实验十一 练习使用多用电表.docx

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实验十一练习使用多用电表

实验十一：

　练习使用多用电表

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每换一挡必须重新欧姆调零。

③读出示数要乘以倍率。

（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

将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。

在电源完好时，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。

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。

考点一　教材原型实验

考向1　多用电表的原理及读数

（2017·全国卷Ⅲ·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。

（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

（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。

（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”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。

（结果均保留3位有效数字）

解析：

（1）当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。

（2）在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；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，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。

（3）根据题给条件可知：

当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，

＝

＝

，解得R1＋R2＝160Ω。

当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120Ω，两端电压为0.12V，由串联电路中电压与电阻成正比知：

R4两端电压为0.88V，则R4电阻为880Ω。

（4）若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5mA，读数为1.47mA。

若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100Ω＝1.10kΩ。

若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5V，读数为2.95V。

答案：

（1）黑　

（2）B　（3）160　880　（4）1.47mA　1.10kΩ　2.95V

[易错提醒]　多用电表的读数应注意的问题

（1）欧姆表的读数：

电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。

（2）电压表、电流表的读数：

要根据量程确定精确度，精确度是1、0.1时，要估读到最小分度的下一位，精确度是0.02、0.5、5时，估读到最小分度的所在位。

考向2　多用电表的使用

（2019·北京朝阳区一模）在“多用电表的使用”实验中。

（1）如图1所示，为一正在测量中的多用电表表盘。

如果用电阻挡“×100”测量，则读数为________Ω；如果用“直流5V”挡测量，则读数为________V。

（2）甲同学利用多用电表测量电阻。

他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为________（填写选项前的字母）。

A．将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”

（3）乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。

以下操作正确的是________。

A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡两端的电压

B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡的电阻

C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3的电路测量通过小灯泡的电流

D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流

（4）

图4

丙同学利用多用电表探测图4所示黑箱时发现：

用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。

那么该黑箱内元件的接法可能是图中的________。

图5

（5）丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表A，设计了如图6所示的电路，已知电流表内阻RA＝0.4Ω，R1＝RA，R2＝7RA。

若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为________A；若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为________V。

图6

解析：

（1）多用电表测电阻时不需要估读，选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为6×102Ω，测电压时，由于精度为0.1V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.60V。

（2）欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，操作顺序为ADC。

（3）多用电表一定是红表笔电流流入，黑表笔电流流出，图2是测电压，测电阻应断开开关，选项A正确，B错误；图3是测电流，表笔位置正确，选项C正确，D错误。

（4）根据测黑箱电压结果可知，电源一定在G的支端；根据测黑箱电阻结果可知，E、F之间是二极管，二极管的通电电流方向为E到F，选项B正确。

（5）由题意可知各电阻R1＝RA＝0.4Ω，R2＝2.8Ω，接线柱1、2接入电路时，原电流表改装为2倍量程的电流表，最大测量电流是1.0A；接线柱1、3接入电路时，原电流表改装为15倍量程的电压表，总电阻R＝3.0Ω，最大测量电压为3.0V。

答案：

（1）6×102　3.60　

（2）ADC（不可以改变顺序）　（3）AC（可以改变顺序）　（4）B　（5）1.0　3.0

考点二　实验的改进与创新

如图甲所示，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10MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧。

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（0～30Ω），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，此时电表示数为电源的电动势E，即E＝a。

（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，此时电表示数为变阻器接入电路的阻值R，即R＝b；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，U＝c。

（3）由

（1）知a即为干电池的电动势。

（4）由闭合电路欧姆定律E＝U＝

r

即a＝c＋

r，得r＝

。

答案：

（1）电压　S1　S2　

（2）欧姆　S2　S1　电压　（3）a　（4）

使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。

现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：

待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。

实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。

完成下列填空：

（1）仪器连线如图甲所示（a和b是多用电表的两个表笔）。

若两电表均正常工作，则表笔a为________（选填“红”或“黑”）色。

（2）若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表示数如图乙所示，电流表与电阻箱的示数分别如图丙中（a），（b）所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω。

（3）欧姆表刻度上中间刻度值为15，计算得到多用电表内电池的电动势为________V（保留3位有效数字）。

（4）若将两表笔短接，流过多用电表的电流为________mA（保留3位有效数字）。

解析：

（1）根据所用电器“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，电流从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极，电流经过多用电表从a表笔流出，故a表笔为多用电表的黑表笔。

（2）欧姆表读数为R＝14Ω；电流表读数为I＝53.0mA；电阻箱读数为4×1Ω＋6×0.1Ω＝4.6Ω。

（3）欧姆表的内阻r＝R中＝15Ω，由欧姆定律得

E＝I（R＋r）≈1.54V。

（4）两表笔短接，则I0＝

≈103mA。

答案：

（1）黑　

（2）14.0　53.0　4.6　（3）1.54　（4）103

1．多用电表的刻度盘如图所示。

若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针如图所示，则：

（1）所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________（选填“×10”“×100”或“1k”）。

（2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA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250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA。

解析：

（1）欧姆表读数：

对应最上面一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103Ω；测2.0×104Ω电阻时应选“×1k”的欧姆挡。

（2）选50mA直流电流挡，则每一大格表示10mA，每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA（此时为

估读），指针对应的读数为30.8mA；选择量程为250mA的电流挡，则每一大格表示50mA，每一小格表示5mA，应估读到1mA（此时为

估读），指针对应的读数为154mA。

答案：

（1）1.5×103　×1k　

（2）30.8（30.7～30.9都正确）　154

2．某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程为10V）的内阻（大约为几十千欧），该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15，欧姆挡的选择开关拨至________挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中________方式连接。

在实验中，某同学读出如图乙所示欧姆表的读数为________Ω，这时电压表的读数为________V，欧姆表电池的电动势为________V。

解析：

　由题意，电压表内阻约几十千欧，所以欧姆表选择开关拨至×1k挡，此时，黑表笔接内部电源正极，所以黑表笔接电压表“＋”接线柱，A中连接正确。

由图读数可得：

RV＝4.0×104Ω，UV＝5.0V，又因为R内＝R中＝1.5×104Ω，所以，

＝

，可得：

E＝6.88V。

答案：

　×1k　A　4.0×104　5.0　6.88

3．二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________（填“A”或“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________（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________（填“①”“②”或“③”），单刀双掷开关S2应拨向接点________（填“5”或“6”）。

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；

（2）红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接线柱3相连；电压为2V时，二极管反接时的电流约为40μA，所以应选用量程①；根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6。

答案：

（1）B　

（2）3　①　6

4．（2019·江淮十校第一次联考）将灵敏电流计G改装成两种倍率（“×10”“×100”）的欧姆表，电路图如图甲所示。

现用该欧姆表对一阻值约为200Ω的电阻进行测量，步骤如下。

（1）将开关S合向________端（选填“a”或“b”），这时的欧姆表所用的是较小倍率挡。

（2）将两表笔短接，旋动合适的部件，对欧姆表进行调零。

（3）将两表笔分别与被测电阻相接。

（4）若欧姆表的示数如图乙所示，则该电阻的阻值为________Ω。

（5）将两表笔短接，旋动合适的部件，对欧姆表进行调零。

若电源电动势E＝15V，灵敏电流计的满偏电流Ig＝5mA，“×10”倍率时欧姆表的内阻R＝150Ω，在该倍率下欧姆调零时，流过电阻Ra的电流为________mA。

解析：

（1）由图甲可知，该欧姆表与被测电阻使用的是同一电源，故根据闭合电路欧姆定律可知电路中的最大电流越大，欧姆表所用的倍率越小，结合电路的串、并联规律可知，当开头S合向a端时，欧姆表所用的是较小倍率挡。

（4）开关拔至较小倍率（“×10”）挡时，由图乙可知该电阻的阻值为18.0×10Ω＝180Ω。

（5）在“×10”倍率下欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流I＝

＝

A＝100mA，此时开关S合向a端，根据电路的串、并联规律可得流过电阻Ra的电流为Ia＝I－Ig＝95mA。

答案：

（1）a　（4）180　（5）95