2022届高三物理(沪科版)一轮复习教案：实验十-练习使用多用电表-Word版含解析.docx

试验十　练习使用多用电表
试验目的
1．了解多用电表的构造和原理，把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．会用多用电表探究黑箱中的电学元件。
试验原理
1．外部构造(如图1所示)
(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。
(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。

图1
2．欧姆表原理
(1)内部电路简化如图2所示。

图2
(2)依据闭合电路欧姆定律
①当红、黑表笔短接时，Ig＝，
②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，I＝。
③当I中＝Ig时，中值电阻R中＝Rg＋R＋r。
试验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
试验步骤
1．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。
2．将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。
3．测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图3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)按如图3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。

图3
4．测量定值电阻
用多用电表测电阻的步骤：
(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。
(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调整欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞。
(3)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，与标定值进行比较。
(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。
(5)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。
(6)测量完毕，将选择开关置于沟通电压最高挡或“OFF”挡。
5．测量二极管的正、反向电阻
(1)二极管常用半导体材料制成，它有两个极，一个正极，一个负极，符号为。
(2)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，电路导通。反之电阻示数很大，电路截止。(如图4所示)由此可推断出二极管的正、负极。

图4
(3)测正、反向电阻
①测正向电阻：用多用电表的电阻挡，量程拨到“×10”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行欧姆调零后，将黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极，稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1。
②测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行欧姆调零后，将黑表笔接触二极管负极，红
表笔接触二极管正极，稳定后读取示数乘上倍率求出反向电阻R2。
6.探究黑箱内的电学元件
探究项目
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
电容器
欧姆挡
指针先指向某一小阻值，后渐渐增大到“∞”，且指针摇摆越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”渐渐减小到某一较小固定示数
留意事项
多用电表使用的“七大留意”
(1)使用前要机械调零。
(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。
(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是沟通还是直流。
(4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。
(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、沟通、直流共用，下为沟通2.5 V专用。
(6)测电阻时：①待测电阻与电路、电源肯定要断开。②两手肯定不要同时接触两笔金属杆。③指针指中值四周较准，否则换挡。④每换一挡必需重新欧姆调零。⑤读出示数要乘以倍率。
(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或沟通电压最高挡，长期不用应取出电池。热点一　考查多用电表的原理及读数
【例1】　(2021·新课标全国卷Ⅰ，23)某同学试验小组利用图5所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干。
回答下列问题：

图5
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点。
(2)将图5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6所示，这时电压表的示数如图7所示。多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________ V。

图6

图7
(4)调整滑动变阻器的滑片，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 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ。

图8
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个抱负电流表和一个电阻串联而成的电路，如图8所示。依据前面的试验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为______ kΩ。
解析　(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)多用电表电流为“红进黑出”，题图5中外电路电流由2到1，所以红表笔应连1端。
(3)多用电表挡位为×1 k，指针指15，则R＝15×1 k＝15 kΩ，由图7知电压表读数为3.60 V。
(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电压表内阻，所以电压表内阻为12 kΩ。
(5)15.0 kΩ为多用电表电阻挡的中值电阻，中值电阻阻值即内电路阻值，所以电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为15.0 kΩ，设内电路电池电动势为E，则当电压表示数为4.00 V时，＝，解得：E＝9.00 V。
答案　(1)短接　(2)1　(3)15　3.60　(4)12
(5)9.00　15

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、电流表刻度盘
(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、电压挡是量程范围挡。
在不知道待测电阻的估量值时，应先从小倍率开头，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(由于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
①为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中心刻度四周。
②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余状况都不用估读。
③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，要留意其量程，依据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.025、0.5时，不用估读到下一位。

1．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。试验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：
(1)仪器连线如图9所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；

图9
(2)若适当调整电阻箱后，图9中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图10(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________ Ω，电流表的读数为______mA，电阻箱的读数为________ Ω；

图10
(3)将图9中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA(保留三位有效数字)；
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V(保留三位有效数字)。
解析　(1)由多用电表电流“红表笔进，黑表笔出”，电流表“＋”接线柱电流流进，“－”接线柱电流流出知，a表笔为黑色表笔。
(2)依据题图读数，多用电表读数为14.0 Ω，电流表读数为53.0 mA，电阻箱读数为4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω。
(3)从多用电表表盘来看，指针指在电流表“130”处时实际电流为53 mA，故指针指到最右端“250”处时，实际电流为53× mA≈102 mA。
(4)由闭合电路欧姆定律E＝IR＋Ir知，
E＝14×0.053＋0.053r，＝0.102，联立以上两式得E≈1.54 V。
答案　(1)黑　(2)14.0　53.0　4.6　(3)102　(4)1.54
热点二　多用电表的使用　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【例2】　[2022·重庆卷，6(1)]某照明电路消灭故障，其电路如图11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。修理人员使用已调好的多用表直流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。

图11

图12
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图12所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、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，多用表指示仍旧和图12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)
解析　(1)由于多用电表的挡位选为直流50 V，所以读数时可选用0～50 V的刻度，故读数应为11.5 V，两表笔接a、c时，测量电池两端的电压，此读数等于蓄电池的电动势，说明蓄电池是正常的。
(2)若两表笔接b、c两点时，电压表读数仍为11.5 V，说明a、b之间是通路，保险丝和开关正常，b、c之间是断路小灯发生断路故障。
答案　(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)　蓄电池　
(2)小灯
【变式训练】2．如图13所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号，开关闭合后，发觉小灯泡不亮，现用多用电表检查电路故障，需要检测的有电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。

图13
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2(电源中的连线完好)已接好的状况下，应当选用多用电表的________挡。在连接点1、2同时断开的状况下，应当选用多用电表的______挡。
(2)在开关闭合的状况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障。
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤______________。
解析　(1)检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2(电源中的连线完好)已接好时，应选用电压挡，在连接点1、2同时断开时应选用欧姆挡。
(2)因5、6两点间的电压接近电源的电动势，说明开关或连接点5、6可能断开。
(3)先进行机械调零，然后选用多用电表的“欧姆挡”，进行欧姆调零，再测量小灯泡的电阻，若电阻“无穷大”，则小灯泡开路。
答案　(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6　(3)见解析