高中物理第二章恒定电流第8节多用电表的原理第9节实验练习使用多用电表教学案人教版1Word文档下载推荐.docx
《高中物理第二章恒定电流第8节多用电表的原理第9节实验练习使用多用电表教学案人教版1Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第二章恒定电流第8节多用电表的原理第9节实验练习使用多用电表教学案人教版1Word文档下载推荐.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2．测电流
（1）选择直流电流挡合适的量程。
（2）将被测电路导线卸开一端，把多用表串联在电路中。
注意使电流从红表笔流入电表。
3．测电阻
（1）将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。
选好量程后，先调零，然后测量。
换用不同量程必须重新调零。
测量完毕，应把选择开关旋转到OFF挡。
（2）利用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大，应使指针落在刻度盘的中间区域。
4．二极管的特点及其电阻测量
图2 8 4
（1）特点：
如图2 8 4所示，它由半导体材料制成，有两个电极。
正极和负极，电流从正极流入时电阻较小，从负极流入时电阻较大，即二极管具有单向导电性。
（2）电阻测量：
正向电阻较小，反向电阻较大，可用多用电表判断它的正负极或区分它的好坏。
①测正向电阻：
选低倍率欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极。
读数乘以倍率即为正向电阻。
②测反向电阻方法与测正向电阻类似，但应选择高倍率的欧姆挡。
1．自主思考——判一判
（1）欧姆表的内阻是电源内阻、表头内阻和滑动变阻器有效电阻之和。
（√）
（2）欧姆表的红表笔接内部电源的正极。
（×
）
（3）两表笔短接时，电流表满偏，意味着此时待测电阻为零。
（4）多用电表所有刻度线都是均匀的。
（5）用多用表无论是测电压或是测电流时电流总是从红表笔流入，从黑表笔流出。
（6）使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确。
（7）欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞，所以使用过程中可以不用换挡，直接测电阻。
2．合作探究——议一议
（1）在学习多用电表这节课之前，老师给每一个学习小组一个多用电表，观察表盘后，一个同学产生了疑问，为什么欧姆表的刻度线的零点在右边？
又为什么是不均匀的？
图2 8 5
提示：
欧姆表的改装是根据闭合电路欧姆定律，用表头中的电流替代待测电阻，由电流为I＝
可以知道，电流I与待测电阻Rx有一一对应关系，但不是正比关系，所以刻度是不均匀的，且Rx越小电流越大，指针的偏角越大，当Rx＝0（即两表笔短接）时电流最大，在刻度的最右端应该标0，故欧姆表的零刻度在右端。
（2）用多用电表的欧姆挡测甲元件的电阻时发现偏转角较大，接着去测乙元件的电阻时，发现偏转角很小，两个元件的电阻大小关系怎样？
据多用电表的表盘可知，测甲元件偏转角大，说明电阻小，测乙元件偏转角小，说明电阻大，所以R乙＞R甲。
欧姆表的原理
1．原理如图2 8 6所示
图2 8 6
2．刻度标注
（1）“0Ω”标注：
当红、黑表笔相接时（图甲），相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使
＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点。
注意此时欧姆表的内阻是r＋Rg＋R。
（2）“中值”标注：
保持R不变，在两表笔间接一电阻Rx时，如图丙所示，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即
处，则此时Rx＝Rg＋R＋r，称为中值电阻，等于欧姆表内电阻值。
（3）“∞Ω”标注：
当红、黑表笔不接触时（图乙）相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点。
（4）一般位置标注：
由闭合电路的欧姆定律I＝
知，每一电流值都对应一电阻值Rx，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了。
1．（多选）关于多用电表上的欧姆刻度线，下列说法中正确的是（ ）
A．零欧姆刻度线与零电流刻度线重合
B．零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合
C．欧姆刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密
D．欧姆刻度线是不均匀的，欧姆值越小，刻度线越密
解析：
选BC 因为多用电表在不使用时，指针指在电流表的零刻度线上，但是此时欧姆表的两个表笔并没有接触，表笔之间的电阻无穷大，所以电流表的零刻度线对应的是欧姆表的无穷大刻度线。
当电流表最大即处于满偏刻度上时，对应的电阻最小，所以零欧姆刻度线与电流表的满偏刻度线重合，选项A错误，B正确；
从欧姆表的刻度盘上得知欧姆表的刻度是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密，选项C正确，D错误。
2．用欧姆表测电阻的优点是快捷、方便，缺点是读数不够精确，尤其是当表内电池的电动势下降后，测出的电阻值与真实值之间有较大的差异。
图2 8 7甲所示是一个欧姆表的电路结构图，图乙是其表盘的刻度（刻度值是按照表内电池电动势为1.5V的正常值刻制的）。
已知在电流满偏刻度的
处所标的电阻值为15Ω。
问：
图2 8 7
（1）该欧姆表的内阻（即Rg、r和R0之和）为多大？
（2）在满偏刻度
处的B点所标的电阻值为多大？
（3）当表内电池的电动势下降为1.4V时（欧姆表仍可准确调零），在测某一电阻Rx时，欧姆表的指针恰好指在B点，此时Rx的真实值为多大？
（1）该欧姆表的内阻等于电流满偏刻度的
处所标的电阻值，即R内＝15Ω。
（2）设电流表的满偏刻度为Ig，根据闭合电路欧姆定律，有Ig＝
当电流为满偏刻度的
时，有
解得RB＝2R内＝30Ω。
（3）当表内电池的电动势下降为1.4V时，有Ig＝
解得R内′＝14Ω
当欧姆表的指针恰好指在B点时，有
解得Rx＝2R内′＝28Ω。
答案：
（1）15Ω
（2）30Ω （3）28Ω
多用电表的使用方法
1．测量前的准备
测量前，先检查表针是否停在最左端的“0”位置，如果没有停在“0”位置，应用小螺丝刀轻轻地转动表盘下面中间的定位螺丝，使指针指零，通常称为机械调零。
然后将红表笔和黑表笔分别插入正（＋）、负（－）测试笔插孔。
2．用多用电表测电压、电流
测量小灯泡的电压
测量小灯泡的电流
示意图
用直流电源对小灯泡正常供电
把小灯泡的一个接线柱上的导线卸开
步骤
（1）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，其量程应大于小灯泡两端电压的估计值
（2）用两表笔分别接触灯泡两端的接线柱，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔的高
（3）根据表盘上相关量程的直流电压标度读数
（1）将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，其量程应大于通过灯泡电流的估计值
（2）把多用电表串联在刚才卸开的电路中，注意电流应从红表笔流入电表
（3）闭合开关，根据表盘上相应量程的直流电流刻度读数
3．测量电阻的操作步骤
（1）选挡：
把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，选择好选择开关的量程。
（2）调零：
把两只表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上。
（注意：
电阻挡的零位在刻度的右端）
（3）测量：
把被测电阻接到红黑表笔之间，观察指针的示数。
若指针偏转角度太大（太小）说明所选欧姆挡量程太大（太小），应换挡重测直到指针指在表盘中间附近为止。
（4）读数：
读出表盘上指针所指的数值，再乘以量程的倍率即为待测电阻的阻值。
（5）实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池。
1．
（1）参考多用电表面板完成下列填空：
用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联接到被测电路中；
若测电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路________联。
测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在电势________处，即电流从________表笔流进多用电表。
（2）如图2 8 8为一正在测量中的多用电表表盘。
图2 8 8
①如果是用“×
10”挡测量电阻，则读数为________Ω。
②如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为________mA。
③如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V。
（1）用多用电表测直流电流时，选择开关应置于“mA”挡，且把电表串联接入被测电路中；
测电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端，因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入多用电表。
（2）用多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率，才是电阻的测量值。
①因为选的是“×
10”挡，所以读数为6×
10Ω＝60Ω。
②因为用直流10mA挡测电流，所以对应下面10mA挡读数为7.2mA（注意从直流刻度区读）。
③用直流5V挡测时，电压为3.60V。
（1）mA 串 V 并 高 红
（2）①60 ②7.2 ③3.60
2．用如图2 8 9所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量：
图2 8 9
（1）旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。
（2）将K旋转到电阻挡“×
100”的位置。
（3）将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数和测量。
A．将K旋转到电阻挡“×
1k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×
10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
多用电表测量电阻时，在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上，若指针不在零刻度线上，用螺丝刀小心转动调零螺丝S，使指针对准电流的“0”刻线。
然后转动选择开关K，选择量程，再将两表笔短接，调整调零电阻的旋钮T，使指针对准满偏刻度（即电阻的“0”刻线），接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，测量被测电阻的阻值。
若在测量过程中，发现指针偏转角度过小，表明被测的电阻阻值很大，这时要换用更高倍率的挡位，从“×
100”挡位更换到“×
1k”的挡位。
（1）S （3）T 0刻线 （4）A、D、C
电路故障的分析与检测
[典例] （多选）在如图2 8 10所示的电路中，闭合开关时，灯不亮，已经确定是
图2 8 10
灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下（开关可闭合，可断开），现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断（如下表所示）：
次序
操作步骤
现象和结论
1
闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b
指针偏转，灯断路；
指针不偏转，灯短路
2
闭合开关，选直流电流挡，红、黑表笔分别接a、b
3
闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b
指针不动，灯断路；
指针偏转，灯短路
4
断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b
指针偏转最大，灯短路
以上操作和判断正确的是（ ）
A．1 B．2
C．3D．4
[解析] 选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；
若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。
选直流电流挡时，由于电流表内阻很小，当灯属于断路故障时，电路中电流可能较大，因此可能烧坏电流表或电源等。
故一般不选用电流挡进行故障检测，2错误。
选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故3是错误的。
而4显然正确，故选项A、D正确。
[答案] AD
电路故障检测方法
（1）判断电路故障常用多用电表的电压挡，因为操作既简便又安全，但要注意量程的选取。
可分以下三种情况作出判断：
①如果电压表读数为零，说明可能在和电压表并联的路段之外有断路，或该并联路段内有短路。
②如果电压表有示数，说明在和电压表并联的电路之外无断路或该并联路段内无短路。
③如果电压表示数等于电源电动势——可能和电压表并联的电路间有断路，而该并联路段之外的电路无断路。
（2）若用电流表判断，则必须确定电流的最大值不能超出电流表的量程，否则会损害电流表。
（3）利用欧姆挡检测时要谨慎，必须确认无电压的情况下使用，而且要将待测元件与电路断开。
1．如图2 8 11所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外
图2 8 11
两根导线是好的。
为了查出断导线，某同学想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数。
在下列选项中，符合操作规程的是（ ）
A．直流10V挡 B．直流0.5A挡
C．直流2.5V挡D．欧姆挡
选A 因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不可。
由于电路中电源电动势为6V，所以选用直流2.5V挡也不安全。
估测电路中电流，最大值可能为Im＝
A＝1.2A，所以选用直流0.5A挡也不对，只有选用直流10V挡。
2．在如图2 8 12所示的电路中，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，需要检测的有：
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。
图2 8 12
（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡。
在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡。
（2）在开关闭合情况下，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。
用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；
点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量。
在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障。
把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的。
（1）电压 欧姆
（2）开关或连接点5、6
（3）①将多用电表挡位调至欧姆挡；
②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；
③测量小灯泡的电阻，如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障。
电学黑箱问题
1．“电学黑箱”的种类
一般有四种：
（1）纯电阻黑箱；
（2）纯电源黑箱；
（3）由电阻和电源组成的闭合电路黑箱；
（4）含电容器、二极管的黑箱。
2．常见元件的特性及测量现象
元件
特性
不分极性，正向、反向电阻大小相等
单向导电性，正向、反向电阻差值很大
直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转，又回到“∞”刻度
提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最大，说明两点间有电源
3．用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路
根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后，再根据各接点间测量的数据进行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式。
[典例] 现有一个电学黑箱，有A、B、C、D四个接线柱，如图2 8 13所示。
若用多用
图2 8 13
电表的电压挡和电阻挡分别做三次测量，发现两接线柱间测量结果如下：
UAB＝UAC＝UAD＝1.5V；
UBC＝UBD＝UCD＝0；
RBC＝4Ω，RBD＝3Ω，RCD＝5Ω。
试判断箱内电路的最简结构（电阻无并联的情况）。
[思路点拨] 判断黑箱内元件的连接情况，要根据外部电压、电阻的测量结果来作出判定，采用各个击破的方式来画出内部结构，然后分析所画结构图是否符合题意，直到所画图符合题意为止。
[解析] 由电压测量结果知，B、C、D三点电势相等，A点电势比它们高1.5V，只有一节干电池，接线柱A应接电源正极，在B、C、D三点间无电池。
由电阻测量结果可知，B、C、D三个接线柱之间均有电阻，如图所示，由测量结果可知，R1＋R2＝4Ω，R1＋R3＝3Ω，R2＋R3＝5Ω，解得R1＝1Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω。
[答案] 箱内电路结构如图所示。
判断黑盒子问题时要特别关注电压和电阻的测量情况。
电压不为零，说明内部有电源；
电压为零，说明所测的两点间被短路，也可能是这两点都在断开的电路的负极一侧或正极一侧。
电阻的测量值也能反映电路电阻的连接情况，可以判断黑盒子中是否有二极管。
1．如图2 8 14所示是一个电阻暗盒，盒内有三个电阻，A、B、C、D分别为四根引线。
图2 8 14
现在用多用电表测量电阻得到：
RAD＝2Ω，RCD＝5Ω，RAC＝3Ω，若用导线把B、D端连接后，测得A、C端电阻RAC＝2Ω，如果不用导线把B、D端连接，则RBD的大小为（ ）
A．10ΩB．9Ω
C．8ΩD．7Ω
选B
第一，根据题给条件：
“现在用多用电表测量电阻得到：
RAD＝2Ω，RCD＝5Ω，RAC＝3Ω”先画出题图电路中右侧的CAD部分，如图。
第二，因为用导线把B、D端连接后，测得A、C端电阻RAC＝2Ω，可见AC之间一定要形成并联电路才能使其电阻从RAC＝3Ω减小到RAC＝2Ω，由此可知B和C点之间应接入一个电阻，设这个电阻的阻值为x，再由条件，当将BD短路起来时就有：
3×
（2＋x）/（3＋2＋x）＝2，解这个方程可得x＝4Ω。
于是电路又增加了左侧的一部分。
完成上述电路后，最终再根据“如果不用导线把B、D端连接，则RBD的大小为多少”来计算一下BD间的电阻大小。
由图可见将等于9Ω，这样答案应选B。
2．如图2 8 15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2 8 15
（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）。
（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________（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所示。
请将记录表补充完整，并在黑箱图所示的黑箱中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
（1）使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻度线处。
（2）为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。
（3）欧姆表的读数为5.0×
1Ω＝5.0Ω；
每对接点间正反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，只有电阻，由测量电阻最大值为15.0Ω可知，每个电阻的最小值为5.0Ω，接法如图甲所示；
电阻值还可能为10.0Ω，接法如图乙所示。
（1）A
（2）短暂 （3）5.0 见解析图
1．（多选）关于多用电表，下列说法正确的是（ ）
A．多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的
B．用多用电表无论是测电压、电流还是测电阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势
C．多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的
D．用多用电表测电压、测电流和测电阻时，电流都是从红表笔流入的
选AD 多用电表内只有一个表头，所以A选项正确；
对于多用电表，电流都是从红表笔流进，从黑表笔流出。
其他测量电流的来源都是外电路提供的，但是欧姆挡和其他挡不同，它是靠内部电源提供电流的。
2．如图1所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的（ ）
图1
选A 红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零，则选项A正确。
3．用一个满偏电流为10mA、内阻为40Ω的表头，一个电动势为1.5V、内阻不计的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表，应当选择的可变电阻的规格是（ ）
A．0～20Ω B．0～50Ω
C．0～100ΩD．0～200Ω
选D 表头的满偏电流为10mA，欧姆调零时有R＋40Ω＝
＝150Ω，故R＝110Ω，可变电阻应当选择0～200Ω，否则不能调零，选项D正确。
4.如图2是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度
处。
现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的
处，则该电阻的阻值为（ ）
图2
A．4R B．5R
C．10RD．16R
选D 当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满偏，即Ig＝
，当测量电阻值为R的电阻时，有
，设待测电阻阻值为R′，则有
，联立各式即可得到结论。
5.用多用电表欧姆挡测阻值约为80Ω的电阻R1及阻值约为30kΩ的电阻R2的阻值，多用电表表盘刻度如图3所示。
下列是测量过程中一系列可能操作，请选出能尽可能准确地测量各阻值、并
升级会员 