第四节 练习使用多用电表
基础过关练
题组一 多用电表的结构
1.一多量程多用电表的简化电路如图所示,该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成,当转动选择开关S时,可实现不同的功能。下列关于多用电表的说法,正确的是( )
A.当S接通1或2时,为欧姆挡;当S接通3或4时,为电流挡
B.当S接通5或6时,为电压挡,接5时量程较大
C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应
D.电阻刻度是均匀的
题组二 多用电表的使用及读数
2.(多选)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
D.丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
3.有一个多用电表,其欧姆挡的四个挡位分别为:“×1”、“×10”、“×100”、“×1 k”,某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏转角很大,为了减小误差,他应该( )
A.换用“×1 k”挡,不必重新调整欧姆调零旋钮
B.换用“×10”挡,不必重新调整欧姆调零旋钮
C.换用“×1 k”挡,必须重新调整欧姆调零旋钮
D.换用“×10”挡,必须重新调整欧姆调零旋钮
4.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0~10 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数值为30。
(1)欧姆挡的选择开关拨至 (选填“×1 k”或“×100”)欧姆挡,先将红、黑表笔短接调零后,将多用电表黑表笔接电压表 (填“正”或“负”)接线柱,红表笔接另外一个接线柱。
(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。
甲
乙
5.在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)关于多用电表使用的一些要求,以下说法正确的是 。
A.测量电阻时,每次更换倍率后,都应进行欧姆调零
B.测量未知电压时,应先选用量程最大的挡位测量
C.测量未知电阻时,应先选用倍率最大的挡位测量
D.测量电压时,每次更换量程后,都应进行机械调零
(2)为了解一个“220 V、100 W”白炽灯的电阻大小,可以用电阻挡进行测量。现将多用电表的选择开关旋至“×10”欧姆挡,发现指针偏转太大,为了较准确地进行测量,应换到 欧姆挡,如果换挡后经必要步骤,正确测量得到表盘的示数如图所示,则该白炽灯的阻值是 Ω。
(3)小傅同学想快速得到一节五号电池的电动势,他将多用电表的选择开关旋至2.5 V直流电压挡,并直接将两表笔接到电池两端,将测得的电压作为电动势,他的这一做法 (选填“基本没问题”或“严重错误”);而小徐同学想快速得到一节五号电池的内电阻,他将多用电表的选择开关旋至“×1”欧姆挡,并正确进行欧姆调零后,将两表笔接到电池两端,将得到的电阻值作为电池的内电阻,他的这一做法 (选填“基本没问题”或“严重错误”)。
题组三 用多用电表测二极管正、反向电阻
6.晶体二极管是电子电路中的常用元件,用多用电表欧姆挡可粗略测量它的好坏。如图所示是用多用电表欧姆挡(×1 Ω)测试三只二极管的示意图,由图可知哪个图中的二极管是好的 哪端为它的正极 请简要说明判断依据。
7.某同学利用多用电表测量电阻。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,将选择开关拨至欧姆挡适当的倍率处。
(3)将红、黑表笔 ,进行欧姆调零。
(4)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘 (选填“左侧”“右侧”或“中央”)。
(5)在测二极管的反向电阻时,将 表笔接二极管正极,将 表笔接二极管负极,读出电表示数。
(6)测量完成后,将选择开关拨向 位置。
能力提升练
题组一 电学黑箱问题
1.用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中,某次测量结果如下:(1)用直流电压挡测量,A、B、C任意两点之间均无电压;(2)用欧姆挡测量,A、B间正、反接阻值不变;(3)用欧姆挡测量,黑表笔接A点,红表笔接C点,有阻值;反接阻值很大;(4)用欧姆挡测量,黑表笔接B点,红表笔接C点,有阻值,阻值比(2)中测得的大;反接阻值很大。依据以上结论可判断箱内元件接法为( )
2.黑箱中有一个二极管,还有两个阻值均为1 kΩ 的电阻,它们与黑箱的接线柱1、2、3接成电路,用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量,得到的数据如表所示,那么黑箱中的线路是图中的哪一个( )
黑表笔触点 1 1 2
红表笔触点 2 3 1
表头读数 0 0.5 kΩ 2 kΩ
题组二 电路故障判断
3.如图是某同学连接的实验实物图,开关闭合后A、B灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查。
(1)先用多用电表的直流电压挡进行检查,选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表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,可判定故障是 。
A.灯A短路 B.灯B短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1
测试点 电压示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
表2
测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
(2)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表2所示,那么检查出的故障是( )
A.灯A断路 B.灯B短路
C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
答案全解全析
基础过关练
1.C 由题图可知,当S与1或2连接时,表头与电阻并联,多用电表就成了电流表;当S与3或4连接时,表内有电源,测量电阻,为欧姆挡,A错误;由图可知当选择开关S旋到位置5或6时,测量电压,电流表所串联的电阻越大,所测量电压值越大,故接6时量程较大,B错误;多用电表的电阻刻度线大小与电流电压的刻度线大小相反,电流最大处,电阻为0,C正确;由I=知,电阻的刻度线是不均匀的,刻度值越大处刻度线越密,D错误。
2.BD 甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,红黑表笔接反,故A错误;乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,表笔接法正确,故B正确;欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,故C错误、D正确。
3.D 欧姆表的零刻度在最右边,指针偏角大说明被测电阻小,因此要换小挡位“×10”挡,且要重新欧姆调零,选项D正确,A、B、C错误。
4.答案 (1)×1 k 正 (2)4×104 5.0 8.75
解析 (1)电压表的内阻大约几十千欧,用多用电表测电阻时,应让指针指在中央刻度线附近,因而应选“×1 k”挡。选用多用电表的欧姆挡时,多用电表的黑表笔与内部电源的正极相连,电流从多用电表的黑表笔流出,进入电压表的正接线柱。
(2)题图甲中欧姆表的读数为40×1 kΩ=40 kΩ=4×104 Ω。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姆表中电池的电动势E=U+Ir=U+r=5.0 V+×30×103 V=8.75 V。
5.答案 (1)AB (2)×1 60 (3)基本没问题 严重错误
解析 (1)使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零,选项A正确;为保护电表安全,在测量未知电压时,应先选择电压挡最大量程进行试测,选项B正确;在测量未知电阻时,应先选择“×1”倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率,不能先选择倍率最大挡进行试测,选项C错误;使用多用电表前要进行机械调零,机械调零后测量电压时,更换量程后不必再进行机械调零,选项D错误。(2)多用电表的选择开关旋至“×10”欧姆挡,指针偏转太大,说明所选挡位太大,为了较准确地进行测量,应换到“×1”欧姆挡,换挡后经必要步骤,正确测量得到白炽灯的阻值是60×1 Ω=60 Ω。(3)可以用多用电表的电压挡直接测电压,测电压时多用电表的选择开关调到电压挡,然后与被测电路并联测量即可,小傅同学的这一做法基本没问题;欧姆表有内置电源,用欧姆表测电阻时,待测电阻要与其他电源断开,不能用多用电表的欧姆挡直接测电池内阻,小徐同学的做法存在严重错误。
6.答案 见解析
解析 晶体二极管的正向电阻很小,而反向电阻很大,由甲、乙、丙测量结果可知,乙图二极管是好的,多用电表的红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,使用欧姆挡时,黑表笔与内部电源的正极相连,电流从黑表笔流出多用电表,所以a端为正极。
7.答案 (3)短接 (4)中央 (5)红 黑 (6)OFF挡或交流电压最高挡
解析 (3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。(4)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。(5)因红表笔接内部电源的负极,则测二极管的反向电阻时,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。(6)测量完成后,将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置。
能力提升练
1.A 使用电压挡进行测量,目的是看内部是否有电源,由于A、B、C任意两点间均无电压,因此内部无电源,故黑箱内不存在电源。使用欧姆挡进行测量时,注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,可知在测量A、B之间的电阻时,正、反接阻值相同,说明A、B之间接有定值电阻;在测量A、C之间电阻时,黑表笔接A、红表笔接C时有阻值,反接电阻很大,说明A、C之间有二极管,而且A应该接二极管的正极;用欧姆挡测量,黑表笔接B点、红表笔接C点时,有阻值,阻值比(2)中测得的大,说明B、C之间串联了二极管、电阻两个元件,反接阻值很大,则C接二极管负极。故黑箱内元件的连接为图A所示,选项A正确,B、C、D错误。
2.C 用多用电表测电阻时,电流从黑表笔流出、红表笔流入,由1、2接线柱之间电阻为0可以判断出B错误;由1、3接线柱之间电阻为0.5 kΩ可以判断出A错误;由2、1接线柱之间电阻为2 kΩ可以判断出D错误;分析可知C选项符合条件,C正确。
3.答案 (1)a D (2)BD
解析 (1)电流需要从多用电表红表笔流入、黑表笔流出,在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触a;测试a、b间电压时有示数,说明电源完好;测试b、c间电压时有示数,说明开关完好;测试d、f间电压时有示数,说明灯泡A和滑动变阻器完好;测试c、d间电压时无示数,结合之前分析可得:df段断路,选项D正确。(2)接c、d时,多用电表指针有偏转且有阻值,说明灯泡A完好;接e、f时多用电表指针偏转角度太大,e、f间阻值为0,说明灯泡B短路;接d、e时,多用电表指针不偏转,电阻无穷大,则说明d、e间导线断路,选项B、D正确。(共15张PPT)
1 | 多用电表
第四节 练习使用多用电表
1.多用电表的用途及外部构造
(1)多用电表由表头、测量电路、选择开关以及红、黑测量笔等组成,一般可分
为指针式和数字式两大类。
(2)指针式多用电表上半部分为刻度显示盘,下半部分是选择开关,它的四周标有
测量功能的区域及量程。数字式多用电表的上半部分为读数屏,下半部分是选择
开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。
2.多用电表的原理图
如图所示是简化的多用电表的电路图,它由表头G、直流电流测量电路、直流电
压测量电路、电阻测量电路以及选择开关S等部分组成,其中,1、2为电流测量端,
3、4为电压测量端,5为电阻测量端。测量时,红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入
“-”插孔,并通过选择开关S接入与待测量相应的测量端,使用时电路只有一部
分起作用。
2 | 多用电表的使用
1.测电压
(1)选择直流电压挡合适的量程,并将选择开关旋至相应位置。
(2)将多用电表并联在待测电路两端,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触
点的电势高。
(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值,读数时注意最小刻度所表示的电压值。
2.测电流
(1)选择直流电流挡合适的量程。
(2)将被测电路导线拆开一端,把多用电表串联在电路中。
(3)读数时,要认清刻度盘上的分度值。
3.测电阻
(1)将选择开关旋至欧姆挡,此时红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电
源的正极。电流从电表的红表笔流入,从黑表笔流出,经过被测量电阻。
(2)测量步骤
a.选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。
b.欧姆调零:将红、黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0 Ω”。
c.测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指针示数乘以选择开关所指的
倍率即待测电阻阻值。
d.测其他电阻时,重复a、b、c步骤。
e.实验完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
4.研究二极管的单向导电性
(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,而从负极流入时电阻很大。
(2)多用电表测二极管的正反向电阻
a.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,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。
b.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,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.用多用电表欧姆挡测电阻,指针摆动的角度越大,则被测电阻越大。 ( )
2.多用电表欧姆挡的每一挡的测量范围都是0~∞。 ( √ )
3.利用多用电表欧姆挡的同一个挡位测不同电阻的阻值时要重新欧姆调零。
( )
4.多用电表的直流电流挡和直流电压挡共用一个表盘标度。 ( √ )
提示:多用电表的欧姆挡有单独的表盘标度,交流电压挡也有单独的表盘标度,直
流电流挡和直流电压挡共用一个表盘标度。
知识辨析
1.欧姆表原理
(1)欧姆表测量电阻的理论依据是闭合电路欧姆定律,所以通过表头的电流为I=
,Rx与电流I一一对应,故可以将表盘上的电流值改为电阻值,就可以
从表盘上直接读出电阻的数值,这样就制成了一个欧姆表(如图丙)。其中,R叫调
零电阻,R+Rg+r为欧姆表的内阻。
(2)当红、黑表笔短接时(如图甲),调节欧姆调零电阻,使电流表指针满偏,所以在
电流满偏处标电阻“0”。当红、黑表笔断开时(如图乙),电流表中电流为零,此
时表笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流为零处标电阻“∞”。
1 欧姆表原理
甲 乙 丙
(3)I与Rx不成比例,欧姆表的刻度不均匀。
(4)欧姆表指针偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大,
表明被测电阻越小。
2.中值电阻
当外加电阻Rx=r+Rg+R时,电流为I= = Ig,此时电流表指针指在刻度盘
的中央,该电阻叫中值电阻。
2 电学黑箱问题
情境 对于一些不能直接打开观测的系统,可统称为“黑箱”。对“黑箱”问
题,主要通过对输入、输出信息的分析比较、合理假设,来确定内部结构。
问题1 电学黑箱问题一般是判断内部电路元件和连接方式,需要判断的电学元
件一般有哪些
提示 电源、电阻、二极管、电容器等。
问题2 一般先判断是否含有什么元件
提示 电源。
问题3 用多用电表欧姆挡判断电学黑箱内部结构的前提条件是什么
提示 电学黑箱内部无电源。
1.“电学黑箱”的种类
一般有四种:(1)纯电阻黑箱;(2)纯电源黑箱;(3)由电阻和电源组成的闭合电路黑
箱;(4)含电容器、二极管的黑箱。
2.常见元件的特性及测量现象
元件 特性
不分极性,正向、反向电阻大小相等
单向导电性,正向、反向电阻差值很大
直流电路中相当于断路,用欧姆挡测量时指针先偏转,又回到“∞”刻度
提供电压,用电压表测量,如果在两测量点间电压最大,说明两点间有电源
3.用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路
根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后,再根据各接点间的测量数据进行
逻辑推理,最后确定出元件的位置和连接方式。
典例 老师给小明一个密封盒,其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。
为了探究密封盒里的灯泡和可调电阻器是如何连接的,小明连接了一个如图所示
的电路,他将可调电阻器的电阻R调小,并将变化前后的结果记录下来。
数据:电源电动势E=3 V
R的初始值R1=10 Ω
电流表的初始读数I1=0.6 A
R的最终值R2=6 Ω
电流表的最终读数I2=0.8 A
观察结果:灯泡的亮度保持不变【1】
(1)盒中的可调电阻器和灯泡的连接方式是 (填“串联”或“并联”)。
利用记录的数据计算出灯泡工作时的电阻值R= Ω。
(2)将两个1.5 V的电池串联来代替低压电源【2】,进行同样的实验。发现当R减小
时,灯泡的亮度 (填“会”或“不会”)发生变化,理由是 。
信息提取 【1】可调电阻器的阻值变化时,灯泡亮度不变,说明两元件彼此不
影响。
【2】两个1.5 V的电池串联,电动势为3 V,等于低压电源的电动势,但电池有内阻。
思路点拨 解答本题要抓住三个关键点:
关键点1:电阻R变化后,通过灯泡的电流不变,确定R与灯泡的串并联方式。
关键点2:根据欧姆定律【3】和串并联电路的特点【4】求出灯泡的电阻。
关键点3:电池有内阻,电路总阻值变化时,干路电流变化,影响灯泡两端电压。
解析 (1)分析实验结果可知,R的阻值变化时,灯泡的亮度不变,即通过灯泡的电
流不变,可知灯泡和可调电阻器并联(由【1】得到);低压电源内阻可以忽略,当R
的阻值为R1=10 Ω时,通过可调电阻器的电流为IR= =0.3 A(由【3】得到),则通过
灯泡的电流IL=I1-IR=0.3 A(由【4】得到),灯泡的电阻RL= =10 Ω;(2)将两个1.5 V
的电池串联来代替低压电源,进行同样的实验,当R减小时,总电阻减小,干路电流I
= 增大,内电压Ir增大,路端电压U=E-Ir减小,故灯泡两端电压U减小,亮度发生
变化。
答案 (1)并联 10 (2)会 电池有内阻,电路电阻发生变化时,路端电压会发生
变化,故灯泡的电压会变化
