步步高高三物理新课标一轮讲义实验10练习使用多用电表格Word文档格式.docx

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接被测电阻Rx.

全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.

2．工作原理：

闭合电路欧姆定律I＝

.

3．刻度的标定：

红、黑表笔短接（被测电阻Rx＝0）时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．

（1）当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．（图甲）

（2）当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．（图乙）

（3）当I＝

时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的阻值，Rx叫中值电阻．

三、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4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．

图4

（3）多用电表面板上还有：

欧姆表的调零旋钮（使电表指针指在右端零欧姆处）、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）．

四、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5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．

图5

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.

基本实验要求

规律方法总结

1．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．

2．实验步骤

（1）观察：

观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．

（2）机械调零：

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．

（4）测量小灯泡的电压和电流

①按如图6甲所示的电路图连好电路，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．

图6

②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．

（5）测量定值电阻

①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；

②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；

③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；

④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．

1．多用电表使用注意事项

（1）表电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．

（2）区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；

欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．

（3）由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率．

（4）使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．

（5）测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．

（6）测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．

（7）使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表电池取出．

2．多用电表对电路故障的检测

（1）断路故障的检测方法

①将多用电表拨到电压挡作为电压表使用．

a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．

b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．

②将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．

③用欧姆挡检测

将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值（或有电流）说明元件完好，若电阻无穷大（或无电流）说明此元件断路．

不能用欧姆表检测电源的情况．

（2）短路故障的检测方法

①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；

若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．

②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.

考点一　对多用电表使用的考查

例1　在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作：

（1）用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零（如图7a所示），然后用两表笔接触待测电阻的两端（如图b所示），这两步操作是否合理？

________（选“a合理”或“b合理”或“都不合理”）

（2）用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流50mA挡，连接的电路如图c所示，图中多用电表测量的是________（填“甲电阻的电流”、“乙电阻的电流”或“总电流”），测得的值是________．

图7

（3）该同学要测量多用电表直流“2.5V”挡的阻RV（约为20kΩ）．除此多用电表外，还有以下器材：

直流电源一个（电动势E为2V，阻可忽略不计）、电阻一个（阻值R为10kΩ）、电键一个、导线若干．要求：

（Ⅰ）画出实验电路图（多用电表用

表示）；

（Ⅱ）写出RV的表达式（用字母表示）．

解析　

（1）b会受人体电阻的影响；

（2）在题图c中，多用电表与乙电阻串联，因此测的是乙电阻的电流；

（3）多用电表与电阻串联，通过它们的电流相等，所以有：

＝

，因此：

RV＝

（U为多用电表直流“2.5V”挡的读数）．

答案　

（1）a合理　

（2）乙电阻的电流　25.0mA（±

0.1都可以）　（3）（Ⅰ）实验电路图如图所示

（Ⅱ）RV＝

（U为多用电表直流“2.5V”挡的读数）

考点二　对多用电表读数的考查

例2　如图8所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×

100”的电阻挡测电阻时，表针如图8所示，则：

图8

（1）所测电阻的阻值为________Ω；

如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×

104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________（选填“×

10”、“×

100”或“×

1k”）．

（2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；

当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.

（3）当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V.

解析　

（1）欧姆表读数：

对应最上一行刻度值为15，倍率为“×

100”，读数为1.5×

103Ω；

测2.0×

104Ω电阻时应选“×

1k”的欧姆挡．

（2）选50mA直流电流挡，则每一大格表示10mA，每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA（此时为1/10估读），指针对应的读数为30.8mA；

选择量程为250mA的电流挡，则每一大格表示50mA，每一小格表示5mA，测量的精确度为5mA，应估读到1mA（此时为1/5估读），指针对应的读数为154mA.

（3）选择10V电压挡，则每一大格表示2V，每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V（此时应为1/2估读），指针对应的读数为6.1V.

答案　

（1）1.5×

103　×

1k　

（2）30.8（30.7～30.9都正确）

154　（3）6.1

　　　　　　欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧

（1）欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘

①左∞右0：

电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合．

②刻度不均匀：

左密右疏．

③欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率．电流、电压挡是量程围挡．

在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处）．

（2）读数技巧

①欧姆表的读数

a．为了减小读数误差，指针应指在表盘

到

的部分，即中央刻度附近．

b．除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读．

c．电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．

②测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位．

考点三　用多用电表检查电路故障

例3　在如图9所示的电路中，四节干电池串联作为电源，小灯泡A、B的规格均为“3.8V,0.3A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑动片，A、B灯都不亮．

图9

（1）用多用电表的直流电压挡检查故障．

①选择开关置于下列量程的________挡较为合适（用字母序号表示）．

A．2.5VB．10VC．50VD．250V

②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是（　　）

A．A灯丝断开B．B灯丝断开

C．d、e间连线断开D．B灯被短路

（2）接着利用欧姆表的“×

1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零．

①测试前，一定要将电路中的开关S____________；

②测c、d间和e、f间的电阻时，某次测量结果如图10所示，读数为________Ω，此时测量的是______间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原因是：

______________________________________________________.

图10

解析　

（1）①因电源为四节干电池，故电动势E＝6V，则应选电压表10V量程挡较合适；

②因c、d间电压为5.8V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好．

（2）用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；

由题图读数知电阻的阻值为6.0Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；

由R＝

得R＝12.7Ω，与欧姆表测得的阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻的阻值是未通电工作时的电阻的阻值，温度较低，电阻率偏小，阻值偏小．

答案　

（1）①B　②A　

（2）①断开　②6.0　e、f　12.7　欧姆表测量时灯泡未工作，灯泡温度低，电阻小

考点四　用多用电表探索黑箱的电学元件

例4　如图11所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．

图11

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图12中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）．

图12

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况．

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×

1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图12所示．

请将记录表补充完整，并画出一种可能的电路.

两表笔接的接点

多用电表的示数

a、b

________Ω

a、c

10.0Ω

b、c

15.0Ω

解析　

（1）多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A.

（2）使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表．

（3）黑箱中无电源且每对接点间正、反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0Ω，由a、b间电阻为5.0Ω，a、c间为10.0Ω，b、c间为15.0Ω知，电路为a、b间5.0Ω的电阻与a、c间10.0Ω的电阻串联而成，故可能的电路图如图所示．

答案　

（1）A　

（2）短暂　（3）5.0　见解析图

创新实验设计

多用电表当欧姆表使用时有电源，往往会考查闭合电路欧姆定律、电动势和阻的测定等，往往涉及的变形有：

1．与电压表串联形成闭合电路，则E＝U＋

·

r，从而计算得到E；

2．与电流表串联形成闭合电路，则E＝I（RA＋r），从而计算得到E.

例5　有一阻未知（20kΩ～60kΩ）、量程0～10V的直流电压表．

（1）某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率________（选填“×

100”或“1k”）挡．先将红、黑表笔短接调零后，选用图13中________（选填“A”或“B”）方式连接．

图13

（2）在实验中，欧姆表和电压表的指针分别如图14甲、乙所示，某同学读出欧姆表的读数为________Ω，这时电压表的读数为______V．计算出欧姆表中电池的电动势为______V.

图14

解析　

（1）多用电表测电阻时，应让开关指在中间刻度附近，因而应选“×

1k”挡．多用电表测电阻时，用其部电源，黑表笔接部电源的正极，又因电压表的两接线柱中，“＋”接线柱应接高电势端，因而A电路的连接方式正确．

（2）题图甲中欧姆表的读数为40×

1kΩ＝40kΩ.

题图乙中电压表的读数为5.0V.

欧姆表中电池的电动势E＝5.0V＋

×

30V＝8.75V.

答案　

（1）×

1k　A　

（2）40k　5.0　8.75

1．多用电表表头的示意图如图15所示．在正确操作的情况下：

图15

（1）若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（2）若选择开关的位置如b箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（3）若选择开关的位置如c箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

（4）若选择开关的位置如c箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：

____________，____________，_____________.

（5）全部测量结束后，应把选择开关拨到______或者______．

（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从______色表笔经______插孔流入电表．

答案　

（1）直流电压　1.57V　

（2）直流电流　48mA

（3）电阻　1.6kΩ　（4）改用“×

1k”倍率　重新欧姆调零　测量、读数　（5）OFF挡　交流电压最高挡　（6）红　正

2．

（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的最可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写________．

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔

c．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×

1k”

d．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×

100”

e．旋转S使其尖端对准交流“500V”挡，并拔出两表笔

根据如图16所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为________Ω.

图16

（2）下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　）

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C．测量电路中的某个电阻，应该先把该电阻与外电路断开

D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

答案　

（1）c、a、b、e　30k　

（2）AC

解析　

（1）题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应该选择“×

1k”的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至交流“500V”挡，拔出表笔，所以顺序为c、a、b、e.根据欧姆表的读数原理，可以得出被测电阻的阻值为30kΩ.

（2）指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项正确；

电阻的阻值与电流的流向无关，所以红、黑表笔接反，不影响测量结果，B项错误；

不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会影响读数甚至烧毁器材，C项正确；

只要不换挡位，就不用重新调零，D项错误．

3．如图17所示的电路中各元件均完好，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的元件有：

电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

为了检测小灯泡、开关以及3根导线，

图17

（1）在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡，进行检查；

（2）在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡，进行检查；

（3）在开关闭合的情况下，若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势，则表明________．

答案　

（1）电压　

（2）欧姆　（3）小灯泡断路

4．（2013·

新课标Ⅰ·

23）某学生实验小组利用图18所示电路，测量多用电表电池的电动势和电阻“×

1k”挡部电路的总电阻．使用的器材有：

图18

多用电表；

电压表：

量程5V，阻十几千欧；

滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；

导线若干．

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×

1k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点．

（2）将图19中多用电表的红表笔和________（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图19所示，这时电压表的示数如图20所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.

图19　　　　　　　　　图20

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的阻为________kΩ.

（5）多用电表欧姆挡部电路可等效为由一个无阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图21所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表电池的电动势为______V，电阻“×

1k”挡部电路的总电阻为______kΩ.

图21

答案　

（1）短接　

（2）1　（3）15.0　3.60

（4）12.0　（5）9.00　15.0

解析　（4）当滑动变阻器调到阻值为零时，多用电表的示数为电压表的阻．

（5）设多用电表电池的电动势为E，欧姆“×

1k”挡部电路的总电阻为R，则由闭合电路欧姆定律及两组数据得：

E＝

R＋4.00V，E＝

[（15.0－12.0）kΩ＋R]＋3.60V

联立两式解得R＝15.0kΩ，E＝9.00V.

5．多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，挡位如图22所示．

图22

（1）如图23所示为多量程多用电表的示意图，当接通1或2时，为____挡.1的量程比2的量程____（填“大”或“小”）．

（2）测量某电阻时，用×

10Ω挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用____挡（填“×

1Ω”或“×

100Ω”），换挡后，在测量前要先进行________．

（3）如图22所示，A、B、C是多用电表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置．图24中D是多用电表表盘指针在测量时的偏转位置．

图23

图24

若用A挡测量，指针偏转如D，则读数是________；

若用B挡测量，指针偏转如D，则读数是________；

若用C挡测量，指针偏转如D，则读数是________．

（4）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和阻的实验中，串联了一只2.5Ω的保护电阻R0，实验电路如图25所示，连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；

他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔分别接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是____________．排除故障后，该同学顺利完成实验，根据测定数据已在图26中描出了对应点，请画出U－I图，由图知：

电池的电动势为________，阻为________．

图25

I/A

0.10

0.15

0.17

0.23

0.30

0.40

U/V

1.20

1.08

1.00

0.80

0.60

图26

答案　

（1）电流　大　

（2）×

1Ω　欧姆调零　（3）1300Ω　5.4mA　27.0V　（4）滑动变阻器R断路　U－I图如图所示　1.50V（1.48V～1.52V均可）　3Ω