實驗十四用多用電表測量電學中的物理量1.多用電表測電壓、電流和電阻多用電表的認識和原理圖1.認識多用電表(1)上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部分為選擇開關,它的四周刻有多種測量項目和量程。(2)其他:電阻表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。2.原理圖用多用電表測電壓、電流和電阻使用前應該調(diào)整指針定位螺絲,使指針指到零刻度。1.測電壓和電流按如圖甲所示的電路圖連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓。紅表筆接電勢高的點。按如圖乙所示的電路圖連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。此時電流從紅色表筆流入電表。2.測電阻(1)根據(jù)被測電阻的估計阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在電阻表的“0”刻度,若不指在電阻表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在電阻表的“0”刻度處。(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù)。(3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率,即得測量結果。(4)測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。注意事項(1)紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應為“紅入”“黑出”。(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。(3)電阻表讀數(shù)時注意乘以相應擋位的倍率。(4)使用多用電表時,手不能接觸表筆的金屬桿。(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表。(6)測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零。2.多用電表電阻擋工作原理(1)原理及特點電路圖I與Rx的對應關系相當于待測電阻Rx=0,調(diào)節(jié)R使I=Ig=ERg+r+R,此時指針指在Ig處(RΩ=R相當于待測電阻Rx=∞,此時I=0,指針不偏轉(zhuǎn)待測電阻為Rx,則I=ERΩ+Rx,指針指到某確定位置,此時有Rx=刻度特點表頭電流滿偏Ig處,對應電阻表零刻度(最右側(cè))表頭電流I=0處,對應電阻表∞刻度(最左側(cè))表頭電流I與電阻Rx一一對應,但不是線性關系,表盤刻度不均勻(2)注意:①黑表筆與電源的正極連接,紅表筆與電源的負極連接,電流方向為“紅進黑出”。②當多用電表指針指在中央時,有Ig2=ERΩ+R中,知中值電阻3.用多用電表測二極管的正、反向電阻(1)認識二極管:晶體二極管由半導體材料制成,它的符號如圖所示,左端為正極,右端為負極。特點:當給二極管加正向電壓時電阻很小,當給二極管加反向電壓時電阻很大。(2)用電阻擋判斷二極管的正、負極將多用電表電阻擋調(diào)零之后,若多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負極(如圖甲);若多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負極,紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)。4.用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學元件元件應用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù),說明無電源定值電阻電阻擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管電阻擋正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大考點一教材原型實驗角度多用電表電阻擋的原理例1(2025·河北承德模擬)某同學用普通的干電池(電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=2Ω)、直流電流表(量程Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=350Ω)、定值電阻R1=1000Ω和電阻箱R2、R3等組裝成一個簡單的電阻表,電路如圖所示,通過控制開關S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使電阻表具有“×10”和“×100”兩種倍率。(1)圖中的a端應與(選填“紅”或“黑”)表筆連接。

(2)當開關S斷開時,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2,使電流表達到滿偏,此時R2=Ω,電阻表的倍率是(選填“×10”或“×100”)。

(3)閉合開關S,調(diào)節(jié)電阻箱R3,當R3=Ω時,將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2使電流表再次滿偏,此時就改裝成了另一倍率的電阻表。

角度用多用電表測電阻例2(2025·廣東惠州模擬)某同學想利用多用電表電阻擋測量電壓表內(nèi)阻,所選用電壓表有3V和15V兩個量程。(1)測量電壓表3V量程的內(nèi)阻:①先對多用電表進行機械調(diào)零,再將選擇開關旋至電阻擋“×100”倍率處,短接兩表筆,進行,測量時,電壓表的“-”極連接多用電表的(選填“紅表筆”或“黑表筆”);

②測量時電阻表的指針如圖甲,則電壓表3V量程的內(nèi)阻為Ω。

(2)電壓表15V量程和3V量程由同一個表頭改裝的,則可推算出15V量程的內(nèi)阻等于Ω。

(3)若該多用電表電阻擋可選用電動勢為“1.5V”或“9V”兩個規(guī)格的干電池,根據(jù)圖甲、乙中電阻表盤及電壓表示數(shù),可以推斷選擇“×100”倍率時所用干電池電動勢為V。

角度用多用電表測量二極管的正反向電阻例3(2025·陜西安康模擬)某同學用多用電表測量一個二極管的正向電阻,實驗過程如下。(1)先進行機械調(diào)零,再把選擇開關旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”擋位,然后進行。

(2)測量時,紅表筆接到如圖甲所示的二極管的(選填“a”或“b”)端,黑表筆接到另一端,表盤示數(shù)如圖乙所示。

(3)再次換用(選填“×1”或“×100”)擋位后,進行正確操作,測量結果如圖丙所示,則該二極管的正向電阻為Ω,整理器材,結束實驗。

角度探測黑箱內(nèi)的電學元件例4“黑箱”表面有a、b、c三個接線柱,盒內(nèi)總共有兩個電學元件,每兩個接線柱之間只可能連接一個元件。為了探明盒內(nèi)元件的種類及連接方式,某位同學用多用電表進行了如下探測:第一步:用電壓擋對任意兩接線柱正、反向測量,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);第二步:用電阻“×100Ω”擋對任意兩個接線柱正、反向測量,指針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示。(1)第一步測量結果表明盒內(nèi)不存在。

(2)圖2標出了圖1甲和乙中電阻表指針所處的位置,其對應的阻值是Ω;圖3標出了圖1丙中電阻表指針所指的位置,其對應的阻值是Ω。

(3)請在圖4的接線柱間,用電路圖符號畫出盒內(nèi)的元件及連接情況?？键c二用多用電表探測電路故障1.斷路故障的檢測方法(1)用直流電壓擋將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞。(2)用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)用電阻擋檢測將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若有阻值說明元件完好,若電阻無窮大說明此元件斷路。2.短路故障的檢測方法(1)將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測,若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障應是短路。例5在如圖甲所示的電路中,四節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8V0.3A”。合上開關S后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,A、B燈都不亮。(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障:①選擇開關置于下列量程的直流電壓擋較為合適(用字母序號表示)。

A.2.5V B.10V C.50V D.250V②測得c、d間電壓約為5.8V,e、f間電壓為0,則故障是。

A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開C.d、e間連線斷開 D.B燈短路(2)接著用電阻表的“×1”擋測電阻,電阻表已完成“歐姆調(diào)零”①測試前,一定要將電路中的開關S