第3节 科学测量：用多用电表测量电学量
(实验课—基于经典科学探究)
一、多用电表构造
二、实验原理
1．原理：依据闭合电路欧姆定律制成，它是由表头改装而成的。
2．内部构造：由表头、电源和可变电阻三部分组成。
如图所示，当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝，改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。当Rx＝r＋Rg＋R时，指针指向刻度盘正中央，这时Rx的电阻被称为中值电阻。
一、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。
(3)测量时，用红、黑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，如图所示。
(4)根据挡位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。
(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)，如图所示。
(5)根据挡位的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。
3．测量导体的电阻
(1)机械调零：使用前若指针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动机械调零旋钮，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，使指针指在右端电阻零刻度处。
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指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。
二、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)选择挡位时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。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。
三、误差分析
1．电池用旧后，电源电动势会减小，内阻会变大，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，使指针指在中值附近。
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。
[关键点反思]
1．多用电表上的“机械调零旋钮”与“欧姆调零旋钮”有什么区别？
2．若用多用电表测电阻时，发现指针偏角偏大，说明被测电阻是大电阻还是小电阻？如何调整倍率？
3．如图所示多用电表的选择开关没有“OFF”挡。两位同学用过这个多用电表以后，分别把选择开关放在图甲、乙所示的位置。你认为谁的习惯比较好？
考法(一) 多用电表测电阻的原理
[例1] 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。欧姆表内有电源，其简化电路如图所示。设电源的电动势为E、内阻为r，电流表的电阻为Rg，可调电阻为R1，电流表的满偏电流为Ig。
(1)测量前需将红、黑表笔短接(相当于被测电阻为0)，调节可调电阻R1使电流表满偏，根据闭合电路欧姆定律，电流表的满偏电流Ig＝______(用题目中给出的物理量表示)。
(2)此后，在红、黑表笔之间接入待测电阻Rx，电流表指针指在Ix处，由闭合电路欧姆定律可得Rx＝________(用题目中给出的物理量表示)。
(3)若电流表的满偏电流Ig＝200 mA，电源电动势E＝3 V，请把电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中。
电流刻度(mA) 0 50 100 150 200
电阻刻度(Ω) ∞ _____ 15 5 0
(4)现测量一个大约为180 Ω的电阻，需要选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1”、“×10”、“×100”)位置。
考法(二) 多用电表的读数
[例2] 用如图甲所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T，请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。
(2)将K旋转到欧姆挡“×100”的位置。
(3)将插入“＋”“－”插孔的两表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。
(4)将两表笔与待测电阻两端相接，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，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到欧姆挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适的部件，对电表进行校准
(5)如图乙所示为一多用电表表盘。
①如果用直流10 V挡测量电压，则读数为________V；
②如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。
(1)多用电表读数时，一定要找到与所测量相对应的刻度，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5 mA量程的电流时可利用“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”。
考法(三) 用多用电表探索黑箱内的元件
[例3] 把一只定值电阻和一只半导体二极管串联装在盒子里，盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图所示，现用多用电表欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框内画出盒内元件的符号和电路。
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 同A、C间电阻 很大 很小 很大 接近A、C间电阻
1．(2024·广东1月学考)多用电表表盘指针如图所示，下列读数正确的是( )
A．若选用100 mA电流挡，示数为11 mA
B．若选用10 V直流电压挡，示数为2.2 V
C．若选用“×10”欧姆挡，示数为190 Ω
D．若选用“×100”欧姆挡，示数为1 905 Ω
2．小红用实验室提供的刻度尺、螺旋测微器和多用电表测量某电阻丝的电阻，电阻丝的电阻约为200 Ω。
(1)用刻度尺反复多次测量电阻丝长度，取平均值l；
(2)用螺旋测微器在电阻丝的不同位置测量直径3次，取平均值d；图1是在某位同学测量时螺旋测微器的示数，该位置电阻丝直径为________ mm。
(3)用多用电表测电阻R，补全下列操作步骤且正确排序为______(填写各步骤前的字母)
A．将选择开关旋至“OFF”挡并拔出表笔
B．调整机械调零旋钮，使指针指向电流零刻度
C．将两支表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准欧姆零点
D．测量电阻丝的电阻R，示数如图2所示，R＝________ Ω
E．将选择开关旋至“Ω”挡的______(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)挡
(4)实验测得该电阻丝的电阻率ρ＝________(用测得物理量的符号表示)。
3．“色环电阻”是在电阻表面涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。其中四环电阻第1条色环代表十位数，第2条色环代表个位数，第3条色环代表倍率，第4条色环代表误差，色别对应的数值规格如下表所示。例如，图甲的色环电阻第1、2、3环颜色分别为绿、蓝、棕，表示该电阻的阻值为56×101 Ω。
色别 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白
数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
某同学用多用电表试测一掉色的色环电阻的阻值。
(1)先把选择开关旋至欧姆挡“×1 k”，再将两支表笔________，调节欧姆调零旋钮，使多用电表的指针指向欧姆挡的零刻度线。
(2)将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太大，如图乙中b所示；
(3)将倍率更换至________(选填“×100”“×10”“×1”)挡，重新调零后，再次测量，指针偏转如图乙中a所示；
(4)可以推断，该色环电阻第3条环颜色应为________色。
4．(2024·新课标卷)学生实验小组要测量量程为3 V 的电压表V的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表V1(量程5 V，内阻约3 kΩ)，定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，开关S，导线若干。
完成下列填空：
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)；
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，电阻表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡________(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置，重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为________kΩ(结果保留1位小数)；
(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端；
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝______(用U1、U和R0表示)；
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝______kΩ(结果保留3位有效数字)。
第3节 科学测量：用多用电表测量电学量
2
1．提示：“机械调零旋钮”是用螺丝刀调整，使指针指在电流零刻度处；“欧姆调零旋钮”是红黑表笔短接后，用手旋转，使指针指在电阻零刻度处。
2．提示：若用多用电表测电阻时，发现指针偏角偏大，说明电流偏大，被测电阻为小电阻。应换更小的倍率。
3．提示：甲的习惯好，因为实验完毕，应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡，这样可以保护电表。
3
[例1] 解析：(1)欧姆调零时，两表笔短接，电流表满偏，则根据闭合电路欧姆定律，可以写出此时电路的电流的大小Ig＝。
(2)接入待测电阻后，同样根据闭合电路欧姆定律有
Ix＝，解得Rx＝－。
(3)两表笔直接相连欧姆调零时，由闭合电路欧姆定律有E＝IgR内，解得R内＝15 Ω
两表笔之间接有未知电阻Rx′时，电流表示数为Ix′＝50 mA
由闭合电路欧姆定律得E＝Ix′(R内＋Rx′)，解得Rx′＝45 Ω。
(4)指针指在表盘的中央刻度线附近时，读数较准确，由于待测电阻大约为180 Ω，而表盘中央刻度为15，所以要使指针指在中央刻度线附近，则倍率应选择“×10”。
答案：(1) (2)－ (3)45 (4)×10
[例2] 解析：(1)电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线。
(3)将插入“＋”“－”插孔的两表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线。
(4)将两表笔与待测电阻两端相接，发现指针偏角过小，则电阻阻值较大，说明所选挡位太小，为了得到比较准确的测量结果，应换用大倍率挡进行测量，将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置，然后将两表笔短接，旋动合适的部件，使指针指在电阻零刻度处，再将两表笔的金属部分与被测电阻的两根引线相接，因此合理的实验步骤顺序是ADC。
(5)如果是用直流10 V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，读数为6.6 V(或6.7 V)，如果用“×100”挡测电阻，则读数为8×100 Ω＝800 Ω。
答案：(1)S (3)T 0刻线 (4)ADC
(5)①6.6(或6.7) ②800
[例3] 解析：由于A、C间与C、A间电阻相同，所以A、C间只有定值电阻，没有二极管。C、B与B、C间电阻一个很大，另一个很小，说明C、B间有二极管，且正极与C连接。A、B间电阻很大，B、A间电阻接近A、C间电阻，说明A、B间是电阻与二极管串联，电路连接情况如图所示。
答案：见解析图
4
1．选C 若选用100 mA电流挡，示数为44 mA，故A错误；若选用10 V直流电压挡，示数为4.4 V，故B错误；若选用“×10”欧姆挡，示数为R1＝19×10 Ω＝190 Ω，故C正确；若选用“×100”欧姆挡，示数为R2＝19×100 Ω＝1 900 Ω，故D错误。
2．解析：(2)螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由题图1可知电阻丝直径为d＝0.5 mm＋30.8×0.01 mm＝0.808 mm。
(3)用多用电表测电阻R，应先进行机械调零，即调整机械调零旋钮，使指针指向电流零刻度；选择恰当欧姆倍率挡位，然后进行欧姆调零；接着测量待测电阻，进行读数；测量完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡并拔出表笔；故正确的操作步骤排序是：BECDA。因为电阻丝的电阻约为200 Ω，则将选择开关旋至“Ω”挡的×10挡；测量电阻丝的电阻R，示数如题图2所示，则电阻为R＝19×10 Ω＝190 Ω。
(4)根据电阻定律可得R＝ρ，又S＝
联立可得该电阻丝的电阻率为ρ＝。
答案：(2)0.808(0.807～0.809均可)
(3)BECDA 190 ×10 (4)
3．解析：(1)先把选择开关旋至欧姆挡“×1 k”，再将两支表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使多用电表的指针指向欧姆挡的零刻度线。
(3)将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太大，说明待测电阻阻值相对“×1 k”倍率较小，由题图乙可知应将倍率更换至“×100”挡，重新调零后，再次测量。
(4)由题图乙中a指针所示位置，可知待测电阻阻值为R＝16×100 Ω＝16×102 Ω
对应表格数据可知，该色环电阻第3条环颜色应为红色。
答案：(1)短接 (3)×100 (4)红
4．解析：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接；然后调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。故操作顺序为C、A、B。
根据多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
读数时电阻表的指针位置如题图(a)中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小，即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡倍率较大处，而根据题图(a)中数据可知选择“×1 k”倍率又过大，故应选择电阻挡“×100”的位置。
重新调节后，测量得到指针位置如题图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为R＝16.0×100 Ω＝1.6 kΩ。
(2)题图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器R1；
为保护电路，则测量电路部分的电压应从零开始调节，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3)由题图(b)可知，待测电压表与定值电阻R0串联，则通过待测电压表的电流大小与通过定值电阻的电流大小相同，为I＝
根据欧姆定律得待测电压表的内阻为RV＝＝。
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，代入待测电压表的内阻表达式，得RV＝＝ Ω≈1 566 Ω≈1.57 kΩ。
答案：(1)CAB 负极、正极 ×100 1.6
(2)R1 a (3) (4)1.57
1 / 8(共57张PPT)
科学测量:用多用电表测量电学量
(实验课——基于经典科学探究)
第 3 节
1
实验准备——原理、器材和装置
2
实验操作——过程、细节和反思
3
实验考法——基础、变通和创新
CONTENTS
目录
4
训练评价——巩固、迁移和发展
实验准备——原理、器材和装置
1
一、多用电表构造
二、实验原理
1.原理:依据闭合电路欧姆定律制成,它是由表头改装而成的。
2.内部构造:由表头、电源和可变电阻三部分组成。
如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表
头的电流I=,改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都
对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值就
可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。当Rx=r+Rg+R时,指针指向刻度盘正中央,这时Rx的电阻被称为中值电阻。
实验操作——过程、细节和反思
2
一、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。
(3)测量时,用红、黑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,
如图所示。
(4)根据挡位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。
(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),如图所示。
(5)根据挡位的量程以及指针所指的刻度值,读出电流表的示数。
3.测量导体的电阻
(1)机械调零:使用前若指针没有停在左端“0”刻度位置,要用螺丝刀转动机械调零旋钮,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,使指针指在右端电阻零刻度处。
(4)测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指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。
二、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)选择挡位时,应使指针尽可能指在中央刻度线附近。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。
三、误差分析
1.电池用旧后,电源电动势会减小,内阻会变大,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,使指针指在中值附近。
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。
1.多用电表上的“机械调零旋钮”与“欧姆调零旋钮”有什么区别
提示:“机械调零旋钮”是用螺丝刀调整,使指针指在电流零刻度处;“欧姆调零旋钮”是红黑表笔短接后,用手旋转,使指针指在电阻零刻度处。
2.若用多用电表测电阻时,发现指针偏角偏大,说明被测电阻是大电阻还是小电阻 如何调整倍率
提示:若用多用电表测电阻时,发现指针偏角偏大,说明电流偏大,被测电阻为小电阻。应换更小的倍率。
关键点反思
3.如图所示多用电表的选择开关没有“OFF”挡。两位同学用过这个多用电表以后,分别把选择开关放在图甲、乙所示的位置。你认为谁的习惯比较好
提示:甲的习惯好,因为实验完毕,应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡,这样可以保护电表。
实验考法——基础、变通和创新
3
[例1] 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。欧姆表内有电源,其简化电路如图所示。设电源的电动势为E、内阻为r,电流表的电阻为Rg,可调电阻为R1,电流表的满偏电流为Ig。
考法(一) 多用电表测电阻的原理
(1)测量前需将红、黑表笔短接(相当于被测电阻为0),调节可调电阻R1使电流表满偏,根据闭合电路欧姆定律,电流表的满偏电流Ig= (用题目中给出的物理量表示)。
[解析] 欧姆调零时,两表笔短接,电流表满偏,则根据闭合电路欧姆定律,可以写出此时电路的电流的大小Ig=。
(2)此后,在红、黑表笔之间接入待测电阻Rx,电流表指针指在Ix处,由闭合电路欧姆定律可得Rx= (用题目中给出的物理量表示)。
[解析] 接入待测电阻后,同样根据闭合电路欧姆定律有Ix=,
解得Rx=-。
-
(3)若电流表的满偏电流Ig=200 mA,电源电动势E=3 V,请把电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中。
电流刻度(mA) 0 50 100 150 200
电阻刻度(Ω) ∞ —— 15 5 0
45
[解析] 两表笔直接相连欧姆调零时,由闭合电路欧姆定律有E=IgR内,解得R内=15 Ω
两表笔之间接有未知电阻Rx'时,电流表示数为Ix'=50 mA
由闭合电路欧姆定律得E=Ix'(R内+Rx')
解得Rx'=45 Ω。
(4)现测量一个大约为180 Ω的电阻,需要选择开关旋转到欧姆挡______(选填“×1”、“×10”、“×100”)位置。
[解析] 指针指在表盘的中央刻度线附近时,读数较准确,由于待测电阻大约为180 Ω,而表盘中央刻度为15,所以要使指针指在中央刻度线附近,则倍率应选择“×10”。
×10
[例2] 用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T,请根据下列步骤完成电阻测量。
考法(二) 多用电表的读数
(1)旋动部件 ,使指针对准电流的“0”刻线。
[解析] 电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零,使指针对准电流的0刻线。
(2)将K旋转到欧姆挡“×100”的位置。
S
(3)将插入“+”“-”插孔的两表笔短接,旋动部件 ,使指针对准电阻的 (选填“0刻线”或“∞刻线”)。
[解析] 将插入“+”“-”插孔的两表笔短接,旋动欧姆调零旋钮T,使指针对准电阻的0刻线。
T
0刻线
(4)将两表笔与待测电阻两端相接,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,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置
B.将K旋转到欧姆挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适的部件,对电表进行校准
ADC
[解析] 将两表笔与待测电阻两端相接,发现指针偏角过小,则电阻阻值较大,说明所选挡位太小,为了得到比较准确的测量结果,应换用大倍率挡进行测量,将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适的部件,使指针指在电阻零刻度处,再将两表笔的金属部分与被测电阻的两根引线相接,因此合理的实验步骤顺序是ADC。
(5)如图乙所示为一多用电表表盘。
①如果用直流10 V挡测量电压,则读数为 V;
②如果用“×100”挡测电阻,则读数为 Ω。
6.6(或6.7)
800
[解析] 如果是用直流10 V挡测量电压,由图示表盘可知,其分度值为0.2 V,读数为6.6 V(或6.7 V),如果用“×100”挡测电阻,则读数为8×100 Ω=800 Ω。
[微点拨]
(1)多用电表读数时,一定要找到与所测量相对应的刻度,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5 mA量程的电流时可利用“50”的刻度线,只是“50”相当于“5 mA”。
[例3] 把一只定值电阻和一只半导体二极管串联装在盒子里,盒子外面只露出三个接线柱A、B、C,如图所示,现用多用电表欧姆挡进行测量,测量的阻值如下表所示,试在虚线框内画出盒内元件的符号和电路。
考法(三) 用多用电表探索黑箱内的元件
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 同A、C间电阻 很大 很小 很大 接近A、C间电阻
[解析] 由于A、C间与C、A间电阻相同,所以A、C间只有定值电阻,没有二极管。C、B与B、C间电阻一个很大,另一个很小,说明C、B间有二极管,且正极与C连接。A、B间电阻很大,B、A间电阻接近A、C间电阻,说明A、B间是电阻与二极管串联,电路连接情况如图所示。
训练评价——巩固、迁移和发展
4
1.(2024·广东1月学考)多用电表表盘指针如图所示,下列读数正确的是 ( )
A.若选用100 mA电流挡,示数为11 mA
B.若选用10 V直流电压挡,示数为2.2 V
C.若选用“×10”欧姆挡,示数为190 Ω
D.若选用“×100”欧姆挡,示数为1 905 Ω
√
解析:若选用100 mA电流挡,示数为44 mA,故A错误;若选用10 V直流电压挡,示数为4.4 V,故B错误;若选用“×10”欧姆挡,示数为R1=19×10 Ω
=190 Ω,故C正确;若选用“×100”欧姆挡,示数为R2=19×100 Ω=1 900 Ω,故D错误。
2.小红用实验室提供的刻度尺、螺旋测微器和多用电表测量某电阻丝的电阻,电阻丝的电阻约为200 Ω。
(1)用刻度尺反复多次测量电阻丝长度,取平均值l;
(2)用螺旋测微器在电阻丝的不同位置测量直径3次,取平均值d;图1是在某位同学测量时螺旋测微器的示数,该位置电阻丝直径为____________
__________ mm。
0.808(0.807~
0.809均可)
解析:螺旋测微器的精确值为0.01 mm,由题图1可知电阻丝直径为d=0.5 mm+30.8×0.01 mm=0.808 mm。
(3)用多用电表测电阻R,补全下列操作步骤且正确排序为 (填写各步骤前的字母)
A.将选择开关旋至“OFF”挡并拔出表笔
B.调整机械调零旋钮,使指针指向电流零刻度
C.将两支表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准欧姆零点
D.测量电阻丝的电阻R,示数如图2所示,R= Ω
E.将选择开关旋至“Ω”挡的 (填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)挡
BECDA
190
×10
解析:用多用电表测电阻R,应先进行机械调零,即调整机械调零旋钮,使指针指向电流零刻度;选择恰当欧姆倍率挡位,然后进行欧姆调零;接着测量待测电阻,进行读数;测量完毕后,应将选择开关旋至“OFF”挡并拔出表笔;故正确的操作步骤排序是:BECDA。因为电阻丝的电阻约为200 Ω,则将选择开关旋至“Ω”挡的×10挡;测量电阻丝的电阻R,示数如题图2所示,则电阻为R=19×10 Ω=190 Ω。
(4)实验测得该电阻丝的电阻率ρ= (用测得物理量的符号表示)。
解析:根据电阻定律可得R=ρ,又S=
联立可得该电阻丝的电阻率为ρ=。
3.“色环电阻”是在电阻表面涂上一定颜色的色环,来代表这个电阻的阻值。其中四环电阻第1条色环代表十位数,第2条色环代表个位数,第3条色环代表倍率,第4条色环代表误差,色别对应的数值规格如下表所示。例如,图甲的色环电阻第1、2、3环颜色分别为绿、蓝、棕,表示该电阻的阻值为56×101 Ω。
色别 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白
数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
某同学用多用电表试测一掉色的色环电阻的阻值。
(1)先把选择开关旋至欧姆挡“×1 k”,再将两支表笔 ,调节欧姆调零旋钮,使多用电表的指针指向欧姆挡的零刻度线。
解析:先把选择开关旋至欧姆挡“×1 k”,再将两支表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使多用电表的指针指向欧姆挡的零刻度线。
短接
(2)将表笔搭在待测电阻两端,发现指针偏转太大,如图乙中b所示;
(3)将倍率更换至 (选填“×100”“×10”“×1”)挡,重新调零后,再次测量,指针偏转如图乙中a所示;
解析:将表笔搭在待测电阻两端,发现指针偏转太大,说明待测电阻阻值相对“×1 k”倍率较小,由题图乙可知应将倍率更换至“×100”挡,重新调零后,再次测量。
×100
(4)可以推断,该色环电阻第3条环颜色应为 色。
解析:由题图乙中a指针所示位置,可知待测电阻阻值为R=16×100 Ω=
16×102 Ω
对应表格数据可知,该色环电阻第3条环颜色应为红色。
红
4.(2024·新课标卷)学生实验小组要测量量程为3 V 的电压表V的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5 V),电压表V1(量程5 V,内阻约3 kΩ),定值电阻R0(阻值为800 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置
CAB
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 (填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,电阻表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到电阻挡 (填“×1”“×100”或“×1 k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为 kΩ(结果保留1位小数);
负极、正极
×100
1.6
解析:利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接;然后调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。故操作顺序为C、A、B。
根据多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
读数时电阻表的指针位置如题图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小,即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到电阻挡倍率较大处,而根据题图(a)中数据可知选择“×1 k”倍率又过大,故应选择电阻挡“×100”的位置。
重新调节后,测量得到指针位置如题图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为R=16.0×100 Ω=1.6 kΩ。
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;
解析:题图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器R1;
为保护电路,则测量电路部分的电压应从零开始调节,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。
R1
a
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1、待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV= (用U1、U和R0表示);
解析:由题图(b)可知,待测电压表与定值电阻R0串联,则通过待测电压表的电流大小与通过定值电阻的电流大小相同,为I=,根据欧姆定律得待测电压表的内阻为RV==。
(4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,则待测电压表内阻RV=______kΩ
(结果保留3位有效数字)。
解析:测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,代入待测电压表的内阻表达式,得RV== Ω≈1 566 Ω≈1.57 kΩ。
1.57
