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5．实验：练习使用多用电表
第十一章 电路及其应用
[实验目标] 1．了解多用电表的表盘及测量功能，会根据需要正确选择测量挡位。
2．会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3．了解数字式多用电表的特点。
必备知识·自主预习储备
探究重构·关键能力达成
类型一 认识多用电表
【典例1】 用如图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。
(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“＋”“－”插孔的两表笔短接，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，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”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，旋动合适的部件，对电表进行校准
S
T
0刻线
ADC
[解析] (1)电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线。
(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏角过小，则电阻阻值大，说明所选挡位太小，为了得到比较准确的测量结果，应换用大倍率挡进行测量，应将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置，然后将两表笔短接，旋动合适的部件，使指针指在电阻零刻度处，再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，因此合理的实验步骤顺序是ADC。
类型二 多用电表的读数
【典例2】 如图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________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是________(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。
1.5×103
×1 k
30.8(30.7～30.9均可)
154
6.2
类型三 创新实验设计
【典例3】 “黑箱子”表面有a、b、c三个接线柱，箱内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明箱内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转。
第二步：用电阻“×100”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。
(1)第一步测量结果表明箱内________。
(2)图2甲显示出了图1(1)和(2)中电阻表指针所处的位置，其对应的阻值是________Ω。
图2乙显示出了图1(3)中电阻表指针所处的位置，其对应的阻值是________Ω。
无电源
1 200
500
(3)请在图3所示的接线柱间，用电路图符号画出箱内的元件及连接情况。
见解析图
[解析] (1)在电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转，说明箱内部无电源。
(2)用表盘刻度乘以相应倍率，题图2甲中读数为1 200 Ω，题图2乙中读数为500 Ω。
(3)由第二步测量结果可列出下表。
接线柱 电流流向 阻值 推测
a、b b→a ＞1 200 Ω 有二极管，b端为正
a→b 无穷大
a、c a→c 无穷大 有二极管，c端为正
c→a 500 Ω
b、c b→c 1 200 Ω 纯电阻，阻值1 200 Ω
c→b 1 200 Ω
由上表可知黑箱内有一个二极管接在a、c之间，c为其正极。b、c间有一个1 200 Ω的电阻，共两个元件，其接法如图所示。
归纳总结
1．认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。
特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大。
2．用多用电表测二极管的正反向电阻
(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。
(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。
应用迁移·随堂评估自测
1．用多用电表的电阻挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为电阻挡调零旋钮。
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的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使其尖端对准电阻挡×1 k
d．旋转S使其尖端对准电阻挡×100
e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔
2
4
3
题号
1
5
6
(1)选择正确的步骤并按合理的顺序填写在横线上________。
(2)根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________ Ω。
2
4
3
题号
1
5
6
cabe
30 000
[解析] (1)测量几十千欧的电阻R，应选择“×1 k”挡位，使用前应先进行欧姆调零，然后依据电阻表的示数，再更换挡位，重新欧姆调零，再进行测量。使用完毕应将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡。
(2)电阻表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值
30 000 Ω。
2
4
3
题号
1
5
6
2．关于多用电表电阻挡的使用：
(1)测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量。
(2)如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________ Ω。
②如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为________ V。
2
4
3
题号
1
5
6
“×1”
欧姆调零
300
4.6
[解析] (1)测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，即为“×1”，并重新进行欧姆调零后测量。
(2)如果是用“×10”挡测量电阻，由题图所示表盘可知，其读数为30×10 Ω＝300 Ω。
如果是用直流10 V挡测量电压，由题图所示表盘可知，其分度值为0.2 V，其读数为4.6 V。
2
4
3
题号
1
5
6
3．某学生用多用电表测电阻。使用的实验器材有多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线。
2
4
3
题号
1
5
6
(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔________，调整________________，使指针指向“0 Ω”。
(2)再将调节好的多用电表红表笔和图甲中的________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，电阻表的读数如图乙所示，则被测电阻为________ kΩ。
(3)图甲中的电压表有两个量程(0～3 V，内阻为R1；0～15 V，内阻为R2)，则R1________(选填“>”“＝”或“<”)R2。
2
4
3
题号
1
5
6
短接
欧姆调零旋钮
1
2.5
<
4．某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。完成下列测量步骤：
(1)检查多用电表的机械零点。
(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上。
(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。
(4)测正向电阻时，将________(选填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极。
2
4
3
题号
1
5
6
黑
(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向________位置。
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是_______________________ ____________。
2
4
3
题号
1
5
6
×1
OFF
欧姆调零
换挡后，必须重新进行
[解析] (4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向OFF位置。
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是：换挡后，必须重新进行欧姆调零。
2
4
3
题号
1
5
6
5．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用电压U＝12 V的蓄电池为电源，导线与其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V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。
2
4
3
题号
1
5
6
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为___________________ V，说明________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。
(2)红表笔接b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乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
2
4
3
题号
1
5
6
11.4(11.3～11.5均可)
蓄电池
小灯
[解析] (1)由于多用电表的挡位选为直流50 V，所以读数时应选用0～50 V的刻度，故读数应为11.4 V，两表笔接a、c时，测量电池两端的电压，此读数接近蓄电池的电压，说明蓄电池是正常的。
(2)若两表笔接b、c两点时，电压表读数仍为11.4 V，说明a、b之间是通路，保险丝和开关正常，b、c之间是断路，小灯发生故障。
2
4
3
题号
1
5
6
6．如图所示，一个黑箱有A、B、C三个接线柱，规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件。并且已知黑箱内的电器元件是一个电阻和一个二极管。某同学利用多用电表的电阻挡，用正确的操作方法依次进行了6次测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了表格中：
2
4
3
题号
1
5
6
由表中的数据可以判定：
(1)电阻接在________两点间，阻值为________ Ω。
(2)二极管接在________两点间，其正极接在_____点，二极管的正向阻值为________ Ω，反向阻值为________ Ω。
2
4
3
题号
1
5
6
红表笔接 A A B B C C
黑表笔接 B C A C A B
测得阻值/Ω 100 10 k 100 10.1 k 90 190
A、B
100
A、C
A
90
10 k
[解析] (1)当两表笔正接、反接A、B两点时，阻值相同，故电阻应接在A、B两点之间，阻值为100 Ω。
(2)当两表笔正接、反接A、C两点或B、C两点间时，阻值变化均很大，但A、C间电阻小于B、C间电阻，因此A、C间接二极管，且二极管的正极在A点。
2
4
3
题号
1
5
65．实验：练习使用多用电表
[实验目标] 1．了解多用电表的表盘及测量功能，会根据需要正确选择测量挡位。
2．会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3．了解数字式多用电表的特点。
类型一 认识多用电表
【典例1】 用如图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。
(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“＋”“－”插孔的两表笔短接，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，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”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，旋动合适的部件，对电表进行校准
[解析] (1)电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线。
(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏角过小，则电阻阻值大，说明所选挡位太小，为了得到比较准确的测量结果，应换用大倍率挡进行测量，应将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置，然后将两表笔短接，旋动合适的部件，使指针指在电阻零刻度处，再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，因此合理的实验步骤顺序是ADC。
[答案] (1)S (3)T 0刻线 (4)ADC
类型二 多用电表的读数
【典例2】 如图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________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是________(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] (1)电阻表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；测2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的电阻挡。
(2)选50 mA电流挡，则每一小格表示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的电流挡，则每一小格表示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电压挡，则每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为估读)，指针对应的读数为6.2 V。
[答案] (1)1.5×103 ×1 k (2)30.8(30.7～30.9均可) 154 (3)6.2
类型三 创新实验设计
【典例3】 “黑箱子”表面有a、b、c三个接线柱，箱内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明箱内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转。
第二步：用电阻“×100”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。
(1)第一步测量结果表明箱内________。
(2)图2甲显示出了图1(1)和(2)中电阻表指针所处的位置，其对应的阻值是________Ω。
图2乙显示出了图1(3)中电阻表指针所处的位置，其对应的阻值是________Ω。
(3)请在图3所示的接线柱间，用电路图符号画出箱内的元件及连接情况。
[解析] (1)在电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转，说明箱内部无电源。
(2)用表盘刻度乘以相应倍率，题图2甲中读数为1 200 Ω，题图2乙中读数为500 Ω。
(3)由第二步测量结果可列出下表。
接线柱 电流流向 阻值 推测
a、b b→a ＞1 200 Ω 有二极管，b端为正
a→b 无穷大
a、c a→c 无穷大 有二极管，c端为正
c→a 500 Ω
b、c b→c 1 200 Ω 纯电阻，阻值1 200 Ω
c→b 1 200 Ω
由上表可知黑箱内有一个二极管接在a、c之间，c为其正极。b、c间有一个1 200 Ω的电阻，共两个元件，其接法如图所示。
[答案] (1)无电源 (2)1 200 500 (3)见解析图
1．认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。
特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大。
2．用多用电表测二极管的正反向电阻
(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。
(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。
1．用多用电表的电阻挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为电阻挡调零旋钮。
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的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使其尖端对准电阻挡×1 k
d．旋转S使其尖端对准电阻挡×100
e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔
(1)选择正确的步骤并按合理的顺序填写在横线上________。
(2)根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________ Ω。
[解析] (1)测量几十千欧的电阻R，应选择“×1 k”挡位，使用前应先进行欧姆调零，然后依据电阻表的示数，再更换挡位，重新欧姆调零，再进行测量。使用完毕应将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡。
(2)电阻表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 000 Ω。
[答案] (1)cabe (2)30 000
2．关于多用电表电阻挡的使用：
(1)测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量。
(2)如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________ Ω。
②如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为________ V。
[解析] (1)测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，即为“×1”，并重新进行欧姆调零后测量。
(2)如果是用“×10”挡测量电阻，由题图所示表盘可知，其读数为30×10 Ω＝300 Ω。
如果是用直流10 V挡测量电压，由题图所示表盘可知，其分度值为0.2 V，其读数为4.6 V。
[答案] (1)“×1” 欧姆调零 (2)①300 ②4.6
3．某学生用多用电表测电阻。使用的实验器材有多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线。
(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔________，调整________，使指针指向“0 Ω”。
(2)再将调节好的多用电表红表笔和图甲中的________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，电阻表的读数如图乙所示，则被测电阻为________ kΩ。
(3)图甲中的电压表有两个量程(0～3 V，内阻为R1；0～15 V，内阻为R2)，则R1________(选填“>”“＝”或“<”)R2。
[答案] (1)短接 欧姆调零旋钮 (2)1 2.5 (3)<
4．某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。完成下列测量步骤：
(1)检查多用电表的机械零点。
(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上。
(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。
(4)测正向电阻时，将________(选填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向________位置。
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是___________________________________。
[解析] (4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向OFF位置。
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是：换挡后，必须重新进行欧姆调零。
[答案] (4)黑 (5)×1 (6)OFF (7)换挡后，必须重新进行欧姆调零
5．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用电压U＝12 V的蓄电池为电源，导线与其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V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。
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为________ V，说明________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。
(2)红表笔接b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乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
[解析] (1)由于多用电表的挡位选为直流50 V，所以读数时应选用0～50 V的刻度，故读数应为11.4 V，两表笔接a、c时，测量电池两端的电压，此读数接近蓄电池的电压，说明蓄电池是正常的。
(2)若两表笔接b、c两点时，电压表读数仍为11.4 V，说明a、b之间是通路，保险丝和开关正常，b、c之间是断路，小灯发生故障。
[答案] (1)11.4(11.3～11.5均可) 蓄电池 (2)小灯
6．如图所示，一个黑箱有A、B、C三个接线柱，规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件。并且已知黑箱内的电器元件是一个电阻和一个二极管。某同学利用多用电表的电阻挡，用正确的操作方法依次进行了6次测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了表格中：
红表笔接 A A B B C C
黑表笔接 B C A C A B
测得阻值/Ω 100 10 k 100 10.1 k 90 190
由表中的数据可以判定：
(1)电阻接在________两点间，阻值为________ Ω。
(2)二极管接在________两点间，其正极接在____________点，二极管的正向阻值为________ Ω，反向阻值为________ Ω。
[解析] (1)当两表笔正接、反接A、B两点时，阻值相同，故电阻应接在A、B两点之间，阻值为100 Ω。
(2)当两表笔正接、反接A、C两点或B、C两点间时，阻值变化均很大，但A、C间电阻小于B、C间电阻，因此A、C间接二极管，且二极管的正极在A点。
[答案] (1)A、B 100 (2)A、C A 90 10 k
