101实验:用多用电表测量电学中的物理量
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高考物理一轮复习专项训练—实验12:用多用电表测量电学中的物理量(含解析)1.某实验小组在练习使用多用电表时,他们正确连接好电路如图甲所示.闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无示数,他们判断电路可能出现故障.经小组讨论后,他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路.已知保护电阻R=15Ω,电流表量程为0~50mA.操作步骤如下:①将多用电表挡位调到欧姆×1挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零;②断开图甲电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转;③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示;④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示.回答下列问题:(1)图丙中的多用电表示数为________Ω;图丁中的电流表示数为________mA.(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接______(选填“c”或“e”)点.(3)电路的故障可能是________.A.灯泡短路B.灯泡断路C.保护电阻R短路D.保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据,还可以计算出多用电表内部电源的电动势E′=________V(结果保留三位有效数字).2.(2023·福建泉州市质检)某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研究.欧姆挡所用电池的电动势为9V,刻度盘中央刻度值为“15”,选择旋钮打在“×1k”挡.(1)该同学用欧姆挡测量某一量程为15V的电压表内阻.①指针指在图甲所示位置,此测量值为________kΩ;查阅资料发现该电压表内阻真实值为15kΩ,测量值与真实值偏差较大,可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量,若此时把两表笔短接,则指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧(选填“左”或“右”).②进行欧姆调零后再测量,多用电表指针恰好指在“15”刻度线,此时电压表示数为________ V(结果保留2位有效数字).(2)该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱,如图乙所示,当两表笔接触黑箱接线柱a、b时,发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线,则该元件可能是________.A.电阻B.电感线圈C.电容器D.二极管3.某实验小组设计了如图(a)所示的欧姆表电路,仅用一节干电池通过控制开关S,就可使“欧姆表”具有“×10”和“×100”两种倍率.电路中使用的实验器材如下:干电池:电动势E=1.5V,内阻r=1Ω;毫安表:满偏电流I g=1mA,内阻R g=125Ω;滑动变阻器R0,阻值调节范围足够大;定值电阻R1、R2和R3,其中R1=1000Ω;开关S,红、黑表笔各一支,导线若干.(1)按照图(a)连接好电路,表笔1为________(选填“红”或“黑”)表笔.(2)当开关S断开时,将两表笔短接,调节滑动变阻器R0,使电流表达到满偏,此时R0=________Ω,“欧姆表”的倍率是______________(选填“×10”或“×100”).(3)闭合开关S使“欧姆表”倍率改变,电阻R2=__________Ω.将两表笔短接,调节滑动变阻器R0,使电流表达到满偏.(4)保持开关闭合,在表笔间接入电阻R3(图中未画出),电流表指针指向图(b)所示的位置时,电阻R3=________Ω.4.(2023·福建省模拟)图甲为一个多用电表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流1mA、内阻10Ω;电池电动势1.5V、内阻1Ω;(1)图甲中表笔a为________色(选填“红”或“黑”).调零电阻R0可能是下面两个滑动变阻器中的________(填选项序号).A.电阻范围0~200ΩB.电阻范围0~2000Ω(2)在进行欧姆调零后,正确使用该多用电表测量某电阻的阻值,电表读数如图乙所示,被测电阻的阻值为________Ω.(3)如图丙所示,某同学利用定值电阻R1给欧姆表增加一挡位“×10”,则定值电阻R1=______Ω.(结果保留1位小数)(4)若该欧姆表换了一个电动势为1.5V、内阻为10Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果________.(选填“偏大”“偏小”或“准确”)5.(2023·浙江省模拟)多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图.通过一个单刀多掷开关S,接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能.图中的E是电池的电动势,R3是电池内阻,R6是欧姆调零电阻,A、B分别与黑、红表笔相接.R1、R2、R4、R5都是定值电阻,表头G的满偏电流为20mA,内阻为R g.已知R1+R2=4R g,R4=360Ω,R5=1600Ω.(1)关于此多用电表,下列说法正确的是______;A.图中B是红表笔B.当S接触点1或2时,多用电表处于测量电流的挡位,且接1时的量程比接2时大C.当S接触点3时,多用电表处于测量电阻的挡位,倍率越大,滑动变阻器接入电路的阻值越大D.当S接触点4、5时,多用电表处于测量电压的挡位,且接4比接5时量程大(2)该学习小组将“B”端与“3”相接,将A、B表笔短接,调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻.得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示,由此可知多用电表中电池的电动势E=________V(计算结果保留三位有效数字).通过分析可知该小组使用多用电表的________(填“×1”“×10”或“×1k”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻.(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻.器材有:待测电源(电动势约为8V),定值电阻R0=8.0Ω,多用电表一只,电阻箱一只,连接实物如图丙所示,测得并记录多组数据后,得到对应的1U-1R图,如图丁所示,则内阻r=________Ω(结果保留三位有效数字).1.(1)2438.0(2)e (3)B (4)1.48解析(1)欧姆表的示数为24×1Ω=24Ω,电流表的最小分度是1mA ,需估读到0.1mA ,所以题图丁中的电流表示数为38.0mA.(2)根据电流必须从电流表的正接线柱流入,电流从欧姆表的红表笔流入,黑表笔流出,电路中电流经过电流表的方向为d →e ,则操作步骤④中,多用电表黑表笔应接c 点,红表笔应接e 点.(3)将多用电表两表笔分别接在a 、c 上,多用电表的指针不偏转,说明a 、c 间有断路.将多用电表两表笔分别接在b 、c 上,多用电表的示数不为零,所以电路的故障是灯泡断路.(4)操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度,根据欧姆表的中值电阻等于其内阻,知欧姆表的内阻为R 欧=15Ω.根据闭合电路欧姆定律得I =E ′R 0+R mA +R 欧,又R 0+R mA =24Ω,故E ′=I (R 0+R mA +R 欧)=38.0×10-3×(24+15)V ≈1.48V.2.(1)①25左②4.5(2)C 解析(1)①指针指在题图甲所示位置,此测量值为25kΩ;查阅资料发现该电压表内阻真实值为15kΩ,测量值与真实值偏差较大,可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量,若此时把两表笔短接,则指针应指在欧姆挡零刻度线的左侧.②进行欧姆调零后再测量,多用电表指针恰好指在“15”刻度线,即电压表的内阻等于欧姆表的中值电阻,即电压表的内阻等于欧姆表的内阻,则此时电压表示数为欧姆表内电源电动势的一半,即4.5V.(2)当两表笔接触黑箱接线柱a 、b 时,发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线,即电路接通后电流又逐渐变为零,则该元件可能是电容器,电路接通后先充电,充电结束后电路中电流为零,故C 正确.3.(1)红(2)374×100(3)125(4)225解析(1)按照多用电表使用规则,欧姆表内电路的电源负极应与红表笔相接,即表笔1为红表笔.(2)当开关S 断开时,由闭合电路欧姆定律得E I g =r +R g +R 1+R 0,解得R 0=374Ω.开关S 闭合后,电流表满偏时干路电流变大,欧姆表内阻变小,中值电阻变小,欧姆表的倍率变小,故开关S 闭合时,欧姆表的倍率是小倍率,开关S 断开时的倍率是大倍率,故填“×100”.(3)闭合开关S ,倍率为原来的110,干路电流最大值应为原来的10倍,则I 2=9mA ,故有I g I 2=R 2R g +R 1,解得R 2=125Ω.(4)由题图(b)可知此时毫安表读数为0.40mA ,则干路电流为4.0mA ,电路总电阻为375Ω,而欧姆表此倍率的内阻为E 10I g =150Ω,则可知R 3=225Ω.4.(1)红B (2)1600(3)1.1(4)准确解析(1)根据黑表笔接内部电源的正极,可以判断a 为红表笔;当电表满偏时,电表总内阻为R 内=E I g=1500Ω,所以滑动变阻器应选择B ;(2)可以先求欧姆表的中值电阻,当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半,对应的电阻为中值电阻,E =12I g (R 中+R 内),R 中=R 内=1500Ω,即表盘刻度为15时代表1500Ω,倍率为×100,所以被测电阻的阻值为1600Ω.(3)倍率为×10时,中值电阻为150Ω,即内阻为150Ω,由此可知,满偏电流变为原来的10倍,即0.01A ,1×10-3×10V =(0.01-1×10-3)R 1,R 1=1.1Ω.(4)设电源电动势为E ,干路电流为I g ,调零后电表内阻为R 内,电表指针指到表盘某处时,电表的电流为I ,对应的待测电阻为R x ,根据闭合电路欧姆定律E =I g R 内,E =I (R x +R 内),整理得R x =E (1I -1I g),由于满偏电流相同,电动势相同,指针指相同的位置时电流相同,所以R x 相同,即读数准确.5.(1)ABC(2)3.75×10(3)1.00解析(2)“B ”端与“3”相接时,由I g R g=(I-I g)(R1+R2),R1+R2=4R g,可得I=54I g,根据闭合电路欧姆定律有I=ER内+R x,可得I g=4E5(R内+R x),结合题图乙解得R内=150Ω,E=3.75V通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω,则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻.(3)根据题图丁和闭合电路欧姆定律可知E=U+UR(R0+r)整理可得,1U=1E+R0+rE·1R结合图像的截距和斜率可知b=1E=0.12V-1,k=R0+rE=1.08Ω·V-1解得r=1.00Ω.。
用多用电表测量电学中的物理量基础打磨1.(原创)如图所示多用电表的表盘:如果是采用“×100”欧姆挡测电阻,则读数为Ω。
如果是采用5 mA挡测直流电流,则读数为mA。
如果是采用50 mA挡测直流电流,则读数为mA。
如果是采用10 V挡测直流电压,则读数为V。
如果是采用2.5 V挡测直流电压,则读数为 V。
2.(2019年海南天一大联考)用伏安法测量一个阻值未知的电阻R x的阻值,先用多用电表的欧姆挡粗略测量其阻值,具体做法如下:把多用电表的选择开关置于“×10”挡,然后将红、黑表笔短接,调整“调零旋钮”,使得表针指向“0 Ω”。
将红、黑表笔分别与被测电阻R x两端接触,结果发现指针最终停留在欧姆表的“0”和“1”刻度之间。
(1)关于欧姆表的使用以及被测电阻R x的阻值,下列说法正确的是。
A.测电阻时,选择的倍率不合适,应该换用“×1000”挡B.测电阻时,选择的倍率不合适,应该换用“×100”挡C.测电阻时,选择的倍率不合适,应该换用“×1”挡D.使用欧姆挡测电阻时,每次更换倍率后都应该重新进行“欧姆调零”操作(2)若给出的实验器材中有阻值为2.9×104Ω的定值电阻一只,还有两只电流表,其中电流表的量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω,电流表的量程为0.1 mA,内阻为1000 Ω,根据所给实验器材完成电路图的实物连接(图中的滑动变阻器已连接好)。
,这种情况下,被测电(3)若改变滑动变阻器的滑片位置,发现当电流表的读数为0.4 A时,电流表的指针正好偏转了满刻度的23阻R x的测量值为Ω。
3.(2019年福建省高中毕业班3月质量检测)某同学用内阻R g=20 Ω、满偏电流I g=5 mA的毫安表制作了一个简易欧姆表,电路如图1所示,电阻刻度值尚未标注。
(1)该同学先测量图1中电源的电动势E,实验步骤如下:①将两表笔短接,调节R0使毫安表指针满偏。
实验用多用电表测量电学中的物理量一、基本原理与操作装置及器材操作要领(1)机械调零:使用前注意机械调零。
(2)电流方向:在使用多用电表时,必须保证电流总是“红入”“黑出”。
(3)测电阻的三关键①选挡:指针指中值附近较准,否则换挡。
②欧姆调零:选择挡位后或每换一挡必须重新进行欧姆调零。
③读数: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。
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。
指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。
误差分析(1)多用电表内的电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换新电池。
(2)欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏的特点。
(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,尽可能使指针指向表盘的中值刻度附近。
(4)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。
(5)读数时的观测易造成偶然误差,视线要垂直表盘正对指针读数。
教材原型实验【例1】如图1甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻,测量步骤如下:图1(1)调节________ ,使电表指针停在________ (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的______ (选填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节________ ,使电表指针对准________ (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为________ Ω。
实验十三 测量电源的电动势和内阻1.实验原理闭合电路欧姆定律。
2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
3.实验步骤(1)电流表用0.6 A 的量程,电压表用3 V 的量程,按图1连接好电路。
图1(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1,U 1)。
用同样的方法再测量几组I 、U 值,填入表格中。
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。
1.用实验数据求E 、r 的处理方法(1)列方程求解:由U =E -Ir 得⎩⎨⎧U 1=E -I 1rU 2=E -I 2r ,解得E 、r 。
(2)用作图法处理数据,如图2所示。
图2①图线与纵轴交点为E 。
②图线与横轴交点为I 短=Er 。
③图线的斜率表示r =|ΔUΔI |。
2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池。
(2)电流不要过大,应小于0.5 A ,读数要快。
(3)要测出不少于6组的(I ,U )数据,变化范围要大些。
(4)若U -I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r =|ΔUΔI |确定。
3.误差来源(1)偶然误差:用图像法求E 和r 时作图不准确。
(2)系统误差:电压表分流。
(3)本实验中测量结果是:E 测<E 真,r 测<r 真。
命题点一 教材原型实验【例1】 (2020·山东卷,14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。
实验室提供的器材有: 干电池一节(电动势约1.5 V ,内阻小于1 Ω); 电压表V(量程3 V ,内阻约3 kΩ); 电流表A(量程0.6 A ,内阻约1 Ω); 滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω); 定值电阻R 1(阻值2 Ω); 定值电阻R 2(阻值5 Ω); 开关一个,导线若干。
实验十二用多用电表测量电学中的物理量一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造如图1所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
,图1)欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。
外部:接被测电阻R x。
全电路电阻R总=R g+R+r+R x。
2.工作原理闭合电路欧姆定律I=ER g+R+r+R x。
3.刻度的标定红、黑表笔短接(被测电阻R x=0)时,调节调零电阻R,使I=I g,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。
(1)当I=I g时,R x=0,在满偏电流I g处标为“0”。
(图甲)(2)当I=0时,R x→∞,在I=0处标为“∞”。
(图乙)(3)当I=I g2时,R x=R g+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,R x叫中值电阻。
二、多用电表1.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。
2.外形如图2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度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
图23.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。
三、二极管的单向导电性1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图3甲所示。
图32.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。
当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。
3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。
1.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。
实验十一用多用电表测量电学中的物理量1.下表是用多用电表进行测量的四次记录,a、b分别为测量时的指针位置.其中有的记录了量程(或倍率)但没有记录读数,有的记录了读数但没有记录量程(或倍率),请你填写表格中的各个空格.用多用电表测量直流电压、直流电流、电阻序号所测物理量量程或倍率指针读数1直流电压0~5 V a1.10 V2直流电流0~50 mA a11.0 mA3电阻×100a5.0×103Ω4电阻×100b 310~330 Ω都可以[解析] 用多用电表测直流电压且量程为0~5 V,应读中间一排刻度,由图可知,位置a的示数为1.10 V.用多用电表测直流电流,位置a的示数为11.0 mA,则量程应为0~50 mA.用多用电表测电阻时,应读最上排刻度,由图可知,位置a对应的示数为50 Ω,但结果为5.0×103Ω,则倍率应为×100.用多用电表测电阻时,应读最上排刻度,由图可知,位置b对应的示数为3.2 Ω,由于倍率为×100,则读数为320 Ω,由于误差,则310~330 Ω都可以.2.图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻,测量步骤如下:(1)调节 指针定位螺丝 ,使电表指针停在 电流 (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(2)将选择开关旋转到欧姆挡的 ×1 (选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置.(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节 欧姆调零旋钮 ,使电表指针对准 电阻 (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线.(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表指针读数如图乙所示,该电阻的阻值为 19.0 Ω.(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置.[解析] (1)使用多用电表欧姆挡前,先进行机械调零,应调节指针定位螺丝,使电表指针停在电流的“0”刻线上.(2)使用“×1”的倍率时,中值电阻为15 Ω,测量20 Ω的电阻时,指针能指在中间13~23区域,较为准确,故应将选择开关旋转到欧姆挡的“×1”位置.(3)欧姆调零时,应将两表笔短接,调节“欧姆调零旋钮”,使电表指针对准“电阻”的“0”刻线.(4)表盘的读数为19.0 Ω,使用“×1”的倍率,电阻的阻值为读数乘倍率,为19.0 Ω.3.多用电表欧姆挡内部电路可等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路.某同学准备测出电池的电动势E 、多用电表欧姆“×100”挡内部电路的总内阻r.(1)多用电表使用前表盘指针如图甲所示,则应该调整该多用电表的位置 A (选填“A ”“B ”或“C ”).(2)选择开关调到“×100”挡并已调零,且连接了部分电路,如图乙所示.则a 导线和 b (选填“b ”或“c ”)表笔连接.(3)正确连接电路后,调节滑动变阻器,测得多组多用电表的读数R 和电压表(电压表内阻为已知,记为R V )的读数U.该同学准备用这些数据作出图像,则选择下列 BD (填选项前的字母)关系作图比较合适.A .U -RB .1U -RC .U -1UD .UV U -R (4)该同学用该多用电表测量几个小灯泡的电阻,经正确操作,测得的阻值为4.0 Ω.则可能是下列灯泡中的 C (填选项前的字母).A .2.1 V 、0.7 AB .2 V 、1 AC .2.4 V 、0.6 AD .2.5 V 、0.3 A[解析] (1)多用电表使用前表盘指针未指到左侧零刻度,应调节指针定位螺丝A.(2)多用电表正极(红表笔)与内部电池的负极相连,负极(黑表笔)与内部电池的正极相连,为使电流从电压表正极流入,则a 导线应和b 表笔连接.(3)由闭合电路欧姆定律可得E =U U V ·R +U U V ·r ,整理得1U =1UU V ·R +U UU V、U V U =1U ·R +1U ·r ,故选择1U -R 或UV U -R 关系作图均比较合适,能得到一条倾斜直线,便于通过斜率、截距求解E ,r ,B 、D 正确. (4)由欧姆定律R =U U 可分别算出A 选项电阻为3 Ω,B 选项电阻为2 Ω,C 选项电阻为4 Ω,D 选项电阻约为8.3 Ω,C 正确.4.在练习使用多用电表的实验中:(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值R x ,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图甲所示.以下是接下来的测量过程:a.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上电阻的零刻度线,然后断开两表笔;b.旋转选择开关至交流电压最高挡(或“OFF”挡),并拔出两表笔;c.将选择开关旋到“×1”挡;d.将选择开关旋到“×100”挡;e.将选择开关旋到“×1 k”挡;f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值R x,断开两表笔.以上实验步骤中的正确顺序是dafb(填写步骤前的字母).(2)重新测量后,指针位于如图乙所示的位置,被测电阻的测量值为2.4×103Ω.(3)如图丙所示为多用电表欧姆挡表头,已知电流计的最大测量值为I g=100 μA,电池电动势为E=1.5 V,则该多用电表的内阻是15kΩ,表盘上30 μA刻度线对应的电阻值是35kΩ.(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y,采用如图丁所示的电路.电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出.闭合开关,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多的关系如图戊所示.不计此时多用电表的内阻,则R y=200Ω,电源用电表读数I,得到R-1U电压U=8V.[解析] (1)因为在“×10”挡时,指针偏转角度过小,即被测电阻较大,所以应选用较大倍率挡位测量,故先将选择开关旋到“×100”挡;后欧姆调零,即将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上电阻的零刻线,然后断开两表笔;再测量,将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值R x,断开两表笔;最后归位,即旋转选择开关至交流电压最高挡(或“OFF”挡),并拔出两表笔.所以正确操作顺序是dafb.(2)图乙中指针读数为24,由(1)可知,欧姆表倍率为×100,故被测电阻的测量值为24 Ω×100=2.4×103 Ω.(3)当电流计指针满偏时,多用电表显示外电阻为零,故该多用电表的内阻为r =U U g =1.5×104 Ω=15 kΩ;电流计电流I =30 μA 时,由闭合电路欧姆定律可得,表盘上30 μA 刻度线对应的电阻值为R =U U -r = 1.530×10-6 Ω-15 kΩ=35 kΩ.(4)根据图丁所示的电路图,由闭合电路欧姆定律可得R =U U -R y ,由图戊可得0=25U -R y ,400=75U -R y ,联立解得R y =200 Ω,U =8 V .。
第九章恒定电流
第9讲用多用电表测量电学中的物理量
一、实验目的
1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法.
2.会使用多用电表测电压、电流及电阻.
3.会使用多用电表探索黑箱中的电学元件.
二、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.
三、实验步骤
1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.
2.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度的零位置.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.测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择
开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.
5.测量定值电阻
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆表的旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的,即得测量结果;
(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
四、使用多用电表的注意事项
1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向.
2.区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是
表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋扭.
3.测电压时,多用电表应与被测元件;测电流时,多用电表应与被测元件.4.测量电阻时,每变换一次挡位都要重新进行调零.
5.由于欧姆表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率.
6.使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆.
7.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.
8.如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出.
五、欧姆表测电阻的误差分析
1.电池旧了电动势下降,会使电阻测量值偏大.
2.欧姆表挡位选择不当,导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常使表针指在
中央刻度附近,即表盘的1
3
~
2
3
范围内,误差较小.
【例题】某同学想测量一未知电阻的阻值x R,实验室备有下列器材∶
a.电流表G,量程为100 mA,内阻未知;
b.电阻箱R,阻值范围为0~999.9 Ω;
c.未知电阻x R;
d.干电池一节,电动势E=1.5V;
e.开关,红、黑表笔,导线若干。
(1)该同学利用上述器材成功地组装了一只简单的欧姆表,如图乙所示,将红、黑表笔短接进行调零,则在正确操作下,A为___(填“红”或“黑”)表笔。
(2)先将干电池、电流表、电阻箱和开关用导线串联,将电阻箱阻值调至最大后闭合开关,调节电阻箱,当它接入电路的阻值R1=28.0Ω时,此时电流表示数I=50.0 mA;再将此未知电阻串联接入电路,保持电阻箱的阻值不变,电流表指针指示位置如图甲所示,则该未知电阻的阻值x R=______Ω。
(结果保留两位有效数字)
(3))若该欧姆表使用一段时间后电池电动势不变,内阻变大,但仍能调零,则电阻的测量结果与原来相比_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
三、实验步骤: 2.左端 3.“+”“-” 5.(1)短接、调零(3)倍率
四、3.并联、串联 4.欧姆
【例题】(1)黑(2)7.5 (3)无影响。