欧姆表

实验原理与操作

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。

实验原理

1．外部构造

(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。

(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。

2．欧姆表原理

(1)内部电路简化如图。

(2)根据闭合电路欧姆定律

①当红、黑表笔短接时，I g ＝E

R g ＋R ＋r

②当被测电阻R x 接在红、黑表笔两端时， I ＝

E

R g ＋R ＋r ＋R x

③当I 中＝1

2I g 时，中值电阻R 中＝R g ＋R ＋r

实验器材

多用电表、电学黑箱、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。

实验步骤

1．观察多用电表的外形

认识选择开关对应的测量项目及量程。 2．机械调零

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．插入表笔

将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。 4．测量小灯泡的电压

按如图甲所示连好电路，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．测量小灯泡的电流

按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。

6．用多用电表测电阻的步骤

(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。

(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处。

(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。

(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。

(5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。

(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。

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。

8．探索黑箱内的电学元件

[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，指针示数的读数一般读两位有效数字。

2．测电流和电压时，如果表盘的最小刻度为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。

[误差分析]

1．偶然误差

(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。

(2)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。使指针在中值附近。

2．系统误差

(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。

(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。

[注意事项]

1．使用前要机械调零。

2．两表笔在使用时，电流总是“红入”、“黑出”。

3．刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用。

4．测电阻时

(1)待测电阻与电路、电源一定要断开。

(2)两手一定不要同时接触两笔金属杆。

(3)指针指中值附近较准，否则换挡。

(4)每换一挡必须重新欧姆凋零。

(5)读出示数要乘以倍率。

(6)电表自带电源、红表笔接电源负极、黑表笔接电源正极。

5．使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。

热点一多用电表的原理及读数

在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图。已知选用的电流表内阻R g＝10 Ω、满偏电流I g＝10 mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。

(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________。

(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；

②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数

如图所示，则C处刻度应为________Ω。

③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。(保留两位有效数字)

解析：(1)选择开关接1时，多用电表为电流表，其满偏电流为10 mA，则选用0～100 mA的电流刻度线，此时表盘的最小刻度为2 mA，则读数为69 mA，而电流表满偏电流为10 mA，再把该数据缩小为原来的十分之一即为电流表的示数，故为6.9 mA。选择开关接3时，多用电表为电压表，其量程为250 V，此时表盘的最小刻度为5 V，估读数字出现在最小刻度的本位，故此时电压表读数为173 V。

(2)电阻箱读数为5×10 Ω＋1×100 Ω＝150 Ω，此时电表指针指在正中间，此电阻值即为欧姆表的中值电阻，也等于欧姆表的内阻R g＋R1＋r。选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏时，根据欧姆定律有E＝I g(R g＋R1＋r)＝1.5 V。

答案：(1)6.9 mA173 V(172～174 V均可)(2)150 1.5

反思提升

多用电表的读数技巧

测电阻时(欧姆挡)读数：除非指针指在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读，电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。

测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5等时，不用估读到下一位。

热点二多用电表的使用

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小灯泡(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。

(1)粗测小灯泡的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”)；调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲所示，结果为________Ω。