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5.实验:练习使用多用电表
核 心 素 养 学 习 目 标
物理观念 了解数字式多用电表的特点.
科学思维 通过观察,了解多用电表的表盘及测量功能,会根据需要正确选择挡位.
科学探究 通过实验操作,学会使用多用电表测量电压、电流和电阻.通过测量二极管正、反向电阻,了解二极管的单向导电性.在实验中培养规范操作的习惯.
科学态度与责任 通过分组实验,讨论、交流,培养团队合作意识.
探究点一 认识多用电表
1.认识表盘
2.认识选择开关
3.几点说明
(1)使用前先观察指针是否指在最左侧的零刻度线处.
调整方法:旋动指针定位螺丝,使指针指向最左侧的零刻度线处.
(2)观察电阻的刻度线,看看有什么特点?
最上面的刻度线右端标有“0”,左端标有“∞”,“量程”为0→∞;刻度不均匀,从右向左刻度线依次变密,每一格代表的电阻逐渐增大.
例1 (2024·江苏泗阳联考)关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.表盘上电阻刻度线不均匀,越靠近右侧刻度线越密集
B.只有测量电阻阻值时,才需要调节机械调零旋钮,使指针指在最左端刻度
C.测量电阻时,若知道电阻的大致阻值,应该选择适当倍率的欧姆挡,使测量时表针落在刻度盘的中间区域
D.无论是电流挡、电压挡还是欧姆挡,零刻度线都在多用电表的表盘左侧
答案:C
解析:多用电表电阻刻度线分布不均匀,越靠近左侧刻度线越密集,A错误;无论是测电流、电压,还是测电阻,都要进行机械调零,使指针指在最左端刻度,B错误;为减小测量误差,使用多用电表的欧姆挡测电阻时应选择合适的挡位,使指针指在刻度盘的中间区域,C正确;选用电流挡、电压挡时,零刻度线在表盘左侧,选用欧姆挡时,零刻度线在表盘右侧,左侧为无穷大,D错误.
练1 (2024·湖北宜昌月考)如图所示为多用电表的示意图,试回答下列问题:
(1)请补全横线中的名称:①_____,②________,③__________,
④__________.
(2)当选择开关旋至“mA”挡中的“2.5”挡位时,则测量的是__________________.
(3)当选择开关旋至“V”挡中的“50”挡位时,则测量的是________________.
(4)当选择开关旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,则测量的是_____.
(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量,电流都应该是从____表笔经“____”插孔流入电表.
电阻
定位螺丝
调零旋钮
选择开关
0~2.5 mA的直流电流
0~50 V的直流电压
电阻
红
+
探究点二 用多用电表测电压、电流和电阻
1.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________挡,测量小灯泡两端的电压.
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于________挡,测量通过小灯泡的电流.
直流电压
直流电流
2.测量电阻
(1)选挡:把选择开关旋到欧姆挡上,并根据估测电阻的大小,选择合适的倍率挡位.
(2)调零:把两只表笔接触,调整欧姆挡的调零旋钮,使指针指在_____刻度的零位上.(注意:电阻挡的零位在刻度的右端)
电阻
(3)测量:把被测电阻接到红、黑表笔之间,观察指针的示数.若指针偏转角度太大(太小)说明所选欧姆挡倍率太小(太大),应换挡重测直到指针指在表盘中间附近为止.
(4)读数:读出表盘上指针所指的数值,再乘以_____即为待测电阻的阻值.
(5)实验完毕,应将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或________最高挡.
倍率
交流电压
例2 为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图所示,请根据下列步骤完成电阻测量.
(1)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
(2)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件___ (选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线.
(3)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别接a、b,指针指示位置如图所示.为使测量比较精确,应将选择开关旋到_____ (选填“×1”“×10”或“×1 k”)的倍率挡位上,并重新欧姆调零,再进行测量.
(4)测量完成后,将选择开关拨向____________________位置.
D
×10
“OFF”挡或交流电压最高挡
解析:(2)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件欧姆调零旋钮D,使指针对准电阻的“0”刻度线.
(3)由题图可知指针偏角太大,说明电阻值太小,倍率挡位选择过大,为使指针回到中间区域减小误差,应减小倍率,应将选择开关旋到“×10”的倍率挡位上,并重新欧姆调零,再进行测量.
(4)测量完成后,将选择开关拨向“OFF”挡或交流电压最高挡位置.
例3(1)某次实验中,多用电表表盘如图1所示,如果甲同学用欧姆挡“×100”测量,则读数为____Ω;如果用“直流5 V”挡测量,则读数为____ V.
800
3.3
(2)乙同学利用多用电表测量图2和图3所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量.以下操作正确的是______.
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
AC
解析:(1)用“×100”挡位,其读数为R=8×100 Ω=800 Ω.
用“直流5 V”挡位,由题图可知,其分度值为0.1 V,其读数为U=3.3 V.
(2)电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出,图2多用电表与小灯泡并联是测电压,图3多用电表与小灯泡串联是测电流,表笔位置正确;根据欧姆挡使用规则,不能在通有电流的电阻上用欧姆挡测量电阻.
题后反思
使用多用电表的注意事项
(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”.
(3)欧姆表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.
(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)测电阻时每换一次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.
练2 在练习使用多用电表的实验中,某同学连接的电路如图所示.
(1)若旋转选择开关,使其尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过___的电流.
(2)若断开电路中的开关,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是__________的阻值.
(3)若旋转选择开关,使其尖端对准直流电压挡,闭合开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压.
R1
R1和R2串联
R2(或电源)
解析:(1)当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时,电流表与R1串联,此时电流表测得的是通过R1的电流.
(2)切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是R1和R2的串联总电阻.
(3)选择开关尖端对准直流电压挡,闭合开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,电阻R1被短路,此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压,也等于电源两端的电压.
探究点三 用多用电表测二极管的正、反向电阻
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.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旋至低倍率的欧姆挡,调整欧姆零点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旋至高倍率的欧姆挡,调整欧姆零点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.
例4 某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点.
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.
(3)将红、黑表笔_____,进行欧姆调零.
短接
(4)测反向电阻时,将___表笔接二极管正极,将___表笔接二极管负极,读出电表示数.
(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘_____(填“左侧”“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复(3)、(4).
(6)测量完成后,将选择开关拨向________________________位置.
红
黑
中央
“OFF”挡或交流电压最高挡
练3 (2024·湖北襄阳期中)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.图甲是用直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.图乙是用直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法错误
C.图丙是用电阻挡测量二极管的正向电阻
D.用电阻挡按图丁接法测量二极管电阻时,测得的阻值很小
答案:C
解析:多用电表在使用的时候,电流应该从红表笔流进多用电表,而图甲中电流的流向与此相反,表笔接法错误,A错误;测电流时,多用电表应该串在电路中,图乙的接法正确,B错误;多用电表在使用的时候,电流应该从红表笔流进多用电表,从黑表笔流出,按照此电流流向,图丙测量二极管的正向电阻,C正确;图丁测量的是二极管的反向电阻,阻值很大,D错误.
探究点四 用多用电表检测电路故障
1.故障种类及特点
电路故障一般有两种情况,即短路和断路.
(1)短路的特点:电路中有电流,但短路部分电压为零;被短路的用电器不工作,与之串联的用电器工作电流增大.
(2)断路的特点:在电源正常的情况下,断路部分电流为零,但断路处有电压,若干路断路则断路处电压等于电源电压.
2.分析与检测方法
(1)电压表检测法
若电路断路,将电压表与电源并联,若有电压说明电源完好,然后将电压表逐段与电路并联,若某一段电压表指针偏转,说明该段电路中有断点.若电路短路,则用电压表逐段与电路并联,某一段电压表示数为零,则该段被短路.
(2)欧姆表检测法
断开电路,用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻,若检测部分示数正常,说明两点间电路正常;若检测部分电阻很小(几乎为零),说明该部分短路;若检测部分指针几乎不动,说明该部分有断路.
例5 小明将电池、开关和灯泡组成如图甲所示的串联电路,闭合开关后,发现灯泡不发光.于是小明利用多用电表进行了以下操作寻找电路故障:
(1)小明首先准备用多用电表的欧姆挡测量灯泡电阻.他将多用电表的选择开关旋至欧姆挡的“×1”位置,然后进行欧姆调零;为了多用电表的使用安全,在小明将红、黑表笔分别接到E、F两点之前应该__________;测量时指针处于图乙中a位置,说明灯泡完好,其阻值为____Ω.
(2)小明闭合开关,将多用电表的选择开关旋至2.5 V直流电压挡,将红、黑表笔分别接到C、E两点,指针处于图乙中b位置,说明电池的电动势约为_____V;又将红、黑表笔分别接到C、D两点,电压表读数为零.说明最可能出现的故障是__.
A.开关断路 B.开关短路 C.导线DE断路
断开开关
5.0
1.40
C
解析:(1)使用欧姆表测电阻需要将外部电源断开,否则外部电源会影响欧姆表读数甚至使电表损坏;欧姆表此时分度值为1 Ω,估读到下一位,故读数为5.0 Ω.
(2)电压表此时分度值为0.05 V,本位估读,读数为1.40 V,近似为电源电动势;C、E两点间存在电压,说明CE以外均完好,CE之间某处断路,C、D两点间无电压,说明DE断路.
练4 如图是某同学连接的实验电路实物图.若L1、L2灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查:
(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查,那么选择开关应置于的量程是( )
A.0~2.5 V B.0~10 V
C.0~50 V D.0~250 V
答案:B
(2)该同学的测试结果如表1所示,在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触___(填“a”或“b”).根据测试结果,可以判定故障是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1
测试点 a、b c、d d、f
电压表示数情况 有示数 无示数 有示数
a
答案:D
(3)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测试结果如表2所示,那么进一步检查出的故障是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1、灯L2都断路 D.de段断路
表2
答案:D
解析:(1)四节干电池的总电动势为6 V,应用多用电表的直流电压的10 V挡测量.
(2)在测试a、b间直流电压时,因为电流必须从多用电表正接线柱流入,所以红表笔应当接触a.
若灯L1短路,L1灯不亮,而L2灯亮,与题不符,故A错误;若灯L2短路,L2灯不亮,而L1灯亮,与题不符,故B错误;cd段断路,则d、f间没有电压,无示数,故C错误;df段断路时,电路中无电流,两灯泡都不亮,a、b和d、f间有电压,c、d间无电压,与题相符,故D正确.
(3)欧姆表的刻度无穷大在左端,0刻度线在右端,电路断路时,其电阻为无穷大.根据欧姆表的读数可知,d、e间电阻无穷大,说明d、e间导线断路.
1.某同学用欧姆表测电阻,他先选择欧姆×10挡,测量结果如图所示.为了使读数更加精确,还需进行的步骤是( )
A.换为×1挡,重新测量
B.换为×100挡,重新测量
C.换为×1挡,先欧姆调零再测量
D.换为×100挡,先欧姆调零再测量
答案:D
解析:由图可知,先选择欧姆×10挡,指针偏转角度较小,测量结果的电阻较大,所以为了使读数更加精确,则应该换更大的挡位使指针靠近表盘中间刻度附近,即换为×100挡,然后先欧姆调零再测量电阻,D正确.
2.某同学在实验室练习使用多用电表,两次测量时选择开关指向分别如图甲、乙所示,结果指针所指位置完全相同,如图丙所示,则他两次测量的读数分别为( )
A.1 100 V 22 Ω B.1 100 V 19 Ω
C.22.0 V 190 Ω D.22.0 V 19 Ω
答案:C
解析:图甲选择开关位于直流电压50 V挡位,图丙示数为22.0 V,图乙选择开关位于电阻“×10”挡位,图丙示数为190 Ω,C正确.
3.多用电表的示意图如图所示.
(1)当选择开关处于图中位置1时,测量结果为________;
(2)当选择开关处于图中位置2时,测量结果为________;
(3)当选择开关处于图中位置3时,测量结果为________;
(4)以上三种测量中,电流都应该从___(填“红”或“黑”)表笔经___(填“+”或“-”)插孔流入多用电表.
3.2 mA
16.0 V
32 kΩ
红
+
解析:(1)位置1是10 mA直流电流挡,其最小分度为0.2 mA,按“半格估读”法可读得结果为3.2 mA.
(2)位置2是50 V直流电压挡,其最小分度为1 V,按“十分之一估读”法可得结果为16.0 V.
(3)位置3是欧姆×1 k挡,可直接读出读数为32,不需要估读,故测量结果为32 kΩ.
(4)流过表头的电流都是“正进负出”,而多用电表的红表笔插在+插孔上.
4.在如图甲所示的电路中,4节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8 V 0.3 A”.合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮.
(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(用字母序号表示).
A.0~2.5 V B.0~10 V
C.0~50 V D.0~250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V,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
B
A
(2)接着练习使用多用电表的电阻“×1”挡测电阻,经过了“欧姆调零”.
①测试前,一定要将电路中的开关S _____.
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示,读数为___Ω,此时测量的是____间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为____Ω.
断开
6.0
e、f
12.7
1.使用多用电表的欧姆挡测电阻时,下列说法正确的是( )
A.测电阻前要先使红、黑表笔相接触,才可以调整指针定位螺丝
B.更换倍率时,必须调整指针定位螺丝进行调零
C.用欧姆挡同一倍率测电阻时,指针偏转角度越大,读数越大
D.测量结束后,选择开关应旋转到OFF位置
答案:D
解析:测电阻前要先使红、黑表笔相接触,才可以调整欧姆调零旋钮,而万用表使用前首先要调节指针定位螺丝,此时不需要两表笔接触,选项A错误;更换倍率时,必须调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零,选项B错误;用欧姆挡同一倍率测电阻时,指针偏转角度越大,读数越小,选项C错误;测量结束后,选择开关应旋转到OFF位置,选项D正确.
2.(6分)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.
(1)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示.
①若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为_____mA.
②若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则示数为____Ω.
21.0
190
(2)用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必需的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:________.
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1 k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
答案:BAD
解析:(1)①若所选挡位为直流50 mA挡,则最小刻度为1 mA,则示数为21.0 mA.
②若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则示数为19×10 Ω=190 Ω.
(2)正确的步骤是:把选择开关旋转到“×100”位置,然后将红表笔和黑表笔接触,调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点,即BAD.
3.(9分)(2024·江苏宜兴期中)(1)如图甲所示为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件.
现用此电表测量一阻值为20~30 Ω的定值电阻的阻值,测量的某些操作步骤如下:
①调节可调节部件___ (选填“S”“T”或“K”),使电表指针停在电流的“0”刻度位置;
②调节可调节部件___ (选填“S”“T”或“K”),使它的尖端指向欧姆挡____ (选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件__ (选填“S”“T”或“K”),使电表指针指向________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置.
S
K
×1
T
欧姆0刻度
(2)用欧姆挡“×100”挡测量另一个阻值未知的电阻阻值,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度很小.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,完成测量.
A.将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置
B.将K旋转到欧姆挡“×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,旋动合适部件,对电表进行校准
ADC
(3)如图乙所示为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω(保留2位有效数字);测直流电流时,用的是0~100 mA的量程,指针所示电流值为____ mA(保留2位有效数字);测直流电压时,用的是0~50 V量程,则指针所示的电压值为_____V(保留3位有效数字).
1.7×103
47
23.5
解析:(1)使用多用电表测量电阻时,首先要进行机械调零,即调节指针定位螺丝(部件S),使电表指针停在电流“0”刻度位置;然后根据待测电阻大小选择合适的挡位,即调节选择开关(部件K),因电阻阻值为20~30 Ω,则选择“×1”挡可使指针指到表盘中间附近,读数较准确;选挡后进行欧姆调零:将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节欧姆调零旋钮(部件T),使电表指针指向表盘右端的欧姆挡零刻度线位置.
(2)测电阻时指针偏转角度很小,说明待测电阻的阻值较大,应换用较大倍率的挡位,即将选择开关旋转到欧姆挡“×1 k”的位置.换挡后重新进行欧姆调零,然后测电阻.因此合理的实验步骤是ADC.
(3)测电阻时,指针指在刻度线17的位置,读数为1.7×103 Ω;测直流电流时,用的是0~100 mA的量程,此挡位分度值为2 mA,读数为47 mA;测直流电压时,用的是0~50 V量程,此挡位分度值为1 V,读数为23.5 V.
4.(4分)某同学要测量电阻Rx的阻值,采用如下实验步骤.
(1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测,正确操作后欧姆表的读数为____Ω.
160
(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,滑动变阻器采用分压接法,可选用的实验器材有:
电压表 V(量程3 V,内阻约1 kΩ);
电流表A(量程20 mA,内阻约1 Ω);
待测电阻Rx;
滑动变阻器R1(0~2 kΩ);
滑动变阻器R2(0~20 Ω);
干电池2节;开关、导线若干.
在下面的图甲、图乙电路中,应选用图____ (选填“甲”或“乙”),滑动变阻器应选用___ (选填“R1”或“R2”).
甲
R2
5.(6分)甲同学为了测量某个元件的电阻,进行了如下实验:
(1)先用多用电表粗测阻值,进行了如图甲所示A、B、C、D四个操作,则正确的操作顺序是________;其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处,该电阻的阻值为____Ω.
CDBA
60
(2)为了进一步精确测量该元件的电阻,甲同学设计了如图丙所示电路,所用实验器材如下:
A.待测电阻Rx
B.灵敏电流计G
C.定值电阻R0
D.粗细均匀的电阻丝AB(总长为L)
E.滑动变阻器R
F.线夹、电源、开关以及导线若干
G.电源(电动势为3 V)
①在闭合开关S前,可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置,滑片P1应置于___ (填“a”或“b”)端.
②闭合开关S后,先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置,然后不断调节线夹P2所夹的位置,直到灵敏电流计G示数为零,测出此时AP2段电阻丝长度为x,则Rx的阻值计算式为Rx=________(用R0、L、x表示),灵敏电流计G的内阻对实验结果_____ (填“有”或“没有”)影响.
a
没有
解析:(1)机械调零,用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处;指针调零,两个表笔短接,调整调零旋钮,让指针指在零的位置;连接待测电阻测量,表盘电阻的读数,乘以挡位开关倍数,乘积为电阻值;测完后万用表挡位调到交流电压的最高挡或断开挡.故正确的顺序是CDBA.
该电阻的阻值为6×10 Ω=60 Ω.5.实验:练习使用多用电表
探究点一 认识多用电表
1.认识表盘
2.认识选择开关
3.几点说明
(1)使用前先观察指针是否指在最左侧的零刻度线处.
调整方法:旋动指针定位螺丝,使指针指向最左侧的零刻度线处.
(2)观察电阻的刻度线,看看有什么特点?
最上面的刻度线右端标有“0”,左端标有“∞”,“量程”为0→∞;刻度不均匀,从右向左刻度线依次变密,每一格代表的电阻逐渐增大.
例1 (2024·江苏泗阳联考)关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.表盘上电阻刻度线不均匀,越靠近右侧刻度线越密集
B.只有测量电阻阻值时,才需要调节机械调零旋钮,使指针指在最左端刻度
C.测量电阻时,若知道电阻的大致阻值,应该选择适当倍率的欧姆挡,使测量时表针落在刻度盘的中间区域
D.无论是电流挡、电压挡还是欧姆挡,零刻度线都在多用电表的表盘左侧
[解题心得]
练1 (2024·湖北宜昌月考)如图所示为多用电表的示意图,试回答下列问题:
(1)请补全横线中的名称:①__________,②________,③__________,④__________.
(2)当选择开关旋至“mA”挡中的“2.5”挡位时,则测量的是________________.
(3)当选择开关旋至“V”挡中的“50”挡位时,则测量的是__________.
(4)当选择开关旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,则测量的是________.
(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量,电流都应该是从________表笔经“________”插孔流入电表.
探究点二 用多用电表测电压、电流和电阻
1.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________挡,测量小灯泡两端的电压.
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于________挡,测量通过小灯泡的电流.
2.测量电阻
(1)选挡:把选择开关旋到欧姆挡上,并根据估测电阻的大小,选择合适的倍率挡位.
(2)调零:把两只表笔接触,调整欧姆挡的调零旋钮,使指针指在________刻度的零位上.(注意:电阻挡的零位在刻度的右端)
(3)测量:把被测电阻接到红、黑表笔之间,观察指针的示数.若指针偏转角度太大(太小)说明所选欧姆挡倍率太小(太大),应换挡重测直到指针指在表盘中间附近为止.
(4)读数:读出表盘上指针所指的数值,再乘以________即为待测电阻的阻值.
(5)实验完毕,应将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或________最高挡.
例2 为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图所示,请根据下列步骤完成电阻测量.
(1)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
(2)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线.
(3)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别接a、b,指针指示位置如图所示.为使测量比较精确,应将选择开关旋到________(选填“×1”“×10”或“×1 k”)的倍率挡位上,并重新欧姆调零,再进行测量.
(4)测量完成后,将选择开关拨向____________________位置.
例3(1)某次实验中,多用电表表盘如图1所示,如果甲同学用欧姆挡“×100”测量,则读数为________Ω;如果用“直流5 V”挡测量,则读数为________ V.
(2)乙同学利用多用电表测量图2和图3所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量.以下操作正确的是______.
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
题后反思
使用多用电表的注意事项
(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”.
(3)欧姆表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.
(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)测电阻时每换一次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.
练2 在练习使用多用电表的实验中,某同学连接的电路如图所示.
(1)若旋转选择开关,使其尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________的电流.
(2)若断开电路中的开关,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是____________的阻值.
(3)若旋转选择开关,使其尖端对准直流电压挡,闭合开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压.
探究点三 用多用电表测二极管的正、反向电阻
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.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旋至低倍率的欧姆挡,调整欧姆零点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旋至高倍率的欧姆挡,调整欧姆零点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.
例4 某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点.
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.
(3)将红、黑表笔________,进行欧姆调零.
(4)测反向电阻时,将________表笔接二极管正极,将________表笔接二极管负极,读出电表示数.
(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复(3)、(4).
(6)测量完成后,将选择开关拨向______________________________________位置.
练3 (2024·湖北襄阳期中)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.图甲是用直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.图乙是用直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法错误
C.图丙是用电阻挡测量二极管的正向电阻
D.用电阻挡按图丁接法测量二极管电阻时,测得的阻值很小
探究点四 用多用电表检测电路故障
1.故障种类及特点
电路故障一般有两种情况,即短路和断路.
(1)短路的特点:电路中有电流,但短路部分电压为零;被短路的用电器不工作,与之串联的用电器工作电流增大.
(2)断路的特点:在电源正常的情况下,断路部分电流为零,但断路处有电压,若干路断路则断路处电压等于电源电压.
2.分析与检测方法
(1)电压表检测法
若电路断路,将电压表与电源并联,若有电压说明电源完好,然后将电压表逐段与电路并联,若某一段电压表指针偏转,说明该段电路中有断点.若电路短路,则用电压表逐段与电路并联,某一段电压表示数为零,则该段被短路.
(2)欧姆表检测法
断开电路,用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻,若检测部分示数正常,说明两点间电路正常;若检测部分电阻很小(几乎为零),说明该部分短路;若检测部分指针几乎不动,说明该部分有断路.
例5 小明将电池、开关和灯泡组成如图甲所示的串联电路,闭合开关后,发现灯泡不发光.于是小明利用多用电表进行了以下操作寻找电路故障:
(1)小明首先准备用多用电表的欧姆挡测量灯泡电阻.他将多用电表的选择开关旋至欧姆挡的“×1”位置,然后进行欧姆调零;为了多用电表的使用安全,在小明将红、黑表笔分别接到E、F两点之前应该__________;测量时指针处于图乙中a位置,说明灯泡完好,其阻值为________Ω.
(2)小明闭合开关,将多用电表的选择开关旋至2.5 V直流电压挡,将红、黑表笔分别接到C、E两点,指针处于图乙中b位置,说明电池的电动势约为__________ V;又将红、黑表笔分别接到C、D两点,电压表读数为零.说明最可能出现的故障是________.
A.开关断路 B.开关短路 C.导线DE断路
[解题心得]
练4 如图是某同学连接的实验电路实物图.若L1、L2灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查:
(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查,那么选择开关应置于的量程是( )
A.0~2.5 V B.0~10 V
C.0~50 V D.0~250 V
(2)该同学的测试结果如表1所示,在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触________(填“a”或“b”).根据测试结果,可以判定故障是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1
测试点 a、b c、d d、f
电压表示数情况 有示数 无示数 有示数
(3)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测试结果如表2所示,那么进一步检查出的故障是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1、灯L2都断路 D.de段断路
表2
1.某同学用欧姆表测电阻,他先选择欧姆×10挡,测量结果如图所示.为了使读数更加精确,还需进行的步骤是( )
A.换为×1挡,重新测量
B.换为×100挡,重新测量
C.换为×1挡,先欧姆调零再测量
D.换为×100挡,先欧姆调零再测量
2.某同学在实验室练习使用多用电表,两次测量时选择开关指向分别如图甲、乙所示,结果指针所指位置完全相同,如图丙所示,则他两次测量的读数分别为( )
A.1 100 V 22 Ω B.1 100 V 19 Ω
C.22.0 V 190 Ω D.22.0 V 19 Ω
3.多用电表的示意图如图所示.
(1)当选择开关处于图中位置1时,测量结果为________;
(2)当选择开关处于图中位置2时,测量结果为________;
(3)当选择开关处于图中位置3时,测量结果为________;
(4)以上三种测量中,电流都应该从________(填“红”或“黑”)表笔经________(填“+”或“-”)插孔流入多用电表.
4.在如图甲所示的电路中,4节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8 V 0.3 A”.合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮.
(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(用字母序号表示).
A.0~2.5 V B.0~10 V
C.0~50 V D.0~250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V,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)接着练习使用多用电表的电阻“×1”挡测电阻,经过了“欧姆调零”.
①测试前,一定要将电路中的开关S ________.
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示,读数为________ Ω,此时测量的是________间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________ Ω.
温馨提示:请完成分层训练素养提升(二十)
单元素养检测(三)(第十一章)
5.实验:练习使用多用电表
导学 掌握必备知识 强化关键能力
探究点一
[例1] 解析:多用电表电阻刻度线分布不均匀,越靠近左侧刻度线越密集,A错误;无论是测电流、电压,还是测电阻,都要进行机械调零,使指针指在最左端刻度,B错误;为减小测量误差,使用多用电表的欧姆挡测电阻时应选择合适的挡位,使指针指在刻度盘的中间区域,C正确;选用电流挡、电压挡时,零刻度线在表盘左侧,选用欧姆挡时,零刻度线在表盘右侧,左侧为无穷大,D错误.
答案:C
练1 解析:当多用电表的选择开关置于相应的物理量的测量区域时,多用电表就可以测量该物理量.选择开关所指的数值就是所测量的量程,需要注意的是,当选择开关在测电阻区域时,对应的数值是倍率,而不是量程.多用电表在测量时,红表笔要插入“+”插孔,黑表笔要插入“-”插孔,在测量电路中,电流应从红表笔流入多用电表.
答案:(1)电阻 定位螺丝 调零旋钮 选择开关 (2)0~2.5 mA的直流电流 (3)0~50 V的直流电压 (4)电阻 (5)红 +
探究点二
1.(1)直流电压 (2)直流电流
2.(2)电阻 (4)倍率 (5)交流电压
[例2] 解析:(2)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件欧姆调零旋钮D,使指针对准电阻的“0”刻度线.
(3)由题图可知指针偏角太大,说明电阻值太小,倍率挡位选择过大,为使指针回到中间区域减小误差,应减小倍率,应将选择开关旋到“×10”的倍率挡位上,并重新欧姆调零,再进行测量.
(4)测量完成后,将选择开关拨向“OFF”挡或交流电压最高挡位置.
答案:(2)D (3)×10 (4)“OFF”挡或交流电压最高挡
[例3] 解析:(1)用“×100”挡位,其读数为R=8×100 Ω=800 Ω.
用“直流5 V”挡位,由题图可知,其分度值为0.1 V,其读数为U=3.3 V.
(2)电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出,图2多用电表与小灯泡并联是测电压,图3多用电表与小灯泡串联是测电流,表笔位置正确;根据欧姆挡使用规则,不能在通有电流的电阻上用欧姆挡测量电阻.
答案:(1)800 3.3 (2)AC
练2 解析:(1)当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时,电流表与R1串联,此时电流表测得的是通过R1的电流.
(2)切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是R1和R2的串联总电阻.
(3)选择开关尖端对准直流电压挡,闭合开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,电阻R1被短路,此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压,也等于电源两端的电压.
答案:(1)R1 (2)R1和R2串联 (3)R2(或电源)
探究点三
[例4] 解析:(3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将红表笔接二极管正极,将黑表笔接二极管负极,读出电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央.(6)测量完成后,将选择开关拔向“OFF”挡或交流电压最高挡位置.
答案:(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)“OFF”挡或交流电压最高挡
练3 解析:多用电表在使用的时候,电流应该从红表笔流进多用电表,而图甲中电流的流向与此相反,表笔接法错误,A错误;测电流时,多用电表应该串在电路中,图乙的接法正确,B错误;多用电表在使用的时候,电流应该从红表笔流进多用电表,从黑表笔流出,按照此电流流向,图丙测量二极管的正向电阻,C正确;图丁测量的是二极管的反向电阻,阻值很大,D错误.
答案:C
探究点四
[例5] 解析:(1)使用欧姆表测电阻需要将外部电源断开,否则外部电源会影响欧姆表读数甚至使电表损坏;欧姆表此时分度值为1 Ω,估读到下一位,故读数为5.0 Ω.
(2)电压表此时分度值为0.05 V,本位估读,读数为1.40 V,近似为电源电动势;C、E两点间存在电压,说明CE以外均完好,CE之间某处断路,C、D两点间无电压,说明DE断路.
答案:(1)断开开关 5.0 (2)1.40 C
练4 解析:(1)四节干电池的总电动势为6 V,应用多用电表的直流电压的10 V挡测量.
(2)在测试a、b间直流电压时,因为电流必须从多用电表正接线柱流入,所以红表笔应当接触a.
若灯L1短路,L1灯不亮,而L2灯亮,与题不符,故A错误;若灯L2短路,L2灯不亮,而L1灯亮,与题不符,故B错误;cd段断路,则d、f间没有电压,无示数,故C错误;df段断路时,电路中无电流,两灯泡都不亮,a、b和d、f间有电压,c、d间无电压,与题相符,故D正确.
(3)欧姆表的刻度无穷大在左端,0刻度线在右端,电路断路时,其电阻为无穷大.根据欧姆表的读数可知,d、e间电阻无穷大,说明d、e间导线断路.
答案:(1)B (2)a D (3)D
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1.解析:由图可知,先选择欧姆×10挡,指针偏转角度较小,测量结果的电阻较大,所以为了使读数更加精确,则应该换更大的挡位使指针靠近表盘中间刻度附近,即换为×100挡,然后先欧姆调零再测量电阻,D正确.
答案:D
2.解析:图甲选择开关位于直流电压50 V挡位,图丙示数为22.0 V,图乙选择开关位于电阻“×10”挡位,图丙示数为190 Ω,C正确.
答案:C
3.解析:(1)位置1是10 mA直流电流挡,其最小分度为0.2 mA,按“半格估读”法可读得结果为3.2 mA.
(2)位置2是50 V直流电压挡,其最小分度为1 V,按“十分之一估读”法可得结果为16.0 V.
(3)位置3是欧姆×1 k挡,可直接读出读数为32,不需要估读,故测量结果为32 kΩ.
(4)流过表头的电流都是“正进负出”,而多用电表的红表笔插在+插孔上.
答案:(1)3.2 mA (2)16.0 V (3)32 kΩ (4)红 +
4.解析:(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V,量程应选0~10 V,B正确.②灯泡不亮,说明电路断路或短路.c、d间电压接近电源电动势,说明有电流通过电表,c、d间以外其他部分电路接通,e、f间电压为0,说明c、d间灯泡断路,A正确.(2)①使用多用电表欧姆挡时一定要将被测电阻从电路中断开,故填“断开”.②电表读数应该为6.0 Ω.由于A灯泡断路,电阻无穷大,而电表示数为6.0 Ω,说明测量的应是e、f间电阻.由R=可求得电阻为12.7 Ω.
答案:(1)①B ②A (2)①断开 ②6.0 e、f 12.7
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