7.6 实验（四）：练习使用多用电表

(共23张PPT)
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。
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。
学案6 实验(四)：练习使用多用电表
2.挡位
如图所示，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。
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。
(1)构造：如图所示，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。
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” 。
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左端的零位置。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200 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，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。
2.探索黑箱内的电学元件
判断目的 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱间正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大
五、注意事项
1.使用多用电表的禁忌
(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，测电流表需串联。
(3)忌搞反直流电流方向，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)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值。
(6)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。
(7)忌只看读数不乘倍率。
(8)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡，应置于“OFF”档或交流电压最高档。
2.用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量。
六、误差分析
1.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。
2.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。
3.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。
考点1 多用电表的原理
【例1】如图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 A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k ，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____色。按正确使用方法测量电阻Rx阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=______k 。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比较________ (填“变大”、“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=(1/2)Ig=150 A,Rx=5 k ;因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大。
红
5
变大
如图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R3A.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
A D
1
【解析】S与1连接时，电阻R1起分流作用，
S与2连接时，R1+R2起分流作用，所以，S
与1、2连接时，多用电表就成了电流表，由
于前者分流电阻小，所以前者量程较大；S
与3、4连接时，电流表与分压电阻串联，多
用电表就成了电压表，由于R3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 选择开关所处挡位 读数
a 直流电流100 mA mA
直流电压2.5 V V
b 电阻×100
320
0.57
23.0
考点2 多用电表的读数
【解析】直流电流100 mA挡读第二行“0～10”一排，最小分度值为2 mA，估读到1 mA就可以了；直流电压2.5 V挡读第二行“0～250”一排，最小分度值为0.05 V，估读到0.01 V就可以了；电阻×100挡读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。
2
右图为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)如果是用×10 挡测量电阻，
则读数为____ 。
(2)如果是用直流10 mA挡测量
电流，则读数为_____mA。
(3)如果是用直流5 V挡测量电
压，则读数为_____V。
60
7.20
3.60
【解析】(1)因为选的是×10 Ω挡，所以读数为6.0×10 Ω=60 Ω。
（2）因为用直流10 mA挡测电流，所以对应下面10 mA挡读数为7.2 mA(注意从直流刻度区读)。
（3）用直流5 V挡测时，电压为7.2/10×5 V=3.60 V。
【例3】如图所示，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。
【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，如图所示。
红表笔 A A B C C B
黑表笔 B C C B A A
阻值( ) 100 150 50 2k 2.1k 100
考点3 多用电表的应用
用多用电表探测黑箱内电学元件的基本思路
3
在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合开关后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：
(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，
则发生故障的是_____________(填“待
测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)。
(2)若电流表、电压表示数均为零，该同
学利用多用电表检查故障。先将选择
开关旋至________________挡(填“欧
姆×100” “直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将____
(填“红”或 “黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、
c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依
次是___、___、___。
待测金属丝
直流电压10 V
红
0
E
E
【解析】（1）电流表示数为零，说明该电路某处有断路；电压表示数为E，说明电压表与电源接通完好，故可判断待测金属丝发生断路。
（2）检查含有电源的工作电路，多用电表不能选择欧姆挡；直流电流挡量程太小（2.5 mA），且操作不方便（需串联在电路中），故选择直流电压10 V。若滑动变阻器在两表笔之外，多用电表的示数为零，若在两表笔之间，则多用电表与电源接通完好，则示数为电源电动势E。
1.一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_______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_____________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是________Ω。
【答案】×100 调零（或重新调零）2.2×１０３（或2.2 ｋ）
【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。
×100
调零（或重新调零）
2.2×１０３
2.某同学想通过一个多用表中的欧姆挡，直接去测量某电 压表（量程为10 V）的内阻（大约为几十千欧），该多用 表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，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1中___方式连接。
如图2所示，在实验中，某同学读出欧姆表的读数为_______Ω， 这时电压表的读数为______V，请你求出欧姆表电池的电动势为_______Ｖ。
图2
图1
×1 k
A
4.0×104
5.0
8.75
【答案】 ×1 k A 4.0×104 5.0 8.75
【解析】因为欧姆表电阻值的中间值为30，欧姆表指针指中央刻度附近时，读数误差小，所以欧姆表的选择开关应拨到×1 k挡；因为欧姆表的黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连，所以测量电路应该选A；由图中上图可知：欧姆表读数为40×1 kΩ=40 kΩ；由题中下图可知：电压表读数为U=5.0 V；根据闭合电路欧姆定律和串联电路特点：U/40=E/(40+30),E=8.75 V。
3.某同学对黑箱（图1)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:
图
1
（１）在图2中画出Ｕab≥０时，该元件的伏安特性曲线。（可用铅笔作图）
图2
(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3（１）电路中，并在该电路的c、d两输入端如图3（２）所示的方波电压信号Ｕcd，请在图3（２）乙中定性画出负载电阻ＲＬ上的电压信号Ｕef的波形。
图3
单向导电性
【答案】（１）如下图a （２）单向导电性 （３）如下图b
【解析】由题给数据及作出的Ｕab－Ｉ图象可知，当Ｕab＞0.8 V时，ab的导电性极好，当－１５ Ｖ＜Ｕab＜０时，Ｉ近似为零，说明该元件具有单向导电性；当c、d两端输入题图3(2)甲中方波电压时，第一段Ｕad＝１２ Ｖ，a、b间加正向电压，故ab的电阻较小，ＲL上电压有一正向电压；第二段Ｕad＝－１２ Ｖ，在a、b间加反向电压，其导电性很差，电流近似为零，故ＲＬ两端电压为零，如此反复。