第十一章第5节　实验：练习使用多用电表 学案（教师版）--《创新课堂》人教版必修三

第5节　实验：练习使用多用电表
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课前知识梳理LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课前知识梳理LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　))
一、多用电表
1．认识多用电表
图甲为一种多用电表的外形图。
INCLUDEPICTURE "23AYH44.TIF" INCLUDEPICTURE "23AYH44.TIF" \* MERGEFORMAT
2．数字式多用电表
图乙是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。
INCLUDEPICTURE "23AYH45.TIF" INCLUDEPICTURE "23AYH45.TIF" \* MERGEFORMAT
二、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。
三、实验步骤
1．测量小灯泡两端的电压
(1)用直流电源给小灯泡正常供电。将功能选择开关旋转到直流电压挡。
(2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估计待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。
(3)测量时，用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图1所示。
(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。
INCLUDEPICTURE "23AYH46.TIF" INCLUDEPICTURE "23AYH46.TIF" \* MERGEFORMAT 　　 INCLUDEPICTURE "23AYH47.TIF" INCLUDEPICTURE "23AYH47.TIF" \* MERGEFORMAT
2．测量通过小灯泡的电流
(1)多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。
(2)红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔。测量时，使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源的正极相接的一端)，从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端)，如图2所示。
(3)需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。
(4)选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。
3．测量导体的电阻
(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指向零刻度。
(2)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倍率。
(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处。
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。
(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)三步。
(6)实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
4．测量二极管的正、反向电阻
二极管的全称叫晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件，它有两根引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号如图3所示。
INCLUDEPICTURE "23AYH48.TIF" INCLUDEPICTURE "23AYH48.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)二极管的单向导电性
电流从正极流入时电阻比较小，处于导通状态，相当于一个接通的开关；电流从负极流入时电阻比较大，相当于一个断开的开关。
(2)测量正向电阻
将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的正向电阻。
(3)测量反向电阻
将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的反向电阻。
四、注意事项
1．用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。
2．选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。
3．测电阻时应注意的问题
(1)选挡后要进行欧姆调零。
(2)换挡后要重新进行欧姆调零。
(3)被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。
(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。
(5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。若长期不用，应将电池取出。
(6)选择倍率时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。
五、多用电表检查电路故障
1．故障种类及特点
(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。
INCLUDEPICTURE "典例分类讲解LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "典例分类讲解LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
题型一　多用电表的操作与读数
INCLUDEPICTURE "例1.TIF" INCLUDEPICTURE "例1.TIF" \* MERGEFORMAT 　【教材经典P75第6题】 用如图所示的多用电表测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：
(1)调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着________。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准________。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图所示，该电阻的阻值为________Ω。
(5)测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。
INCLUDEPICTURE "AL56.TIF" INCLUDEPICTURE "AL56.TIF" \* MERGEFORMAT
[解析]　(1)使用多用电表测电阻时，要先对多用电表进行机械调零，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的×1位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的零刻度线上。
(4)该电阻的阻值为19.0 Ω。
[答案]　 (1)电压和电流公共的零刻度线上
(2)×1　(3)电阻的零刻度线上　(4)19.0
INCLUDEPICTURE "例2.TIF" INCLUDEPICTURE "例2.TIF" \* MERGEFORMAT 　(2024·上海浦东联考)在“练习使用多用电表”的实验中，某同学进行了如下操作：
(1)利用多用电表测量某定值电阻的阻值，选择开关打到电阻挡“×100”的位置，将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图1所示，该电阻的阻值为________Ω。
INCLUDEPICTURE "AL57.TIF" INCLUDEPICTURE "AL57.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图2所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为________(选填字母代号并按操作顺序排列)。
INCLUDEPICTURE "AL58.TIF" INCLUDEPICTURE "AL58.TIF" \* MERGEFORMAT
A．将选择开关旋转到欧姆挡“×1 k”的位置
B．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置
C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”
(3)该同学想进行如图3所示的操作，下列说法错误的是________(选填字母代号)。
INCLUDEPICTURE "AL59.TIF" INCLUDEPICTURE "AL59.TIF" \* MERGEFORMAT
A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压
B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流
C．图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻
[解析]　(1)根据题图1可读得该电阻的阻值R＝11×100 Ω＝1 100 Ω。
(2)根据题图2可知，在测量该未知电阻时指针偏角过大，原因则是选择的挡位过大，应该选择更低挡位重新进行测量，即应将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置，而每次调换挡位后都需要将欧姆表重新调零，因此应将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”，调零后就可以将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量，因此其合理的步骤顺序应该是BDC。
(3)小灯泡接在直流电路中，因此题图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压，故A正确，不符合题意；流经小灯泡的电流是直流电流，因此题图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流，故B正确，不符合题意；将多用电表选择开关旋转到欧姆挡，就会接通欧姆表的内电源，在用欧姆表测电阻时，选择合适量程，直接将红黑表笔接在电阻两端即可，千万不能测量接通在电路中的电阻，这样会损坏电表，因此要测量小灯泡的电阻应将小灯泡从电路中拆解下来，然后用欧姆挡测量，故C错误，符合题意。
[答案]　(1)1 100　(2)BDC　(3)C
INCLUDEPICTURE "例3.TIF" INCLUDEPICTURE "例3.TIF" \* MERGEFORMAT 　(2024·陕西渭南期中)(1)用如图甲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。
INCLUDEPICTURE "AL60.TIF" INCLUDEPICTURE "AL60.TIF" \* MERGEFORMAT
甲
①先机械调零，旋动部件________(选填“S”或“T”)，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“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________(选填“S”或“T”)，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，发现指针偏转太偏左，没达到中央区域，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(选四个并排序)。
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，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零
E．测量和读数完成后，将选择开关调到“OFF”挡
(2)图乙为正在测量中的多用电表表盘，如果选择开关在欧姆“×1 k”挡，则读数为______Ω；如果选择开关在直流电压“2.5 V”挡，则读数为________V。
INCLUDEPICTURE "AL61.TIF" INCLUDEPICTURE "AL61.TIF" \* MERGEFORMAT
乙
[解析]　(1)①先机械调零，旋动机械调零旋钮S，使指针对准电流的0刻线。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件T进行欧姆调零，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，发现指针偏转太偏左，说明待测电阻太大，应换大挡位，重新进行欧姆调零，进行测量，测量和读数完成后，将选择开关调到“OFF”挡，所以操作顺序为ADCE。
(2)选择开关在欧姆“×1 k”挡，则读数R＝15×1 000 Ω＝15 000 Ω
选择开关在直流电压“2.5 V”挡，中间表盘最小刻度值为0.05 V，读数为1.25 V。
[答案]　(1)①S　③T　0刻线　④ADCE
(2)15 000　1.25
题型二　用多用电表判断二极管的正负特性
INCLUDEPICTURE "例4.TIF" INCLUDEPICTURE "例4.TIF" \* MERGEFORMAT 　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、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，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)测量时发现指针向右的偏角过大，为了得到准确的测量结果，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)测量完成后，将选择开关拨到____________________________位置；
(7)以上实验过程中，缺少的实验步骤是____________________________。
[解析]　(4)黑表笔接内部电源的正极，所以测正向电阻时，将红表笔接二极管负极，将黑表笔接二极管正极。
(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，测量发现指针向右的偏角过大，说明电流过大，电阻较小，换“×1”挡位。
(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。
(7)每次换挡位后都应该将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。
[答案]　(4)黑　(5)×1　(6)“OFF”挡或交流电压最高挡　(7)换挡后，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零
INCLUDEPICTURE "例5.TIF" INCLUDEPICTURE "例5.TIF" \* MERGEFORMAT 　(2024·北师大实验中学校考)某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。
(1)他选择“×10”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很大，如图1中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到________的挡位(选填“×1”或“×100”)；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向________Ω。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，表针指在如图1中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为________Ω。
INCLUDEPICTURE "AL66.TIF" INCLUDEPICTURE "AL66.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)若用已调好的多用电表欧姆挡“×10”挡来探测一只二极管的正、负极(如图2所示)。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针几乎不发生偏转(即指示电阻接近无限大)；再将两表笔与二极管两极的连接情况对调，发现表针指在图1表盘中的虚线①的位置，此时红表笔接触的是二极管的________(选填“正”或“负”)极。
INCLUDEPICTURE "AL67.TIF" INCLUDEPICTURE "AL67.TIF" \* MERGEFORMAT
[解析]　(1)表针应指在中间三分之一误差较小，偏角大说明阻值小，要换较小挡位×1，重新调零使指针指向右侧0 Ω。
根据欧姆表的读数原理可知未知电阻的测量值R＝6×1 Ω＝6 Ω。
(2)二极管具有单向导电性，表针指在图1中的虚线①位置，说明此时二极管电阻不是无穷大，可通电流，根据“红进黑出”可知红表笔接二极管的负极。
[答案]　(1)×1　0　6　(2)负
题型三　利用多用电表判断电路故障
INCLUDEPICTURE "例6.TIF" INCLUDEPICTURE "例6.TIF" \* MERGEFORMAT 　(2024·广东金山中学期中)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用，下列操作正确的是________。
INCLUDEPICTURE "AL62.TIF" INCLUDEPICTURE "AL62.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "AL63.TIF" INCLUDEPICTURE "AL63.TIF" \* MERGEFORMAT
A.测电压时，图甲中的红、黑表笔接法正确
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
(2)某同学发现如图戊所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，他用多用电表测量闭合电路中各点间的电压得到Uab＝Ubc＝Uce＝0，Uef＝6 V。已知只有一处故障，为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图己所示的位置，则该电阻为________Ω，他将红黑表笔接ef端时，指针____________(选填“几乎不偏转”或“偏转很大”)，因此电路故障为________。
INCLUDEPICTURE "AL64.TIF" INCLUDEPICTURE "AL64.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "AL64A.TIF" INCLUDEPICTURE "AL64A.TIF" \* MERGEFORMAT
[解析]　(1)电流“红进黑出”，则测电压时，题图甲中的红、黑表笔接法正确，A正确；电流“红进黑出”，测电流时，应按题图乙连接方式测量，B正确；测电阻时，应该使待测电阻与电源断开，C错误；测二极管的反向电阻时，黑表笔接右端，红表笔接左端，D错误。
(2)该电阻为18 Ω；因为用多用电表测量闭合电路各点间的电压Uab＝Ubc＝Uce＝0，Uef＝6 V，则初步断定为电阻R断路；断开开关后，他将红黑表笔接ef端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为R断路。
[答案]　(1)AB　(2)18　几乎不偏转　R断路
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "随堂巩固落实LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂巩固落实LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　))
1．(2024·北京师大附中期中)用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是(　　)
A．测量前必须欧姆调零，并且每次换挡都要重新欧姆调零
B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
C．待测电阻若是连接在电路中，不用把它与其他元件断开后再测量
D．测量二极管正向电阻时，应该把红表笔与二极管正极相连
解析：选A。用多用电表欧姆挡测电阻时测量前必须欧姆调零，并且每次换挡都要重新欧姆调零，故A正确；人是导体，人与导体接触时，人与导体并联，并联阻值小于导体电阻值，为了使测量值比较准确，不能用两手将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，故B错误；待测电阻若是连接在电路中，应把它与其他元件断开后再测量，故C错误；测量二极管正向电阻时，黑表笔为欧姆挡干电池正极，应该把黑表笔与二极管正极相连，故D错误。
2．(2024·江苏扬州新华中学期中)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是(　　)
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．欧姆表内的电池使用时间过长，内阻增大，只要能完成调零，测量值将不变
C．选择“×10”倍率测量时，发现指针位于20与30正中间，则测量值等于250 Ω
D．测量时发现指针偏转角过大，则必须增大倍率，重新调零后再进行测量
解析：选B。双手捏住两表笔金属杆，相对于将人体电阻与待测电阻并联，则测量值偏小，故A错误；欧姆表内的电池使用时间过长，内阻增大，只要能完成调零，则调零后欧姆表总内阻不变，测量值将不变，故B正确；选择“×10”倍率测量时，发现指针位于20与30正中间，由于欧姆刻度不均匀，所以测量值不等于250 Ω，故C错误；测量时发现指针偏转角过大，说明待测电阻相对于所选倍率，阻值较小，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量，故D错误。
3.(2024·福建南平期中)如图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。
INCLUDEPICTURE "AL65.TIF" INCLUDEPICTURE "AL65.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅱ的示数为________Ω。
(2)将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅲ的示数为________V。
(3)选择开关置于直流“25 V”挡时，Ⅰ的示数为________V。
解析：(1)将多用电表选择开关置于“×1”挡，读最上面一排刻度，Ⅱ的示数为24×1 Ω＝24 Ω。
(2)将选择开关置于直流“50 V”挡，精度为1 V，读中间一排刻度，需要估读到下一位，则Ⅲ的示数为10.0 V。
(3)选择开关置于直流“25 V”挡时，精度为0.5 V，读中间一排刻度，估读到同一位，则Ⅰ的示数为11.5 V。
答案：(1)24　(2)10.0　(3)11.5