實(shí)驗(yàn)十一　練習(xí)使用多用電表

實(shí)驗(yàn)十一練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)解讀·核心突破分類(lèi)研析·拓展提升實(shí)驗(yàn)解讀·核心突破●注意事項(xiàng)1.多用電表使用注意事項(xiàng)(1)使用前要機(jī)械調(diào)零.(2)兩表筆在使用時(shí),電流總是“紅入”“黑出”.(3)測(cè)電阻時(shí)①指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋.②只要換擋必須重新歐姆調(diào)零.③示數(shù)要乘以倍率.(4)使用完畢,選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池.2.電路故障檢測(cè)注意事項(xiàng)(1)將多用電表?yè)艿街绷麟妷簱?在電源完好時(shí),將紅、黑表筆與外電路的某部分電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì),則說(shuō)明該部分電路中有斷點(diǎn).(2)將多用電表?yè)艿街绷麟娏鲹?在電源完好時(shí),將紅、黑表筆串聯(lián)接入外電路某兩點(diǎn)間,若有示數(shù)說(shuō)明原兩點(diǎn)間斷路;若無(wú)示數(shù)說(shuō)明該兩點(diǎn)外其他部分有斷路.●誤差分析1.偶然誤差(1)估讀時(shí)易帶來(lái)誤差.(2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使誤差增大.2.系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后,電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小,內(nèi)阻會(huì)變大,致使電阻測(cè)量值偏大,要及時(shí)更換電池.(2)測(cè)電流、電壓時(shí),由于電表內(nèi)阻的影響,測(cè)得的電流、電壓值均小于真實(shí)值.常規(guī)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型一[例1]

(2019·四川南充高三適考)如圖(甲)為一個(gè)多用電表的表盤(pán),圖中S,K,T為三個(gè)可調(diào)節(jié)部件,該多用電表用作歐姆表的原理如圖(乙).分類(lèi)研析·拓展提升(1)現(xiàn)用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為十幾歐的定值電阻,主要操作步驟如下:①調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)部件

,使電表指針停在表盤(pán)左側(cè)零位置;

②調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)部件

,選擇“×1”擋位置;

③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,筆尖相互接觸,調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)部件

,使表筆指針指向右側(cè)零位置;

④將紅、黑表筆的筆尖分別接觸電阻的兩端,由表頭指針示數(shù)則得電阻值.解析:(1)①多用電表的使用首先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零:調(diào)節(jié)可調(diào)部件S,使電表指針停在表盤(pán)左邊的零刻度位置.②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K選擇合適的倍率:因電阻約為十幾歐,為使指針指在中央刻度附近,則選擇歐姆“×1”擋位.③歐姆表選好擋后進(jìn)行歐姆調(diào)零,即短接兩紅、黑表筆,調(diào)節(jié)T,使電表指針指向右邊的零刻度位置.答案:(1)①S②K③T(2)選擇歐姆表的“×1k”擋,兩表筆筆尖相互接觸且調(diào)零時(shí),圖(乙)中電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E,r,表頭G的內(nèi)阻為Rg,滑動(dòng)變阻器的阻值為R,則表頭G的滿(mǎn)偏電流Ig=

(用題給符號(hào)表示);再把表筆的筆尖和某電阻接觸,歐姆表的示數(shù)如圖(丙),若電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,則通過(guò)表頭G的電流I=

mA.

[例2]

(2019·山東聊城模擬)圖(甲)是某實(shí)驗(yàn)小組在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中的電路圖.使用的器材有:A.多用電表B.電壓表:量程5V,內(nèi)阻十幾千歐C.滑動(dòng)變阻器:最大阻值5kΩD.導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下操作:(1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“×1k”擋,再將紅表筆和黑表筆

,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”使指針指到“0Ω”.

(2)將圖(甲)中多用電表的紅表筆和

(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端.

(3)多用電表的示數(shù)如圖(乙)所示,讀數(shù)為

Ω.

解析:(1)歐姆表使用前一定要進(jìn)行歐姆調(diào)零,即紅、黑表筆直接接觸(短接)后,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指到0歐姆.(2)多用電表使用時(shí),電流應(yīng)從紅表筆流入、從黑表筆流出電表;則圖(甲)中電流從電壓表正接線柱流入,故紅表筆接觸1.(3)歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率=15×1kΩ=15kΩ=1.5×104Ω.答案:(1)直接接觸(短接)

(2)1

(3)1.5×104(4)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為一個(gè)電池,一個(gè)滿(mǎn)偏電流Ig=0.6mA的電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)而成的電路,如圖(丙)所示.實(shí)驗(yàn)中一同學(xué)先調(diào)節(jié)圖(甲)中滑動(dòng)變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零,用歐姆擋正確測(cè)量時(shí),多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V.根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為

V.

答案:(4)9(5)該歐姆表用久后,電池因老化造成其電動(dòng)勢(shì)減小、內(nèi)阻增大但該歐姆表仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零,則用其測(cè)得的電阻值

(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值.

解析:(5)當(dāng)歐姆表中的電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律知,相同的待測(cè)電阻通過(guò)多用電表的電流減小,指針偏轉(zhuǎn)角度減小,指針指示的讀數(shù)變大,則測(cè)量值將變大.答案:(5)大于1.(2019·廣東深圳模擬)如圖1所示,是多用電表歐姆擋內(nèi)部的部分原理圖,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻r=1Ω,小量程電流表(表頭)滿(mǎn)偏電流Ig=10mA、內(nèi)阻rg=90Ω.表盤(pán)如圖2所示,歐姆表表盤(pán)中值刻度為“15”.題組訓(xùn)練(1)多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至“Ω”區(qū)域的某擋位時(shí),將多用電表的紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零,調(diào)零后多用電表的總內(nèi)阻為

Ω.某電阻接入紅、黑表筆間,表盤(pán)如圖2所示,則該電阻的阻值為

Ω.

答案:(1)150

60(2)若將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×1”,則需要將表頭

(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一阻值為

Ω的電阻,再進(jìn)行歐姆調(diào)零.

(3)多用電表長(zhǎng)時(shí)間使用后,電源內(nèi)阻變大,電動(dòng)勢(shì)變小,此因素會(huì)造成被測(cè)電阻的測(cè)量值比真實(shí)值

(選填“偏大”“不變”或“偏小”).

答案:(2)并聯(lián)10

(3)偏大解析:(2)若將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×1”,則中值電阻為15Ω,把電流表量程擴(kuò)大至100mA,需要將表頭并聯(lián)一阻值為10Ω的電阻,再進(jìn)行歐姆調(diào)零.(3)多用電表長(zhǎng)時(shí)間使用后,電源內(nèi)阻變大,電動(dòng)勢(shì)變小,測(cè)量同樣的電阻,多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度減小,所指歐姆刻度盤(pán)上數(shù)值較大,會(huì)造成被測(cè)電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大.2.在物理課外活動(dòng)中,某同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的多用電表,圖(甲)為電表的電路圖.已知選用的表頭內(nèi)阻Rg=10Ω,滿(mǎn)偏電流Ig=10mA,當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí)量程為250V的電壓表.該多用電表表盤(pán)如圖(乙)所示,下排刻度均勻,C為上排刻度線的中間刻度,由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)沒(méi)有標(biāo)出.解析:(1)選擇開(kāi)關(guān)接“1”時(shí)測(cè)電流,量程為10mA,而表盤(pán)分度值為0.2mA,其示數(shù)為6.8mA;選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí)測(cè)電壓,量程為250V,而表盤(pán)分度值為5V,其示數(shù)為170V.答案:(1)6.8mA

170V(1)若指針指在圖(乙)所示位置,選擇開(kāi)關(guān)接“1”時(shí)其讀數(shù)為

;選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí)其讀數(shù)為

.解析:(2)①選擇開(kāi)關(guān)接“2”:多用電表改為歐姆表,紅、黑表筆應(yīng)短接,調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針偏滿(mǎn).(2)為了測(cè)該多用電表電阻擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì),該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):①將選擇開(kāi)關(guān)接“2”,紅、黑表筆

,調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿(mǎn)偏.

②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處,此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖(丙)所示,則C處刻度應(yīng)為

Ω.

答案:(2)①短接②150②由圖(丙)可知,電阻箱示數(shù)為0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω,此時(shí)電表內(nèi)阻與電阻箱相等,即C處刻度為150Ω.③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)為

V.(保留兩位有效數(shù)字)

④歐姆調(diào)零后,將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連,若指針指在圖(乙)所示位置,則待測(cè)電阻的阻值為

Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

解析:③當(dāng)電表指針指在C處時(shí),電表示數(shù)為5mA,此時(shí)總電阻為電表內(nèi)電阻的2倍,而電表內(nèi)阻為R=150Ω,則電源電動(dòng)勢(shì)E=IR總=0.005×300V=1.5V.答案:③1.5④71[例3](2019·全國(guó)Ⅲ卷,23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤(pán)的50μA刻度.可選用的器材還有:定值電阻R0(阻值14kΩ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1500Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500Ω),電阻箱(0～99999.9Ω),干電池(E=1.5V,r=1.5Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類(lèi)型二(1)歐姆表設(shè)計(jì)將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表.歐姆表改裝好后,滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為

Ω;滑動(dòng)變阻器選

(填“R1”或“R2”).

答案:(1)如圖所示900R1(2)刻度歐姆表表盤(pán)通過(guò)計(jì)算,對(duì)整個(gè)表盤(pán)進(jìn)行電阻刻度,如圖(b)所示.表盤(pán)上a,b處的電流刻度分別為25和75,則a,b處的電阻刻度分別為

、

.

答案:(2)45

5

(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指針指向

kΩ處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量.若校準(zhǔn)某刻度時(shí),電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示,則電阻箱接入的阻值為

Ω.

解析:(3)紅黑表筆短接的目的是進(jìn)行歐姆調(diào)零,即使歐姆表指針指向0kΩ處;圖(c)中×10k的旋鈕指向3,×1k的旋鈕指向5,其余旋鈕都指向0處,故讀數(shù)為35000.0Ω.答案:(3)0

35000.0[例4]

(2017·全國(guó)Ⅲ卷,23)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1,R2,R3,R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿(mǎn)偏電流為250μA,內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆×100Ω擋.(1)圖(a)中的A端與

(填“紅”或“黑”)色表筆相連接.

解析:(1)黑表筆接歐姆表內(nèi)電源的正極,故A端與黑色表筆相連接.答案:(1)黑(2)關(guān)于R6的使用,下列說(shuō)法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置解析:(2)R6與電源串聯(lián),作為歐姆表的歐姆調(diào)零電阻,選項(xiàng)B正確.答案:(2)B(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=

Ω,R4=

Ω.

答案:(3)160880(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為

;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為

;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為

.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

解析:(4)當(dāng)B端接1時(shí)為2.5mA,電流擋電表讀數(shù)為1.47mA,當(dāng)B端接3時(shí)為歐姆擋,讀數(shù)為11.0×102Ω,當(dāng)B端接5時(shí)為5V直流電壓擋,讀數(shù)為2.95V.答案:(4)1.47mA11.0×102Ω2.95V1.(2019·上海靜安區(qū)期末)二極管具有單向?qū)щ娦?其正向電阻很小,反向電阻很大,現(xiàn)有一個(gè)二極管其正極記為A、負(fù)極記為B.某同學(xué)研究二極管正、反向電阻的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程如下:(1)先用多用電表的歐姆擋測(cè)量其電阻,其正向電阻約為10Ω,反向電阻約為50kΩ,則在測(cè)量二極管的正向電阻時(shí),電表的紅表筆應(yīng)接

(選填“A”或“B”).

題組訓(xùn)練解析:(1)多用電表測(cè)電阻時(shí)紅表筆接表內(nèi)電池的負(fù)極,所以測(cè)二極管的正向電阻時(shí)應(yīng)與二極管的負(fù)極相連,即與B相連.答案:(1)B(2)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路用伏安法進(jìn)一步測(cè)量該二極管正反向電壓均為2V時(shí)的電阻值,二極管接在1,2之間,電壓表的內(nèi)阻約為40kΩ,選用多用電表的直流電流擋作為電流表接在3,4之間.該多用電表的直流電流有三個(gè)量程,量程和對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻分別為:①50μA,內(nèi)阻約為100Ω;②50mA,內(nèi)阻約為50Ω;③250mA,內(nèi)阻約為10Ω.則在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,多用電表的紅表筆應(yīng)與接線柱

(選填“3”或“4”)相連;測(cè)二極管的反向電阻時(shí)電流表的量程應(yīng)選用

(選填“①”“②”或“③”),單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2應(yīng)撥向接點(diǎn)

(選填“5”或“6”).

答案:(2)3①62.(2019·湖南衡陽(yáng)模擬)指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在使用多用電表測(cè)量時(shí),若選擇開(kāi)關(guān)扳至“25V”擋,指針的位置如圖(a)所示,則測(cè)量結(jié)果為

V.

解析:(1)選擇開(kāi)關(guān)置于“25V”擋時(shí),選擇表盤(pán)中間一排刻度的“250”量程進(jìn)行讀數(shù),分度值為0.5V,對(duì)應(yīng)刻度示數(shù)為11.5V.答案:(1)11.5(2)多用電表測(cè)量未知電阻阻值的電路如圖(b)所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,R0為調(diào)零電阻.某學(xué)習(xí)小組將待測(cè)電阻用電阻箱代替,依次改變阻值,用多用電表測(cè)對(duì)應(yīng)