高中物理 第二章 恒定电流 9 实验：练习使用多用电表学案 新人教版必修2

9 实验：练习使用多用电表
[学科素养与目标要求]
科学探究： 1.学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻.2.学会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极.
科学思维：1.归纳出应用多用电表的使用方法及注意事项.2.归纳出测电流、电压和电阻时流过多用电表的电流方向.3.学会用多用电表判断电路故障.
1.测电压
(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置.
(2)将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高.
(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值.
2.测电流
(1)选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置.
(2)将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中.
(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度.
注意：电流应从红表笔流入多用电表.
3.测电阻
(1)将选择开关旋至欧姆挡，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极.电流从欧姆表的黑表笔流出，经过被测电阻，从红表笔流入.
(2)测量步骤：
①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位.
②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”.
③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值.
④实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.
4.研究二极管的单向导电性
(1)认识二极管：如图1所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极.
图1
特点：电流从正极流入时电阻很小(填“很小”或“很大”)，而从正极流出时电阻很大(填“很大”或“很小”).
(2)多用电表测二极管的正反向电阻
①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极.
②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极.
5.注意事项
(1)多用电表使用前，应调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度.
(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出.
(3)电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少，及应读到的有效数字位数.
(4)测电阻时注意：
①测电阻必须把待测电阻隔离.
②两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零.
③合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近.
④读数时应乘以相应的倍率.
⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读.
⑥电池用旧后，电动势会变小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池.
(5)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡.
一、多用电表测电流、电压和电阻
例1在练习使用多用电表的实验中：
(1)某同学连接的电路如图2所示.
图2
①若旋转选择开关，使其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，此时测得的是的阻值；
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)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若( )
A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B.测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，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
答案(1)①R1②R1和R2串联③R2(或电源)
(2)D
解析(1)①当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时，电流表与R1串联，此时电流表测得的是通过R1的电流.
②断开电路中的开关，选择开关尖端对准欧姆挡时，测得的是R1和R2的串联总电阻.
③选择开关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，电阻R1阻值为0，此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压，也等于电源的路端电压.
(2)双手捏住两表笔金属杆时，测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值，测量值偏小，A错误；测量时指针若向左偏离中央刻度过大，应增大倍率，B错误；选择开关对应“×10”倍率，指针位于20与30正中间时，测量值应小于250 Ω，C错误；电池使用时间太久，电动势减小，内电阻变大，虽然完成调零，但测量值将比真实值偏大，D正确.
二、多用电表的读数
例2如图3所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
图3
(1)所测电阻的阻值为 Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电
阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是 (选填“×10”“×100”或“×1 k”).
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为 mA ；当选用量程为250 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，
则所测电流为 mA.
(3)当选用量程为10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为 V.
答案 (1)1.5×103 ×1 k (2)30.8(30.7～30.9都正确) 154 (3)6.2
解析 (1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；
测2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡.
(2)选50 mA 电流挡，则每一小格表示1 mA ，测量的精确度为1 mA ，应估读到0.1 mA(此时为
110
估读)，指针对应的读数为30.8 mA ；选择量程为250 mA 的电流挡，则每一小格表示5 mA ，测量的精确度为5 mA ，应估读到1 mA(此时为15
估读)，指针对应的读数为154 mA. (3)选择10 V 电压挡，则每一小格表示0.2 V ，测量的精确度为0.2 V ，应估读到0.1 V(此时
应为12
估读)，指针对应的读数为6.2 V.
1.读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：
欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线.
2.电压表、电流表的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到
的有效数字位数.
三、测量二极管的正、反向电阻
例3 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量程处.
(3)将红、黑表笔 ，进行欧姆调零.
(4)测反向电阻时，将 表笔接二极管正极，将 表笔接二极管负极，读出多用
电表示数.
(5)为了得到准确的测量结果，应让多用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，将选择开关旋转到 位置.
答案 (3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF 挡或交流电压最高挡
四、用多用电表判断电路故障
例4某班同学在做“练习使用多用电表”的实验.
(1)某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻R x的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图4所示，此被测电阻的阻值约为Ω.
图4
(2)某同学按如图5所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮.该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障.检查前，应将开关S .(填“闭合”或“断开”)
图5
(3)若(2)中同学检查结果如下表所示，由此可以确定( )
测试点b、f b、e b、d d、e
多用电表示数无穷大无穷大500 Ω无穷大
A.灯A断路
B.灯B断路
C.灯A、B都断路
D.d、e间导线断路
答案(1)2.6×103(2)断开(3)D
解析(1)欧姆表测电阻的测量值等于读数乘以倍率.
(2)用欧姆挡检查电路需将电路断开.
(3)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间.
1.多用电表使用中，将红表笔插入正(＋)插孔，黑表笔插入负(－)插孔，用该表测直流电压、测电阻器电阻或测二极管的正反向电阻时，下列说法正确的是 .
A.测电压时，电流从红表笔流出多用电表，测电阻时，电流从红表笔流入多用电表
B.测电压时，电流从红表笔流入多用电表，测电阻时，电流从红表笔流出多用电表
C.选择欧姆挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，可以测得二极管的正向电阻
D.选择欧姆挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的负极，红表笔接二极管的正极，可以测得二极管的正向电阻
答案 C
解析不论是测电压还是测电阻，电流均从红表笔流入多用电表，A、B选项错误；选择欧姆挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，可以测得二极管的正向电阻，C选项正确，D选项错误.
2.(2018·山东济宁市高一下期末)用如图6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：
图6
(1)旋动部件，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，使指针对准电阻的(填“0刻线”或“∞刻线”).
(4)将两表笔与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果，应将K 旋转到电阻挡 (填“×1 k”或“×10”)的位置，重新进行欧姆调零并完成测量. 答案(1)S (3)T 0刻线(4)×1 k
3.如图7所示，一多用电表的选择开关指在电阻“×1”挡，此时的测量值为；选择开关指在直流250 V电压挡，此时的测量值为，选择开关指在直流10 V电压挡，测量值应该为，选择开关指在直流100 mA电流挡，测量值应该为 .
图7
答案 4 Ω200 V 8.0 V 80 mA
4.(2018·山东菏泽市高一下期末)小明用多用电表测某一电阻，他选择欧姆挡“×100”，用正确的操作步骤测量时，发现指针位置如图8中虚线所示.
图8
(1)为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
A.将选择开关转至 (填“×1”“×10”或“×1 k”)挡；
B.将红、黑表笔短接，进行 (填“欧姆调零”或“机械调零”).
(2)重新测量后，刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则测量结果是Ω.
答案(1)A.×10 B.欧姆调零(2)130
1.一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则的地方，他的主要实验步骤如下：
A.把选择开关置于“×1”的欧姆挡；
B.把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻线上；
C.把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；
D.换用“×100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；
E.把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕.
这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其他元件或电源断开，不用手碰表笔的金属杆.这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则？
答案D步骤中应先调零后再测电阻；E步骤中应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.
解析每换一次挡都要重新进行欧姆调零，所以在步骤D中要重新欧姆调零；欧姆表使用完
毕应将选择开关置于“OFF”挡或者交流电压最高挡.
2.(多选)用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法中正确的是( )
A.测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B.为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
C.待测电阻若是连在电路中，应当先把它与其他元件断开再测量
D.使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡
答案CD
3.图1中E为电源，R1、R2为电阻，K为开关.现用多用电表测量流过电阻R2的电流，将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是( )
图1
A.保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B.保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C.将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D.将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
答案 C
解析电流表应串联在电路中，将K断开，将多用电表的两个表笔接入电路时应遵循“红进黑出”的原则，所以红表笔接在a处，黑表笔接在b处，所以C选项正确.
4.用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图2所示，若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中.
图2
指针位置选择开关所处挡位读数
a 直流电流100 mA mA 直流电压2.5 V V
b 电阻×100Ω
答案20 0.50 320
解析直流电流100 mA挡，读第二行刻度“0～10”一排，最小分度值为2 mA，估读到1 mA 就可以了，读数为20 mA；直流电压2.5 V挡，读第二行刻度“0～250”一排，最小分度值为0.05 V，估读到0.01 V就可以了，读数为0.50 V；电阻×100挡，读第一行刻度，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”.
5.(2018·山师附中高一下期末)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻R x，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，正确步骤的合理顺序为 (填步骤前的字母).
a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值后，断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔
(2)正确操作后，多用电表的指针位置如图3所示，此被测电阻R x的阻值为Ω.
图3
答案(1)cabe (2)30 k
解析(1)测阻值约为几十kΩ的电阻R x，应选择×1 k挡，然后进行欧姆调零，用欧姆表测待测电阻阻值，读出其示数，最后要把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡上，因此合理的实验步骤是：cabe.
(2)欧姆表指针示数与对应挡位的乘积是欧姆表示数，欧姆表选择×1 k挡，由图示表盘可知，20～50之间是6个刻度，每一个刻度表示5，所以刻度盘的读数为30，故被测电阻阻值为30 kΩ.
6.在如图4所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V，0.3 A”.闭合开关S后，无论怎样移动滑片P，A、B灯都不亮.
图4
(1)①用多用电表的直流电压挡检查故障，量程应该选( )
A.2.5 V
B.10 V
C.50 V
D.250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，若仅有一处故障，则故障可能是( )
A.B灯丝断路
B.A灯丝断路
C.d、e间断路
D.B灯被短路
(2)接着用多用电表测小灯泡的电阻.测量前，将电路中的开关S断开，将多用电表的选择开关置于测电阻挡的“×1”挡.某次测量结果如图5所示，测得灯泡电阻为Ω.换掉损坏的元件，电路正常接通.将多用电表选择开关置于直流“250 mA”挡，断开开关S，将两表笔分别与a、b两接线柱接触，稳定时其指针也恰好指在如图所示位置上，则通过灯泡的电流是
mA.
图5
答案(1)①B②B(2)7 175
7.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：
图6
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
马明风整理 (1)仪器连线如图6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 (选填“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)
答案 (1)黑 (2)13 56 4.6 (3)104 (4)1.58
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)根据题图可知，多用电表读数为13 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 ，故指针指在最右端
“250”处时，实际电流为56×250135
mA≈104 mA. (4)由闭合电路欧姆定律E ＝IR ＋Ir 知，
E ＝0.056×13 V＋0.056 A×r ，
E r
＝0.104 A ，得E ≈1.58 V.。