實(shí)驗(yàn)十一練習(xí)使用多用電表一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。2．會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3．會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。二、實(shí)驗(yàn)原理與要求[基本實(shí)驗(yàn)要求]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。②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，拔出表筆，并將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。

[規(guī)律方法總結(jié)]1．使用多用電表的注意事項(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．多用電表對電路故障的檢測(1)斷路故障的檢測方法①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用。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)等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)。②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，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，不能用歐姆表檢測電源的情況。(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)多用電表的使用及注意事項(xiàng)[典例1]

(2021·四川宜賓檢測)(1)用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：①旋動部件________，使指針對準(zhǔn)電流的0刻線。②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置。③將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件________。使指針對準(zhǔn)電阻的________(選填“0刻線”或“∞刻線”)。④將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的待測量結(jié)果，請從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按________的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測量。A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進(jìn)行校準(zhǔn)(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時(shí)，下列說法正確的是________。A.雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小B．測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量C．選擇“×100”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值等于2500ΩD．歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大[解析]

(1)①電表使用前要調(diào)節(jié)指針定位螺絲，使指針指在電流的0刻線位置，故調(diào)節(jié)部件S；③歐姆表測量前要進(jìn)行歐姆調(diào)零，故調(diào)節(jié)部件T(歐姆調(diào)零旋鈕)使指針指向電阻0刻線；④指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明電阻偏大，故需選擇較大的倍率，每次換擋要重新調(diào)零然后測量電阻，故步驟為A、D、C。(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯(lián)，總電阻減小，測量值偏小，故A正確；測量時(shí)若發(fā)現(xiàn)指針向右偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，若向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，故B錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×100”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于2500Ω，大于2000Ω，故C錯誤；[答案]

(1)①S

③T

0刻線

④ADC

(2)AD多用電表的原理及讀數(shù)[典例2]

圖(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。(1)圖(a)中的A端與________(選填“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)。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)果均保留三位有效數(shù)字)[解析]

(1)A端與電池正極相連，電流從A端流出，A端與黑表筆相連。(2)使用多用電表前，應(yīng)機(jī)械調(diào)零，即應(yīng)調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指在表盤左端電流“0”位置，與R6無關(guān)，A錯；使用歐姆擋時(shí)，需要紅、黑表筆短接，使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，B對；使用電流擋時(shí)，B端與“1”或“2”相連，與R6無關(guān)，C錯。[答案]

(1)黑

(2)B

(3)160

880(4)1.45mA

1.10×103

Ω

2.90V規(guī)律總結(jié)1．歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左∞右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計(jì)值時(shí)，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)。2．多用電表的讀數(shù)應(yīng)注意的問題(1)歐姆表的讀數(shù)：電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(2)電壓表、電流表的讀數(shù)：要根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、0.1時(shí)，要估讀到最小分度的下一位，精確度是0.02、0.5、5時(shí)，估讀到最小分度的所在位。命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新[典例3]

(2019·高考全國卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為

98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50μA刻度?？蛇x用的器材還有：定值電阻R0(阻值14kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500Ω)，電阻箱(0～99999.9Ω)，干電池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。(1)歐姆表設(shè)計(jì)將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為________Ω；滑動變阻器選________(選填“R1”或“R2”)。(2)刻度歐姆表表盤通過計(jì)算，對整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖(b)所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為________、________。(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向________kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量。若校準(zhǔn)某刻度時(shí)，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為________Ω。(3)使用歐姆表測量電阻時(shí)，首先要進(jìn)行電阻調(diào)零，此時(shí)應(yīng)將紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動變阻器，使歐姆表指針指在0kΩ上。電阻箱的阻值為(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω。[答案]

(1)如圖所示900

R1(2)45

5

(3)0

35000.0創(chuàng)新評價(jià)本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在由電表的使用變?yōu)闅W姆表的設(shè)計(jì)并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，屬于多用電表的原理的遷移與拓展。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新[典例4]

如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進(jìn)行探測。(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖2中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點(diǎn)間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點(diǎn)間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖2所示。請將記錄表補(bǔ)充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。[解析]

(1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零裝置為A。(2)在用直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否有電源時(shí)，一個(gè)表筆接a，另一個(gè)表筆應(yīng)短暫接b，防止電流過大燒毀電表。(3)黑箱中無電源且每對接點(diǎn)間正、反阻值相等，故為電阻元件，由多用電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0Ω。由a、b間電阻為5Ω，a、c間為10Ω，b、c間為15Ω知，電路圖如答案圖所示。[答案]

(1)A

(2)短暫

(3)5.0電路圖如圖創(chuàng)新評價(jià)本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處是利用多用電表探測黑箱內(nèi)元件、檢測電路故障，同時(shí)考查了多用電表的讀數(shù)及電路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新[典例5]

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)了如圖甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請按要求回答問題：(1)小明按圖甲連接好電路，閉合開關(guān)S，將滑動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，后續(xù)階段變小C．阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2