实验10 练习使用多用电表 高考物理一轮复习资料解析版.docx

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实验10练习使用多用电表高考物理一轮复习资料解析版

【考情解读】

1.了解电表改装的原理与方法.

2.了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法.

3.会使用多用电表测电压、电流及电阻.

4.会用多用电表探索黑箱中的电学元件．

【重点知识梳理】

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_]科来源学_[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；

挡．“OFF”④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或．

【规律方法总结】

1．多用电表使用注意事项

（1）表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，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指针定位螺丝；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，应把表内电池取出．

2．多用电表对电路故障的检测

（1）断路故障的检测方法

①将多用电表拨到直流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．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．

②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，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．

【实验基础】．

一、电流表与电压表的改装

1．改装方案

改装为大量

改装为电压

的电流

串联电阻分原并联电阻分

改装原理图

R）I－II（R＋R）R＝（U＝I分压电阻或gggggRIUgg＝故R分流电阻R－故R＝gII－Igg改装后电RRgR＝＝RgAggVRR＋g表内阻2.校正所示，电流表的校正电路如图电压表的校正电路如图

（1）12所示．

图1图2

（2）校正的过程是：

先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表（电流表）示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表（电流表）和标准电压表（标准电流表）示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正．

二、欧姆表原理（多用电表测电阻原理）

1．构造：

如图3所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．

3

图

欧姆表内部：

电流表、电池、调零电阻串联．

外部：

接被测电阻R.

x全电路电阻R＝R＋R＋r＋R.

xg总E2．工作原理：

闭合电路欧姆定律I＝.

R＋R＋rR＋xg3．刻度的标定：

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

（1）当I＝I时，R＝0，在满偏电流I处标为“0”．（图甲）ggx→∞，在I＝0处标为“∞”．（图乙）

RI＝0时，

（2）当xIg（3）当I＝时，R＝R＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，R叫中值电阻．

xxg2三、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：

欧姆表的欧姆调零旋钮（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，它的符如图5甲所示．

图5

．当给二极管加正向电压时，它）符上的箭头表示允许电流通过的方向（．晶体二极管具有单向导电性2．

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．

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．

【高频考点突破】

热点一考查多用电表的原理及读数

例1、某学生实验小组利用图5所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。

使用的器材有：

多用电表；电压表：

量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：

最大阻值5kΩ；导线若干。

回答下列问题：

图5

（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。

6

图

图7

（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12kΩ和4.00V。

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、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图8所示。

根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为______kΩ。

【答案】

（1）短接

（2）1（3）153.60（4）12

（5）9.0015

表内阻为12kΩ。

（5）15.0kΩ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“×1k”挡内部电路的E4总电阻为15.0kΩ，设内电路电池电动势为E，则当电压表示数为4.00V时，＝，解得：

E＝9.00V。

1212＋15.Z.X.X.K]科[来源学【方法技巧】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。

.]科学来源[

（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

12①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。

33②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。

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。

【变式训练】在“测金属丝电阻率”实验中：

（1）测长度时，金属丝的起点、终点位置如图9（a）所示，则长度为________cm；

（2）用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图（b），则直径为________mm；

（3）用多用电表“×100”欧姆挡估测其电阻，示数如图（c），则阻值为________Ω；

（4）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，指针位于图（d）位置，则所测电流为________mA；当选用的量程为250mA的电流挡测量电流时，指针仍位于图（d）位置，则所测电流为____

mA；

（5）当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时，表针也位于图（d）位置，则所测电压为________V；若选用量程为50V的直流电压挡测量电压时，表针位于图（d）位置，则所测电压为________V。

9

图

【答案】

（1）60.50

（2）1.980（3）500（4）23.0115（5）4.623.0

【解析】

热点二多用电表的使用

例2、某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图10（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表．图中R和R为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

21

图10

（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线．

（2）开关S闭合时，多用电表用于测量__________（填“电流”、“电压”或“电阻”）；开关S断开时，多用电表用于测量__________（填“电流”、“电压”或“电阻”）．

（3）表笔A应为________色（填“红”或“黑”）．

（4）定值电阻的阻值R＝________Ω，R＝________Ω.（结果保留三位有效数字）21【答案】

（1）如图所示

（2）电流电压（3）黑（4）1.00880

【解析】．

【变式训练】某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“×1k”挡内部电池的电动

势E。

（1）该小组采用图12甲的电路进行实验，请将图乙中的实物连线连接完整。

图12

（2）请将下面的实验步骤补充完整：

a．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”。

b．按照电路图连接好电路。

c．接通开并，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图13所示。

多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA。

图13

d．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置。

（3）由以上信息可得多用电表“×1k”挡内部电池的电动势为________V（保留两位有效数字）。

电路连接如图

（1）【答案】．

:

Z#xx#k.来[

（2）短接22242或243或244OFF或交流电压最高挡（3）9.0

【解析】

考点三用多用电表检查电路故障

例3、在如图17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“3.8V0.3A”，

合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A、B灯都不亮．

图17

（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（用字母序表示）．

A．2.5VB．10V

C．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____________；

______，此时测量的是________Ω所示，读数为18间的电阻时，某次测量结果如图f、e间和d、c②测

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18

【答案】

（1）①B②A

（2）①断开②6e、f12.7欧姆表测量时小灯泡未工作，小灯泡温度低，电阻小

【解析】

【变式探究】

（1）某同学按如图19所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查前，应将开关S________.（填“闭合”或“断开”）

图19

（2）若

（1）中同学检查结果如下表所示，由此可以确定（）

测试点b、fb、eb、dd、e

500Ω无穷大无穷大多用电表示数无穷大A.灯A断路BB．灯断路都断路、A．灯CBe、dD．间导线断路

（2）D【答案】

（1）断开

【解析】．

考点四用多用电表探索黑箱内的电学元件

例4、如图21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21

（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22中多用电表的________（选填“A”、“B”或“C”）．

图22

（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17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

________Ωb、a10Ωca、15Ωc

、b

【答案】

（1）A

（2）短暂（3）5见解析图

【解析】

【变式探究】如图23所示为一黑箱装置，盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接盒内电池的正极．

图23

（1）为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻．

②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压．

③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流．

你认为以上测量中不妥的有________（填序），理由是_________________________

________________________________________________________________________.

（2）若他用多用电表测其电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“________”（选填“×100”或“×1”）倍率的挡位；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图24所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω.

图24

【答案】

（1）①、③①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用直流电流挡直接测量可能会造成电源短路

（2）×112

【真题感悟】

1、【2015·上海·27】2．如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。

电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω；R阻值0-5000Ω。

1.5V、内阻1Ω；变阻器电池电动势0

（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4ΩR阻值将变_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为时仍可调零。

调零后300Ω，则这个电0

阻的真实值是________Ω

（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”或“准确”）

2．【答案】

（1）小；290

（2）准确

【解析】

2、【2015·全国新课标Ⅰ·23】8．图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

．

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R和R为阻值固定的电阻。

若使用a和b两21R?

可求出。

由题给条件和数据，和c两个接线柱，电表量程为10mA个接线柱，电表量程为3mA；若使用a1

?

R，Ω。

Ω2A的标准电流表○150Ω—量程为3mA、内阻为对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选

（2）现用有两种R电阻。

电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值1.5、2.0、2.5、3.0mA取的刻度为0.5、1.0、0

应RΩ。

则3000R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和1000规格，阻值分别为300Ω和Ω；滑动变阻器0的滑动变阻器。

应选用最大阻值为Ω选用阻值为Ω的电阻，R

）的电路可以判断出损坏的电阻。

中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）若电阻R和R（321/R点应和接线d为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a图（b）中的）虚线框内的电路。

则图中的。

”）相连。

判断依据是：

c柱（填“b”或“?

300?

3000?

?

15R?

?

R35R断路，若电））（【答案】13c2（）若电流表无示数，则说明（212R流表有示数，则说明断路。

1【解析】．

1、[2014·重庆卷，6

（1）]某照明电路出现故障，其电路如图10所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。

维修人员使用已调好的多用表直流50V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10

图11

（1）断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图11所示，读数为________V，说明________正常（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）。

相同，可判定发生11点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图b红表笔接

（2）．

故障的器件是________。

（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）

【答案】

（1）11.5（11.2～11.8之间的值均可）蓄电池

（2）小灯

【解析】

2．[2014·安徽卷，21，Ⅱ

（1）]某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。

他先用多3Ω10，此时电压表的指3.00×用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图14所示，得到电压表的内阻为针也偏转了。

已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为________V（结果保留两位有效数字）。

图14

【答案】1.0

【解析】

电压表的示数即为等效电路的路端电压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是“×100”档，故现在E的多用表内阻为1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得U＝R＝1.0V。

rR＋3．[2014·天津卷，9（3）]现要测量一个未知电阻R的阻值，除R外可用的器材有：

xx多用电表（仅可使用欧姆挡）;

；6V）电动势（E一个电池组．

一个滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流1A）；

两个相同的电流表G（内阻R＝1000Ω，满偏电流I＝100μA）；gg两个标准电阻（R＝29000Ω，R＝0.1Ω）21一个电键S、导线若干。

（1）为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________（填字母代）。

A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆

B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆

C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量

D．如需进一步测量可换“×1k”挡，调零后测量

（2）根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符旁。

【答案】

（1）AC

（2）见解析图

【解析】

【押题专练】

）

（关于多用电表的使用，下列做法正确的是）多选（．1．

A．把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡，用图a所示的电路，合上开关S，则可测小灯泡两端的电压

B．把多用电表的选择开头旋至适当的直流电流挡，用图b所示的电路，合上开关S，则可测通过小灯泡的电流

C．把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图c所示的电路，开关S保持断开，则可测小灯泡的电阻

D．把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图d所示的电路，会观察到此时欧姆表示数很小

【答案】CD

【解析】

2．某同学利用下面所给器材对电表进行改装，并校准．

（1）实验室除提供开关S和导线外，还有以下器材可供选择：

电流表：

G（量程3mA，内阻R＝100Ω）g标准电流表：

A（量程0.6A，内阻为0.5Ω）

滑动变阻器：

R（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）1定值电阻：

R＝0.5Ω2电源：

电动势5V

”或“R”）与其并R________（填写代表器材的字母，选“进行改装扩大其量程，需使用电阻若将电流表G21联，改装后的电流表量程为________A．

（2）为了能准确地进行测量，需对改装后的电流表进行校对，请在下面的虚线框内画出一种校对电路图．

若校对过程中发现改装电流表的示数总比标准电流表的示数小，则最主要原因是________________________________________________________________________．

【答案】

（1）R0.603

（2）电路图见解析与电流表G并联的定值电阻的实际阻值小于0.5Ω2

【解析】

3．某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“×1k”挡内部电池的电动势E.

（1）该小组采用图甲的电路进行实验，请将图乙中的实物连线连接完整．