第二章 第9节 实验：练习使用多用电表
练能力、课后提升
一、选择题
1．实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表选择开关拨到“×100 Ω”挡，分别测它们的正、反向电阻加以鉴别：
测甲元件时，R正＝R反＝0.5 kΩ；
测乙元件时，R正＝0.5 kΩ，R反＝100 kΩ；
测丙元件时，开始指针偏转到0.5 kΩ，接着读数逐渐增加，最后停在∞ kΩ上．则甲、乙、丙三个元件分别是( )
A．电容器、电阻、二极管 B．电阻、电容器、二极管
C．电阻、二极管、电容器 D．二极管、电阻、电容器
解析：选C 测电阻时，正、反接均相同，故甲为电阻；测二极管时，正接时电阻小，反接时电阻大，故乙为二极管；用多用电表与电容器刚接触时，电表内部电源给电容器充电，电阻较小，当充电完毕时，可看成是断路状态，电阻很大，故丙为电容器，选项C正确．
2.如图所示为一电路板示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间和cd间分别连接一个电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一多用电表的交流电压挡分别测得b、d两点以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可见( )
A．ab间电路通，cd间电路不通
B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．cd间电路不通，bc间电路通
解析：选C 测量ac时电压为220 V，说明adc段正常，abc这一段电路某点断路，测bd时电压为220 V，说明bad段正常，bcd间某点断路，显然，这两种情况综合的结果便是bc断路．C正确．
3.如图所示，电路中有三根导线，其中一根是断的，电源电阻、R1、R2及另外两根导线是好的．为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数．下列选项中符合操作规程的是该同学选用( )
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡 D．欧姆挡
解析：选A 因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不行，D错误；由于电路中电源电动势为6 V，选择直流2.5 V挡也不安全，C错误；估测电路中最大电流可能为Imax＝＝1.2 A，所以直流0.5 A挡也不可以，B错误；只能选择直流10 V挡，A正确．
二、非选择题
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，将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处．
(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．
(4)测反向电阻对，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，并重复步骤(3)(4)．
(6)测量完成后，将选择开关拨向________位置．
解析：用多用电表测二极管的反向电阻，应将黑表笔接二极管的负极．选择欧姆挡位后将红、黑表笔短接进行调零、使指针指在最右端零位．为测量准确应使指针尽量指向表盘的中央．测量完毕后，应将选择开关指向OFF挡．
答案：(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF挡
5．某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至________挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图中________方式连接．
在实验中，某同学读出欧姆表的读数如图所示，为________Ω，这时电压表的读数为________V，请你求出欧姆表电池的电动势为________V.
解析：因为欧姆表电阻值的中间值为30，欧姆表指针指中央刻度附近时，读数误差小，所以欧姆表的选择开关应拨到“×1 k”挡；因为欧姆表的黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连，所以测量电路应该选A；由题图可知：欧姆表读数为40×1 kΩ＝40 kΩ；电压表读数为U＝5.0 V；根据闭合电路欧姆定律和串联电路特点：＝，解得E＝8.75 V.
答案：×1 k A 40 000 5.0 8.75
6．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至“×1”挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：
(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色．
(2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙、丙、丁所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω.
(3)将图中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA．(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)
解析：(1)由多用电表电流“红表笔进，黑表笔出”，电流表“＋”接线柱电流流进，“－”接线柱电流流出知，a表笔为黑色表笔．
(2)根据题图读数，多用电表读数为13.0 Ω，电流表读数为56 mA，电阻箱读数为4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.
(3)从多用电表表盘来看，指针指在电流表“135”处时实际电流为56 mA，故指针指到最右端“250”处时，实际电流为56× mA≈104 mA．
(4)由闭合电路欧姆定律E＝IR＋Ir知，E＝0.056×13.0 V＋0.056 A×r，＝0.104 A，得E≈1.57 V.
答案：(1)黑 (2)13.0 56 4.6 (3)104 (4)1.57
7．(1)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图1中a、b所示．若选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________ Ω.若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.
(2)如图2甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．
①为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量：
A．用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻；
B．用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
C．用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．
你认为以上测量中不妥的有：________(填序号)．
②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图2乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图2丙所示．请你作进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
③由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比________，测得的内阻与实际值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)．
解析：(1)多用电表测电阻时应用的是“×10 Ω”挡位，故指针位于a处时被测电阻的阻值为50×10 Ω＝500 Ω，电压表量程为2.5 V，指针位于b处时被测电压为1.97 V.
(2)①黑箱中存在电源，多用电表的电阻挡不能测量含电源的电路，用多用电表的电流挡测量a、b间可能会造成短路．故测量中不妥的是A、C．
②采用描点法作出U-I图象，如图所示：
由图可知，图象与纵坐标的交点为电动势，E＝1.45 V，图象的斜率绝对值表示内阻，r＝ Ω＝0.73 Ω.
③电压表测量为电源的输出电压，电压表示数没有误差，但电流表测量的却是外电路中一部分电路中的电流，误差来自于电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流．利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所以测得的内阻与实际值相比偏小．
答案：(1)500 1.97(±0.02) (2)①AC ②见解析图 1.45(±0.02) 0.73(±0.02) ③偏小 偏小
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