高中物理27学生实验练习使用多用电表教案教科版选修31.docx

高中物理27学生实验练习使用多用电表教案教科版选修31.docx

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高中物理27学生实验练习使用多用电表教案教科版选修31

实验：

练习使用多用电表

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．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．

二、实验器材

多用电表、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、实验原理

1．欧姆表的原理

（1）功能：

用来直接测量电阻值大小的电表

（2）改装原理：

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的，改装电路如图2－7－1所示

图2－7－1

①当红、黑表笔直接接触时，被测电阻Rx＝0，调节R值使电流计的指针达到满偏，即Ig＝E（Rg＋R0＋r），所以电流表满刻度处对应的外电阻为零．如图2－7－2甲．

图2－7－2

②当红、黑表笔不接触时，电流表指针指零，所以电流表零刻度处对应外电阻R＝“∞”位置．如图2－7－2乙．

③当红、黑表笔间接入某一电阻Rx时，电流表中的电流I＝

，因调零后R0＋Rg＋r保持不变，所以Rx与I一一对应．若在电流表刻度盘上直接标出与I相对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出Rx值了，如图2－7－2丙．

2．多用电表的原理

（1）实质：

让电流表、电压表、欧姆表共同使用一个表头组装而成的．

（2）功能

①测电流：

这时表头并联有分流电阻，并联不同的分流电阻就成为不同量程的电流表．

②测电压：

这时表头串联有分压电阻，串联不同的分压电阻就成为不同量程的电压表．

③测电阻：

这时表头串联了电池和调零电阻．

（3）构造：

如图2－7－3所示，表的上半部分是表头，表头的表盘上有电流、电压、电阻等多种刻度，其中最下面一行是交流电压表的刻度，最上面一行是欧姆表的刻度，这两个刻度是不均匀的，其余各种刻度都是均匀的；表的下半部分的中心是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程（或倍率）．

图2－7－3

一、实验步骤

1．观察多用电表的外形，认识选择开头的测量项目及量程．

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．如图2－7－4甲所示连好电路，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．

5．如图2－7－4乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．

甲　　　　　　　　　　　　乙

图2－7－4

6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差．

7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极．

二、数据处理

1．测电阻时，电阻值等于表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．如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001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．

三、误差分析

1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，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．

四、注意事项

1．使用多用电表前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使多用电表的指针指在电流表的零刻度．

2．测电阻时，待测电阻要跟别的元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆．

3．合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中央位置附近．

4.换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行电阻调零，才能进行测量．

5．读数时，应将表针示数乘选择开关所指的倍率．

6．测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或“OFF”挡，若长期不用时，还应把电池取出．

实验步骤和数据处理

　（2011·北京高考）用如图2－7－5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：

图2－7－5

①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．

②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．

③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的________（填“0”刻线或“∞”刻线）．

④将两表笔分别与待测电阻相接，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旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

【解析】　使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S；使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T；测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，依据欧姆表测电阻时指针应尽可能接近“中值”的原则知，应换大倍率的挡位，因此A合理．每换一次挡位应重新欧姆调零，所以合理的顺序应为ADC.

【答案】　①S　③T　0刻线　④ADC

误差分析和注意事项

　一学生使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下：

A．把选择开关置于“×1”欧姆挡；

B．把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；

C．把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；

D．换用“×100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；

E．把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕．

这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆．这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规定？

【解析】　在D步骤中，没有进行欧姆挡的调零就进行测量了，应该先调零再测电阻；在实验结束时，即在步骤E，应该将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．

【答案】　D、E两个步骤中存在错误

1．用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法中错误的是

（　　）

A．测量前必须调零，而且每更换一次挡位都要重新调零

B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好

C．待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量

D．使用完毕应当拔出电笔，并把选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡

【解析】　根据使用多用电表欧姆挡测电阻时的注意事项可知，选项A、C、D是正确的；B选项两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，即两手分别接触两表笔的金属杆，相当于人体电阻与待测电阻并联，测出的是并联后的电阻，所以测量值小于真实值，故正确选项为B.

【答案】　B

2．（2012·哈尔滨高二检测）如图2－7－6所示，为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔．下列说法中正确的是（　　）

图2－7－6

A．a孔插红表笔

B．表盘刻度是均匀的

C．用×100Ω挡测量时，若指针指在“0”刻线附近，则应换用×1kΩ挡

D．测量“220V　100W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484Ω小

【解析】　多用电表无论测什么，电流都是从红表笔流入，所以A正确；欧姆表刻度盘是不均匀的，B错误；用×100Ω挡测量时，若指针指在“0”刻线附近，说明待测电阻很小，为使测量结果准确应选用小倍率挡位测量，C错误；由于484Ω是灯泡正常工作时的电阻，而用多用电表测量的是室温下灯泡的电阻，根据灯泡的电阻随温度的升高而增大可知，D正确．

【答案】　AD

3．（2012·四川东辰国际期末）一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量1000Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为（　　）

A．1000Ω　　　　　　B．5000Ω

C．1500ΩD．2000Ω

【解析】　设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知：

3×10－3A＝

，1.5×10－3A＝

，所以R内＝1000Ω，E＝3V，又1×10－3A＝

，所以Rx＝2000Ω.

【答案】　D

4．（2012·湖南浏阳高二检测）用多用电表欧姆挡（×100）测试三只晶体二极管，其结果依次如图2－7－7甲、乙、丙所示．由图可知，图________中的二极管是好的，该二极管的正极是________端．

甲　　　　　　　乙　　　　　　丙

图2－7－7

【解析】　根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管已被击穿，加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开．由题图可知，图甲、丙二极管是坏的，图乙中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔，与内部电池负极相连，故二极管的正极是a端．

【答案】　乙　a

5．（2012·攀枝花检测）

（1）如图2－7－8所示是多用电表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.

图2－7－8

（2）若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω.

（3）如果要用此多用电表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是________（选填“×10”、“×100”或“×1k”）．换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是________．

【解析】　

（1）50mA量程应读中间刻度30.8mA（30.7～30.9mA都可以）

（2）电阻挡应读最外层刻度且乘以倍率应为15×100Ω＝1500Ω.

（3）测量电阻时，中值附近较为精确应换用“×1k”挡，换挡后首先是欧姆调零．

【答案】　

（1）30.8mA（30.7mA～30.9mA均可）

（2）1500Ω　（3）×1k　欧姆调零

6．（2012·南京高二检测）某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡不够合适，

又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图2－7－9中的虚线所示，下面列出这两次测量中的有关操作：

图2－7－9

A．将两根表笔短接，并调零

B．将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针位置

C．记下电阻值

D．将多用电表面板上旋钮旋到“×100”挡

E．将多用电表面板上旋钮旋到“×10”挡

F．将多用电表面板上旋钮旋到交流500V挡

（1）根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出（用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用）________．

（2）该电阻的阻值是________．

【解析】　

（1）根据题意，该同学先选用的×10挡，后选用的×100挡，故合理顺序为EABCDABCF.

（2）由多用电表测定该电阻的阻值是R＝18×100Ω＝1.8kΩ.

【答案】　

（1）EABCDABCF　

（2）1.8kΩ