步步高2015高三物理(新課標)一輪講義：實驗10練習使用多用電表

1、實驗十練習使用多用電表考綱解讀1.了解電表改裝的原理與方法 .2. 了解多用電表的構造和原理，掌握多用電表的使用方法3會使用多用電表測電壓、電流及電阻.4.會用多用電表探索黑箱中的電學元件.、電流表與電壓表的改裝.改裝方案改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U=Ig(Rg+R)故 R= U-RgIgIgRg= (I Ig)R故R= 3I Ig改裝后電表內阻Rv = Rg+ R RgRRgRa = _ RgR+Rgg.校正(1)電壓表的校正電路如圖1所示，電流表的校正電路如圖2所示.圖1圖2（2）校正的過程是：先將滑動變阻器的滑動觸頭移動到最左

2、端，然后閉合開關，移動滑動觸頭，使改裝后的電壓表（電流表）示數(shù)從零逐漸增大到量程值，每移動一次記下改裝 的電壓表（電流表）和標準電壓表（電流表）示數(shù)，并計算滿刻度時的百分誤差，然后加以 校正.二、歐姆表原理（多用電表測電阻原理）1 .構造：如圖3所示，歐姆表由電流表 G、電池、調零電阻 R和紅、黑表筆組成.歐姆表內部：電流表、電池、調零電阻串聯(lián).外部：接被測電阻 Rx.全電路電阻R總=Rg+R+ r+Rx.2.工作原理：閉合電路歐姆定律E3.刻度的標定：紅、黑表筆短接 （被測電阻Rx=0）時，調節(jié)調零電阻 R,使I=Ig,電流表的 指針達到滿偏，這一過程叫歐姆調零.當I = Ig時，Rx=0,

3、在滿偏電流Ig處標為“ 0” .（圖甲）（2）當1 = 0時，Rxf8,在1=0處標為“8” .（圖乙）（3）當1=，時，Rx= Rg+R+ r,此電阻值等于歐姆表的內阻值，Rx叫中值電阻.三、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4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，它的四周刻有各種測量項目和量程.圖4（3）多用電表面板上還有：歐姆表的調零旋鈕（使電表指針指在右端零歐姆處卜指針定位 螺絲（使電表指針指在左端的“ 0”位置卜表筆的正負插孔（紅表筆插入“ + ”插孔，黑 表筆插入“”插孔）.四、

4、二極管的單向導電性.晶體二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號如圖5甲所示.晶體二極管具有單向導電性 （符號上的箭頭表示允許電流通過的方向）.當給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導通，如圖乙所示；當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.圖5 將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋， 紅、 黑表筆接到二極管的兩極上， 當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”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、負極 .基本實驗要求.實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、 導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、 中、小)三個.實驗步驟(1)觀察

5、：觀察多用電表的外形， 認識選擇 開關的測量項目及量程.(2)機械調零：檢查多用電表的指針是否停 在表盤刻度左端的零位置.若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調零.(3)將紅、黑表筆分別插入“ + ”、“”插孔.(4)測量小燈泡的電壓和電流按如圖6甲所示的電路圖連好電路， 將 多用電表選擇開關置于直流電壓擋， 測小 燈泡兩端的電壓.規(guī)律方法總結.多用電表使用注意事項(1)表內電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅 表筆插入“ + ”孔，黑表筆插入“一”孔，注意電 流的實際方向應為“紅入”，“黑出”.(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側的“ 0”位置，調整的是表盤下邊中間 的

6、定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置，調整的是歐姆擋的調零旋鈕.(3)由于歐姆擋表盤難以估讀，測量結果只需取兩位 有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應擋位的倍率.(4)使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿，特 別是在測電阻時，更應注意不要用手接觸表筆的金 屬桿.(5)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開， 否則不但影響測量結果，甚至可能損壞電表.(6)測電阻時每換一擋必須重新歐姆調零.(7)使用完畢，選擇開關要置于交流電壓最高擋或 “OFF”擋.長期不用，應把表內電池取出.多用電表對電路故障的檢測(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

7、示數(shù)不為零，說（或圖6按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關置于直流電流擋， 測量通過小燈泡 的電流.測量定值電阻根據(jù)被測電阻的估計阻值， 選擇合適的 擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在 歐姆表的“ 0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調節(jié)歐姆表的調零旋鈕，使 指針指在歐姆表的“ 0”刻度處；將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結果； 測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最 高擋或“ OFF”擋.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

8、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.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 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，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不 為零，故障應是短路.考點一 對多用電表使用的考查例 1 在“練習使用多用電表”實驗中，某同學進行了如下的

9、操作：（1）用多用電表歐姆擋測量某一電阻的阻值時，該同學先用大拇指和食指緊捏紅黑表筆進行歐姆調零（如圖7 a所示），然后用兩表筆接觸待測電阻的兩端（如圖b所示），這兩步操作是否合理？ （選“a合理”或“ b合理”或“都不合理”）（2）用多用電表電流擋測量電路中電流，該同學將選擇開關置于直流50 mA 擋，連接的電路如圖 c 所示，圖中多用電表測量的是（ 填“甲電阻的電流”、“乙電阻的電流”或“總電流” ），測得的值是 圖7該同學要測量多用電表直流“ 2.5 V”擋的內阻Rv（約為20 kQ）.除此多用電表外，還有以下器材：直流電源一個（電動勢E為2 V,內阻可忽略不計 卜電阻一個（阻值R為10

10、 k0、電鍵一個、導線若干.要求：（I）畫出實驗電路圖（多用電表用表示）；（II）寫出Rv的表達式（用字母表 示）.解析（1）b會受人體電阻的影響；（2）在題圖c中，多用電表與乙電阻串聯(lián)， 因此測的是UE-U乙電阻的電流；（3）多用電表與電阻串聯(lián)，通過它們的電流相等，所以有： 言=F一,RVR因此：Rv=-UR-（U為多用電表直流 “2.5 V”擋的讀數(shù)）.E-U答案 （1）a合理 （2）乙電阻的電流 25.0 mA（土0.1都可以）（3）（ I ）實驗電路圖如圖所示（n邢丫=何 為多用電表直流“ 2.5 V”擋的讀數(shù)）E U考點二對多用電表讀數(shù)的考查例2如圖8所示為多用電表的刻度盤.若選用倍

11、率為“X 100”的電阻擋測電阻時，表針如圖8所示,則：圖8所測電阻的阻值為 0如果要用此多用電表測量一個阻值約為 2.0X 104 Q的 電阻，為了使測量結果比較精確， 應選用的歐姆擋是 （選填“X 10”、“X 100” 或 “X 1 k”）.（2）用此多用電表進行測量，當選用量程為 50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示 位置，則所測電流為 mA;當選用量程為 250 mA的電流擋測量電流時，表針指 于圖示位置，則所測電流為 mA.當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為V.解析（1）歐姆表讀數(shù)：對應最上一行刻度值為15,倍率為“X100”，讀數(shù)為1.

12、5X103；測2.0 X 104 Q電阻時應選“X 1 k”的歐姆擋.（2）選50 mA直流電流擋，則每一大格表示10 mA ,每一小格表示1 mA ,測量的精確度 為1 mA ,應估讀到0.1 mA（此時為1/10估讀），指針對應的讀數(shù)為 30.8 mA ;選擇量程 為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA ,測量的精確度為5 mA,應估讀到1 mA（此時為1/5估讀），指針對應的讀數(shù)為 154 mA.選才i 10 V電壓擋，則每一大格表示 2 V,每一小格表示0.2 V,測量的精確度為 0.2 V,應估讀到0.1 V(此時應為1/2估讀)，指針對應的讀數(shù)為 6

13、.1 V.答案 (1)1.5 X 103 X 1 k (2)30.8(30.7 30.9 者B正確)154 (3)6.1規(guī)律總結歐姆表刻度盤特點及多用電表讀數(shù)技巧(1)歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤左8右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合.刻度不均勻：左密右疏.歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應再乘以該擋的倍率.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“8”處).(2)讀數(shù)技巧歐姆表的讀數(shù) 1 ,2 一， ，、，a.為了減小讀數(shù)誤

14、差，指針應指在表盤三到弓的部分，即中央刻度附近.3 3b.除非指針所在刻度盤處每個小格表示1 時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀.c.電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積.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.考點三用多用電表檢查電路故障例3在如圖9所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)作為電源，小燈泡A、B的規(guī)格均為“ 3.8 V,0.3A”，合上開關 S后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑動片，A、B燈都不亮.圖9(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障 TOC o 1-5 h z 選擇開

15、關置于下列量程的 擋較為合適 (用字母序號表示)A2.5 V B 10 V C 50 VD 250V測得 c、 d 間電壓約為5.8 V，e、f 間電壓為 0，則故障是()A A 燈絲斷開B B 燈絲斷開C d、 e 間連線斷開D B 燈被短路(2)接著利用歐姆表的“X 1”擋測電阻，歐姆表經過歐姆調零.測試前，一定要將電路中的開關S;測c、d間和e、f間的電阻時，某次測量結果如圖 10所示，讀數(shù)為 Q,此 時測量的是 間電阻.根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為 Q ,它不等于測 量值，原因是： .圖10解析（1）因電源為四節(jié)干電池，故電動勢E = 6 V,則應選電壓表10 V量程擋較合適；因c、

16、d間電壓為5.8 V,而e、f間電壓為零，故應為 A燈絲斷開，B燈絲良好.（2）用歐姆表測電路中電阻的阻值時，一定要將電路斷開；由題圖讀數(shù)知電阻的阻值為6.0 Q,應為燈泡B的阻值，即測量的為e、f間電阻；由R =,得R=12.7 Q,與歐姆表測得的阻值相差較大，是因為歐姆表測得的電阻的阻值是未通電工作時的電阻的阻值，溫度較低，電阻率偏小，阻值偏小.答案（1）B A （2）斷開 6.0 e、f 12.7 歐姆表測量時燈泡未工作，燈泡溫度低，電阻小考點四用多用電表探索黑箱內的電學元件例4如圖11所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件，小明使用多用電表對其進行探測.圖11在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不

17、在左邊“0”刻度線處，應先調整圖 12中多用電表的（選填 A、 B” 或 C” ）.圖12(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a,另一表筆應(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況.在判定黑箱中無電源后，將選擇開關旋至“x 1”擋，調節(jié)好多用電表，測量各接點 間的阻值.測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表.兩表筆分 別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖 12所示.請將記錄表補充完整，并畫出一種可能的電路兩表筆接的接點多用電表的示數(shù)a、b Qa、c10.0 Qb、c15.0 Q解析(1)多用電表使用前應進行機械調零，機械調零部件為

18、A.(2)使用多用電表測量電壓時，為保證電表不被損壞往往要進行試觸，即讓兩表筆進行短暫接觸，觀察指針偏轉情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表.(3)黑箱中無電源且每對接點間正、反阻值相等，由多用電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為 5.0 Q, 由a、b間電阻為5.0 Q, a、c間為10.0 Q, b、c間為15.0 知，電路為 a、b間5.0 Q 的電阻與a、c間10.0 的電阻串聯(lián)而成，故可能的電路圖如圖所示.答案（1）A （2）短暫（3）5.0 見解析圖創(chuàng)新實驗設計多用電表當歐姆表使用時內有電源，往往會考查閉合電路歐姆定律、電動勢和內阻的測定等，往往涉及的變形有：.與電壓表串聯(lián)形成閉合電路，則E=U +

19、 r,從而計算得到E;RV.與電流表串聯(lián)形成閉合電路，則E=I（Ra+），從而計算得到 E.有一內阻未知（20 kQ60 kQ）量程。10 V的直流電壓表.某同學想通過一個多用電表的歐姆擋直接測量上述電壓表的內阻，該多用電表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為30,歐姆擋的選擇開關撥至倍率 （選填“X 10”、“X 100”或“1 k”）擋.先將紅、黑表筆短接調零后，選用圖13中（選填 A 或“B”）方式連接.圖13(2)在實驗中，歐姆表和電壓表的指針分別如圖14甲、乙所示，某同學讀出歐姆表的讀數(shù)為 Q ,這時電壓表的讀數(shù)為 V二_計算出歐姆表中電池的電動勢為V.圖14解析(1)多用電表測電阻時，應讓

20、開關指在中間刻度附近，因而應選“X 1 k”擋.多用電表測電阻時，用其內部電源，黑表筆接內部電源的正極，又因電壓表的兩接線柱中，“ 十 ”接線柱應接高電勢端，因而 A電路的連接方式正確.(2)題圖甲中歐姆表的讀數(shù)為40X1 kQ= 40 kQ.題圖乙中電壓表的讀數(shù)為 5.0 V.歐姆表中電池的電動勢E = 5.0 V + 50X 30 V = 8.75 V.40答案 (1)X1 k A (2)40 k 5.0 8.751多用電表表頭的示意圖如圖15 所示在正確操作的情況下：15(1)若選擇開關的位置如 a箭頭所示，則測量的物理量是(2)若選擇開關的位置如 b箭頭所示，則測量的物理量是(3)若選

21、擇開關的位置如 c箭頭所示，則測量的物理量是， 測量結果為 ， 測量結果為 ， 測量結果為 (4)若選擇開關的位置如c 箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉角很小，那么接下來(5)全部測量結束后，應把選擇開關撥到 或者 (6)無論用多用電表進行何種測量(限于直流 ) ， 電流都應該從 色表筆經 插孔流入電表答案 (1)直流電壓1.57 V (2)直流電流48 mA(3)電阻 1.6 kQ (4)改用“X 1 k”倍率重新歐姆調零測量、讀數(shù)(5)OFF 擋 交流電壓最高擋 (6)紅 正2 (1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx， 以下給出的最可能的實驗操作步驟， 其中 S 為選擇開

22、關， P 為歐姆擋調零旋鈕 把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫 a.將兩表筆短接，調節(jié)P使指針對準刻度盤上歐姆擋的0刻度，斷開兩表筆b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆c.旋轉S使其尖端對準歐姆擋“X 1 k”d.旋轉S使其尖端對準歐姆擋“X 100”e.旋轉S使其尖端對準交流“ 500 V”擋，并拔出兩表筆根據(jù)如圖16所示指針位置，此時被測電阻的阻值約為 Q.圖 16(2)下述關于用多用電表歐姆擋測電阻的說法中正確的是()A 測量電阻時，如果指針偏轉過大，應將選擇開關S 撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量B.測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，

23、則會影響測量結果C.測量電路中的某個電阻，應該先把該電阻與外電路斷開D.測量阻值不同的電阻時，都必須重新調零答案 (1)c、 a、 b、 e 30 k (2)AC解析(1)題目中要求測量幾十千歐的電阻，所以應該選擇 “X 1 k”的歐姆擋，再進行歐姆調零，然后進行測量，最后將S 旋至交流 “ 500 V ” 擋，拔出表筆，所以順序為c、a、b、e.根據(jù)歐姆表的讀數(shù)原理，可以得出被測電阻的阻值為30 kQ.(2)指針偏角過大，說明電阻較小，所以應選擇倍率較小的擋位，A 項正確；電阻的阻值與電流的流向無關，所以紅、黑表筆接反，不影響測量結果，B 項錯誤；不將被測電阻與外電路斷開，流經歐姆表的電流會

24、影響讀數(shù)甚至燒毀器材，C 項正確； 只要不換擋位，就不用重新調零， D 項錯誤3 如圖 17 所示的電路中各元件均完好， 1 、 2、 3、 4 、 5 、 6 為連接點的標號在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的元件有：電源、開關、小燈泡、 3 根導線以及電路中的各連接點為了檢測小燈泡、開關以及3 根導線，圖17(1)在連接點1、 2 已接好的情況下，應當選用多用電表的 擋，進行檢查；(2)在連接點1、 2 同時斷開的情況下，應當選用多用電表的 擋，進行檢查；(3)在開關閉合的情況下，若測得 3、4 兩點間的電壓接近電源的電動勢， 則表明 答案 (1) 電壓(2)歐

25、姆(3)小燈泡斷路. (2013新課標I 23)某學生實驗小組利用圖18所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“X 1k”擋內部電路的總電阻.使用的器材有：圖18多用電表；電壓表：量程5 V,內阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 ka；導線若干.回答下列問題：(1)將多用電表擋位調到電阻“X1k”擋，再將紅表筆和黑表筆 ,調零點.(2)將圖 19 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到適當位置，使多用電表的示數(shù)如圖 19 所示，這時電壓表的示數(shù)如圖20所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為 kQ和 V.圖 19圖 20(4)調節(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12.0 kQ和4.00 V.從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內阻為 kQ.(5)多用電表歐姆擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖 21所示.根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內電池的電動勢為 V ,電阻“x 1k”擋內部電路的總電阻為 kQ .圖21答案 (1)短接 (2)1(3)15.0 3.60(4)12.0 (5)9.00 15.0解析(4)當滑動變阻器調到阻值為零時，多用電表