大学物理实验报告之万用表的使用优质资料.doc

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1、大学物理实验报告之万用表的使用优质资料(可以直接使用，可编辑 优质资料，欢迎下载）大学物理实验报告 评 分姓名学号学院 班级实验日期 2021年6月6日实验地点：实验楼B413室实验名称万用表的使用组号第 组【实验目的】1.了解万用电表的结构原理。2.学会正确使用万用电表测量电学量。3.掌握数字万用电表的正确使用方法。【实验器材】指针式万用电表、数字式万用电表、电阻箱、电阻两支、直流电源、实验装置板、导线。【实验原理】万用电表是最常见的仪表之一。它可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻等电学量。虽然万用电表的准确度低，但使用方便。因此，在电学实验、电工测量、电子测量等方面得到广泛使用。万用

2、电表类型很多，但结构上都由表头、转换开关、测量电路三部分组成。变动转换开关，便可选择不同的测量量及量程。有的万用电表还可以测量交流电流、音频功率、阻抗、电容、电感、半导体三极管的穿透电流或直流放大倍数。1.指针式万用电表指针式万用电表是由表头、表盘、表箱、表笔、转换开关、电阻和整流器构成。表头一般为磁电式电流表。它允许通过的最大电流（满偏电流）一般为几微安到几百微安。在它的表盘上，有多种标度尺。转换开关是由一些固定触点和活动触点组成，其作用是使被测对象与表内不同测量线路相接。测量电路是由电阻、整流元件、干电池等组成的，其作用是使表头适用于不同的测量项目和不同的测量范围。对于不同的测量项目，测量

3、线路的结构是不同的。(1)直流电流挡其表头本身就是一个测量范围很小的直流电流表。根据分流原理，表头与电阻并联就可增大测量范围，若表头与不同阻值的电阻并联，就可得到不同的量程。并联电阻越小，量程也就越大。图1是多量程直流电流挡原理图。(2)直流电压挡表头本身也是一个量程很小的直流电压表，其量程为Vg=IgRg（Ig为表头满偏电流，Rg为表头内阻）。根据分压原理，表头与不同的电阻串联就能得到不同的量程。图2是多量程电压表原理图。(3)交流电压挡磁电式表头内永久磁体的磁场方向恒定，当通过交流电时，作用在可动部件上的力矩方向将随电流方向的变化而变化。由于表头可动部分惯性较大，它在某一方向力矩作用下，还

4、来不及转动，力矩的方向又发生了变化，这样，表头的指针实际上不可能转动。所以，必须把交流电转换成直流电，才能测量。图3是多量程交流电压表原理图，图中D1、D2为整流元件。(4)电阻挡图4是欧姆表的原理图，它由表头、电池、电阻Ri和调零电阻R0组成。在a、b两端即红、黑两表棒之间可接入待测电阻Rx。测量前，先把两表棒短路即Rx=0。调节调零电阻R0使表头指针指到刻度线右端的满刻度，即欧姆表的零点。此时，电路中的电流（式1）式中Rz=Rg+R0+Ri+r称为欧姆表的综合电阻。这一步骤称为欧姆表的调零。测量未知电阻Rx时，将它接入两表棒之间，则电路中的电流为：（式2）从上式可见，当和RZ恒定时，I仅随

5、Rx而变。它们之间有一一对应的关系。如果在刻度线上不同位置刻出相应的电阻值，那么在测量未知电阻时就可以在刻度线上直接读出被测电阻的数值。从式2还可以看出，Rx越大、I越小，表头指针偏转的角度越小，刻度的间隔也越小。当Rx，即a、b间开路，I0，指针在刻度线左端位置不动，所以刻度线左端的欧姆刻度为。当Rx=Rz时，指针将在刻度线的中央，所以Rz又称为中值电阻。综上所述，当Rx在0之间变化时，指针将在刻度线右端到左端位置间变化，正好与电流表、电压表的刻度相反。另外，标尺的刻度是不均匀的，Rx越大，刻度越密。读数时必须注意。为了精细地读数，万用电表中欧姆挡都有多种挡次。不同挡次的中值电阻是不同的，不

6、同挡次之间通常采用十进制。具体线路较复杂，不在这里讲述。测量时，究竟应选择哪一挡次，这要看被测电阻的值而定。原则上应尽量选用Rx在该挡次的中值电阻附近。应该指出，由于新旧电池内阻r的变化，或者在换挡使用时，由于电路参数的变化，式1的条件往往不能满足。就是说，当Rx=0时，电路中的电流将不等于Ig,表买的指针并不指在刻度线右端的零欧姆处，产生了系统误差。因此测量前必须通过调零，以改变R0的阻值来满足式1的要求，从而达到I与Rx的函数关系式2不变的目的。2. 数字式万用电表数字式万用电表是根据模拟量与数字量之间的转换来完成测量的，它能用数字把测量结果显示出来。其原理方框图如图5所示，主要包括直流电

7、压变换器、模数转换器、计数器、显示器和逻辑控制电路等部件。直流电压变换器的作用是把被測量（如电流、电阻等）变换为电压；模数转换器则是把电压转换为数字量；计数器可对数字量进行运算，再把结果经过译码系统送往显示器进行数字显示；逻辑控制电路主要对整机进行控制及协调各部件的工作，并能使其自动重复测量。【实验步骤】1.准备(1)观察万用表，仔细观察万用表板面，认清各标度尺的意义，并弄清“转换开关”和欧姆“调零”旋钮的作用。(2)注意指针是否指“0”。若不指“0”,调节“机械调零”旋钮，使指针指向“0”。(3)接好表笔（红表笔应插人标有“”号的孔）。(4)根据待测量的种类（交流或直流电压、电流或电阻等）及

8、大小，将“选择开关”拨到合适的位置。若不知待测量的大小，应选择最大量程（或倍率）先行试测。若指针偏转程度太小，可逐次选择较小量程（或倍率）。2.测量(1)测出图6实验板所给的电阻Rl、R2、R3、R4的阻值。(2)测出实验板所给的半导体二极管Dl、D2的正、反向电阻阻值。（黑表笔为正电压端）(3)观察电解电容的漏电电流（用“1K”挡）。(4)把直流电源调至5V左右（不得超过6V)，并把实验板接到电源上，注意正、负端（红接正、黑接负），将开关合上（打在ON处），红色灯泡即“亮”。将万用电表转换开关置于直流电压挡（DC10V)，测出此时灯泡两端的电压值。(5)将开关断开（打在OFF处），灯泡熄灭，

9、将万用电表转换开关置于直流电流挡(DC5OOmA),将红表笔接“1”,黑表笔接“2”,灯泡变亮，测出此时的直流电流值。(6)重复（1)（5)步骤测出五组数据记录在表中。(7)用数字式万用电表重复上述实验。【数据记录与处理】图一图二一、 交流电压测量记录表一用万用表测量图一中的电压项目Uab (V)Ubc (V)估 算 值测 量 值量 程二、直流电流、电压的测量记录表二用万用表测量图二中的电压及电流项目Uab (V)Ubc (V)I (mA)估 算 值测量值量 程三、电阻的测量记录表三测量不同电阻箱的阻值RX R1R2R3R4标 称 值 (K)测 量 值 (K)倍 率【原始实验数据粘贴处】【思考

10、题】1 万用表可以用来测量哪些物理量？什么是电表的接入误差？一般万用表,分成用来测电阻的欧姆档；测量直流电流的直流安培档；测量直流电压的直流伏特档；测量交流电流的交流安培档；测量交流电压的交流伏特档以及测量大电流的专用插口。（故万用表可以用来测量电阻、交直流电压、电流。）作伏特计/安培计测电压/电流时，因为内阻并不是无限大/零，会在电路上产生分流/分压，使电压/电流与接入前产生差异，此接入影响所造成的结果就称接入误差。（万用表接入电路，增加了电路总电阻，导致总电流的减少，形成接入误差。）2 万用表的欧姆档有什么特点？测量电阻时应注意些什么？万用表的欧姆档为非线形分布；不同档位有不同的中值电阻；

11、不同档次之间通常采用十进制；由内部电池提供工作电流，不允许在电路通电时用欧姆档测量电阻。测量电阻时首先要调零；根据待测电阻阻值确定档位；指针在中1/3区域时读数比较准确；不能在闭合电路情况下进行测量，否别测量结果是错误的。测量完成后，不能将万用表置于欧姆档。 3在测量电压或电流时，如果不能估计被测值的大小，测量时怎样操作才能保证安全？电压表测量的电压不能超过电压表的量程，电压表测量的电压过大，不仅会烧坏电压表，还会使指针打弯；为了防止该现象发生，可以用试触的方法判断所测电压的范围，并且防止烧坏电压表，试触时选择大量程试触。浙江工贸职业技术学院实验报告2021-2021学年第一学期系别电子系 班

12、级 学号 姓名实验课程电工电子技术 实验日期 指导老师林烨 实验项目名称万用表的使用 实验目的/仪器10%实验内容与步骤40%实验数据图表40%结论10%总分一、实验目的：1、掌握色标电阻阻值识别。2、掌握数显式万用表在测量线性电阻、直流电压、直流电流及交流电压电流的方法。3、了解模拟电路试验箱的使用。二、实验仪器：模拟电路实验箱 万用表 三、实验内容与步骤：实验电路图（注意：按照电路图规范画图）步骤一：用万用表测量电阻用万用表的电阻档分别测量线性电阻R1、R2、R3、R4、R5，Rg的阻值，并将可调节电阻Rw调至120。电阻R1R2R3R4R5RgRw标称值（）120实测值（）步骤二：用万用

13、表测量直流电流：将A闭合，接通DC12V电源，用万用表测量1、5两点之间的电流。（注意单位）：I15A用导线连接2、5，接通DC12V电源，用万用表测量流经A点的电流。（注意单位）：IAA步骤三：用万用表测量直流电压：UBCUBDUDC测量值四、思考题1、写出数显用万用表测量电阻的三个步骤。2、用万用表测量电流要注意哪些事项？复旦大学 大学物理A电磁学一、选择题：（每题3分，共30分）1. 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：（）如果高斯面上处处为零，则该面内必无电荷。（）如果高斯面内无电荷，则高斯面上处处为零。（）如果高斯面上处处不为零，则该面内必有电荷。（）如果高斯面内有净电荷

14、，则通过高斯面的电通量必不为零（E）高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。 2. 在已知静电场分布的条件下，任意两点和之间的电势差决定于：（）和两点的位置。（）和两点处的电场强度的大小和方向。（）试验电荷所带电荷的正负。（）试验电荷的电荷量。 3. 图中实线为某电场中的电力线，虚线表示等势面，由图可看出：（），（），（），（）， 4. 如图，平行板电容器带电，左、右分别充满相对介电常数为1与2的介质，则两种介质内：（）场强不等，电位移相等。 （）场强相等，电位移相等。（）场强相等，电位移不等。（）场强、电位移均不等。 5. 图中，Ua-Ub为：（） （）（）（） 6. 边长为a的正三角形线圈通

15、电流为，放在均匀磁场中，其平面与磁场平行，它所受磁力矩等于：（） （） （） （）0 7. 如图，两个线圈和并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈的自感和电阻分别是线圈的两倍，线圈和之间的互感可忽略不计，当达到稳定状态后，线圈的磁场能量与的磁场能量的比值是：（）4； （）2； （）1； （）1/2 8. 在如图所示的电路中，自感线圈的电阻为，自感系数为，电阻为，电源电动势为，电源内阻可忽略。将电键接通，待电路中电流稳定后，把电键断开，断开后经过秒，这是流过电阻的电流为：（）。 （）。（）。 （） 9. 在感应电场中电磁感应定律可写成，式中为感应电场的电场强度。此式表明：（）在感应电场中不能像对静

16、电场那样引入电势的概念。（）闭合曲线上处处相等。（）感应电场是保守力场。（）感应电场的电力线不是闭合曲线。 10. 顺磁物质的磁导率：（）比真空的磁导率略小。 （）比真空的磁导率略大。（）远小于真空的磁导率。 （）远大于真空的磁导率。 二、填空题（共30分） 1. (3分)M、N为静电场中邻近两点，场强由M指向N，则M点的电位于N点的电位，负检验电荷在M点的电位能于在N点的电位能。2.（5分）电容为C的电容器浸没在相对介电常数为的油中，在两极板间加上电压U，则它充有电量，若电压增至5U，这时充满油电容器的电容为 。3.（3分）如图，无限大带电平板厚度为，电荷体密度为（设均匀带电），则在板内距中

17、心为处的点的场强=。4.（3分）当电源时，端电压大于电动势；当电源时，端电压小于电动势；当电源既不充电，也不放电时，端电压等于电动势。5.（3分）半径为的圆柱体上载有电流，电流在其横截面上均匀分布，一回路通过圆柱体内部将圆柱体横截面分为两部分，其面积大小分别为、，如图所示，则=。6.（5分）如图所示，一半径为的很小的金属圆环，在初始时刻与一半径为（）的大金属圆环共面且同心，在大圆环中通以恒定的电流，方向如图，如果小圆环以匀角速度绕其任一方向的直径转动，并设小圆环的电阻为，则任一时刻通过小圆环的磁通量=；小圆环中的感应电流=。7.（5分）、为三根共面的长直导线，各通有的同方向电流，导线间距，那么

18、每根导线每厘米所受的力的大小为：=；=；=。（）8.（3分）包含下列意义的麦克斯韦方程是： 静电场是有势场。 磁力线总是无头无尾。三、计算题（共40分）1. (10分)一电荷面密度为的“无限大”均匀带电平面。若以该平面处为电势零点，试求带电平面周围空间的电势分布。2.（10分）二薄金属圆筒长为L，内外圆筒的半径分别为R1、R3，且LR，内筒电荷线密度，二圆筒间充满了相对介电常数分别为1与2的两层同轴圆筒状均匀介质（1是内层），分界面距轴为R2。 用高斯定理求电介质中的。 外层介质内界面。 试证明此圆柱形电容器电容为： 3.（10分）真空中有一边长为的正三角形导体框架，另有相互平行并与三角形的b

19、c边平行的长直导线1和2，分别在a点和b点与三角形导体框架相连（如图），已知直导线中的电流为，求正三角形中心点O处的磁感应强度。4.（10分）水平金属框架串联着C和R，其上置放长为L的金属杆ab，OP左方为均匀磁场区，磁感应强度为B且垂直纸面向内，ab以速度V右滑足够长时间后越过OP继续以V右滑，且当它与OP重合之瞬时开始计时，在t时刻： 电容器上的电压。 线框上的电流。电磁学试卷 004号一、 填空题（除第6题外，每空格4分）1总电量为Q，半径为R的均匀带电薄球壳，球壳内的电场强度E=，球壳内电位U=。2两块平行的金属平板，左金属板的电荷面密度为，右金属板的电荷密度为，则金属板相向的两面电荷

20、面密度、大小相等，符号相反；相背两面电荷密度、大小相等，符号相同。其值分别为；。3两长度相同，截面不同（）的铜杆A和B，并联接在一直流电源上，则两铜杆中电流密度之比，两铜杆中电子定向漂移速率之比。4有一很长的载流直导体管，内半径为a , 外半径为b，电流强度为I ，沿轴线均匀分布在管壁的横截面上，空间一点离管轴垂直距离为r 。 则当r a时该点的磁感应强度B=；ar 0)和-l ( x 0)，则xOy平面上(0, a)点处的场强为:(A ) (B) 0xyzabcEOAABBC图2(C) (D) 2在电场强度为E的匀强电场中,有一如图2所示的三棱柱,取表面的法线向外,设过面AACO,面BBOC

21、,面ABBA的电通量为F1,F2,F3,则(A) F1=0,F2=Ebc,F3=-Ebc.(B) F1=-Eac,F2=0,F3=Eac.(C) F1=-Eac,F2=-Ec,F3=-Ebc.(D) F1=Eac,F2=Ec,F3=Ebc.OQ1Q2R1R2Pr图32图3如图3所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R1,带电量Q1,外球面半径为R2，带电量为Q2.设无穷远处为电势零点,则内球面上的电势为：(A) (B) (C) (D) aIII O图44如图4所示，三条平行的无限长直导线，垂直通过边长为a 的正三角形顶点，每条导线中的电流都是I，这三条导线在正三角形中心O 点产生的磁感强度

22、为：(A) B = 0 (B)B =m0I/(pa) (C) B =m0I/(2pa)(D) B =m0I/(3pa) 5无限长直圆柱体，半径为R，沿轴向均匀流有电流. 设圆柱体内(r R)的磁感强度为B2，则有：(A) B1、B2均与r成正比 (B) B1、B2均与r成反比(C)B1与r成正比, B2与r成反比 (D)B1与r成反比, B2与r成正比Bdcba图5I6如图5所示.匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是：(A) ad边转入纸内，bc边转出纸外.(B) ad边转出纸外，cd边转入纸内.(C) ab边转入纸内，cd边转出纸外.(D) a

23、b边转出纸外，cd边转入纸内.MOP图6K7图6中, M、P、O为软磁材料制成的棒,三者在同一平面内,当K闭合后(A) P的左端出现N极 (B) M的左端出现N极OBOCBA图7(C) O的右端出现N极 (D) P的右端出现N极8如图7所示，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO转动(角速度w与B同方向), BC的长度为棒长的1/3. 则:(A) A点比B点电势低 (B) A点与B点电势相等(C) A点比B点电势高 (D) 有电流从A点流向B点EABd图8a9已知钠的逸出功是2 .46 eV，那么钠的红限波长是:(A) 540nm （B）505nm (C) 435nm

24、(D) 355nm.10在加热黑体过程中，其最大单色辐出度对应的波长由0.8mm变到0.4mm，则其温度增大为原来的(A)16倍 (B)8倍 (C) 4倍 (D)2倍二. 填空题(每空2分，共30分).UCU0ABCQd/32d/3图91.如图8所示，在场强为E的均匀电场中，A、B两点间距离为d，AB连线方向与E的夹角为30,从A点经任意路径到B点的场强线积分=2. 一平行板电容器，极板面积为S，相距为d. 若B板接地，且保持A板的电势UA = U0不变，如图9所示. 把一块面积相同的带电量为Q的导体薄板C平行地插入两板之间，则导体薄板C的电势UC=图10Oab12RII3.一平行板电容器两极

25、板间电压为U，其间充满相对电容率为er的各向同性均匀电介质，电介质厚度为d . 则电介质中的电场能量密度w=a2aOO图12IS2电流截面 图11LS14.如图10所示,在真空中,电流由长直导线1沿切向经a点流入一电阻均匀分布的圆环,再由b点沿切向流出,经长直导线2返回电源.已知直导线上的电流强度为I,圆环半径为R，aob=180.则圆心O点处的磁感强度的大小B =5.圆柱体上载有电流I，电流在其横截面上均匀分布CADEOOBab图13回路L(顺时针绕向)通过圆柱内部，将圆柱体横截面分为两部分，其面积大小分别为S1和S2，如图11所示则6.在磁感强度为B=ai+bj+ck (T)的均匀磁场中，

26、有一个半径为R的半球面形碗，碗口开口沿x轴正方向.则通过此半球形碗的磁通量为7. 边长为a和2a的两正方形线圈A、B,如图12所示地同轴放置,通有相同的电流I,线圈B中的电流产生的磁场通过线圈A的磁通量用FA表示,线圈A中的电流产生的磁场通过线圈B的磁通量用FB表示,则二者大小关系式为hba图148矩形线圈长为a宽为b,置于均匀磁场B中.线圈以角速度w旋转,如图13所示,当t=0时线圈平面处于纸面,且AC边向外,DE边向里.设回路正向ACDEA. 则任一时刻线圈内感应电动势为9一截面为长方形的环式螺旋管共有N匝线圈,其尺寸如图14所示.则其自感系数为图15Iar10在一通有电流I的无限长直导线

27、所在平面内, 有一半径为r、电阻为R的导线环,环中心距直导线为a，如图15所示，且ar.当直导线的电流被切断后,沿导线环流过的电量约为11一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt若略去边缘效应，则两板间的位移电流大小为_12在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为10s，若相对甲以3c/5(c表示真空中光速)的速率作匀速直线运动的乙测得时间间隔为13.把一个静止质量为m0的粒子,由静止加速到v=0.6c(c为真空中的光速)需做功为14.某微观粒子运动时的能量是静止能量的k倍,其运动速度的大小为15.波长l =600nm的光沿x轴正向

28、传播，若光的波长的不确定量l=10-4nm,光子的坐标的不确定量至少为三.计算题(每小题10分，共40分)1一均匀带电的球层, 其电荷体密度为 , 球层内表面半径为R1 , 外表面半径为R2 ,设无穷远处为电势零点, 求球层内外表面的电势2.一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为R3的同轴导体圆筒组成中间充满磁导率为m的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如右图所示传导电流I沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的求同轴线内外的磁感强度大小B的分布3. 如右图所示。半径为R的无限长实心圆柱导体载有电流I，电流沿轴向流动，并均匀分布在导体横截面上一宽为

29、R，长为l的矩形回路(与导体轴线同平面)以速度向导体外运动(设导体内有一很小的缝隙，但不影响电流及磁场的分布)设初始时刻矩形回路一边与导体轴线重合，求t (t)时刻回路中的感应电动势20072021学年第二学期 大学物理A(下)( A卷)参考答案及评分标准一 选择题(每小题3分，共30分)题号12345678910答案CBBACDACBD二 填空题(每空2分，共30分).1) 2) 3) e0erU2/(2d2) 4) 0 5) -m0IS1/(S1+S2)6)-pR2a 7) 8) 9) 10) 11) 12)12.5 s 13) 14) 15)三 计算题(每小题10分，共40分)1.解：因

30、电荷球对称,电场球对称,作与带电体对称的球形高斯面,有 (1分) 球内rR1E1=0 (1分)球层中R1rR2 E3=r( R23-R13)/3e0r2 (1分)故内球面 = (3分)外球面 (3分)2. 解：由安培环路定理： (2分)0 r R1区域：， (2分)R1 r R2区域：， (2分)R2 r R3区域：H = 0， B = 0 3. 解：取逆时针方向为回路正向，则回路中的感应电动势为 (2分) (2分) (2分) (4分)复旦大学 大学物理A电磁学一、选择题：（每题3分，共30分）1. 在相距为2R的点电荷+q与-q的电场中，把点电荷+Q从O点沿OCD移到D点（如图），则电场力所

31、做的功和+Q电位能的增量分别为：（），。（），。（），。 （），。 2. 下列结论正确的是：（）带正电的物体电位必为正。 （）电力线与等位面正交。（）零电位体必有。 （）U大时E必大。 3. 相距为的两个电子，在重力可忽略的情况下由静止开始运动到相距为，从相距到相距期间，两电子系统的下列哪一个量是不变的：（）动能总和； （）电势能总和；（）动量总和； （）电相互作用力 4. 在各向同性的电介质中，当外电场不是很强时，电极化强度，式中的应是：（）自由电荷产生的电场强度。 （）束缚电荷产生的电场强度。（）自由电荷与束缚电荷共同产生的电场强度。（）当地的分子电偶极子产生的电场强度。 5. 四个电动势

32、均为、内阻均为的电源按如图连接，则：（） ，（），（），（）， 6. 均匀磁场的磁感应强度垂直于半径为的圆面，今以该圆周为边线，作一半球面，则通过面的磁通量的大小为：（） （） （）0 （）无法确定的量 7. 用线圈的自感系数来表示载流线圈磁场能量的公式（）只适用于无限长密绕螺线管。 （）只适用于单匝圆线圈。（）只适用于一个匝数很多，且密绕的螺线环。（）适用于自感系数一定的任意线圈 8. 外观完全相同的两个线圈，一个为铜导线，另一个为铁导线。分别将这两个线圈与同一电阻构成R、L串联电路，则回路的时间常数为：（） （）（） （）无法确定 9. 四条相互平行的载流长直导线，电流强度为I，正方形边长为2a（如图），则正方形中心的磁感应强度大小为：（） （）（） （）0 10. 一个带有很窄缝隙的永磁环，磁化强度为，缝隙中点的磁感应强度和磁场强度为：（） ， （），（）， （）， 二、填空题（共