高二物理人教版选修3-1学案 第2章 8 多用电表的原理 9 实验：练习使用多用电表 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高二物理人教版选修3-1学案 第2章 8 多用电表的原理 9 实验：练习使用多用电表 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 796.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-21 17:51:28 | ||
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文档简介
8 多用电表的原理
9 实验：练习使用多用电表
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)欧姆表的红表笔接内部电源的正极。 (×)
(2)欧姆表的红表笔接内部电源的负极。 (√)
(3)欧姆表的指针张角越大，被测电阻越大。 (×)
(4)多用表的所有刻度线都是均匀分布的。 (×)
(5)应用多用表无论是测电压、测电流还是测电阻时，电流都是从红表笔流入电表。 (√)
2．如图所示的欧姆表原理的电路示意图正确的是( )
A B
C D
C [选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错误；选项A、D中表头的负极接到了电源的正极，A、D错误；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C正确。]
3．如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的。为了查出断的导线，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指示的示数。在下列选项中，符合操作规程的是( )
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V 挡 D．欧姆挡
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可以。由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全。估测电路中电流，最大值可能为Imax＝ A＝1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，只有选用直流10 V挡。]
,
对欧姆表的进一步认识
1.原理如图所示
甲 乙 丙
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注
当红、黑表笔相接时(如图甲所示)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点。注意此时欧姆表的内阻是(r＋Rg＋R)。
(2)“中值”标注
保持R不变，在两表笔间接一电阻Rx时，如图丙所示，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即处，则此时Rx＝Rg＋R＋r，称为中值电阻，等于欧姆表内电阻值。
(3)“∞ Ω”标注
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点。
(4)一般位置标注
由闭合电路的欧姆定律知I＝，每一电流值都对应一电阻值Rx，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了。
(1)流过欧姆表的电流是内部电源提供的，流过电压表、电流表的电流是外电路的电源提供的。
(2)使用欧姆挡测电阻时， 指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大。
【例1】 如图所示是欧姆表的原理示意图，其中，电流表的满偏电流为300 μA，电阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻Rx是多少？
思路点拨：利用欧姆表的原理处理题干中的数据之间的关系，特别是闭合电路欧姆定律公式的应用，这是解题的关键。
[解析] 当电流表满偏时有Ig＝
其中R内为欧姆表的内阻，所以有
R内＝＝ Ω＝5 000 Ω
用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有
Ig＝
解得Rx＝－R内＝5 000 Ω
故测得的电阻Rx是5 000 Ω。
[答案] 5 000 Ω
上例中，当电流是满偏电流的三分之一时，其他条件不变，则测得的Rx′是多少？
提示：由Ig＝
解得Rx′＝－R内＝1×104 Ω。
1．某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为满偏电流Ig；两支表笔与400 Ω的电阻相连时，电流表的读数为Ig/3。以下说法正确的是( )
A．该测量电阻装置的内阻200 Ω，图中A接黑表笔
B．该测量电阻装置的内阻200 Ω，图中A接红表笔
C．该测量电阻装置的内阻400 Ω，图中A接黑表笔
D．该测量电阻装置的内阻400 Ω，图中A接红表笔
B [由题意，根据闭合电路欧姆定律，则有：E＝Ig(Rg＋R＋r)；E＝Ig(Rg＋R＋r＋Rx)；把Rg＋R＋r看成一个总电阻R总，则由上面两式可得：R总＝200 Ω；表内电源的负极接红表笔，故选B。]
多用电表的使用方法
1.机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端电流零刻度位置。
2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动选择开关，确定挡位并选择一个合适的量程。使用多用电表前如果不仔细选好挡位和量程，可能会误用“μA”“mA”或“Ω”挡去测量电压，就有烧坏多用电表的危险。
3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔连入电路。
(1)测量电压时要与电路并联。
(2)测量电流时要与电路串联。
(3)测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。
4．测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。
【例2】 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：
(1)旋动部件________(选填“S”“K”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”“K”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，发现指针偏转角度过小，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，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1k”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，对电表进行校准
[解析] (1)使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S。
(2)使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T。
(3)测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大的倍率的挡位，每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合理顺序为ADC。
[答案] (1)S (2)T 0刻线 (4)ADC
使用多用电表时的注意事项
(1)极性：对于两表笔，红正黑负。
(2)功能：要明白测什么，对应什么功能区。
(3)调零：测电阻时需要进行两次调零，即机械调零与欧姆调零，并注意每次换挡后必须重新欧姆调零。
(4)根据测量项目，选择对应的刻度盘。
(5)直流电流和电压刻度是均匀的，读数时共用，但需按比例计算，如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”。
(6)用欧姆挡测电阻的阻值为：读数×倍率。
2．在练习使用多用表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关，使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________的电阻；
③若旋转选择开关，使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。
(2)在使用多用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．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大
[解析] (1)多用电表与R1串联，则选择直流电流挡时，测得的是通过R1的电流；若断开电路中的开关，多用电表使用欧姆挡，则R1和R2串联接在多用电表两端，此时测得的是R1和R2串联的电阻；若多用电表选用直流电压挡，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则多用电表与R2并联，此时测得的是R2(或电源)两端的电压。
(2)双手捏住两表笔金属杆，相当于给待测电阻又并联了一个电阻，测量值将偏小，A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，要看指针偏角情况，若偏角太大，说明待测电阻较小，应减小倍率，重新调零后再进行测量，若偏角太小，说明待测电阻较大，应增大倍率，重新调零后再进行测量，B错误；选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250 Ω，C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，则电动势E减小，完成调零过程则有Ig＝，测量电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律有I＝＝，由此可知，当E减小时，I减小，指针偏角减小，所以测量值将偏大，D正确。
[答案] (1)①R1 ②R1和R2串联 ③R2(或电源) (2)D
利用多用电表探测黑箱内的电学元件
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大
电容器 欧姆挡 指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
【例3】 有一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里。盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图所示，今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路。
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC间测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
[解析]
由A、C间的阻值情况可知，A、C间显然为一只电阻；由B、C间阻值情况和二极管的单向导电性可知，BC间应是一只二极管，且B接负极，C接正极；由A、B间的阻值情况可进一步验证上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如图所示。
[答案] 见解析图
(1)用多用电表判断黑箱内的电学元件时，应首先用电压挡测量各接点间的电压，判断黑箱内是否含电源。
(2)含电源的部分绝不能再用欧姆表进行探测。
3．如图所示的黑盒子内有由导线和三个阻值均为R的电阻组成的电路，盒外有三个接线柱，测得三个接线柱间的电阻分别为R12＝0.5R, R23＝R, R13＝1.5R，请在图中画出盒内电阻的接线图。
[解析] 因为R23＝R，所以2、3之间只有1个电阻，由R12＝0.5R可知1、2之间为两电阻并联，接线图如图所示。
[答案] 见解析
用多用电表判断电路的故障
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动势。
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，若某一段电路电压表指针偏转，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，某一段电路电压表示数为零，则该段电路短路。
(2)多用电表检测法
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4】 (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示)：
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
2 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路
3 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路
以上操作和判断正确的是( )
A．1 B．2
C．3 D．都不正确
AC [选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。
选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的。
而3显然正确，故选项A、C正确。]
在用多用电表的电压挡进行测量电压时，一定要先从量程大的电压挡开始测量，在满足量程的条件下，量程越小越好，这样可以使示数明显，减少测量误差。在用电压挡去判断断路时，无示数，说明测量点等电势，即测量点是通路，否则测量点间肯定有断路。在用欧姆挡去测量判断断路时，首先要断开测量电路，然后再进行测量，如有示数，则测量点间是通路，无示数则为断路。
4．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
甲 乙
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
[解析] (1)多用电表直流50 V的量程读中间均匀部分，共50格每格1 V应该估读到0.1 V，指针在11～12之间，读数为11.5 V。开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。
(2)两表笔接b、c之间，闭合开关后测试电压与接a、c间时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯。
[答案] (1)11.5(11.2～11.8) 蓄电池 (2)小灯
1．[科学方法]欧姆表原理的分析与计算。
2．[科学方法]欧姆表的使用方法及读数。
3．[科学态度与责任]用多用电表测电压、电流及电阻。
4．[科学方法与责任]用多用电表测二极管、探索黑箱内元件及判断电路故障。
1．甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到“×100”挡，并能正确操作。他们发现指针偏角太小，于是甲就把选择开关旋到“×1k”挡，乙把选择开关旋到“×10”挡，但乙重新调零，而甲没有重新调零，则以下说法正确的是( )
A．甲选挡错误，而操作正确
B．乙选挡正确，而操作错误
C．甲选挡错误，操作也错误
D．乙选挡错误，而操作正确
D [指针偏转角度小说明通过表头的电流较小，待测电阻的阻值大，所以甲的选挡正确，换挡后，需调零后才能再次测量电阻值，所以乙的操作是正确的，D正确。]
2．如图所示为一多用电表表盘。
(1)如果用直流10 V挡测量电压，则读数为________V。
(2)如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。
[解析] (1)直流10 V挡，读表盘上第二排刻度“0～10”，最小分度为“0.2 V”，读数为6.6 V。
(2)电阻“×100”挡，读表盘上第一排刻度，测量值为8×100 Ω＝800 Ω。
[答案] (1)6.6 (2)800
3．(1)如图所示是某同学用多用电表欧姆挡测量一个电阻阻值时的示数和挡位情况，则这个电阻的阻值约为__________Ω。为了测量得更精确些，该同学进行了第二次测量，请选择下面列出的有关步骤，并按先后顺序写出：________。
A．将两表笔短接，欧姆调零
B．将两表笔分别跟被测电阻两端接触，观察指针位置，记下电阻值
C．将面板上的旋钮旋至“×10”挡
D．将面板上的旋钮旋至“×1k”挡
(2)如果图是该同学用直流5 mA挡测量的电流，则电流为________mA。
[解析] (1)选用欧姆挡倍率为“×100”挡时，待测电阻的阻值约为2×100 Ω＝200 Ω。因为选择欧姆挡倍率时应使待测电阻的阻值在中值电阻附近，以减小读数误差，所以测该电阻时欧姆挡倍率应为“×10”挡。
(2)可先将50 mA的量程换算成5 mA的量程，再进行读数，得电流为4.50 mA。
[答案] (1)200 CAB (2)4.50
[教师备选1] 用一个满偏电流为10 mA、内阻为40 Ω的表头，一个电动势为1.5 V、内阻不计的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表，应当选择的可变电阻的规格是( )
A．0～20 Ω B．0～50 Ω
C．0～100 Ω D．0～200 Ω
D [表头的满偏电流为10 mA，欧姆调零时，有R＋40 Ω＝＝150 Ω，故R＝110 Ω，应当选择规格为0～200 Ω的可变电阻，否则不能调零，选项D正确。]
[教师备选2] 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)测反向电阻时，将________表笔接二极管的正极，将________表笔接二极管的负极，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________(选填“左侧”“右侧”或“中央”)，否则，在可能的条件下，应重新选择倍率，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、黑表笔短接进行欧姆调零，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挡或交流电压最高挡。
[答案] (3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF挡或交流电压最高挡
[教师备选3] 用多用电表“×100”欧姆挡测试三只晶体二极管，其结果依次如图中的甲、乙、丙所示。由图可知，图________中的二极管是好的，该二极管的正极是______________端。
甲 乙 丙
[解析] 二极管的特性是正向电阻很小，反向电阻极大，由图可知，图乙中的二极管是好的。由于电流由a流向b时二极管的电阻很小，故二极管的正极是a端。
[答案] 乙 a
[教师备选4] (1)如图甲所示为一黑箱装置，盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接盒内电池的正极。
甲 乙
为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：
①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻。
②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压。
③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流。
你认为以上测量中不妥的有________(填序号)，理由是
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)若他用多用电表测一段电阻丝的电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的________(选填“×100”或“×1”)挡位；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω。
[解析] (1)测量中不妥的有①、③，理由是①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用电流挡直接测量可能会造成电源短路。
(2)用多用电表欧姆挡测量时，如果指针偏转角度太大，说明所测电阻的阻值小，应当选用小量程进行测量；图中所示读数为12 Ω。
[答案] (1)①、③ ①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用电流挡直接测量可能会造成电源短路 (2)×1 12
[教师备选5] 图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头?的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(a)
(b)
(1)图(a)中的A端与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝______________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留3位有效数字)
[解析] (1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。
(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。
若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ。
若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。
[答案] (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA
1．10 kΩ 2.95 V
9 实验：练习使用多用电表
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)欧姆表的红表笔接内部电源的正极。 (×)
(2)欧姆表的红表笔接内部电源的负极。 (√)
(3)欧姆表的指针张角越大，被测电阻越大。 (×)
(4)多用表的所有刻度线都是均匀分布的。 (×)
(5)应用多用表无论是测电压、测电流还是测电阻时，电流都是从红表笔流入电表。 (√)
2．如图所示的欧姆表原理的电路示意图正确的是( )
A B
C D
C [选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错误；选项A、D中表头的负极接到了电源的正极，A、D错误；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C正确。]
3．如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的。为了查出断的导线，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指示的示数。在下列选项中，符合操作规程的是( )
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V 挡 D．欧姆挡
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可以。由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全。估测电路中电流，最大值可能为Imax＝ A＝1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，只有选用直流10 V挡。]
,
对欧姆表的进一步认识
1.原理如图所示
甲 乙 丙
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注
当红、黑表笔相接时(如图甲所示)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点。注意此时欧姆表的内阻是(r＋Rg＋R)。
(2)“中值”标注
保持R不变，在两表笔间接一电阻Rx时，如图丙所示，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即处，则此时Rx＝Rg＋R＋r，称为中值电阻，等于欧姆表内电阻值。
(3)“∞ Ω”标注
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点。
(4)一般位置标注
由闭合电路的欧姆定律知I＝，每一电流值都对应一电阻值Rx，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了。
(1)流过欧姆表的电流是内部电源提供的，流过电压表、电流表的电流是外电路的电源提供的。
(2)使用欧姆挡测电阻时， 指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大。
【例1】 如图所示是欧姆表的原理示意图，其中，电流表的满偏电流为300 μA，电阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻Rx是多少？
思路点拨：利用欧姆表的原理处理题干中的数据之间的关系，特别是闭合电路欧姆定律公式的应用，这是解题的关键。
[解析] 当电流表满偏时有Ig＝
其中R内为欧姆表的内阻，所以有
R内＝＝ Ω＝5 000 Ω
用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有
Ig＝
解得Rx＝－R内＝5 000 Ω
故测得的电阻Rx是5 000 Ω。
[答案] 5 000 Ω
上例中，当电流是满偏电流的三分之一时，其他条件不变，则测得的Rx′是多少？
提示：由Ig＝
解得Rx′＝－R内＝1×104 Ω。
1．某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为满偏电流Ig；两支表笔与400 Ω的电阻相连时，电流表的读数为Ig/3。以下说法正确的是( )
A．该测量电阻装置的内阻200 Ω，图中A接黑表笔
B．该测量电阻装置的内阻200 Ω，图中A接红表笔
C．该测量电阻装置的内阻400 Ω，图中A接黑表笔
D．该测量电阻装置的内阻400 Ω，图中A接红表笔
B [由题意，根据闭合电路欧姆定律，则有：E＝Ig(Rg＋R＋r)；E＝Ig(Rg＋R＋r＋Rx)；把Rg＋R＋r看成一个总电阻R总，则由上面两式可得：R总＝200 Ω；表内电源的负极接红表笔，故选B。]
多用电表的使用方法
1.机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端电流零刻度位置。
2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动选择开关，确定挡位并选择一个合适的量程。使用多用电表前如果不仔细选好挡位和量程，可能会误用“μA”“mA”或“Ω”挡去测量电压，就有烧坏多用电表的危险。
3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔连入电路。
(1)测量电压时要与电路并联。
(2)测量电流时要与电路串联。
(3)测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。
4．测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。
【例2】 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：
(1)旋动部件________(选填“S”“K”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”“K”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，发现指针偏转角度过小，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，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1k”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，对电表进行校准
[解析] (1)使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S。
(2)使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T。
(3)测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大的倍率的挡位，每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合理顺序为ADC。
[答案] (1)S (2)T 0刻线 (4)ADC
使用多用电表时的注意事项
(1)极性：对于两表笔，红正黑负。
(2)功能：要明白测什么，对应什么功能区。
(3)调零：测电阻时需要进行两次调零，即机械调零与欧姆调零，并注意每次换挡后必须重新欧姆调零。
(4)根据测量项目，选择对应的刻度盘。
(5)直流电流和电压刻度是均匀的，读数时共用，但需按比例计算，如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”。
(6)用欧姆挡测电阻的阻值为：读数×倍率。
2．在练习使用多用表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关，使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________的电阻；
③若旋转选择开关，使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。
(2)在使用多用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．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大
[解析] (1)多用电表与R1串联，则选择直流电流挡时，测得的是通过R1的电流；若断开电路中的开关，多用电表使用欧姆挡，则R1和R2串联接在多用电表两端，此时测得的是R1和R2串联的电阻；若多用电表选用直流电压挡，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则多用电表与R2并联，此时测得的是R2(或电源)两端的电压。
(2)双手捏住两表笔金属杆，相当于给待测电阻又并联了一个电阻，测量值将偏小，A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，要看指针偏角情况，若偏角太大，说明待测电阻较小，应减小倍率，重新调零后再进行测量，若偏角太小，说明待测电阻较大，应增大倍率，重新调零后再进行测量，B错误；选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250 Ω，C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，则电动势E减小，完成调零过程则有Ig＝，测量电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律有I＝＝，由此可知，当E减小时，I减小，指针偏角减小，所以测量值将偏大，D正确。
[答案] (1)①R1 ②R1和R2串联 ③R2(或电源) (2)D
利用多用电表探测黑箱内的电学元件
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大
电容器 欧姆挡 指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
【例3】 有一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里。盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图所示，今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路。
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC间测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
[解析]
由A、C间的阻值情况可知，A、C间显然为一只电阻；由B、C间阻值情况和二极管的单向导电性可知，BC间应是一只二极管，且B接负极，C接正极；由A、B间的阻值情况可进一步验证上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如图所示。
[答案] 见解析图
(1)用多用电表判断黑箱内的电学元件时，应首先用电压挡测量各接点间的电压，判断黑箱内是否含电源。
(2)含电源的部分绝不能再用欧姆表进行探测。
3．如图所示的黑盒子内有由导线和三个阻值均为R的电阻组成的电路，盒外有三个接线柱，测得三个接线柱间的电阻分别为R12＝0.5R, R23＝R, R13＝1.5R，请在图中画出盒内电阻的接线图。
[解析] 因为R23＝R，所以2、3之间只有1个电阻，由R12＝0.5R可知1、2之间为两电阻并联，接线图如图所示。
[答案] 见解析
用多用电表判断电路的故障
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动势。
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，若某一段电路电压表指针偏转，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，某一段电路电压表示数为零，则该段电路短路。
(2)多用电表检测法
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4】 (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示)：
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
2 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路
3 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路
以上操作和判断正确的是( )
A．1 B．2
C．3 D．都不正确
AC [选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。
选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的。
而3显然正确，故选项A、C正确。]
在用多用电表的电压挡进行测量电压时，一定要先从量程大的电压挡开始测量，在满足量程的条件下，量程越小越好，这样可以使示数明显，减少测量误差。在用电压挡去判断断路时，无示数，说明测量点等电势，即测量点是通路，否则测量点间肯定有断路。在用欧姆挡去测量判断断路时，首先要断开测量电路，然后再进行测量，如有示数，则测量点间是通路，无示数则为断路。
4．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
甲 乙
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
[解析] (1)多用电表直流50 V的量程读中间均匀部分，共50格每格1 V应该估读到0.1 V，指针在11～12之间，读数为11.5 V。开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。
(2)两表笔接b、c之间，闭合开关后测试电压与接a、c间时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯。
[答案] (1)11.5(11.2～11.8) 蓄电池 (2)小灯
1．[科学方法]欧姆表原理的分析与计算。
2．[科学方法]欧姆表的使用方法及读数。
3．[科学态度与责任]用多用电表测电压、电流及电阻。
4．[科学方法与责任]用多用电表测二极管、探索黑箱内元件及判断电路故障。
1．甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到“×100”挡，并能正确操作。他们发现指针偏角太小，于是甲就把选择开关旋到“×1k”挡，乙把选择开关旋到“×10”挡，但乙重新调零，而甲没有重新调零，则以下说法正确的是( )
A．甲选挡错误，而操作正确
B．乙选挡正确，而操作错误
C．甲选挡错误，操作也错误
D．乙选挡错误，而操作正确
D [指针偏转角度小说明通过表头的电流较小，待测电阻的阻值大，所以甲的选挡正确，换挡后，需调零后才能再次测量电阻值，所以乙的操作是正确的，D正确。]
2．如图所示为一多用电表表盘。
(1)如果用直流10 V挡测量电压，则读数为________V。
(2)如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。
[解析] (1)直流10 V挡，读表盘上第二排刻度“0～10”，最小分度为“0.2 V”，读数为6.6 V。
(2)电阻“×100”挡，读表盘上第一排刻度，测量值为8×100 Ω＝800 Ω。
[答案] (1)6.6 (2)800
3．(1)如图所示是某同学用多用电表欧姆挡测量一个电阻阻值时的示数和挡位情况，则这个电阻的阻值约为__________Ω。为了测量得更精确些，该同学进行了第二次测量，请选择下面列出的有关步骤，并按先后顺序写出：________。
A．将两表笔短接，欧姆调零
B．将两表笔分别跟被测电阻两端接触，观察指针位置，记下电阻值
C．将面板上的旋钮旋至“×10”挡
D．将面板上的旋钮旋至“×1k”挡
(2)如果图是该同学用直流5 mA挡测量的电流，则电流为________mA。
[解析] (1)选用欧姆挡倍率为“×100”挡时，待测电阻的阻值约为2×100 Ω＝200 Ω。因为选择欧姆挡倍率时应使待测电阻的阻值在中值电阻附近，以减小读数误差，所以测该电阻时欧姆挡倍率应为“×10”挡。
(2)可先将50 mA的量程换算成5 mA的量程，再进行读数，得电流为4.50 mA。
[答案] (1)200 CAB (2)4.50
[教师备选1] 用一个满偏电流为10 mA、内阻为40 Ω的表头，一个电动势为1.5 V、内阻不计的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表，应当选择的可变电阻的规格是( )
A．0～20 Ω B．0～50 Ω
C．0～100 Ω D．0～200 Ω
D [表头的满偏电流为10 mA，欧姆调零时，有R＋40 Ω＝＝150 Ω，故R＝110 Ω，应当选择规格为0～200 Ω的可变电阻，否则不能调零，选项D正确。]
[教师备选2] 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)测反向电阻时，将________表笔接二极管的正极，将________表笔接二极管的负极，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________(选填“左侧”“右侧”或“中央”)，否则，在可能的条件下，应重新选择倍率，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、黑表笔短接进行欧姆调零，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挡或交流电压最高挡。
[答案] (3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF挡或交流电压最高挡
[教师备选3] 用多用电表“×100”欧姆挡测试三只晶体二极管，其结果依次如图中的甲、乙、丙所示。由图可知，图________中的二极管是好的，该二极管的正极是______________端。
甲 乙 丙
[解析] 二极管的特性是正向电阻很小，反向电阻极大，由图可知，图乙中的二极管是好的。由于电流由a流向b时二极管的电阻很小，故二极管的正极是a端。
[答案] 乙 a
[教师备选4] (1)如图甲所示为一黑箱装置，盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接盒内电池的正极。
甲 乙
为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：
①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻。
②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压。
③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流。
你认为以上测量中不妥的有________(填序号)，理由是
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)若他用多用电表测一段电阻丝的电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的________(选填“×100”或“×1”)挡位；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω。
[解析] (1)测量中不妥的有①、③，理由是①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用电流挡直接测量可能会造成电源短路。
(2)用多用电表欧姆挡测量时，如果指针偏转角度太大，说明所测电阻的阻值小，应当选用小量程进行测量；图中所示读数为12 Ω。
[答案] (1)①、③ ①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，③用电流挡直接测量可能会造成电源短路 (2)×1 12
[教师备选5] 图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头?的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(a)
(b)
(1)图(a)中的A端与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝______________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留3位有效数字)
[解析] (1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。
(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。
若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ。
若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。
[答案] (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA
1．10 kΩ 2.95 V