1、实验十五用多用电表探测黑箱内的电学元件考纲解读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一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1构造：如图1所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成图1欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.2工作原理：闭合电路的欧姆定律I.3刻度的标定：红黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”
2、(图1甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”(图1乙)(3)当I时，RxRgRr，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻二、多用电表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外形如图2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另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔图2三、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3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；
3、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33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按如图4甲所示连好电路，将多
4、用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压图4按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流(5)测量定值电阻根据被测电阻的大约阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指欧姆表的“0”刻度，若不指欧姆表的“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；将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；读出指针在刻度盘上所指的数值，观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率，用读数乘以倍率，即得测量结果；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡(6)探索黑箱内的电学元件判断目的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
5、接线柱间正、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逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢规律方法总结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“”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量程的倍率(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
6、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高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种，且故障一般只有一处(1)断路故障的检测方法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，
7、则说明该部分电路中有断点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用电流表检测，串联在电路中的电流表若示数不为零，故障应是短路考点一对多用电表使用的考查例1(2011安徽理综21()(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“1 k”挡位，测量时指针偏转如
8、图5所示请你简述接下来的测量操作过程：图5_；_；_；测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图6所示其中电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为5 .图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接图6(3)图7是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程当转换开关S旋到位置3时，可用来测量_；当S旋到位置_时，可用来测量电流，其中S旋到位置_时量程较大图7答案(1)断开待测电阻，将选择开关旋到“100”挡；将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 ”；再接入待测电阻，将指针示数100，即为待测电阻阻值(
9、2)如图所示(3)电阻1、21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，表针指示如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡 图8是_(选填“10”、“100”或“1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA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250 mA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10 V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
10、(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为1.5103 ；测2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为154 mA.(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时
11、应为1/2估读)，指针对应的读数为6.2 V.答案(1)1.51031 k(2)30.8(30.730.9都正确)154(3)6.2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)欧姆表的读数为了减小读数误差，指针应指在表盘到
12、的部分，即中央刻度附近除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读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如图9所示是某同学连接的实验实物图，合上开关后，发现A、B灯都不亮他采用下列两种方法检查故障：图9(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：那么选择开关应置于下列量程的_挡(用字母序号表示)A2.5 V B10 V C50 V D250 V在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(
13、填a或b)该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是_(假设只有下列中的某一项故障)测试点a、bc、bc、dd、f电压表示数有示数有示数无示数有示数A.灯A断路 B灯B短路Cc、d段断路 Dd、f段断路(2)用欧姆挡检查：测试前，应将开关S_(填“断开”或“闭合”)测量结果如下表所示，由此可以断定故障是_.测量点c、dd、ee、f表针偏转情况A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路解析(1)总电动势为6 V，故选10 V量程即可红表笔接高电势，即a端综合判断：用电器两端有电压为断路，无电压为短路或完好，电源两端无电压为损坏，有电压为完好，故选D.(2)测电阻前应
14、断开开关(断开电源)c、d间有阻值，说明灯A完好d、e间无电流(电阻)，说明d、e断路e、f间有阻值，说明B灯完好选D.答案(1)BaD(2)断开D考点四电学黑箱的探测例4(2012江苏单科10)如图10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(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整题图11中多用电表的_(选填“A”、“B”或“C”)图10 图11(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
15、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_a、c10.0 b、c15.0 解析(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.(2)使用多用电表进行测量时，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5.0 ，由a、b间电阻为5.0 ，a、c间为10.0 ，b、c间为15.0 知，电路为a、b间5.0
16、 的电阻与a、c间10.0 的电阻串联而成，电路图如图所示答案(1)A(2)短暂(3)5.0电路图见解析图1用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图12所示若多用电表的选择开关处于表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中图12指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100 mA_mA直流电压2.5 V_ Vb电阻100_答案23.00.57320解析在读电压和电流时，要注意估读，而在读电阻时不用估读2多用电表表头的示意图如图13所示在正确操作的情况下：图13(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
17、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1.20 V(2)直流电流48 mA(3)电阻1.6 k(4)改用“1 k”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3(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现操作步骤，其中S为选择开
18、关，P为欧姆挡调零旋钮把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上_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1 kd旋转S使其尖端对准欧姆挡100e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔根据如图14所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为_ .图14(2)下述关于用多用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
19、阻，应该把该电阻与电路断开D测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零答案(1)c、a、b、e30 k(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1 k的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至指向交流500 V挡，拔出表笔，所以顺序为c、a、b、e.根据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表的读数为30 k.(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4(2012全
20、国22)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1 ，2、3接线柱之间的电阻为1.5 ，1、3接线柱之间的电阻为2.5 .(1)在图15所示的虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；图15(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为_.答案(1)见解析图(2)0.6解析(1)根据已知1、2间电阻为1 ，2、3间电阻为1.5 ,1、3间电阻为2.5 ，可画出电阻的连接方式如下：(2)若将1、3接线柱用导线连接起来，则等效电路图为：故R12 0.6 .5某班同学在做“练习使用多用电表”的实验(1)某同学用
21、多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“100”的位置时，多用电表指针示数如图16所示，此被测电阻的阻值约为_.图16(2)某同学按如图17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17(3)若(2)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多用电表示数无穷大无穷大500 无穷大A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路答案(1)2.6 k(或2.61032 600)(2)断开(3)D解析(1)欧姆表测电阻的测量值等于读数乘以倍率(
22、2)用欧姆挡检查电路需将电路断开(3)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间6实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，课外活动小组的同学设计了一个试验来测量螺线管的电阻他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等(1)他们使用多用电表粗测螺线管金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：将红表笔插入多用电表的_(正、负)插孔、黑表笔插入多用电表的_(正、负)插孔；选择电阻挡“1”；_；把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用
23、电表的示数如图18所示，读数为_.图18(2)根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻(3)他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据(只需写出简要步骤)_答案(1)正负将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指在电阻为零处4(2)D(3)见解析解析(1)将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔；选择电阻挡“1”；将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指在电阻为零处；读数为4 .(2)滑动变阻器应选用分压式接法，由于金属丝电阻较小，因此应采用电流表外接法故选D.(3)使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明与多用电表并联的元件或导线有断路故障或使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线有断路故障