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

專題18 實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)?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(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻。3會(huì)用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。知識(shí)點(diǎn)一、歐姆表（多用電表測(cè)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(cè)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(cè)電阻Rx0）時(shí)，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(shí)，Rx0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”。（圖甲）（2）當(dāng)I0時(shí)，Rx，在I0處標(biāo)為“”。（圖乙）（3）當(dāng)I時(shí)，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(cè)電阻估計(jì)值時(shí)，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?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)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(gè)小格表示1 時(shí)，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(cè)電壓、電流時(shí)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(shí)要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時(shí)，不用估讀到下一位。知識(shí)點(diǎn)二、多用電表1多用電表可以用來測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)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(cè)量項(xiàng)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(shí)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(gè)極，即正極和負(fù)極，它的符號(hào)如圖甲。2晶體二極管具有單向?qū)щ娦裕ǚ?hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向）。當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)點(diǎn)四、練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)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、?。┤齻€(gè)。實(shí)驗(yàn)步驟觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)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(cè)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(cè)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(cè)量通過小燈泡的電流。4測(cè)量定值電阻用多用電表測(cè)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(cè)量結(jié)果；然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。（6）測(cè)量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5測(cè)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(gè)極，一個(gè)正極，一個(gè)負(fù)極，符號(hào)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(shí)，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(cè)正、反向電阻測(cè)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(cè)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(shí)，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(xiàng)目擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時(shí)均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小，反接時(shí)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(dòng)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(duì)電路故障的檢測(cè)高中階段對(duì)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(cè)方法將多用電表?yè)艿诫妷簱踝鳛殡妷罕硎褂?。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(shí)，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(dòng)勢(shì)，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(cè)：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(cè)電源的情況。（2）短路故障的檢測(cè)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(cè)，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(xiàng)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(shí)際方向應(yīng)為“紅入”，“黑出”。即兩表筆在使用時(shí)，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(cè)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(cè)量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)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(cè)電阻時(shí)：待測(cè)電阻與電路、電源一定要斷開，否則不但影響測(cè)量結(jié)果，甚至可能損壞電表。兩手一定不要同時(shí)接觸兩筆金屬桿。特別是在測(cè)電阻時(shí)，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(zhǎng)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(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，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?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)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(gè)小格表示1 時(shí)，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(cè)電壓、電流時(shí)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(shí)要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時(shí)，不用估讀到下一位?！绢}1】某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖所示電路，測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)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?yè)跷徽{(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(dòng)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(shí)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(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12 k和4.00 V。從測(cè)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(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_V，電阻“1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_ k。【答案】（1）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(dòng)勢(shì)為E，則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00 V時(shí)，解得：E9.00 V。 【題3】圖（a）為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)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(gè)擋位，5個(gè)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(hào)）。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(shí)，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(shí)，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(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_；若此時(shí)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(xiàng)A錯(cuò)誤；使用歐姆擋時(shí)，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(xiàng)B正確；使用電流擋時(shí)，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。（3）根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時(shí)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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)。（1）斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)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(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈）。（2）紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，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(xiǎn)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(shí)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(shí)，測(cè)量電池兩端的電壓，此讀數(shù)等于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)，說明蓄電池是正常的。（2）若兩表筆接b、c兩點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)仍為11.5 V，說明a、b之間是通路，保險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)小組利用一滑動(dòng)變阻器和未知內(nèi)阻的微安表，來測(cè)量多用電表“1 k”擋內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E。（1）該小組采用圖甲的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將圖乙中的實(shí)物連線連接完整。（2）請(qǐng)將下面的實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)勢(shì)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(shí)驗(yàn)中，（1）甲同學(xué)利用多用電表測(cè)量電阻。他用電阻擋“100”測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，下列選項(xiàng)中合理的步驟為_（填寫選項(xiàng)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(cè)電阻的兩根引線進(jìn)行測(cè)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(cè)電阻的兩根引線完成測(cè)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(cè)電阻的兩根引線進(jìn)行測(cè)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(cè)電阻的兩根引線完成測(cè)量（2）如圖所示，為一正在測(cè)量中的多用電表表盤。如果用電阻擋“100”測(cè)量，則讀數(shù)為_。（3）乙同學(xué)利用多用電表測(cè)量圖所示電路中小燈泡正常工作時(shí)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量通過小燈泡的電流（4）丙同學(xué)利用多用電表探測(cè)如圖所示黑箱時(shí)發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)電壓，圖乙是測(cè)電流，表筆位置正確。（4）用直流電