人教版高中物理必修第三册 第十一章 电路及其应用5实验练习使用多用电表 课件(共52张PPT)

(共52张PPT)
第十一章　电路及其应用
5.实验：练习使用多用电表
核心素养 素养目标
物理观念 1.认识多用电表的结构.
2.学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻，并能测量二极管正、反向电阻.
科学探究 1.在实际操作中学习使用多用电表测直流电压、电流以及电阻等物理量的方法.
2.能结合挡位的选择和多用电表的表盘进行读数.
一、认识多用电表
电阻　
表盘　
选择开关　
指针定位螺丝　
典题讲练
[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.
解析：（1）电表使用前要旋转指针定位螺丝S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线.
S　
解析：（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.
0刻线　
T　0刻线　
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，旋动合适的部件，对电表进行校准
ADC　
解析：（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，应换用大倍率挡位进行测量，应将K旋转到欧姆挡“×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.
（5）如图所示为一多用电表表盘.
（5）①如果是用直流10 V挡测量电压，用中间一排刻度线，由表盘可知，其分度值为0.2 V，只读到当前位，读数为6.4 V；②如果用“×100”挡测电阻，则读数为8×100 Ω＝800 Ω.
6.4　
800　
名师点评
　　（1）在用多用电表欧姆挡测电阻时，必须选择合适的倍率，以指针指表盘中央附近最准确，结果不要忘记乘倍率.
（2）若在测量过程中出现指针偏转角过大或过小，此时测量误差都较大，应换挡、调零，重新测量，使指针指在表盘中央附近.
（3）测量完毕，应将选择开关拨至交流电压最高挡或“OFF”挡.
二、多用电表的使用
并联　
高　
2. 测电流
（1）选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置.
（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，要认清刻度盘上的最小刻度.
注意：电流应从红表笔流入多用电表.
黑表笔　
红表笔　
（2）测量步骤
a.选挡：把选择开关旋到电阻挡上，并估测电阻的大小，选择合适的倍率.
b.调零：把两只表笔接触，调整电阻挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上（注意：电阻挡的零位在刻度的右端）.
c.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）说明所选电阻挡倍率太大（太小），应换挡重测直到指针指在表盘中间附近为止.
d.读数：读出表盘上指针所指的数值，再乘相应的倍率即待测电阻的阻值.
e.实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡.如果电阻表长期不用，应取出表内的电池.
典题讲练
[典例2]　（2024·全国新课标卷）学生实验小组要测量量程为3 V的电压表 的内阻RV. 可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5 V），电压表 （量程5 V，内阻约3 kΩ），定值电阻R0（阻值为800 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50 Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5 kΩ），开关S，导线若干.
完成下列填空：
A. 将红、黑表笔短接
B. 调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C. 将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
CAB　
负极、正极　
×100　
1.6　
解析：（1）用多用电表测电阻时，首先是选择倍率，然后将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指示在电阻为零的位置，因此顺序为CAB. 电流从多用电表的黑表笔流出，流入电压表的正极，则红表笔接电压表的负极，黑表笔接电压表的正极.指针指示Ⅰ位置时，表盘显示示数偏大，大电阻用大倍率，若旋转到“×1 k”位置，表盘显示示数将偏小，读数不准确，故应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置，由题图（a）可知，粗测得到的该电压表内阻为1.6 kΩ.
解析：（2）由题图（b）可知，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器应选最大阻值较小的滑动变阻器，故选R1.闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端.
R1　
a　

1.57　
名师点评
　　（1）不论测电阻还是测电流、电压，电流总是从正插孔（红表笔）流入，从负插孔（黑表笔）流出.
（2）在测量直流电压或直流电流时，多用电表的使用规则和电压表、电流表的情况一致，都要求电流从电表的正插孔流入，此时红表笔电势高.
（3）在读直流电压和电流示数时，先明确所选电表量程，再确定精确度和是否估读到分度值的下一位或者只读到当前位.
三、用多用电表检测电路故障和探索黑箱
教材认知
【知识梳理】
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.若电路断路，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，则该段电路被短路.
2. 电阻表检测法
断开电路，用多用电表的电阻挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；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，说明该部分断路.
典题讲练
题型1　用多用电表检测电路故障
[典例3]　如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查.
表1
测试点 电压表示数
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
A. 灯A短路 B. 灯B短路
C. cd段断路 D. df段断路
解析：（1）测试时红表笔应接电势高的a点.因合上开关S后，灯A、B都不亮，所以只可能发生断路的故障.根据测试结果，a、b间有示数，说明a→电源→b完好；c、b间有示数，说明c→a→电源→b完好；d、f间有示数，说明d→c→a→电源→b→f完好；c、d无示数，结合以上分析可知df段断路.
a　
D　
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
解析：（2）根据测试结果，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时电阻无穷大，可以判断是d、e间导线断路.
D　
题型2　用多用电表探测黑箱元件
[典例4]　如图所示，一个黑箱有A、B、C三个接点，且每两个接点间最多只接一个电器元件.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欧姆挡，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下表.
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
解析：（1）当两表笔正接、反接A、B两点间时，阻值相同，故电阻应接在A、B两点之间，阻值为100 Ω.
A、B　
100　
解析：（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，且黑表笔接A点时的电阻要远小于红表笔接A点时的电阻，因此A、C间接二极管，且二极管的正极接在A点.
A、C　
A　
90　
10 k　
随堂检测
A. 使用多用电表测量电阻时，若倍率选择不合适，重新选择倍率后需进行机械调零
B. 用“×1”的倍率测量某电阻时指针指在10和20刻度正中间，则测得的阻值为15 Ω
C. 测量某二极管的正向电阻时，应使红表笔接二极管的正极
D. 若测量某电阻时指针偏转角度太小，应选用更大倍率的挡位完成测量
解析：使用多用电表测量电阻时，若倍率选择不合适，重新选择倍率后不需要进行机械调零，但要进行欧姆调零，故A错误；由于欧姆表刻度不均匀，越往左刻度越密集，用“×1”的倍率测量某电阻时指针指在10和20刻度正中间，则测得的阻值小于15 Ω，故B错误；电流从多用电表的红表笔流入，黑表笔流出，测量某二极管的正向电阻时，应使黑表笔接二极管的正极，故C错误；若测量某电阻时指针偏转角度太小，说明待测电阻较大，应选用更大倍率的挡位完成测量，故D正确.
D
1
2
3
A. 测电压时，图甲中红、黑表笔接法有误
B. 测电流时，应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D. 测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
AB
解析：根据多用电表“红进黑出”可知，测电压时，红表笔应接电势较高的点，即题图甲中红、黑表笔接法有误，应互换，故A正确；测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确；测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误.
1
2
3
解析：（1）在进行欧姆调零时，应将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处.
解析：（2）根据多用电表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑表笔接二极管的正极.
电阻0刻度处　
正极　
1
2
3
（3）在图甲中补上二极管的正向接法.
甲 乙
答案：（3）见解析图
解析：（3）连接电路如图所示.
1
2
3
解析：（4）欧姆表的读数为R＝16×1 Ω＝16 Ω.
（5）另一位同学想要测绘小灯泡的伏安特性曲线，请将电路图丙补充完整.
丙
答案：（5）见解析图
16（或
16.0）　
解析：（5）因为小灯泡的电阻较小，所以电流表采用外接法，为了使小灯泡的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式电路，所以连接电路如图所示.
1
2
3
课时作业（十九）
[基础训练]
A. 测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零
B. 测量直流电压、直流电流时电流从“＋”接线柱流入多用电表，测电阻时电流从“－”接线柱流入多用电表
C. 测量电压、电流前要进行机械调零，测电阻时不需要进行机械调零
D. 用电阻挡测电阻时，同一个挡位，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大
A
解析：测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零，则A正确；测量直流电压、直流电流、电阻时电流都是从“＋”接线柱流入多用电表，则B错误；多用电表使用前都需要进行机械调零，所以测电阻时也需要进行机械调零，则C错误；用电阻挡测电阻时，同一个挡位，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越小，因为电阻越大，通过的电流越小，指针向右偏转越小，则D错误.
1
2
3
4
5
6
7
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
解析：由题图可知，指针的偏角过小，则说明挡位选择过小；应选择大挡位，再重新欧姆调零，进行测量，故D正确，A、B、C错误.
D
1
2
3
4
5
6
7
B　
A. ①④③ B. ①⑤④③ C. ②④③ D. ②⑤④③
1
2
3
4
5
6
7
解析：（1）用多用电表测金属丝的电阻，选择了“×10”挡，并用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大，说明电阻较小，应该旋转选择开关至欧姆“×1”挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔.将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔.旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔.合理的顺序是①⑤④③，选项B正确.
1
2
3
4
5
6
7
解析：（2）表盘示数乘以倍率就是最后的结果，由题图知阻值为22.0 Ω.
22.0　
解析：（3）当选择开关为100 mA时读数为40 mA，当选择开关为2.5 V时读数为1.00 V.
40 mA　
1.00 V　
1
2
3
4
5
6
7
4. 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.
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.
R1　
1
2
3
4
5
6
7
解析：（2）断开电路中的开关，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.
解析：（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.
R1
和R2串联　
R2（或电源）
1
2
3
4
5
6
7
[能力提升]
5. （1）用多用电表的欧姆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为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上.
a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的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使其尖端对准欧姆挡×1 k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔
cabe　
30 k　
1
2
3
4
5
6
7
解析：（1）测量几十千欧的电阻Rx，应使用“×1 k”挡，使用前应先欧姆调零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最高挡，拔出表笔.欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值，题图所示为30 kΩ.
1
2
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6
7
A. 测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B. 测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C. 测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D. 测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
解析：（2）欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，A正确；在多用电表选用欧姆挡时，红、黑表笔插在哪个插孔不影响测量结果，B错误；用多用电表欧姆挡，因为欧姆表有内置电源，只能测孤立电阻（不能测含电源电路），C正确；用多用电表欧姆挡测电阻时只需在换挡时调零，D错误.
AC　
1
2
3
4
5
6
7
A. 用同一挡位测电阻时，多用电表的指针偏角越大，被测电阻的阻值越小
B. 被测电阻接在电路中，若要测该电阻的阻值时，电路中的电源不需断开
C. 用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时，电流都是从黑表笔流出多用电表
D. 测电阻时，每次测量前必须进行欧姆调零
AC　
1
2
3
4
5
6
7
×100　
1.80　
60　
解析：（2）测量电阻时指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡位，故选择“×100”挡；选择开关处于直流挡“2.5 V”挡，分度值为0.05 V，此时读数为1.80 V；选择开关处于欧姆挡“×10”挡，其读数为数字乘以倍率，故读数为6×10＝60 Ω.
1
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7
7. 下列是关于使用多用电表的两个实验操作，请完成下列问题.
（1）黑箱上有三个接线柱A、B、C，如图所示，已知里面装的元件只有两个（可能的元件是电池、电阻或二极管），并且两个接线柱之间最多只接一个元件，现用多用电表进行检测，其检测结果如下：
①用直流电压挡测量，A、B、C三个接线柱之间均无电压；
②用电阻挡测量，A、C之间正接、反接电阻值不变；
③用电阻挡测量，红表笔接A，黑表笔接B，电阻值较小，黑表笔接A，红表笔接B，电阻值很大；
④用电阻挡测量，黑表笔接B，红表笔接C，有电阻，阻值比②步骤中测得的大，反接电阻值很大.
画出箱内两个元件的接法.
答案：（1）见解析
1
2
3
4
5
6
7
解析：（1）用直流电压挡测量时三个接线柱之间均无电压，可知箱内无电池；对于电阻，无论表笔正接还是反接，数值都不变，所以A、C之间接电阻；二极管具有单向导电性，正向电阻较小，而反向电阻较大，由A、B间的读数知，二极管接在A、B之间，正极接在B，且符合B、C间读数，箱内电路如图所示.
1
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6
7
A. 用不同电阻挡测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的
B. 测量过程中，每换一次挡位，一定要重新进行“欧姆调零”
C. 测量结束后，只要拔出红、黑表笔即可
D. 测量电路中某个电阻的阻值时，一定要把该电阻从外电路中断开
解析：（2）使用多用电表测电阻时，指针指在中央刻度线附近时测量误差较小，用不同电阻挡测量同一电阻的阻值时，指针偏角不同，误差大小不同，故A错误；每一次换挡，需重新进行欧姆调零，故B正确；多用电表使用结束后应将选择开关旋到“OFF”，故C错误；根据多用电表的工作原理以及使用方法可知，在使用多用电表测量电阻的阻值时，应该把该电阻与外电路断开，故D正确.
BD　
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