池用旧后，电源两端电压会减小，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。注意事项1．用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。2．需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。3．测电阻时应注意的问题(1)选挡后要进行欧姆调零。(2)换挡后要重新进行欧姆调零。(3)被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。(5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。(6)选择倍率时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。(一)多用电表的读数eq\a\vs4\al(典例1)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图11.5­6所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。图11.5­6指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mA________mA直流电压5V________Vb电阻×100________Ω[解析]读取直流电压、电流时看表盘正中央的那条刻度均匀的刻度线。对于直流100mA电流挡，每大格为20mA，每小格表示2mA，所以读数是23mA；对于5V电压挡，每大格为1V，每小格表示0.1V，所以读数是1.15V；测量电阻时读最上面的一条刻度线，所以读数是330Ω。[答案]231.15330[微点拨](1)多用电表读数时，一定要找到与所测量量相对应的刻度，分清其量程及最小刻度值，用欧姆挡测量电阻阻值的示数为：读数×倍率。(2)直流电流和电压的刻度线都是均匀的，读数时可以共用，但需按比例计算，如读取5mA量程的电流时可利用“50”的刻度线，只是“50”相当于“5mA”。【对点训练】1．如图11.5­7所示为一多用电表表盘。图11.5­7(1)如果用直流10V挡测量电压，则读数为________V。(2)如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。解析：(1)直流10V挡，读表盘上的刻度“0～10”，最小分度为“0.2V”，读数为6.6V。(2)电阻“×100”挡，读表盘上第一排刻度，测量值为8×100Ω＝800Ω。答案：(1)6.6(2)8002．多用电表的示意图如图11.5­8所示，正确操作如下。图11.5­8(1)若选择开关的位置如箭头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箭头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箭头c所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。答案：(1)直流电压1.25V(2)直流电流50mA(3)电阻1.7kΩ(二)使用多用电表测电阻eq\a\vs4\al(典例2)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻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P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×1kd．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e．旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔。正确的步骤顺序为：________。根据如图11.5­9所示指针位置，此被测电阻的阻值约为______Ω。图11.5­9(2)下述关于用多用电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时，应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)测量几十千欧的电阻R，我们一般选择较大的挡位先粗测，使用前应先进行欧姆调零，然后依据欧姆表的示数，再更换挡位，重新欧姆调零，再进行测量。使用完毕应将选择开关置于“OFF”位置或者交流电压最高挡，拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30kΩ。(2)使用欧姆挡测电阻时，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，故A正确。在多用电表选用欧姆挡时，红、黑表笔插在哪个接口其实并不影响测量结果，B错误。用多用电表欧姆挡，只能测孤立电阻(不能测含电源电路)，故C正确。用多用电表欧姆挡测电阻时只需在换挡时调零，所以D错误。[答案](1)cabe30000(2)AC[微点拨]在用多用电表测电阻时，必须选择合适的量程，让指针指在表盘中央附近；测量结果不要忘记乘以倍率；每次换倍率时必须进行欧姆调零；测量过程中，待测电阻必须从电路中隔离出来，且手不能接触表笔的金属杆；测量完毕，应将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”位置，以防止电表漏电。【对点训练】3．关于多用电表欧姆挡的使用，(1)测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量。(2)如图11.5­10为一正在测量中的多用电表表盘。图11.5­10①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________Ω。②如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V。解析：(1)测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，即为×1，并重新进行欧姆调零后测量。(2)如果是用“×10”挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为30×10Ω＝300Ω。如果是用直流5V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.1V，其读数为2.20V。答案：(1)×1欧姆调零(2)①300②2.204．(1)如图11.5­11所示是某同学用多用电表欧姆挡测量一个电阻时的示数和挡位情况，则这个电阻的阻值约为______Ω。为了测量得更精确些，该同学进行了第二次测量，请选择下面列出的有关步骤，并按先后顺序写出：________。图11.5­11A．将两表笔短接，欧姆调零B．将两表笔分别跟被测电阻两端接触，观察指针位置，记下电阻值C．将面板上的旋钮旋至“×10”挡D．将面板上的旋钮旋至“×1k”挡(2)如果图是该同学用直流5mA挡测量电流时指针位置，则电流为________mA。解析：(1)选用欧姆挡倍率为“×100”挡时，待测电阻的阻值约为2×100Ω＝200Ω。因为选择欧姆挡倍率时应使待测电阻的阻值在中值电阻附近，以减小读数误差，所以测该电阻时欧姆挡倍率应为“×10”挡。(2)可先将50mA的量程换算成5mA的量程，再进行读数，得电流为4.50mA。答案：(1)200CAB(2)4.50[课时跟踪检测]1．有一个多用电表，其欧姆挡的四个挡位分别为“×1”“×10”“×100”“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，他应该()A．换用“×1k”挡，不必重新调整调零旋钮B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮C．换用“×1k”挡，必须重新调整调零旋钮D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮解析：选D用欧姆表测电阻时，指针偏角很大，说明电流很大，电阻很小，为了减小测量误差应选倍率较小的挡并重新调整调零旋钮进行欧姆调零，故D正确。2．如图1所示是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用多用电表的欧姆挡检查故障。图1(1)测试前，应将开关S______(填“断开”或“闭合”)。(2)测量结果如下表所示，由此可以断定故障是________。测试点表头指针c、dd、ee、fA．灯A断路 B．灯B断路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路解析：(1)用欧姆挡检查电路时，测试前应首先将开关S断开。(2)根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。答案：(1)断开(2)D3．某同学利用多用电表做了以下实验：(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下：①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；②把表笔插入测试插孔中，先把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；③把两表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；④换用“×10”的欧姆挡，随即记下数值；⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕。该同学在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么该同学在实验中有哪些操作是错误的？(三个错误)错误一：__________________________________________________________________；错误二：___________________________________________________________________；错误三：___________________________________________________________________。(2)如图2所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”量程，这时指针所示被测电阻的阻值应为______Ω；测直流电流时，用的是“100mA”的量程，指针所示电流值为________mA；测直流电压时，用的是“50V”的量程，则指针所示的电压值为________V。图2解析：(1)换用“×10”的欧姆挡是错误的，指针偏转角度较小，应该换用倍率更大的挡；换挡后直接测量是错误的，应该重新进行欧姆调零；用完后应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。(2)由指针指示情况可读得电阻值为1700Ω，测直流电流时，用的是“100mA”的量程，指针所示电流值应为46mA，测直流电压时，用的是“50V”量程，则指针所示的电压值为23.0V。答案：(1)换用“×10”的欧姆挡没有重新进行欧姆调零没有将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡(2)17004623.04．(1)某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡(×10)，发现表针偏转角度极小。现将旋钮调至另外一挡，进行第二次测量使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的过程中可能进行的操作：A．将两表笔短接，并调零B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置C．将多用电表面板上旋钮调到×100挡D．将多用电表面板上旋钮调到×1挡E．随即记下表盘的读数，乘以欧姆表的倍率，测得电阻值根据上述有关操作，请选择合理实验步骤并写出正确操作顺序为______________。(2)使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图甲中a、b所示。若选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω。(3)两位同学使用完多用电表后，分别把选择开关置于图3乙和图3丙位置，你认为图________的位置是正确的。图3解析：(1)第一次测量时指针偏转角度较小，说明所选挡位过小，应选择大挡位，应选C；在调整量程时应注意进行欧姆调零，应选A；然后进行测量，应选B；读数，应选E；步骤顺序应为：CABE。(2)选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是50×10Ω＝500Ω。(3)多用电表使用完毕，应把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，由图示可知，乙的位置是对的。答案：(1)CABE(2)500(3)乙5．为确定某电子元件的电学特性，做如下测量。图4(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，因此需选择__________(填“×10”或“×1k”)倍率的电阻挡，并__________再进行测量，多用电表的示数如图4所示，测量结果为________Ω。(2)将待测元件(额定电压9V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成如图5所示电路。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到________(填“直流电压10V”或“直流电压50V”)挡。图5解析：(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，说明电阻较小，因此需选择“×10”倍率的电阻挡，并在欧姆调零后再进行测量，多用电表的测量结果为70Ω。(2)要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路，如图所示。本实验中使用多用电表测额定电压为9V的待测元件两端的电压，多用电表的选择开关应调到直流电压10V挡。答案：(1)×10欧姆调零70(2)电路见解析图直流电压10V6．(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电阻阻值，先将选择开关旋至倍率“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针如图6所示，则此电阻的阻值为________Ω。图6(2)实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表选择开关拨到电阻“×100”挡，并重新进行欧姆调零后，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，R正＝R反＝0.5kΩ；测乙元件时，R正＝0.5kΩ，R反＝100kΩ；测丙元件时，开始指针偏转到0.5kΩ，接着读数逐渐增加，最后停在表盘最左端。则甲、乙、丙三个元件分别是________。A．电容器、电阻、晶体二极管B．电阻、电容器、晶体二极管C．电阻、晶体二极管、电容器D．晶体二极管、电阻、电容器解析：(1)欧姆表指针指示刻度为26，选择开关旋到“×10”挡，即倍率为×10，则最后读数为10×26Ω＝260Ω。(2)测甲元件时，R正＝R反＝0.5kΩ，说明正、反接电阻一样，所以甲元件是电阻；测乙元件时，R正＝0.5kΩ，R反＝100kΩ，说明正向接时阻值较小，反向接时阻值较大，因此乙元件是晶体二极管；测丙元件时，开始指针偏转到0.5kΩ，接着读数逐渐增加，最后停在表盘最左端，说明刚开始时正在给电容器充电，阻值较小，当稳定后阻值会很大，则丙元件是电容器。故选C。答案：(1)260(2)CA组·基础达标1．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的．有关欧姆表的使用和连接，下列说法正确的是()A．测电阻前要使红、黑表笔短接，调节调零电阻，使表头的指针指最左端B．红表笔与表内电池正极相接，黑表笔与表内电池负极相连接C．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相连接D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大【答案】C【解析】测量电阻之前都要进行欧姆调零，使指针指最右端电阻为零处，所以A错误；由欧姆表内部结构可知B错误，C正确；测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻值越小，故D错误．2．(2021年湛江名校期中)有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为：“×1”“×10”“×100”“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该()A．换用“×1k”挡，不必重新调整调零旋钮B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮C．换用“×1k”挡，必须重新调整调零旋钮D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮【答案】D【解析】把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，指针偏转角很大，说明所选挡位太大，应换用“×10”挡，换挡后重新进行欧姆调零，然后再测电阻，故D正确.3．欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头．甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍．换用甲表头和换用乙表头后，刻度盘的中值电阻分别为()A．100Ω、100Ω B．200Ω、100ΩC．50Ω、100Ω D．100Ω、200Ω【答案】C【解析】由闭合电路的欧姆定律得，表头中电流满偏时有Ig＝eq\f(E,R内)，表头中电流半偏时有eq\f(1,2)Ig＝eq\f(E,R内＋R中)，所以有R内＝R中，刻度盘的中值电阻就等于多用电表的内阻．由Ig＝eq\f(E,R内)知，多用电表的内阻取决于电源的电动势和满偏电流，与表头的内阻无关．对于甲表头因满偏电流为原来表头的2倍，刻度盘的中值电阻将变为原来的二分之一，应为50Ω，乙表头满偏电流与原表头的相同，电动势不变，故刻度盘的中值电阻与原来的相等，为100Ω.4．某同学利用多用电表做了以下实验：(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下：①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；②把表笔插入测试插孔中，先把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；③把两表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；④换用“×10”的欧姆挡，随即记下数值；⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕．(2)该同学在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么该同学在实验中有哪些操作是错误的？(三个错误)错误一：________________________________________________________________________；错误二：________________________________________________________________________；错误三：________________________________________________________________________.(2)如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”量程，这时指针所示被测电阻的阻值应为____________Ω；测直流电流时，用的是“100mA”的量程，指针所示电流值为________mA；测直流电压时，用的是“50V”的量程，则指针所示的电压值为________V.【答案】(1)换用“×10”的欧姆挡没有重新进行欧姆调零没有将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡(2)170046.8(46.6～47.0均可)23.4(23.3～23.5均可)【解析】(1)换用“×10”的欧姆挡是错误的，指针偏转角度较小，应该换用倍率更大的挡；换挡后直接测量是错误的，应该重新进行欧姆调零；用完后应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．(2)由指针指示情况可读得电阻值为1700Ω，测直流电流时，用的是“100mA”的量程，指针所示电流值应为23.4×2mA＝46.8mA，测直流电压时，用的是“50V”量程，则指针所示的电压值为23.4V.5．把一量程为6mA、内阻为100Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图所示，