1、实验八练习使用多用电表考纲解读 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实验基础知识一、电流表与电压表的改装1改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻UIg(RgR)故RRgIgRg(IIg)R故R改装后电表内阻RVRgRRgRARg2.校正(1)电压表的校正电路如图1所示，电流表的校正电路如图2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
2、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、黑表笔组成图3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”(图甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”(图乙)(3)当I时，RxRg
3、Rr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻三、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，它的符号如图5甲所示图52晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许
4、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；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
5、入“”、“”插孔(4)测量小灯泡的电压和电流按如图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；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，用读数乘以所选挡位的倍率，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”挡规律方法总结1多用电表使用注意事项(1)
6、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
7、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
8、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，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路考点一多用电表的使用例1(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，测量时指针偏转如图7所示，请你简述接下来的测量操作过程：图7_；_；_；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8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8
9、(3)如图9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9答案(1)断开待测电阻，将选择开关旋到“100”挡将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，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(2)如图所示(3)电阻1、21变式题组1多用电表的原理及使用(2013新课标23)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图10(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻，S为开关回答下列问题：图10(1)根据图(a)所示
10、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R1_ ，R2_ .(结果保留三位有效数字)答案(1)如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.00880解析(2)开关闭合时，多用电表的内阻较小，为等效电流表；开关断开时，多用电表的内阻较大，为等效电压表(3)电流由红表笔流入，由题图(a)可看出表头右端为“”，故表笔A为黑表笔(4)设表头的内阻为r，满偏电流为Ig，由欧姆定律可知Ig(R2r)1 V，Ig(R2
11、r)(1Ig)R1，解得R11.00 ，R2880 .2多用电表的使用(2013上海27)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量：(a)(b)图11(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择“_”倍率的电阻挡(填：“10”或“1 k”)，并_再进行测量，多用电表的示数如图11(a)所示，测量结果为_.(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图(b)所示，添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_挡(填：“直流电压10 V”
12、或“直流电压50 V”)答案10欧姆调零70(2)电路如图直流电压10 V考点二多用电表的读数例2如图12所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，则：图12(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的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压
13、时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V.解析(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 ；测阻值为2.0104 电阻时应选“1 k”倍率的欧姆挡(2)选50 mA的直流电流挡，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(此时为估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的直流电流挡，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(此时为估读)，指针对应的读数为154 mA.(3)选择10 V的直流电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2
14、 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为估读)，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变式题组3多用电表的读数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
15、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4多用电表的使用和读数某学生实验小组利用如图14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：图14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 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调欧姆零点(2)将图14中多用电表
16、的红表笔和_(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15甲所示，这时电压表的示数如图乙所示多用电表和电压表的读数分别为_k和_ V.图15(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12 k和4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_ k.(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16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“1 k”挡内部电路的总电阻为_ k.图16答案(1)短接(2)1(3)153.60(
17、4)12(5)9.0015解析(1)使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故应将两表笔短接(2)电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1”(3)从题图甲可以看出多用电表中的指针指向表盘最上行刻度15位置，电阻挡为“1 k”，故读数为15 k；由于电压表量程为5 V，电压表中的指针所指位置为3.60，故读数为3.60 V.(4)当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，多用电表读数即为电压表内阻，所以电压表内阻为12 k.(5)设多用电表内电池的电动势为E、多用电表的内阻为R，由(3)、(4)问可知，两式联立解得：E9.00 V，R15 k .欧姆表刻度盘特点及多用电表读数
18、技巧(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合刻度不均匀：左密右疏欧姆挡是倍率挡，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)读数技巧欧姆表的读数a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b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c电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程
19、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“3.8 V0.3 A”，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选择开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)A2.5 V B10 VC50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是()AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB灯被短路(2)接着利用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆
20、表经过欧姆调零测试前，一定要将电路中的开关S_；测c、d间和e、f间的电阻时，某次测量结果如图18所示，读数为_ ，此时测量的是_间电阻根据小灯泡的规格计算出的电阻为_，它不等于测量值，原因是：_.图18解析(1)因电源为四节干电池，故电动势E6 V，则多用电表应选直流电压10 V挡较合适；因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；由题图读数知电阻的阻值为6 ，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；由R得R12.7 ，与欧姆表测得的阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻的阻值是小灯泡未通电工作时的阻值，温
21、度较低，电阻率偏小，阻值偏小答案(1)BA(2)断开6e、f12.7欧姆表测量时小灯泡未工作，小灯泡温度低，电阻小变式题组5用欧姆表检查电路故障(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)断开(2)D解析(1)用多用电表的欧姆挡检查电路的故障需将电路断开(2)b、f之间电阻无穷大说明
22、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之间电阻有一定的数值，说b、d之间没有断路，所以断路在d、e之间6用多用电表检查电路故障在测定金属丝电阻率的实验中，某同学连接电路如图20所示闭合开关后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：图20(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”)(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障先将选择开关旋至_挡(填“欧姆100”、“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将_(填“红”或“黑”
23、)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_.答案(1)待测金属丝(2)直流电压10 V红0EE解析(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势E.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
24、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a、b_a、c10 b、c15
25、解析(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A.(2)使用多用电表测量电压时，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 ，由a、b间电阻阻值为5 ，a、c间为10 ，b、c间为15 知，电路为a、b间阻值为5 的电阻与a、c间阻值为10 的电阻串联而成，故可能的电路图如图所示答案(1)A(2)短暂(3)5见解析图变式题组7多用电表的读数及对黑箱的探索如图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
26、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：用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压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_(填序号)，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_.图24答案(1)、用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，用直流电流挡直接测量可能会造成电源短路(2)1128用多用电表探索黑箱内的电学元件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)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；(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用导线连接起来，则等效电路图为：故R12 0.6 .