學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精實(shí)驗(yàn)十一練習(xí)使用多用電表一、電流表與電壓表的改裝1.改裝方案改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U＝Ig(Rg＋R)故R＝eq\f（U，Ig）－RgIgRg＝(I－Ig）R故R＝eq\f(IgRg,I－Ig)改裝后電表內(nèi)阻RV＝Rg＋R>RgRA＝eq\f（RRg,R＋Rg）<Rg2.校正（1)電壓表的校正電路如圖1所示,電流表的校正電路如圖2所示。圖1圖2(2）校正的過程是：先將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到最左端,然后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，使改裝后的電壓表(電流表)示數(shù)從零逐漸增大到量程值，每移動(dòng)一次記下改裝的電壓表(電流表)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表(標(biāo)準(zhǔn)電流表）的示數(shù)，并計(jì)算滿刻度時(shí)的百分誤差，然后加以校正.二、歐姆表原理（多用電表測電阻原理)1.構(gòu)造：如圖3所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成.圖3歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián).外部：接被測電阻Rx.全電路電阻R總＝Rg＋R＋r＋Rx.2。工作原理：閉合電路歐姆定律,I＝eq\f(E,Rg＋R＋r＋Rx）。3.刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接（被測電阻Rx＝0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I＝Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過程叫歐姆調(diào)零.(1)當(dāng)I＝Ig時(shí)，Rx＝0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0".(圖甲）(2）當(dāng)I＝0時(shí)，Rx→∞，在I＝0處標(biāo)為“∞".（圖乙)(3）當(dāng)I＝eq\f（Ig,2)時(shí)，Rx＝Rg＋R＋r，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫中值電阻.三、多用電表1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個(gè)量程.圖42.外形如圖4所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程.3。多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕（使電表指針指在右端零歐姆處）、指針定位螺絲（使電表指針指在左端的“0”位置）、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“＋”插孔,黑表筆插入“－”插孔）.四、二極管的單向?qū)щ娦?。晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個(gè)極，即正極和負(fù)極，它的符號(hào)如圖5甲所示.圖52.晶體二極管具有單向?qū)щ娦裕ǚ?hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向）.當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，它的電阻很小,電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，它的電阻很大，電路截止,如圖丙所示.3.將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時(shí)，電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極.1.實(shí)驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻（大、中、小）三個(gè)。2。實(shí)驗(yàn)步驟(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測量項(xiàng)目及量程.(2)機(jī)械調(diào)零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔.（4)測量小燈泡的電壓和電流.①按如圖6甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓.圖6②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流.(5）測量定值電阻①根據(jù)被測電阻的估計(jì)阻值,選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0"刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處；②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果；④測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF"擋。1.多用電表使用注意事項(xiàng)（1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入"、“黑出”。（2）區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)"。機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0"位置,調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。(3）由于歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)擋位的倍率.（4）使用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測電阻時(shí)，更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿.(5）測量電阻時(shí)待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表.(6)測電阻時(shí)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零.(7）使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋.長期不用,應(yīng)把表內(nèi)電池取出。2.多用電表對(duì)電路故障的檢測（1)斷路故障的檢測方法①用直流電壓擋：a。將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞.b。在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)。②用直流電流擋：將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。③用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值（或有電流）說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路.(2）短路故障的檢測方法①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路.②用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障應(yīng)是短路.命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1(2017·全國卷Ⅲ·23)圖7（a）為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2。5mA擋，歐姆×100Ω擋.圖7(1）圖（a)中的A端與（填“紅”或“黑"）色表筆相連接。（2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)).A。在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置（3）根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝Ω，R4＝Ω。(4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖（b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為；若此時(shí)B端是與“5"相連的，則讀數(shù)為.（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）答案（1）黑(2)B（3）160880（4)1。47mA1.10kΩ2。94V解析(1)當(dāng)B端與“3”連接時(shí),內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接。(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B正確;使用電流擋時(shí),電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.（3）根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián),此時(shí)為量程1mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知,eq\f(Rg,R1＋R2）＝eq\f(1－0。25，0.25）＝eq\f（3，1），解得R1＋R2＝160Ω。當(dāng)B端與“4"連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時(shí)為量程1V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后的總電阻為120Ω,兩端電壓為0。12V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知:R4兩端電壓為0.88V，則R4電阻為880Ω.（4）若此時(shí)B端是與“3"連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100Ω＝1.10kΩ.若此時(shí)B端是與“5”連接的,多用電表作為直流電壓表使用，量程為5V，讀數(shù)為2.94V.變式1某同學(xué)想通過一個(gè)多用電表的歐姆擋直接測量某電壓表(量程為10V）的內(nèi)阻(大約幾十千歐），該多用電表刻度盤上電阻刻度的中間值為30。圖8(1）歐姆擋的選擇開關(guān)撥至(選填“×1k”或“×100”)擋，先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，選用圖8中(選填“A"或“B”）方式連接.(2）如圖9甲所示，該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為Ω;如圖乙所示，電壓表的讀數(shù)為V,歐姆表電池的電動(dòng)勢為V。圖9答案（1)×1kA(2)4×1045。08。75解析（1）用多用電表測電阻時(shí)，應(yīng)讓指針指在中間刻度附近,因而應(yīng)選“×1k"擋。多用電表測電阻時(shí),需要用其內(nèi)部電源，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，電壓表的兩接線柱中，“＋”接線柱應(yīng)接高電勢端，因而A電路的連接方式正確。（2）題圖甲中歐姆表的讀數(shù)為40×1kΩ＝40kΩ。題圖乙中電壓表的讀數(shù)為5。0V.由閉合電路的歐姆定律知?dú)W姆表中電池的電動(dòng)勢E＝U＋I(xiàn)r＝U＋eq\f（U，R）r＝5.0V＋eq\f（5。0,40×103）×30×103V＝8.75V.變式2二極管具有單向?qū)щ娦裕湔螂娮韬苄?反向電阻很大,現(xiàn)有一個(gè)二極管其正極記為A、負(fù)極記為B。某同學(xué)研究二極管正、反向電阻的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作過程如下：(1）先用多用電表的歐姆擋測量其電阻，其正向電阻約為10Ω，反向電阻約為50kΩ，則在測量二極管的正向電阻時(shí)，電表的紅表筆應(yīng)接（填“A”或“B"）端.（2)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖10所示的電路用伏安法進(jìn)一步測量該二極管正反向電壓均為2V時(shí)的電阻值，二極管接在1、2之間，電壓表的內(nèi)阻約為40kΩ，選用多用電表的直流電流擋作為電流表接在3、4之間。該多用電表的直流電流有三個(gè)量程，量程和對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻分別為：①50μA,內(nèi)阻約為100Ω；②50mA，內(nèi)阻約為50Ω；③250mA，內(nèi)阻約為10Ω。則在實(shí)驗(yàn)過程中，多用電表的紅表筆應(yīng)與接線柱（填“3”或“4”）相連；測二極管的反向電阻時(shí)電流表的量程應(yīng)選用（填“①”“②”或“③"），單刀雙擲開關(guān)S2應(yīng)撥向接點(diǎn)(填“5”或“6"）。圖10答案（1)B（2)3①6解析(1）多用電表測電阻時(shí)紅表筆接表內(nèi)電池的負(fù)極，所以測二極管的正向電阻時(shí)應(yīng)與二極管的負(fù)極相連即與B相連；(2）紅表筆是多用電表作直流電流表使用時(shí)的正接線柱,故應(yīng)與接線柱3相連；電壓為2V時(shí)，二極管反接時(shí)的電流約為40μA，所以應(yīng)選用量程①；根據(jù)電壓表和電流表內(nèi)阻應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，所以單刀雙擲開關(guān)S2應(yīng)撥向接點(diǎn)6.變式3在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中：圖11（1）某同學(xué)用多用電表測量電阻，電路如圖11甲所示，若選擇開關(guān)置于“×100”擋，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值，指針位于圖乙所示位置，則Rx＝Ω。(2）若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將(選填“變大”“變小”或“不變")。（3）某同學(xué)利用圖甲中的器材設(shè)計(jì)了一只歐姆表，其電路如圖丙所示。①關(guān)于該歐姆表，下列說法正確的是.A.電阻刻度的零位在表盤的右端B.表盤上的電阻刻度是均勻的C。測量前，不需要紅、黑表筆短接調(diào)零D。測量后，應(yīng)將開關(guān)S斷開②某同學(xué)進(jìn)行如下操作：當(dāng)Rx未接入時(shí)，閉合開關(guān)S,將紅、黑表筆分開時(shí),調(diào)節(jié)可變電阻，使電流表滿偏.當(dāng)Rx接入A、B表筆之間時(shí)，若電流表的指針指在表盤的正中央,則待測電阻Rx的阻值為（已知電流表的內(nèi)阻為Rg,電池的內(nèi)阻為r，可變電阻接入電路的阻值為R)。答案(1）700(2)變大(3）①CD②eq\f（R＋rRg,R＋r＋Rg)解析(1）歐姆表的示數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率，即待測電阻的阻值，圖示讀數(shù)為7×100Ω＝700Ω。(2)當(dāng)電池電動(dòng)勢變小、內(nèi)阻變大時(shí)，歐姆表需要重新調(diào)零,由于滿偏電流Ig不變,由公式Ig＝eq\f(E,R內(nèi)）可知，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)應(yīng)調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx）＝eq\f(IgR內(nèi),R內(nèi)＋Rx）＝eq\f（Ig，1＋\f(Rx，R內(nèi)））可知,當(dāng)R內(nèi)變小時(shí)，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了。（3)①由圖丙可知,該歐姆表利用并聯(lián)電路特點(diǎn)與閉合電路歐姆定律測電阻阻值，電阻刻度的零位置在表盤的左端,由閉合電路歐姆定律可知，表盤上的電阻刻度是不均勻的，測量前,不需要紅、黑表筆短接調(diào)零，測量后，應(yīng)將開關(guān)S斷開，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C、D正確。②當(dāng)Rx未接入時(shí)，閉合開關(guān)S，將紅、黑表筆分開，調(diào)節(jié)可變電阻使電流表滿偏,由閉合電路歐姆定律得：Ig＝eq\f（E,r＋Rg＋R）,當(dāng)Rx接入A、B表筆之間時(shí)，若電流表的指針指在表盤的正中央，由閉合電路歐姆定律得eq\f（1,2)Ig＝eq\f（E，r＋R＋\f（Rg·Rx，Rg＋Rx)）·eq\f（Rx,Rg＋Rx），聯(lián)立解得Rx＝eq\f(R＋rRg,R＋r＋Rg）.命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新例2小明在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一個(gè)外觀上像電阻的未知元件D,設(shè)計(jì)了如圖12甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請按要求回答問題：圖12（1)小明按圖甲連接好電路，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器滑片緩慢地從a端移到b端，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6V不變，若D為電阻元件，則該過程中它的電阻值的變化情況可能是（)A.阻值一直為0B。阻值先不變，后階段變小C.阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2D。阻值先不變,后階段變大(2）根據(jù)元件D銘牌上的部分信息，小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管，它有正負(fù)極之分，在電路中當(dāng)D的正極接高電勢時(shí)，其i－u圖線如圖乙中OC所示，當(dāng)D的負(fù)極接高電勢時(shí)，其i－u圖線如圖乙中OAB所示,其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū)，由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的極（填“正”或“負(fù)”).(3)小明接著設(shè)計(jì)了用多用電表歐姆擋按圖丙對(duì)該元件進(jìn)行探究，圖丙中虛線框端是其內(nèi)部等效電路，已知電源電動(dòng)勢E＝9V，電表滿偏電流Ig＝3mA.實(shí)驗(yàn)時(shí)小明先進(jìn)行歐姆調(diào)零,則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為Ω；調(diào)零后按圖丙連接元件D進(jìn)行測量，若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，則此時(shí)測得元件D的阻值應(yīng)為Ω。答案(1)B（2）負(fù)(3）3000（或3×103)6000（或6×103）解析(1)因在滑片移動(dòng)過程中，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大,后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6V不變,則知元件阻值先不變,后階段變小，故B正確.（2）結(jié)合第（1）問中所給條件,可知D元件黑色端為負(fù)極.（3)由R總＝eq\f（E，Ig），解得R總＝3000Ω；D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時(shí)，其兩端電壓U＝6V，而U＝eq\f(ERD,R總＋RD)，解得RD＝6000Ω.變式4如圖13所示為多量程多用電表的示意圖.圖13(1）當(dāng)接通1或2時(shí),為擋(填“電流"“電阻”或“電壓”).1的量程比2的量程（填“大"或“小”）。(2)測量某電阻時(shí),用歐姆擋“×10"擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,他應(yīng)該換用歐姆擋擋（填“×1”或“×100”）換擋后，在測量前要先進(jìn)行.(3)該同學(xué)要測量多用電表直流“2.5V”擋的內(nèi)阻RV（約為20kΩ)。除此多用電表外，還有以下器材：直流電源一個(gè)（電動(dòng)勢E為3V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))、電阻一個(gè)（阻值R為10kΩ）、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。要求：(?。┰诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖（多用電表用表示)；(ⅱ)寫出RV的表達(dá)式（用字母表示，并說明所用字母的物理意義）.答案（1）電流大(2）×1歐姆調(diào)零（3）見解析解析(1)將電流計(jì)改裝成電流表時(shí)要并聯(lián)電阻分流，所以1、2是電流擋;并聯(lián)電阻越小，分流越大，則改裝的電流表量程越大,故1位置的量程較大。（2）因偏轉(zhuǎn)角度過大,則電阻小，應(yīng)選擇“×1”擋，換擋后電路改變，要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。（3）(ⅰ)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示.（ⅱ）在設(shè)計(jì)的電路圖中,多用電表與電阻串聯(lián)，通過它們的電流相等，所以有eq\f(U，RV）＝eq\f（E－U,R)，因此RV＝eq\f（UR,E－U），其中U為多用電表直流“2.5V”擋的讀數(shù)，R為10kΩ，E為電源的電動(dòng)勢。變式5二極管具有獨(dú)特的單向?qū)щ娦裕?dāng)在二極管兩極之間所加正向電壓小于某值時(shí)，二極管的電阻很大(1×106Ω,甚至更大）,而當(dāng)正向電壓超過某值時(shí)，二極管的電阻隨兩端電壓的升高而急劇減小.為了探究二極管的導(dǎo)電特性：（1)實(shí)驗(yàn)小組先用多用電表判斷二極管的極性.步驟如下：A.將多用電表置于歐姆表“×100”擋,短接紅、黑表筆，調(diào)整，使指針指向表盤右側(cè)“0”位置；B.將二極管串接在兩表筆之間,多用電表示數(shù)如圖14中a所示;C。將二極管兩極對(duì)調(diào)，多用電表示數(shù)如圖中b所示,則此時(shí)與紅表筆接觸的是二極管的(填“正”或“負(fù)”)極.圖14（2）實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖1