专题8.6 实验十一　练习使用多用电表（讲）（解析版）.doc

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1、专题8.6实验十一练习使用多用电表 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会使用多用电表探索黑箱中的电学元件一、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会使用多用电表探索黑箱中的电学元件二、实验原理1表盘多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程另外，还有欧姆调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并

2、不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度2挡位如图所示，多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，1的量程较大(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为欧姆挡，4的倍率比3的倍率高(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，6的量程比5的量程大3欧姆表内部构造和原理(1)欧姆表内部电路简化如图(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律红

3、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig；当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I，故每一个未知电阻都对应一个电流值I.我们在刻度盘上直接算出I对应的Rx的值，所测电阻Rx即可从表盘上直接读出由于I与R是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处当RxRgRr时，I，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻4二极管的单向导电性(1)晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反

4、向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极三、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)三个部分器材用途多用电表1多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。2外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。3多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)

5、、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔)。二极管1.晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。四、实验过程1准备(1)观察多用电表的外形，认识选

6、择开关对应的测量项目及量程(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2测量(1)测电压：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(2)测电流：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(3)测电阻调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度选择开关置于“”挡的“1”，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指向欧姆零点，然后断开表笔，再使指针指向.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选择开关改置“100

7、”挡，重新进行欧姆调零再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡(4)探索黑箱内的电学元件判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大五、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0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度

8、位数相同即可六、误差分析1系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池(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2偶然误差(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点(2)读数时易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数(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，使指针指中值附近七、注意事项(1)忌不调零就使用多用电表(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极红测试笔插孔流入，从负极黑测试笔插孔流出(4)忌用手接触测试笔的金

9、属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆(5)忌用直流电挡位测交流电(6)忌不进行欧姆表调零，或换欧姆挡量程后不调零，就用多用表测电阻(7)忌把电阻同其他电路连在一起进行测量(8)忌只看读数不乘倍率(9)忌把电池装在多用电表内长期不用(10)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡考点一 对多用电表的读数及使用的考查【典例1】（2018年全国II卷）某同学组装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900 )；电阻箱R1(阻值范围0999.9 )；电阻箱R2(阻值范围099 999.9 )；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再

10、将它改装成量程为3 V的直流电压表组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱(2)电阻箱的阻值应取R1_ ，R2_ .(保留到个位)【答案】(1)如图所示(2)1002 910【解析】(1)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻，电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻，所以并联的电阻箱应为R1，串联的电阻箱应为R2，电路如答案图所示(2)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻R1100 ，电流表改装成一个电压表应串联一个大电阻R22 910 .【变式1】 (2017高考全国卷)

11、图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 A，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆100 挡 (1)图(a)中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时

12、，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_(结果均保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2)B(3)160880 (4)1.47 mA1.10103 2.95 V【解析】(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，

13、使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2IG，解得R1R2160 ；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0，R4R0880 .(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆100 挡，读数为11.0100 1.10103 ；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为5 V2.95 V.考点二

14、 多用电表的使用【典例2】（云南昆明第三中学2019届模拟）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)该同学欲测量如图甲所示生活用电中插座的电压，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)。(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为

15、_ V。【答案】(1)B(2)H(3)215【解析】(1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B正确，A、C、D错误。(2)题图甲所示插座的电压为220 V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到题图乙所示的H位置。(3)多用电表表盘最下面一排刻度线左侧标有“”，是用于测交流电压的，根据电表指针可知，插座的电压为U215 V。【举一反三】（重庆巴蜀中学2019届模拟）二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B。某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下：

16、(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 ，反向电阻约为50 k，则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接_(填“A”或“B”)端。(2)该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正、反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40 k，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间。该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：50 A，内阻约为100 ；50 mA，内阻约为50 ；250 mA，内阻约为10 。则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱_(选填“3”或“4”)相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用_(选

17、填“”“”或“”)，单刀双掷开关S2应拨向接点_(选填“5”或“6”)。【答案】(1)B(2)36【解析】(1)多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极，所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连，即与B相连。(2)红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接线柱3相连；电压为2 V时，二极管反接时的电流约为40 A，所以电流表应选用量程；根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6。【变式2】（广东执信中学2019届模拟）某同学为了将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表，进行了如下操作：(1)先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源

18、内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 k时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 k时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为_V。由以上数据可得电压表的内阻RV_k。(2)将图甲的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V”处，此处刻度应标阻值为_(填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻刻度为_k。(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且

19、变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将_。A偏大B偏小 C不变 D无法确定【答案】(1)1.506(2)1(3)C【解析】(1)由题图乙所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V，示数为1.50 V；电源内阻不计，由题图甲所示电路图可知，电源电动势：EUIRUR，由题意可知：E33 000，E1.512 000，解得：RV6 000 6 k，E4.5 V。(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为，当指针指向3 V时，电路中的电流为IV A0.000 5 A，此时电阻箱的阻值为R 3 k。当电压表

20、示数为1 V时，有1，解得Rx1 k。(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有IV，测量电阻时电压表示数为U，欧姆表用一段时间调零时有IV，测量电阻时U，比较可知rRrR，所以若电流相同，则RxRx，即测量结果不变，C正确。考点三 用多用电表检测电路故障【典例3】（湖北孝感高级中学2019届模拟）某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。 (1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为_ V，说明题中_正常(选填：蓄电池、保险

21、丝、开关、小灯)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。【答案】(1)11.3(11.111.5均可)蓄电池(2)小灯【解析】(1)多用电表调至50 V量程，接a、c两点测量的是电源两端的电压，读数为11.3 V，可见蓄电池完好。(2)断开开关，电压表指针不偏转，表明电压表被断路，开关闭合后，读数与接a点时相同，表明蓄电池、保险丝、开关和多用电表能组成完好回路，开关和保险丝无问题，发生故障的是小灯，小灯断路。【变式3】（山东枣庄八中2019届模拟）在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小

22、灯泡A、B的规格为“3.8 V,0.3 A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。选择开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)；A2.5 VB10 V C50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V、e、f间电压为0，则故障是_。AA灯丝断开 BB灯丝断开 Cd、e间连线断开 DB灯被短路 (2)接着练习使用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，测试前，一定要将电路中的开关S_；测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为_ ，此时测量的是_间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为_ 。【答案】(1)BA

23、(2)断开6.0e、f12.7【解析】(1)由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，B正确。灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e、f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A正确。(2)使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开。欧姆表读数应该为6.0 。由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 ，说明测量的应该是e、f间电阻。由R可求得电阻为12.7 。考点四 用多用电表探索黑箱内的电学元件【典例4】（江西南昌二中2019届模拟）如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱

24、内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请画出黑箱内的电路结构。红表笔AABCCB黑表笔BCCBAA阻值/100150502 0002 100100【答案】见解析图【解析】先由二极管反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理可知在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间，说明A、C间包含电阻；而接A、B和B、A时电阻不变，故说明A、B间只有电阻，B、C间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。考点五 创新实验【典例5】 (2017高考江苏卷)某同学通过实

25、验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约20 ，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1 (1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0200 )、滑动变阻器R2(0500 )、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0999.9 )、开关S、导线若干为使该装置实现对3080 之间任一温度的

26、控制，电源E应选用_(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用_(选填“R1”或“R2”). (2)实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至_(选填“A”“B”“C”或“D”)(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查在题图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针_(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针_(选填“偏转”或“不偏转”)(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是_(填写各步骤前的序号)将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上

27、开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 【答案】(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转 (4)【解析】(1)如果电源用E1，则在t30 时电路中的最大电流Im A13.67 mA15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t80 时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R，则0.015 A，解得R330.9 ，因此滑动变阻器应选用R2.(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极

28、间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 ，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路因此操作步骤的正确顺序是.【方法技巧】创新角度实验装置图创新解读实验原理的创新1.电表的改装2多用电表的使用和读数实验过程的创新1.多用电表数据处理2电压表内阻已知，根据其示数计算出通过电压表的电流【变式5】（福建泉州五中2019届模拟）钱华同学的爸爸是个电气工程师，钱华经常看到爸爸

29、用多用电表进行一些测量在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到发光二极管的负极 (1)钱华同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的1挡，经过_之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光，如图甲所示；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光这说明二极管的负极是_(选填“长管脚”或“短管脚”)所连接的一极(2)钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了他琢磨了一下，然后又依次用电阻挡的1挡，10挡，100挡，1 k挡分别进行了二极管导通状态的准确的测量，他发现二极管发光的亮度越来越

30、_(选填“大”或“小”)，请帮助他分析一下具体的原因：_(3)钱华同学的兴趣越来越浓厚，他思考这个发光二极管是否像普通电阻一样，两端电压与通过的电流成正比呢？他求助物理实验室老师探究该二极管的伏安特性，测绘它的伏安特性曲线，通过实验，测得发光二极管两端电压U和通过它的电流I的数据如表：U/V01.501.801.902.002.082.192.33I/mA000.010.020.040.060.090.20U/V2.432.512.562.622.702.822.87I/mA0.500.801.003.005.009.0011.01请在图乙中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整请你根据钱华同学实验时收集到的数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的伏安特性曲线(IU图线)【答案】(1)欧姆调零短管脚(2)小电路中总电阻越来越大，电流越来越小(3)图见解析【解析】(1)在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；根据题干所述内容进行全面判定后发现，二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接为二极管的正极，故短管脚为负极(2)从1挡，10挡，100挡到1 k挡，多用电表的内阻越来越大，根据全电路欧姆定律I可知，通过二极管的电流越来越小，根据PI2R可知二极管的亮度越来越小(3)电路连线如图：发光二极管的伏安特性曲线(IU图线)如图：