第4讲 电学实验二 实验9练习使用多用电表 一、实验原理 1.多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程. 2.测电阻时依据闭合电路欧姆定律，测电流、电压时依据串、并联电路的特点. 二、实验装置图如图1 图1 三、多用电表的使用 1.多用电表测电流的方法及读数 1选择直流电流挡合适的量程. 2将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中.应使电流从红表笔流入电表. 3读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度. 2.多用电表测电压的方法及读数 1选择直流电压挡合适的量程. 2将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高. 3读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度. 3.多用电表欧姆挡刻度的特点欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端，刻度盘的最左端为“∞”刻度线，且刻度不均匀. 4.欧姆挡调零旋钮的使用将选择开关旋转到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.选好量程后，先欧姆调零，然后测量.换用不同量程必须重新欧姆调零.测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡. 5.欧姆挡倍率选择及电阻测量利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大. 1合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在R中～4R中的范围内. 2选挡时若无法估计待测电阻的大小，则应将选择开关旋到“100”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止. 图2 6.测量二极管的正、反向电阻二极管是一种半导体元件，如图2所示，它的特点是电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大. 四、数据处理 1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积. 2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可. 五、注意事项 1.使用多用电表前，先调节指针定位螺丝，使指针指在零刻度线. 2.两表笔使用时，总是红入黑出. 3.测电阻时，每换一次挡位都要进行欧姆调零. 4.测量完成后要把表笔拔出，选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡. 例1 2018书生中学月考指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器. 1如图3所示为某同学设计的多用电表的原理示意图.虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.关于此多用电表，下列说法中正确的是________.选填选项前面的字母 图3 A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 2用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图4所示. 图4 A.若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________ mA. B.若所选挡位为电阻10 Ω挡，则示数为________ Ω；
3用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号________. A.将红表笔和黑表笔接触 B.把选择开关旋转到“100”位置 C.把选择开关旋转到“1k”位置 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 答案 1AC 221.0 190 3BAD 解析 1由题图电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确；
由题图电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确；
由题图电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D错误. 2若所选挡位为直流50 mA挡，由题图可知，其分度值为1 mA，则示数为21.0 mA.若所选挡位为电阻10 Ω挡，由题图可知，示数为1910 Ω＝190 Ω；
3用多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻，首先要把选择开关置于100挡位置，然后进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是BAD. 变式1 2018杭州市重点中学期末在做“练习使用多用电表”的实验中， 1关于多用电表使用的一些要求，以下说法正确的是 A.测量电阻时，每次更换倍率后，都应进行欧姆调零 B.测量电压时，每次更换量程后，都应进行机械调零 C.测量未知电阻时，应先选用倍率最大的挡位测量 D.测量未知电压时，应先选用量程最大的挡位测量 2为测定一个“220 V 100 W”白炽灯的电阻大小，可以用多用电表的电阻挡进行测量，现将多用电表选择开关打到“10”挡，发现指针偏转太大，为了较准确地进行测量，应换到________挡，如果换挡后经必要操作后，正确测量得到表盘的示数如图5所示，则该白炽灯的阻值是________ Ω. 图5 3小陈同学用多用电表的“2.5 V直流”挡测普通干电池两端的电压，将测到的电压作为电动势，他的这一做法________选填“基本没问题”或“有严重错误”；
而小吴同学用多用电表的欧姆挡“1”挡，并正确进行欧姆调零后，将两表笔接到电池两端，将得到的电阻值作为电池的内电阻，他的这一做法_______________选填“基本没问题”或“有严重错误”. 答案 1AD 21 60 3基本没问题 有严重错误 变式2 2018台州市高三期末1在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学用多用电表测量某一电阻，由于第一次选择的倍率不合适，又改换另一倍率测量，两次测量时电表指针所指的位置如图6中的虚线所示，下面列出这两次测量中的主要操作 图6 A.将两根表笔短接，并调零 B.将两表笔分别与被测电阻的两端接触，观察指针位置 C.记下电阻值 D.将“选择开关”旋到“10 Ω”挡 E.将“选择开关”旋到“1 Ω”挡 F.将“选择开关”旋到交流500 V挡 ①根据上述有关操作可知，小明同学两次倍率选择的先后顺序是________选填“DE”或“ED”；
②该电阻的阻值是________ Ω. 2为了更精确地测定该电阻的阻值，小明欲采用伏安法.现有如下实验器材①量程为3 V，内阻约为3 kΩ的电压表；
②量程为10 mA，内阻约为0.1 Ω的电流表；
③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；
④内阻可忽略，输出电压为3 V的电源；
⑤开关和导线若干. 图7中P点应该________，Q点应该________.均在下列选项中选择 图7 A.接a B.接b C.接c D.不接 答案 1①ED ②180 2C A 变式3 在“练习使用多用电表”实验中 1某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________填字母. A.欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极其中红表笔接触正极、读数 B.机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极其中红表笔接触正极、读数 C.选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极其中黑表笔接触正极、读数 D.选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极其中黑表笔接触正极、读数 2该同学欲测量如图8甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置.选填A、B、C、、Q字母 图8 答案 1B 2H 解析 1多用电表测电压，应先机械调零，再选择电压挡位，还需使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，所以应选择B. 2插座电压大约为220 V，且是交流电，所以多用电表选择开关应打到交流250 V，即应打到题图乙所示的H位置. 实验10测定电池的电动势和内阻 一、实验原理 在闭合电路中，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，联立可解出E、r的值. 二、实验电路图及实物图 如图9甲、乙所示， 图9 三、实验步骤 1.根据实验电路图连接电路，将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处. 2.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，并记录一组U、I数据. 3.用同样方法测量并记录多组数据. 4.断开开关，整理好器材. 5.根据测得的数据利用方程求出几组E、r值，最后算出它们的平均值.或者根据测得的数据利用U－I图象求得E、r值. 四、数据处理 1.设计实验数据记录表 多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中. 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A U/V 2.测量并记录多组U、I的数据闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格如上表. 图10 3.用U－I图象处理实验数据以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，如图10所示，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r. 五、注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些选用已使用过一段时间的干电池. 2.要测出不少于6组的I，U数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值. 3.画U－I图线时，由于读数存在偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可以减小偶然误差，从而提高精确度. 4.由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始横坐标I必须从零开始.这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻. 例2 2018宁波市重点中学联考为了测量一节新干电池的电动势和内阻 1甲同学使用多用电表粗测了电池的电动势，实验结束后，图11甲中的电表旋钮状态符合实验操作规范的是________填“①”或“②”；
图11 2乙同学采用图乙的实验电路图，实验时发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节，电压表示数变化不明显，其原因是电池内阻________填“较大”或“较小”；
3丙同学改进了乙同学的电路图，准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材如下 A.量程3 V的电压表V B.量程0.6 A的电流表A C.定值电阻R0R0＝1.5 Ω D.滑动变阻器R10～10 Ω；
E.开关S ①请用笔画线代替导线在图12中完成实物连接图. 图12 图13 ②实验中，改变滑动变阻器的阻值，得到了六组实验数据，已在图13的U－I图中描点，请作出U－I图象，并根据图象得出该电池的内阻r＝________Ω结果保留两位有效数字. 答案 1② 2较小 3①如图甲所示 ②如图乙所示 0.350.32～0.38均可 变式4 2017浙江11月选考18小