2019年高考物理雙基突破（二）專題18實驗：練習(xí)使用多用電表精講.docx

專題18 實驗：練習(xí)使用多用電表實驗?zāi)康?了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。2會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。知識點(diǎn)一、歐姆表（多用電表測電阻原理）1構(gòu)造：如圖所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部：接被測電阻Rx。全電路電阻R總RgRrRx。2工作原理：依據(jù)閉合電路歐姆定律制成，它是由電流表改裝而成的。閉合電路歐姆定律I。3刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接（被測電阻Rx0）時，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使IIg，電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過程叫歐姆調(diào)零。（1）當(dāng)IIg時，Rx0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”。（圖甲）（2）當(dāng)I0時，Rx，在I0處標(biāo)為“”。（圖乙）（3）當(dāng)I時，RxRgRr，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫中值電阻。4歐姆表刻度盤特點(diǎn)及多用電表讀數(shù)技巧（1）歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合?？潭炔痪鶆颍鹤竺苡沂?。歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“”處）。 （2）歐姆表的讀數(shù)為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤到的部分，即中央刻度附近。除非指針?biāo)诳潭缺P處每個小格表示1 時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。（3）測電壓、電流時的讀數(shù)，要注意其量程，根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、01、001時要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時，不用估讀到下一位。知識點(diǎn)二、多用電表1多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程。2外形如圖所示：上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程。3多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕（使電表指針指在右端零歐姆處）、指針定位螺絲（使電表指針指在左端的“0”位置）、表筆的正、負(fù)插孔（紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔）。知識點(diǎn)三、二極管的單向?qū)щ娦?晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個極，即正極和負(fù)極，它的符號如圖甲。2晶體二極管具有單向?qū)щ娦裕ǚ柹系募^表示允許電流通過的方向）。當(dāng)給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示。3將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。知識點(diǎn)四、練習(xí)使用多用電表實驗器材：多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻（大、中、小）三個。實驗步驟觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目及量程。1機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表指針是否停在表盤刻度左端零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2將紅、黑表筆分別插入“”、“”插孔。3測量小燈泡的電壓和電流（1）按如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。（2）按如圖乙連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。4測量定值電阻用多用電表測電阻的步驟：（1）調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。（2）選擇開關(guān)置于“”擋的“1”，短接紅、黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，然后斷開表筆，再使指針指向。（3）將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。（4）選擇開關(guān)改置“100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。（5）再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果；然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。（6）測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5測量二極管的正、反向電阻（1）二極管常用半導(dǎo)體材料制成，它有兩個極，一個正極，一個負(fù)極，符號為。（2）將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時，電阻示數(shù)較小，電路導(dǎo)通。反之電阻示數(shù)很大，電路截止。（如圖所示）由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。（3）測正、反向電阻測正向電阻：用多用電表的電阻擋，量程撥到“10”的位置上，將紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔，然后兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零后，將黑表筆接觸二極管正極，紅表筆接觸二極管負(fù)極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1。測反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。6探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件項目擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“”，且指針擺動越來越慢線圈歐姆擋示數(shù)由“”漸減小到某一較小固定示數(shù)7多用電表對電路故障的檢測高中階段對電路故障的考查只限于斷路和短路兩種，且故障一般只有一處。（1）斷路故障的檢測方法將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用。a將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞。b在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)若電壓表的示數(shù)為零，則說明該部分電路完好，若電壓表示數(shù)等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)。將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。用歐姆擋檢測：將各元件與電源斷開，然后接到紅黑表筆間，若有阻值（或有電流）說明元件完好，若電阻無窮大（或無電流）說明此元件斷路。不能用歐姆表檢測電源的情況。（2）短路故障的檢測方法將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。用電流表檢測，串聯(lián)在電路中的電流表若示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。注意事項多用電表使用的“七大注意”（1）區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”。機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。使用前要機(jī)械調(diào)零。（2）表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔，注意電流的實際方向應(yīng)為“紅入”，“黑出”。即兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”。（3）選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流。（4）電壓、電流擋為量程范圍擋，由于歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率。（5）刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電壓、交流、直流共用，下為交流2.5 V專用。（6）測電阻時：待測電阻與電路、電源一定要斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表。兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿。特別是在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿。 指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋。每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。讀出示數(shù)要乘以倍率。（7）使用完畢，選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池。突破點(diǎn)一、考查多用電表的原理及讀數(shù)歐姆表刻度盤特點(diǎn)及多用電表讀數(shù)技巧1歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤（1）左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合。（2）刻度不均勻：左密右疏。（3）歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“”處）。2讀數(shù)技巧（1）歐姆表的讀數(shù)為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤到的部分，即中央刻度附近。除非指針?biāo)诳潭缺P處每個小格表示1 時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。（2）測電壓、電流時的讀數(shù)，要注意其量程，根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時，不用估讀到下一位?！绢}1】某學(xué)生實驗小組利用圖所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 k；導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}：（1）將多用電表擋位調(diào)到電阻“1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆_，調(diào)零點(diǎn)。（2）將圖中多用電表的紅表筆和_（選填“1”或“2”）端相連，黑表筆連接另一端。（3）將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖所示，這時電壓表的示數(shù)如圖所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_ V。（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 k和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_ k。（5）多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V，電阻“1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_ k?！敬鸢浮浚?）短接（2） 1（3）15 k 3.60 V（4）12 k（5）9.00 V（5）15.0 k為多用電表電阻擋的中值電阻，中值電阻阻值即內(nèi)電路阻值，所以電阻“1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0 k，設(shè)內(nèi)電路電池電動勢為E，則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00 V時，解得：E9.00 V。 【題3】圖（a）為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 A，內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA 擋，歐姆100 擋。（1）圖（a）中的A端與_（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。 （2）關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是_（填正確答案標(biāo)號）。A在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置（3）根據(jù)題給條件可得R1R2_，R4_。（4）某次測量時該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）黑色（2）B（3）160 880 （4）1.47 mA 1.10 k 2.94 V（2）在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項C錯誤。（3）根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為量程1 mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，解得R1R2160 。當(dāng)B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120 ，兩端電壓為0.12 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4兩端電壓為0.88 V，則R4電阻為880 。 （4）若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA。若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11100 1.10 k。若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.94 V。 突破點(diǎn)二、多用電表的使用【題4】某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖所示，該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測電路的a、b點(diǎn)。（1）斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時多用表指示如圖所示，讀數(shù)為_V，說明_正常（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）。（2）紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖相同，可判定發(fā)生故障的器件是_。（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）【答案】（1）11.5 V 蓄電池（2）小燈【解析】（1）由于多用電表的擋位選為直流50 V，所以讀數(shù)時可選用050 V的刻度，故讀數(shù)應(yīng)為11.5 V，兩表筆接a、c時，測量電池兩端的電壓，此讀數(shù)等于蓄電池的電動勢，說明蓄電池是正常的。（2）若兩表筆接b、c兩點(diǎn)時，電壓表讀數(shù)仍為11.5 V，說明a、b之間是通路，保險絲和開關(guān)正常，b、c之間是斷路，小燈發(fā)生斷路故障?！绢}5】某實驗小組利用一滑動變阻器和未知內(nèi)阻的微安表，來測量多用電表“1 k”擋內(nèi)部電池的電動勢E。（1）該小組采用圖甲的電路進(jìn)行實驗，請將圖乙中的實物連線連接完整。（2）請將下面的實驗步驟補(bǔ)充完整：a插上紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“1 k”位置，將紅、黑表筆_，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指到“0 ”。b按照電路圖連接好電路。c接通開并，改變滑動變阻器的阻值，得到多用電表和微安表的示數(shù)分別如圖所示。多用電表和微安表的讀數(shù)分別為_k和_A。d斷開開關(guān)，拔下紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)扳到_位置。（3）由以上信息可得多用電表“1 k”擋內(nèi)部電池的電動勢為_V（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）見解析（2）22 k，242 A或243 A或244 A OFF （3）9.0 V（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得EI（RR0），I表示微安表的示數(shù)、R表示多用電表的讀數(shù)、R0表示多用電表的內(nèi)阻，代入數(shù)據(jù)有E242106（2215）103 V8.954 V9.0 V?！绢}6】在“多用電表的使用”實驗中，（1）甲同學(xué)利用多用電表測量電阻。他用電阻擋“100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，下列選項中合理的步驟為_（填寫選項前的字母）。A將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線進(jìn)行測量B將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置，將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零后，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線完成測量C將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線進(jìn)行測量D將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置，將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零后，再將兩表筆分別接被測電阻的兩根引線完成測量（2）如圖所示，為一正在測量中的多用電表表盤。如果用電阻擋“100”測量，則讀數(shù)為_。（3）乙同學(xué)利用多用電表測量圖所示電路中小燈泡正常工作時的有關(guān)物理量。以下操作正確的是_。A將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適電壓擋，閉合開關(guān)，利用圖甲的電路測量小燈泡兩端的電壓B將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適電阻擋，閉合開關(guān)，利用圖甲的電路測量小燈泡的電阻C將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適電流擋，閉合開關(guān)，利用圖乙的電路測量通過小燈泡的電流D將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適電流擋，把圖乙中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開關(guān)，測量通過小燈泡的電流（4）丙同學(xué)利用多用電表探測如圖所示黑箱時發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無電壓；用電阻擋測量，黑表筆接E點(diǎn)，紅表筆接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大。那么該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中的_。 【答案】（1）B（2）2 800 （3）AC（4）B （2）用電阻擋“100”測量，由圖示表盤示數(shù)可知，其讀數(shù)為：28100 2 800 。（3）多用電表一定是“紅入黑出”，圖甲是測電壓，圖乙是測電流，表筆位置正確。（4）用直流電