一. 教學(xué)內(nèi)容：實驗 多用電表 測電源的電動勢和內(nèi)電阻

二. 要點：

1. 理解并掌握歐姆表的制作原理，會用多用電表測電流、電壓和電阻

2. 理解并掌握測電源的電動勢和內(nèi)電阻的，并學(xué)會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)。

［重點、難點解析］

一、多用電表

1. 歐姆表的原理

歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的測量電阻的儀表，可直接讀出電阻值，比用伏安法測電阻要方便得多。

原理如圖所示

調(diào)零時，

測量時，

只要將對應(yīng)Rx值的電流刻度 I改為阻值Rx，即為歐姆表。

由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻零刻度在電流滿偏處。

注意：紅表筆接歐姆表內(nèi)部電源負極，而黑表筆接內(nèi)部電源的正極。

2. 多用電表

（1）性能：多用電表，通常叫萬用表，它是實際生活中在電器安裝、使用、維修過程中必備的常用儀表，多用表具有用途多、量程廣、使用方便等優(yōu)點，它可以用來測量交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻，而且每一種測量又具有多個量程。雖然使用方便，但是其準確度稍低。

（2）原理：多用電表由一只靈敏的直流電表（表頭）與若干元件組成測量電路，每進行一種測量時只使用其中的一部分電路，其他部分不起作用。

①直流電流擋：

直流電流擋的幾個擋位實際是由同一表頭改裝而成的幾個量程不同的電流表。

②直流電壓擋：

直流電壓擋的幾個擋位實際是由同一表頭改裝而成的幾個量程不同的電壓表。

③多用表面板如圖所示，直流電流、電壓的刻度是均勻的，電壓和歐姆擋刻度是不均勻的。

④使用步驟及注意事項：<1>用螺絲刀進行機械調(diào)零（左側(cè)O）。<2>選擋：測電流、電壓時選擇合適量程；測電阻時選擇合適的倍率，以使指針在中央 < "0" 1219304194"> 刻度范圍，可用比估計值低1個數(shù)量級的倍率，如估計為200 就應(yīng)該選×10的倍率。<3>用調(diào)零旋鈕（電阻）進行調(diào)零（表筆直接接觸，指針指右側(cè)零刻度）。<4>將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。<5>將指針示數(shù)乘以倍率得測量值。<6>將選擇開關(guān)扳到“OFF”擋，交流電壓最高擋。

⑤注意：a. 用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小。應(yīng)增大倍率；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應(yīng)減小倍率。b. 每次換擋后都要重新進行電阻調(diào)零。c. 被測電阻要跟電源及其他元件斷開。

（3）使用：多用表的型號很多，但使用方法基本相同，請同學(xué)們注意以下兩個問題：

①表的盤面上“ ”、“一”插孔，表示直流電流擋、直流電壓擋的正、負接線柱，因此，不管測什么項目，首先將紅表筆插入“ ”插孔，將黑表筆插入“一”插孔，那么用直流電流擋、直流電壓擋時，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出。

②測量前，應(yīng)把選擇開頭旋到相應(yīng)項目的適當(dāng)量程上，讀數(shù)時要注意擋位與刻度盤的對應(yīng)，直流電流擋、直流電壓擋跟電流表和電壓表的使用方法一樣。

（4）二極管

二極管全稱晶體二極管，它是用半導(dǎo)體材料制成的電子元件，二極管有二根引線，一根叫正極，一根叫負極，電路元件符號如圖所示，當(dāng)給二極管加上一定的正向電壓時，它的電阻值很小，就像一個接通的開關(guān)一樣，當(dāng)給二極管加上反向電壓時，它的電阻值變得很大，就像斷開的開關(guān)一樣，二極管只允許電流沿一種方向通過，這就是二極管的單向?qū)щ娦�。在圖中符號上箭頭的指向表示允許電流通過的方向，用多用電表測量它的電阻時，正向電阻很小，反向電阻很大。

例1：歐姆表是由表頭、干電池和調(diào)零電阻等串聯(lián)而成的，有關(guān)歐姆表的使用和連接，正確的敘述是

A. 測電阻前要使紅黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表頭的指針指零

B. 紅表筆與表內(nèi)電池正極相接，黑表筆與表內(nèi)電池負極相連接

C. 紅表筆與表內(nèi)電池負極相接，黑表筆與表內(nèi)電池正極相連接

D. 測電阻時，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測電阻值越大

解析：每次測量電阻之前都要進行電阻調(diào)零，所以A正確。由歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知B錯C對。測電阻時，表針偏轉(zhuǎn)角度越大，說明通過表頭的電流越大，待測電阻越小，故D錯。

答案：AC

小結(jié)：了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，對正確使用和操作歐姆表很有幫助。

例2：用多用電表的歐姆擋測量一未知電阻的阻值，若將選擇倍率的旋鈕撥至×100 的擋時，測量時指針停在刻度盤O 附近處，為了提高測量的精確性，有下列可供選擇的步驟：

A. 將兩根表筆短接

B. 將選擇開關(guān)撥至“×1k ”擋

C. 將選擇開關(guān)撥至“×10 ”擋

D. 將兩根表筆分別接觸待測電阻的兩端，記下讀數(shù)

E. 調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針停在0 刻度線上

F. 將選擇開關(guān)撥至交流電壓最高擋上

將上述中必要的步驟選出來，這些必要步驟的合理的順序是 （填寫步驟的代號）；若操作正確，上述D步驟中，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示，則此未知電阻的阻值 Rx = 。

”的擋測量時，指針停在0 附近，說明待測電阻的阻值相對該擋比較小，為了提高測量精度，應(yīng)換低倍率“ ”的擋來測量，換擋之后，必須重新調(diào)零，之后再接入未知電阻進行測量和讀取數(shù)據(jù)，測后暫不使用此多用表，應(yīng)將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋上，這是為了安全，保證電表不受意外損壞，如下次再使用這個表測電流、電壓等其他量時，一旦忘了選擋，用交流電壓最高擋雖然測不出正確結(jié)果，但不會把電表燒壞。

方法一：利用 ，電源內(nèi)阻大約1 ，所以外電阻最小值大約為2 ，當(dāng)電流達到最小，一般為0.2A 左右，所以

若連接成2圖：此時安培表測量的是流過電源的電流，而電壓表測量的并不是電源的路端電壓，此時相當(dāng)于把安培表的內(nèi)阻記做了電源的內(nèi)阻，由于電源內(nèi)阻不大，因而此圖誤差較大。

④步驟：a 確定安培表、電壓表的量程，連結(jié)成電路。

b 把滑片P 滑到使變阻器連入電路的阻值達到最大。

c 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組U，I �？捎猛瑯拥姆椒�測幾組U，I值。

d 斷開開關(guān)，整理器材。

e 數(shù)據(jù)處理，以U為縱坐標(biāo)，以I為橫坐標(biāo)，做出U?DI 圖像。作圖時應(yīng)注意到點盡可能均勻分布在直線的兩側(cè)。在圖像中計算電動勢和內(nèi)阻要注意縱軸是否是從0開始。

練習(xí)1：如圖示為某同學(xué)做的U?DI 圖像，請求出電源電動勢和內(nèi)阻。

改寫為

2. 若電源內(nèi)阻不計，則方法三中可以有 ，只要測出通過電源的電流和外電阻即可得到E。

注意：

1. 方法1，2，3中的器材有何不同？

2. 測一節(jié)干電池的內(nèi)阻和電動勢時用舊電池比用新電池要好一些（內(nèi)阻較大，在電流相同的前提下，路端電壓比較明顯）。

3. 對于干電池的放電電流不宜過大，一般不超過0.5安。

例3：在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為O.1 和1k ，下面分別為實驗原理圖及所需的器件圖，如圖：

（1）試在下圖中畫出連線，將器件按原理圖連接成實驗電路。

（2）一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖線，根據(jù)圖線讀出電池的電動勢E= V，根據(jù)圖線求出電池內(nèi)阻r= 。

解析：（1）根據(jù)試驗原理圖，可以將電池、變阻器、安培表、電鍵連接成一個大串聯(lián)，再將電壓表并聯(lián)上，注意電池、電表的正負。如圖所示。

（2）作出圖線如圖所示，作圖線時應(yīng)把個別不合理的數(shù)據(jù)排除，由直線與縱軸的交點可讀出電動勢 中，得出

小結(jié)：運用圖像處理實驗結(jié)果有兩種情況：一種是根據(jù)圖像發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這在探索性實驗中應(yīng)用較多；另一種是根據(jù)圖像的性質(zhì)求出有關(guān)量，本題的應(yīng)用就是后者。在U?DI坐標(biāo)系中，為使坐標(biāo)紙得到充分利用，使測量誤差減小，則縱坐標(biāo)可以不從O開始，而橫坐標(biāo)必須從O開始。

【模擬

1. 關(guān)于多用電表表盤上的刻度線，下列說法正確的是（ ）

A. 直流電流擋和直流電壓擋的刻度線是均勻的，共用同一刻度線

B. 電阻擋的刻度線是均勻的

C. 電流和電壓擋的零刻度在刻度線的左端

D. 歐姆擋的零刻度在刻度線的右端

2. 在使用多用電表的歐姆擋測電阻時，應(yīng) （ ）

A. 使用前檢查指針是否停在歐姆擋刻度線的“ ”處

B. 每次測量前或每換一次擋位，都要進行一次電阻調(diào)零

C. 在測量電阻時，電流從黑表筆流出，經(jīng)被測電阻到紅表筆，再流入多用電表

D. 測量時若發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)的角度較小，應(yīng)該更換倍率較小的擋來測量

3. 用多用表的歐姆擋（R×lk）檢查性能良好的晶體二極管，發(fā)現(xiàn)多用電表的表針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小，這說明（ ）

A. 二極管加有正向電壓，故測得電阻很小

B. 二極管加有反向電壓，故測得電阻很大

C. 此時紅表筆接的是二極管的正極

D. 此時紅表筆接的是二極管的負極

4. 如圖所示是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖，其中電池的電動勢E=1.5V。改裝后，原來電流表3mA刻度處的刻度值定為零位置，則2mA刻度處應(yīng)標(biāo)為 ，lmA刻度處應(yīng)標(biāo)為 。

①調(diào)節(jié)可調(diào)部件 ，使電表指針停在 位置；②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向 位置；③將紅、黑表筆分別插入“ ”、“一”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件 ，使電表指針指向 位置. （2）在用多用表測量另一電阻的阻值時，電表的讀數(shù)如圖所示 高中學(xué)習(xí)方法，該電阻的阻值為 。

6. 用多用表歐姆擋（×100）測試三只晶體二極管，其結(jié)果依次如圖甲、乙、丙所示。

由圖可知，圖 的二極管是好的，該二極管的正極是 端。

7. 下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是 （ ）

A. 測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組 ，求出E和r

B. 多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值

C. 測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U?DI圖象，再根據(jù)圖象求E、r

D. 多測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r

8. 測定電池的電動勢和內(nèi)電阻時，有下列實驗步驟：

A. 打開電鍵，切斷電路

B. 恰當(dāng)選擇實驗器材，按電路圖連好電路

C. 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，減小接入電路的電阻，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)

D. 把滑動變阻器的滑片滑至使接入電路的電阻最大的一端

E. 逐次減小滑動變阻器接入電路的電阻，記錄多組電流表和電壓表的示數(shù)

F. 閉合電鍵接通電路

把以上步驟的序號按合理順序填寫在橫線上：

9. 實驗臺上備有下列實驗器材：①電流表（0～0.6A）；②電流表（0～3A）；③電壓表（0～3V）；④電壓表（0～15V）；⑤滑動變阻器（10 ，2A）；⑥滑動變阻器（175 ，0. 3A）；⑦電鍵；⑧導(dǎo)線。為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻時，應(yīng)選用的器材是（填器材代號） 。

10. 圖為某次測量電源的電動勢和內(nèi)電阻所作的圖象，有關(guān)這個圖象的說法正確的是 （ ）

A. 縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3V

B. 橫軸截距表示短路電流，即I短=O.6A

C. 根據(jù)

11. 用圖所示電路（R1、R2為標(biāo)準定值電阻）測定電池的電動勢和內(nèi)電阻時，如果偶然誤差可以略去不計，則下列說法中正確的是 （ ）

A. 電動勢的測量值等于真實值

B. 內(nèi)電阻的測量值大于真實值

C. 測量誤差的產(chǎn)生原因是電流表具有內(nèi)阻

D. 測量誤差的產(chǎn)生原因是測量次數(shù)少，不能用圖象法求電池的電動勢和內(nèi)電阻

1 = 3 \* GB3 ③T，右端0刻度

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