練習(xí)使用多用電表實驗12高中總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGZONGFUXIYOUHUASHEJI2026內(nèi)容索引0102必備知識落實實驗?zāi)芰π纬?3鞏固提升檢測必備知識落實一、實驗?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、實驗原理1.多用電表原理(1)構(gòu)造。如圖所示,多用電表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。甲

乙丙多用電表內(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.多用電表(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種物理量都有幾個量程。(2)外形如圖所示,上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等不同物理量多種量程的刻度;下半部分為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項目和量程。(3)多用電表面板上還有歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零刻度線處),指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置),表筆的正、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。3.測電流、電壓的原理測電流和電壓的原理與電流表和電壓表改裝原理相同。(1)直流電流擋:直流電流擋的幾個擋位實際是由同一表頭并聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電流表。(2)直流電壓擋:直流電壓擋的幾個擋位實際是由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電壓表。4.二極管的單向?qū)щ娦?1)晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號如圖甲所示。(2)晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號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,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,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)撥到電阻擋,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”極時,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、負極。三、實驗器材多用電表、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。四、實驗步驟1.觀察多用電表的外形,認識選擇開關(guān)對應(yīng)的測量項目及量程。2.檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度線位置。若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。3.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。4.測小燈泡的電壓和電流。(1)按圖甲連好電路,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)按圖乙連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。甲

乙5.用多用電表測電阻的步驟。(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度線。(2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向電阻的零刻度線。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標(biāo)定值進行比較。(4)選擇開關(guān)改置“×100”擋,重新進行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標(biāo)定值進行比較。(6)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。

判斷目標(biāo)應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻電阻擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管電阻擋正接時示數(shù)很小,反接時示數(shù)很大電容器電阻擋指針先指向某一小阻值,后逐漸增大到“∞”線圈電阻擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)五、誤差分析1.偶然誤差(1)電阻擋的表盤刻度不均勻,估讀時易帶來誤差。(2)由于電阻擋刻度的非線性,表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大,因此要選用恰當(dāng)倍率擋位,使指針在中值附近。(3)讀數(shù)時的觀察易造成偶然誤差,要垂直表盤正對指針讀數(shù)。2.系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后,電動勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時換電池。(2)測電流、電壓時,由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實值。

2.多用電表使用的“八項注意”(1)使用前要機械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時,電流總是“紅進”“黑出”。(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域,要分清是測電壓、電流還是測電阻,還要分清是交流還是直流。(4)電壓、電流擋為量程范圍擋,電阻擋為倍率擋。(5)刻度線有三條:上為電阻專用,中間為電流、電壓直流、交流共用,下為電壓交流2.5V專用。(6)測電阻時①待測電阻與電路、電源一定要斷開。②兩手一定不要接觸兩表筆金屬桿。③指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。⑤讀出示數(shù)要乘以倍率才為電阻阻值。(7)測電學(xué)黑箱時,一定要先用大量程電壓擋判斷其內(nèi)部有無電源,無電源方可用電阻擋。(8)使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。實驗?zāi)芰π纬赡芰π纬牲c1實驗原理與操作【例1】

某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和內(nèi)阻及“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有多用電表、電壓表(量程5V,內(nèi)阻十幾千歐)、滑動變阻器(最大阻值5kΩ)、導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}。(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”,再將紅表筆和黑表筆____________,進行歐姆調(diào)零。

(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和____________(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。

甲

短接

1(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電壓表的示數(shù)分別為______kΩ和______

V。

乙

丙

15.03.60(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零,此時多用電表和電壓表的示數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為____________kΩ。

(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為____________V,電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為____________kΩ。

丁

12.09.0015.0

能力形成點2多用電表的使用【例2】

實驗室中常用指針式多用電表作為測量儀器。(1)圖甲為多用電表原理示意圖,虛線框中S為一個單刀多擲開關(guān),通過操作開關(guān),接線柱B可以分別與觸點1、2、3接通,從而實現(xiàn)使用多用電表測量不同物理量的功能。關(guān)于此多用電表,下列說法正確的是

(選填選項前面的字母)。

甲

A.當(dāng)S接觸點3時,多用電表處于測量電壓的擋位,其中接線柱B接的是紅表筆B.當(dāng)S接觸點2時,多用電表處于測量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆C.當(dāng)S接觸點2時,多用電表處于測量電阻的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆D.當(dāng)S接觸點1時,多用電表處于測量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆CD(2)用實驗室的多用電表進行某次測量時,指針在表盤的位置如圖乙所示。①若所選擋位為直流10A擋,則示數(shù)為

A;

②若所選擋位為電阻×100擋,則示數(shù)為

Ω。

(3)用表盤如圖乙所示的多用電表正確測量了一個約為150Ω的電阻后,需要繼續(xù)測量一個阻值約為2kΩ的電阻,在用紅黑表筆接觸這個電阻兩端之前,請選擇以下必需的步驟,并按操作順序逐一寫出步驟的序號

。A.將紅表筆和黑表筆接觸B.把選擇開關(guān)旋至“×100”位置C.把選擇開關(guān)旋至“×1k”位置D.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向零刻度線乙

4.41900BAD(4)某小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)電阻表的表盤刻度不均勻,分析在同一個擋位下通過待測電阻的電流I和它的阻值Rx的關(guān)系,他們分別畫出了如圖所示的圖像,其中可能正確的是

(選填選項下面的字母)。

AC

能力形成點3多用電表檢測電路故障及探測黑箱元件【例3】

某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖所示,該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。(1)斷開開關(guān),紅表筆接a點時多用電表指示如圖所示,讀數(shù)為__________V,說明____________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常。

(2)紅表筆接b點,斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用電表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是____________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)。

11.5(11.2~11.8之間的值均可)蓄電池

小燈

解析:(1)因用直流50

V擋檢測,故滿偏時電壓為50

V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時,讀數(shù)為11.5

V(11.2~11.8

V之間的值均可),說明蓄電池正常。(2)紅表筆接b點,斷開開關(guān),指針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后多用電表讀數(shù)與原來相同,說明保險絲、開關(guān)均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈?！纠?】

如圖甲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行探測。甲

(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)整圖乙中多用電表的____________(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接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應(yīng)____________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。

A短暫

乙

(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關(guān)旋至電阻“×1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點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,多用電表的示數(shù)如圖所示。請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。5.0解析:(1)A是指針定位螺絲,B是歐姆調(diào)零旋鈕,C是選擇開關(guān),故選填A(yù)。(2)為防止a、b間存在高壓電源并在持續(xù)接通時燒壞電表,應(yīng)采用“點觸”方式。(3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管,由題圖乙可以讀出a、b間阻值為5.0

Ω;因黑箱內(nèi)只有三個阻值相等的電阻,由表內(nèi)數(shù)據(jù)b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故可判斷出電路圖如圖甲或乙所示。方法歸納判斷黑箱內(nèi)元件的基本思路

1.首先用多用電表電壓擋探測黑箱內(nèi)是否有電源。2.如果有電源,則用多用電表的電壓擋探測黑箱外任意兩接點間電壓,根據(jù)電壓關(guān)系判定黑箱內(nèi)電源的位置及各接點間電阻的關(guān)系,從而分析出黑箱內(nèi)各元件的連接情況。3.如果沒有電源,則直接用多用電表的電阻擋測量任意兩點間的電阻值,根據(jù)所測量的電阻值,分析任意兩點間各是什么元件及其連接情況。鞏固提升檢測1.下圖為多用電表的刻度盤。選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時,表針如圖所示。(1)所測電阻的阻值為____________Ω;如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104

Ω的電阻,為了使測量結(jié)果比較精確,應(yīng)選用的電阻擋是____________(選填“×10”“×100”或“×1k”)。

(2)用此多用電表進行測量,當(dāng)選用量程為50mA的直流電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為____________________mA;當(dāng)選用量程為250mA的直流電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為__________________mA。(3)當(dāng)選用量程為10V的直流電壓擋測量電壓時,表針也指于圖示位置,則所測電壓為____________V。

1.50×103

×1k

30.7(30.5~30.9都正確)153(152~154都正確)6.1解析:(1)歐姆表讀數(shù):對應(yīng)最上一行刻度值為15.0,倍率為“×100”,讀數(shù)為1.50×103

Ω;測2.0×104

Ω電阻時應(yīng)選“×1

k”的歐姆擋。(2)選50

mA直流電流擋,則每一大格表示10

mA,每一小格表示1

mA,測量的精確度為1

mA,應(yīng)估讀到0.1

mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為30.7

mA;選擇量程為250

mA的直流電流擋,則每一大格表示50

mA,每一小格表示5

mA,測量的精確度為5

mA,應(yīng)估讀到1

mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為153

mA。(3)選擇10

V直流電壓擋,則每一大格表示2

V,每一小格表示0.2

V,測量的精確度為0.2

V,應(yīng)估讀到0.1

V,指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.1

V。2.指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器,請回答下列問題。(1)在使用多用電表測量時,指針的位置如圖甲所示,若選擇開關(guān)撥至電阻“×1”擋,則測量的結(jié)果為____________;若選擇開關(guān)撥至“50mA”直流電流擋,則測量結(jié)果為____________。

甲

18.0Ω23.0mA(2)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖乙所示,電池的電動勢為E、內(nèi)阻為r,R0為調(diào)零電阻,Rg為表頭內(nèi)阻,電路中電流I與待測電阻的阻值Rx的關(guān)系圖像如圖丙所示,則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為_______________________。乙

丙

(3)根據(jù)圖丙中的I-Rx圖線,下列說法正確的是(

)A.因為函數(shù)圖線是非線性變化的,所以電阻表的示數(shù)左大右小B.電阻表調(diào)零的實質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0使Rx=0時電路中的電流I=IgC.Rx越小,相同的電阻變化量對應(yīng)的電流變化量越大,所以電阻表的示數(shù)左密右疏D.測量中,當(dāng)Rx的阻值為圖丙中的R2時,指針位于表盤中央位置的左側(cè)BCD解析:(1)在使用多用電表測量時,若選擇開關(guān)撥至電阻“×1”擋,按照最上面刻度讀數(shù),則測量的結(jié)果為18.0×1

Ω=18.0

Ω;若選擇開關(guān)撥至“50

mA”直流電流擋,按照中間刻度讀數(shù),則測量結(jié)果為23.0

mA。(2)由閉合電路歐姆定律得

。(3)因為函數(shù)圖線是非線性變化的,所以歐姆表的刻度是不均勻的;但是歐姆表的示數(shù)左大右小是因為電流隨待測電阻阻值的增大而減小,而不是因為非線性關(guān)系造成的,選項A錯誤。根據(jù)閉合電路歐姆定律和歐姆表的原理知選項B、C、D均正確。3.小明在實驗室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件D,設(shè)計了如圖甲所示電路