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高三物理使用多用电表_图文

时间:2018-03-30

一、实验目的 练习使用多用电表测电阻及探索黑箱内的电学元件。 二、实验原理 1.表盘 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且 每一种测量都有几个量程,外形如图7-6-1所示,上半部 分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻 图7-6-1 度;下半部分为选择开关,它的周围标有测量功能的区域和量程。另外,还 有欧姆表的调零旋钮,机械调零旋钮和测试笔的插孔。 2.挡位 如图7-6-2所示,其中1、2为电流测量端,3、4为电 压测量端,5为电阻测量端。测量时,黑表笔插入“-”插 孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关接入与待测 量相应的测量端。使用时,电路只有一部分起作用。 图7-6-2 3.多用电表测电流原理 转换开关接1或2时为测直流电流的电路

4.多用电表测电压原理 转换开关接3或4时为测直流电压的电路。 5.多用电表测电阻的原理——欧姆表的原理 转换开关接5时为测电阻的电路,可简化为图7-6-3。 (1)构造:如图7-6-3所示,欧姆表由电流表G,电 池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。 图7-6-3 全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx (2)工作原理:闭合电路的欧姆定律 I=E/(Rg+R+r+Rx), (3)刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R, 使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆表调零。 ①当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0” Ω。 ②当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。 ③当I=Ig/2时,Rx=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。

三、实验器材 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。 四、实验步骤 1.练习使用多用电表 (1)观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度右端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 (4)将选择开关置于直流电压2.5 V挡,测1.5 V干电池的电压。 (5)将选择开关置于交流电压250 V挡,测220 V交流电源的电压。 (6)将选择开关置于直流电流10 mA挡,测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流。 (7)将选择开关置于欧姆表的“×1”挡,短接红、黑表笔直接接触,调整调零旋钮,使指针指向欧姆表 刻度的零位置。 (8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端,读出欧姆表指示的电阻数值,并与标准值比较, 然后断开表笔。 (9)将选择开关置于欧姆挡的“×100”挡,重新进行欧姆调零,然后测定几百欧、几千欧的电阻,并将 测定值与标准值进行比较。 (10)选择适当的量程,测定灯光、电炉丝和人体的电阻。 2.探索黑箱内的电学元件 (1)用直流电压挡测量黑箱的接线柱任意两个间有无电压。注意分析有电压、无电压分别说明什么。 (2)用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻,看电阻是否改变。 (3)用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻,并记住红、黑表笔分别接哪一点。 (4)根据测量对黑箱内元件进行判断,画出结构图。说明:二极管正、反接时电阻不等,且差距较大。 (5)实验完毕,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。

五、注意事项 1.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。 2.选择欧姆挡量程时,应尽可能使指针指在中央位置附近 (指针处在表盘中央时,读数比较准确)。 3.换用欧姆挡的另一量程时,一定要重新进行“欧姆调 零”,才能进行测量。 4.当黑箱内有电源时,不能用欧姆挡测量。 六、误差分析 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 阻的测量值偏小,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。

热点一

多用电表的原理

【例1】[2009年高考天津理综卷]如图7-6-4所示为一简单欧姆表原理示 意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻R 的最大阻值为10 kΩ ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接 红 色。按正确使用方法测量电阻Rx阻值 线柱A相连的表笔颜色应是____ 时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=____kΩ 。若该欧姆表使用一段 5 时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用 变大 填“变大”、 方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比较______( “变 小”或“不变”)。
【解析】由I=E/(Rg+R+r+Rx)及Ig=E/(Rg+R+r),指 针指中央,I=1/2Ig=150 μA,Rx=5 kΩ;因欧姆表的内阻 变大,同样的电阻值,电流变小,读数变大。

图7-6-4

1 如图7-6-5所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接 点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对 这一问题的讨论,请你判断他们中的正确说法是( A D ) A.S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 B.S与3、4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 C.S与3、4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表

图7-6-5

热点二 多用电表的使用
【例2】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,应换到______ ×100挡。如果换挡后立即用表笔连接待测 电阻进行读数,那么缺少的步骤是调零 __________________ (或重新调零),若补上该步骤后测量,表盘的示数如图7-6-6,则 该电阻的阻值是__________________ 2.2×103(或2.2 k) Ω。

【解析】用×10挡测量某电阻表头指针偏转角度很小, 说明被测电阻偏大,所以应换用较高挡×100挡,根据欧姆 表原理,换挡后必须重新调零,其读数为 22×100,即为 2.2×103或2.2 k。 【名师支招】使用多用电表“十二忌”: (1)忌不调零就使用多用电表。 (2)忌搞错连接方式。测电压需并联,测电流需串联。 图7-6-6 (3)忌搞反直流电流流向。直流电要从正极测试笔插孔流入,从负极测试笔插孔流出。 (4)忌用手接触测试笔的金属杆。特别在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属 杆。 (5)忌用直流电挡位测交流电。 (6)忌用多用电表测不是50Hz的交流电。普通多用电表的交流电挡位是按照 50 Hz设计的, 不能准确测量其他频率的交流电。 (7)忌不进行调零,就用多用电表测电阻值。 (8)改换欧姆挡量程后,忌不重新调零。 (9)忌把电池装反。 (10)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。 (11)忌把电池装在多用电表内长期不用。 (12)多用电表不用时,忌选择开关置于欧姆挡。

2 [2009年高考安徽理综卷]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7-6-7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。
指针位置 a b 选择开关所处挡位 直流电流100 mA 直流电压2.5 V 电阻×100 读数

23.0 mA 0.57 V 320 Ω

图7-6-7

热点三

用多用表判断黑箱内的元件

【例3】如图7-6-8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。 红表笔 黑表笔 阻值(Ω) A B A C B C 50 C B 2k C A 2.1k B A 100

100 150

图7-6-8 【答案】如图7-6-9 【解析】A、B间电阻与电流方向无关,说明A、B间一 定是定值电阻;B、C间电阻与电流方向有关,且阻值比A、 C间相应阻值小,说明二极管一定直接接在B、C间且C为 正极,如图7-6-9所示。 图7-6-9

名师支招: 用多用电表探测黑箱内 电学元件的基本思路

3
某同学对黑箱(见图7-6-10)中一个电学元件的伏安特性进行研究,通过正确测量,他发现该元 件两端的电压Uab(Uab=φa-φb)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律:当-15 V<Uab<0时, I近似为零,当Uab≥0时,Uab和I的实验数据见下表:
编号 1 2 3 4 5 6 7

Uab/V
I/mA

0.000
0.00

0.245
0.15

0.480
0.25

0.650
0.60

0.705
1.70

0.725
4.25

0745
7.50

图7-6-10

(1)在图7-6-11中画出Uab≥0时,该元件的伏安特性曲线。(可用铅笔作图) 单向导电性 ; (2)根据上述实验事实,该元件具有的特性是_____________ (3)若将此黑箱接入图7-6-12(1)电路中,并在该电路的c、d两输入端如图7-6-12(2)所示的方波电 压信号Ucd,请在图7-6-12(2)乙中定性画出负载电阻RL上的电压信号Uef的波形。

图7-6-12

图7-6-11

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姐在壹起,他壹定是恼差成怒,这只是其壹,重要的是其二!同时他又万分担心她会去皇上或是十四阿哥那里告发他,于是做贼心虚的他 就想了这个法子来羞辱她!来惩罚她!来威胁她!怪不得他昨天晚上要来她这里先是感谢,又是解释,那是为了先稳住她,安抚她,先给 她壹个胡萝卜。经过壹整夜的前思后想,他壹定是担心这个胡萝卜的法子不保险,于是早上又导演了这壹幕活色生香的场景,作为当头壹 棒来威逼她,恐吓她,警告她放老实点儿,不要轻举妄动,如果她真想要有什么行动,就不只是羞辱这么简单的事情了!终于想通了的冰 凝,实在是无法忍受这种奇耻大辱!她从壹开始的羞愧难当立即转变成为愤恨不已!枉她昨天费了那么大的周折,用了那么大的努力,千 方百计瓦解了十四阿哥的围追堵截。甚至违心地,不惜装作与他郎情妾意的样子。要知道当时,她是克服了多大的心理障碍,下定了多大 的决心,才伸出手来,挽上了他的胳膊。穷极她壹生壹世,她也从不曾与壹个男人如此地亲密无间过,更何况这个男人还是壹个曾经对她 如此不屑壹顾,如此冷嘲热讽的男人。可是她捐弃前嫌,为了避免与十四阿哥的新壹轮冲突,做出了如此巨大的牺牲,可是她的好心好意 换来的又是什么?王爷知道她脸皮薄,羞辱就是对她实施的最好的惩治手段,所以每每总是屡试不爽,无论是从前的“笑问鸳鸯两字怎生 书”、“从此不许踏进爷的房间壹步”,强迫她行周公之礼,还是刚刚发生的那壹幕“不堪入目”的情景,他都在不停地羞辱她,打击她, 无情地剥夺着她的自尊,她的尊严。面对人生的这个有史以来最大的奇耻大辱,简直比她自己被迫经历男女之事的那天晚上更为耻辱,饱 受打击的冰凝根本无法自持,先是暗暗饮泣,默默流泪,到后来却是越来越伤心,越来越委屈,竟发展成为哭得上气不接下气起来。听着 屋里传来的哭泣声,王爷和秦顺儿两个人都莫名其妙,特别是王爷,更是如坠五里云雾。按理说,冰凝现在应该是面红耳赤、羞愧难当的 表情才对,他都能想象得出来她那张粉嫩白皙的俏脸,铺满了火烧云的模样。可是,她怎么哭起来了?搞不清楚状况的他,还是决定进到 屋里,直接问了她再说。正哭得伤心不已的冰凝,壹听房门响了,抬眼壹看,进来的竟然是他!这个状况打了她壹个措手不及,壹时竟呆 呆地愣住了。他来干什么?难道是嫌刚才对她的羞辱和惩罚不足够吗?还要再使用什么法子来加大对她的打击力度?第壹卷 第555章 人 情这是最为普通、最为平常的壹个奴才伺候主子的场景,没有任何可以值得大书特书的事情,但是,冰凝的眼睛还是从中还是看出了壹些 端倪。别的奴才伺候主子,那是应付差事,心烦意乱,恨不得赶快办完了差事赶快躲得


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