【人教版(2019)】物理选修2 第24讲 练习使用多用电表 学案(学生版+教师版)

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名称 【人教版(2019)】物理选修2 第24讲 练习使用多用电表 学案(学生版+教师版)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-07 17:49:12

文档简介

第 24 讲 练习使用多用电表
知识点一、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
U=Ig(Rg+R) IgRg=(I-Ig)R
分压电阻或分流电阻
R U R R IgRg故 = - g 故 =
Ig I-Ig
R RRg改装后电表内阻 RV=Rg+R>Rg A= 2.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
知识点二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R和红、黑表笔组成.
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=Rg+R+r+Rx.
2 E.工作原理:闭合电路欧姆定律,I= .
Rg+R+r+Rx
3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻 Rx=0)时,调节调零电阻 R,使 I=Ig,电流表的指针达到满偏,
这一过程叫欧姆调零.
(1)当 I=Ig时,Rx=0,在满偏电流 Ig处标为“0”.(图甲)
(2)当 I=0时,Rx→∞,在 I=0处标为“∞”.(图乙)
(3) I Ig当 = 时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻.
2
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.
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).
知识点三、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;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.
2
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.
①按如图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.
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
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;
④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
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.
3
(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用直流电压挡:
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用直流电流挡:
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.
(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.
命题点一 教材原型实验
例 1 在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)某同学用多用电表测量电阻,电路如图甲所示,若选择开关置于“×100”挡,按正确使用方法测量电阻
Rx的阻值,指针位于图乙所示位置,则 Rx=________ Ω.
(2)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述
Rx,其测量结果与原结果相比将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表,其电路如图丙所示.
①关于该欧姆表,下列说法正确的是________.
A.电阻刻度的零位在表盘的右端
B.表盘上的电阻刻度是均匀的
C.测量前,不需要红、黑表笔短接调零
D.测量后,应将开关 S断开
4
②某同学进行如下操作:当 Rx未接入时,闭合开关 S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满
偏.当 Rx接入 A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,则待测电阻 Rx的阻值为________(已
知电流表的内阻为 Rg,电池的内阻为 r,可变电阻接入电路的阻值为 R).
R+r R
答案 (1)700 (2)变大 (3)①CD g②
R+r+Rg
解析 (1)欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率,即待测电阻的阻值,图示读数为 7×100 Ω=700 Ω.
(2) E当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表需要重新调零,由于满偏电流 Ig不变,由公式 Ig= 可知,欧
R 内
E IgR Ig
姆表内阻 R 内应调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由 I= = 内 =R 内+Rx R +R 1 Rx x内 +
R 内
可知,当 R 内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了.
(3)①由图丙可知,该欧姆表利用并联电路特点与闭合电路欧姆定律测电阻阻值,电阻刻度的零位置在表盘
的左端,由闭合电路欧姆定律可知,表盘上的电阻刻度是不均匀的,测量前,不需要红、黑表笔短接调零,
测量后,应将开关 S断开,故选项 A、B错误,C、D正确.
②当 Rx未接入时,闭合开关 S,将红、黑表笔分开,调节可变电阻使电流表满偏,由闭合电路欧姆定律得:
I E 1g= ,当 Rx接入 A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,由闭合电路欧姆定律得 Ig
r+Rg+R 2
E
= R ·R ·
Rx R+r Rg
,联立解得 Rx= .
r R g x+ + Rg+Rx R+r+Rg
Rg+Rx
举一反三
1.某同学使用多用电表测电阻,如图是多用电表的刻度盘,选用倍率为“×10”的欧姆挡测电阻时,表针
指示图示位置,则所测电阻的阻值为________ Ω.如果要用此多用电表测量一个约 2.0×104 Ω的电阻,为了
使测量比较精确,应选的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”、“×1k”或“×10k”).若测量结
束后,该同学将两表笔短接,发现电表指针指在电阻“0”刻度的右侧,则上述电阻的测量值________(选填
“偏大”、“偏小”或“不受影响”).
答案 140 ×1k 偏小
解析 欧姆挡读数是读最外面一圈的示数,读出来是 14,读出的数再乘以倍率“×10”,得所测电阻的阻
值为 140 Ω;
欧姆挡选挡要让中值电阻与所测电阻差别不大,测量才会比较准确,因阻值约为 2×104 Ω,表盘中值为 20,
5
则选择×1k即可;
每次换挡后要进行欧姆调零,如果将两表笔短接发现电表指针指在电阻“0”刻度的右侧,说明实际阻值本
应该从“0”刻度右侧作为起始值去读数,读出来的数会比现在测量的更大,则现在的测量值偏小.
2.某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为 10 V)的内阻(大约几十千欧),该多用电
表刻度盘上电阻刻度的中间值为 30.
(1)欧姆挡的选择开关拨至________(选填“×1k”或“×100”)挡,先将红、黑表笔短接调零后,选用图中
______(选填“A”或“B”)方式连接.
(2)如图甲所示,该同学读出欧姆表的读数为______ Ω;如图乙所示,电压表的读数为________ V,欧姆表
电池的电动势为________ V.
答案 (1)1k A (2)4×104 5.0 8.75
解析 (1)用多用电表测电阻时,应让指针指在中间刻度附近,因而应选“×1k”挡.多用电表测电阻时,
需要用其内部电源,黑表笔接内部电源的正极,电压表的两接线柱中,“+”接线柱应接高电势端,因而 A
电路的连接方式正确.
(2)题图甲中欧姆表的读数为 40×1 kΩ=40 kΩ.题图乙中电压表的读数为 5.0 V.由闭合电路的欧姆定律知欧
U
姆表中电池的电动势 E=U+Ir=U+ r=5.0 V 5.0+ ×30×103 V=8.75 V.
R 40×103
3.二极管具有单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,现有一个二极管其正极记为 A、负极记为 B.
某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下:
(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻,其正向电阻约为 10 Ω,反向电阻约为 50 kΩ,
则在测量二极管的正向电阻时,电表的红表笔应接________(填“A”或“B”).
(2)该同学设计了如图 1所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为 2
V时的电阻值,二极管接在 1、2之间,电压表的内阻约为 40 kΩ,选用多用电表的
直流电流挡作为电流表接在 3、4之间.该多用电表的直流电流有三个量程,量程和
对应的内阻分别为:①50 μA,内阻约为 100 Ω;②50 mA,内阻约为 50 Ω;③250 mA,
内阻约为 10 Ω.则在实验过程中,多用电表的红表笔应与接线柱________(填“3”或“4”)相连;测二极管
的反向电阻时电流表的量程应选用________(填“①”、“②”或“③”),单刀双掷开关 S2应拨向接点
________(填“5”或“6”).
6
答案 (1)B (2)3 ① 6
解析 (1)多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极,所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连
即与 B相连;(2)红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱,故应与接线柱 3相连;电压为 2 V时,
二极管反接时的电流约为 40 μA,所以应选用量程①;根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法,所以
单刀双掷开关 S2应拨向接点 6.
命题点二 实验拓展创新
例 2 小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件 D,设计了如图 12甲所示电路进行实验探究,请
按要求回答问题:
(1)小明按图甲连接好电路,闭合开关 S,将滑动变阻器滑片缓慢地从 a端移到 b端,发现起始阶段电压表
的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持 6 V不变,若 D为电阻元件,则该过程中它的电阻值的变化情
况可能是( )
A.阻值一直为 0
B.阻值先不变,后阶段变小
C.阻值恒定且远大于 R2
D.阻值先不变,后阶段变大
(2)根据元件 D铭牌上的部分信息,小明从网络获知该元件为稳压二极管,它有正负极之分,在电路中当 D
的正极接高电势时,其 i-u图线如图乙中 OC所示,当 D的负极接高电势时,其 i-u图线如图乙中 OAB
所示,其中 AB段为 D的稳压工作区,由此可判断图甲中 D的黑色端是它的________极(填“正”或“负”).
(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究,图丙中虚线框端是其内部等效电路,已知
电源电动势 E=9 V,电表满偏电流 Ig=3 mA.实验时小明先进行欧姆调零,则调零后多用电表内部总电阻为
________ Ω;调零后按图丙连接元件 D进行测量,若 D恰好处于稳压工作区,则此时测得元件 D的阻值应
为________ Ω.
答案 (1)B (2)负 (3)3 000(或 3×103) 6 000(或 6×103)
解析 (1)因在滑片移动过程中,发现起始阶段电压表的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持 6 V不变,
则知元件阻值先不变,后阶段变小,故 B正确.
(2)结合第(1)问中所给条件,可知 D元件黑色端为负极.
7
(3) E ERD由 R 总= ,解得 R 总=3 000 Ω;D恰好处于稳压工作区时,其两端电压 U=6 V,而 U= ,解得Ig R 总+RD
RD=6 000 Ω.
举一反三
4.如图所示为多量程多用电表的示意图.
(1)当接通 1 或 2时,为________挡(填“电流”“电阻”或“电压”).1的量程
比 2的量程________(填“大”或“小”).
(2)测量某电阻时,用欧姆挡“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,他应该换
用欧姆挡________挡 (填“×1”或“×100”)换挡后,在测量前要先进行
________.
(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻 RV(约为 20 kΩ).除此多用电表外,还有以下器材:直流
电源一个(电动势 E为 3 V,内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值 R为 10 kΩ)、开关一个、导线若干.
要求:(ⅰ)在方框中画出实验电路图(多用电表用 表示);
(ⅱ)写出 RV的表达式(用字母表示,并说明所用字母的物理意义).
答案 (1)电流 大 (2)×1 欧姆调零 (3)见解析
解析 (1)将电流计改装成电流表时要并联电阻分流,所以 1、2是电流挡;并联电阻越小,分流越大,则改
装的电流表量程越大,故 1位置的量程较大.
(2)因偏转角度过大,则电阻小,要用小量程的,选择“×1”挡,换挡后电路改变,
要重新进行欧姆调零.
(3)(ⅰ)实验电路图如图所示.
(ⅱ) U E-U UR在设计的电路图中,多用电表与电阻串联,通过它们的电流相等,所以有 = ,因此 RV= ,
RV R E-U
其中 U为多用电表直流“2.5 V”挡的读数,R为 10 kΩ,E为电源的电动势.
5.二极管具有独特的单向导电性,当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时,二极管的电阻很大(1×106
Ω,甚至更大),而当正向电压超过某值时,二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小.为了探究二极管
的导电特性:
(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性.步骤如下:
A.将多用电表置于欧姆表“×100”挡,短接红、黑表笔,调整
________,使指针指向表盘右侧“0”位置;
B.将二极管串接在两表笔之间,多用电表示数如图中 a所示;
C.将二极管两极对调,多用电表示数如图中 b所示,则此时与红表
笔接触的是二极管的________(填“正”或“负”)极.
8
(2)实验小组设计了如图所示的实验电路,通过实验测得相关数据如下表.
正向电压 U/V 正向电流 I/mA
0.10 0
0.20 0
0.30 0
0.40 0.02
0.50 0.26
0.55 0.56
0.60 1.13
0.65 1.79
0.68 2.37
0.70 3.00
①由二极管的特性和表中数据可知,当电压表示数为 0.10~0.30 V时,图中开关 S一定接在位置________;
②根据表中数据,在图中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹),由图线可知,二极管是
________(填“线性”或“非线性”)元件.
(3)若此二极管为发光二极管,正常发光时通过的电流为 3.00 mA,若用 1.5 V的电源供电,则应该给二极管
________(填“串”或“并”)联一个约________ Ω的电阻.(结果保留三位有效数字)
答案 (1)A.欧姆调零旋钮 C.负 (2)①1 ②见解析图 非线性 (3)串 267
解析 (1)A.欧姆表选挡后要进行欧姆调零,即短接两表笔,调整欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右侧“0”
位置;
C.步骤 B中欧姆表示数很大,而步骤 C 中示数很小,由题中所给条件知,当示数很小时红表笔所接为二
极管负极.
(2)①图中设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路,当开关 S
接位置 1时为电流表内接法,接位置 2时为电流表外接法.由表中数据可知,
当电压表示数为 0.1~0.3 V时电流表示数为 0,故电流表内接,开关 S接在位
置 1.
②描点作图如图所示,由图线可知二极管是非线性元件.
(3)发光二极管正常工作时两端电压为 0.7 V,电源电动势高于 0.7 V,应串联
E-U 1.5-0.7
一个电阻,阻值 R= = Ω≈267 Ω.
I 3×10-3
9第 24 讲 练习使用多用电表
知识点一、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
U=Ig(Rg+R) IgRg=(I-Ig)R
分压电阻或分流电阻
R U R R IgRg故 = - g 故 =
Ig I-Ig
R RRg改装后电表内阻 RV=Rg+R>Rg A= 2.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
知识点二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R和红、黑表笔组成.
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=Rg+R+r+Rx.
2 E.工作原理:闭合电路欧姆定律,I= .
Rg+R+r+Rx
3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻 Rx=0)时,调节调零电阻 R,使 I=Ig,电流表的指针达到满偏,
这一过程叫欧姆调零.
(1)当 I=Ig时,Rx=0,在满偏电流 Ig处标为“0”.(图甲)
(2)当 I=0时,Rx→∞,在 I=0处标为“∞”.(图乙)
(3) I Ig当 = 时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻.
2
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.
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).
知识点三、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;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.
2
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.
①按如图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.
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
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;
④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
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“ 入”,“ 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.
3
(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用直流电压挡:
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用直流电流挡:
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.
(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.
命题点一 教材原型实验
例 1 在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)某同学用多用电表测量电阻,电路如图甲所示,若选择开关置于“×100”挡,按正确使用方法测量电阻
Rx的阻值,指针位于图乙所示位置,则 Rx=________ Ω.
(2)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述
Rx,其测量结果与原结果相比将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(3)某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表,其电路如图丙所示.
①关于该欧姆表,下列说法正确的是________.
A.电阻刻度的零位在表盘的右端
B.表盘上的电阻刻度是均匀的
C.测量前,不需要红、黑表笔短接调零
D.测量后,应将开关 S断开
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②某同学进行如下操作:当 Rx未接入时,闭合开关 S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满
偏.当 Rx接入 A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,则待测电阻 Rx的阻值为________(已
知电流表的内阻为 Rg,电池的内阻为 r,可变电阻接入电路的阻值为 R).
举一反三
1.某同学使用多用电表测电阻,如图是多用电表的刻度盘,选用倍率为“×10”的欧姆挡测电阻时,表针
指示图示位置,则所测电阻的阻值为________ Ω.如果要用此多用电表测量一个约 2.0×104 Ω的电阻,为了
使测量比较精确,应选的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”、“×1k”或“×10k”).若测量结
束后,该同学将两表笔短接,发现电表指针指在电阻“0”刻度的右侧,则上述电阻的测量值________(选填
“偏大”、“偏小”或“不受影响”).
2.某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为 10 V)的内阻(大约几十千欧),该多用电
表刻度盘上电阻刻度的中间值为 30.
(1)欧姆挡的选择开关拨至________(选填“×1k”或“×100”)挡,先将红、黑表笔短接调零后,选用图中
______(选填“A”或“B”)方式连接.
(2)如图甲所示,该同学读出欧姆表的读数为______ Ω;如图乙所示,电压表的读数为________ V,欧姆表
电池的电动势为________ V.
3.二极管具有单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,现有一个二极管其正极记为 A、负极记为 B.
某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下:
(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻,其正向电阻约为 10 Ω,反向电阻约为 50 kΩ,
则在测量二极管的正向电阻时,电表的红表笔应接________(填“A”或“B”).
(2)该同学设计了如图 1所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为 2 V
时的电阻值,二极管接在 1、2之间,电压表的内阻约为 40 kΩ,选用多用电表的直
流电流挡作为电流表接在 3、4之间.该多用电表的直流电流有三个量程,量程和对
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应的内阻分别为:①50 μA,内阻约为 100 Ω;②50 mA,内阻约为 50 Ω;③250 mA,内阻约为 10 Ω.则在
实验过程中,多用电表的红表笔应与接线柱________(填“3”或“4”)相连;测二极管的反向电阻时电流表
的量程应选用________(填“①”、“②”或“③”),单刀双掷开关 S2应拨向接点________(填“5”或
“6”).
命题点二 实验拓展创新
例 2 小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件 D,设计了如图 12甲所示电路进行实验探究,请
按要求回答问题:
(1)小明按图甲连接好电路,闭合开关 S,将滑动变阻器滑片缓慢地从 a端移到 b端,发现起始阶段电压表
的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持 6 V不变,若 D为电阻元件,则该过程中它的电阻值的变化情
况可能是( )
A.阻值一直为 0
B.阻值先不变,后阶段变小
C.阻值恒定且远大于 R2
D.阻值先不变,后阶段变大
(2)根据元件 D铭牌上的部分信息,小明从网络获知该元件为稳压二极管,它有正负极之分,在电路中当 D
的正极接高电势时,其 i-u图线如图乙中 OC所示,当 D的负极接高电势时,其 i-u图线如图乙中 OAB
所示,其中 AB段为 D的稳压工作区,由此可判断图甲中 D的黑色端是它的________极(填“正”或“负”).
(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究,图丙中虚线框端是其内部等效电路,已知
电源电动势 E=9 V,电表满偏电流 Ig=3 mA.实验时小明先进行欧姆调零,则调零后多用电表内部总电阻为
________ Ω;调零后按图丙连接元件 D进行测量,若 D恰好处于稳压工作区,则此时测得元件 D的阻值应
为________ Ω.
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举一反三
4.如图所示为多量程多用电表的示意图.
(1)当接通 1 或 2时,为________挡(填“电流”“电阻”或“电压”).1的量程
比 2的量程________(填“大”或“小”).
(2)测量某电阻时,用欧姆挡“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,他应该换
用欧姆挡________挡 (填“×1”或“×100”)换挡后,在测量前要先进行
________.
(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻 RV(约为 20 kΩ).除此多用电表外,还有以下器材:直流
电源一个(电动势 E为 3 V,内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值 R为 10 kΩ)、开关一个、导线若干.
要求:(ⅰ)在方框中画出实验电路图(多用电表用 表示);
(ⅱ)写出 RV的表达式(用字母表示,并说明所用字母的物理意义).
5.二极管具有独特的单向导电性,当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时,二极管的电阻很大(1×106
Ω,甚至更大),而当正向电压超过某值时,二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小.为了探究二极管
的导电特性:
(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性.步骤如下:
A.将多用电表置于欧姆表“×100”挡,短接红、黑表笔,调整
________,使指针指向表盘右侧“0”位置;
B.将二极管串接在两表笔之间,多用电表示数如图中 a所示;
C.将二极管两极对调,多用电表示数如图中 b所示,则此时与红表
笔接触的是二极管的________(填“正”或“负”)极.
(2)实验小组设计了如图所示的实验电路,通过实验测得相关数据如下表.
正向电压 U/V 正向电流 I/mA
0.10 0
0.20 0
0.30 0
0.40 0.02
0.50 0.26
0.55 0.56
0.60 1.13
0.65 1.79
0.68 2.37
0.70 3.00
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①由二极管的特性和表中数据可知,当电压表示数为 0.10~0.30 V时,图中开关 S一定接在位置________;
②根据表中数据,在图中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹),由图线可知,二极管是
________(填“线性”或“非线性”)元件.
(3)若此二极管为发光二极管,正常发光时通过的电流为 3.00 mA,若用 1.5 V的电源供电,则应该给二极管
________(填“串”或“并”)联一个约________ Ω的电阻.(结果保留三位有效数字)
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