2023年高中物理新教材同步 必修第三册实验：练习使用多用电表

5实验：练习使用多用电表
[学习目标] 1.了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能.2.会使用多用电表测量电压、电流和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻．
一、认识多用电表
如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程．
二、使用多用电表
1．使用前应先调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度．
2．使用时应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程．
3．不使用的时候应把选择开关旋转到OFF位置．
4．使用多用电表测量电压、电流和电阻．
(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根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，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，注意电流应从红表笔流入多用电表．
③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度．
(3)测电阻：
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”．
③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值．
④实验完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
一、用多用电表测电压、电流和电阻
1．多用电表测电压、电流和电阻的注意事项
(1)使用前要机械调零．
(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出．
(3)测电阻时注意：
①测电阻必须把待测电阻隔离．
②牢记两个调零过程，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读数时应乘相应的倍率．
⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读．
2．多用电表的读数
(1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆挡刻度不均匀，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)电压挡、电流挡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．
例1(2022·内蒙古赤峰第四中学高二期末)(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：
①调节指针定位螺丝，使电表指针停在__________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．
②将选择开关旋转到欧姆挡的___________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准____________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.
⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．
(2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)．
A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆
B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆
C．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量
D ．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量
答案
(1)①电流②×1③欧姆调零旋钮电阻④19(2)BC 解析
(1)①使用多用电表前，先进行机械调零，调节指针定位螺丝，使指针停在电流的零刻度线；
②进行欧姆调零，先选挡位，由于待测电阻约为20Ω，与欧姆表中央刻度值相近，所以选“×1”挡位；
③欧姆调零，红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的零刻度线；
④欧姆表读数是表盘读数乘以挡位倍率，题图乙中读数为19Ω×1＝19Ω；
(2)指针偏角非常小，通过电表内部电流计的电流很小，说明挡位倍率过小，则待测电阻阻值很大，约有几千欧姆，应该选“×100”挡，使指针指到中央刻度附近，换挡后要重新欧姆调零再测量．故A 、D 错误，B 、C 正确．
例2如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
(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2.0×104Ω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“×1k ”)．
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA 的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA ；当选用量程为250mA 的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.
(3)当选用量程为10V 的直流电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V.
答案
(1)1.5×103×1k (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1.5×103Ω；测2.0×104Ω的电阻时应选“×1k ”的欧姆挡．
(2)选用量程为50mA 的直流电流挡测量电流，则每一小格表示1mA ，测量的精确度为1mA ，
应估读到0.1mA(此时为110
估读)，表针对应的读数为30.8mA ；选用量程为250mA 的直流电流挡测量电流，则每一小格表示5mA ，测量的精确度为5mA ，应估读到1mA(此时为15
估读)，表针对应的读数为154mA.
(3)选用量程为10V 的直流电压挡测量电压，则每一小格表示0.2V ，测量的精确度为0.2V ，
应估读到0.1V(此时为12
估读)，表针对应的读数为6.2V.针对训练下表是用如图所示的多用电表进行测量的四次记录，a 、b 分别为测量时的指针位置．其中有的记录了量程(或倍率)但没有记录读数，有的记录了读数但没有记录量程(或倍率)，请你填写表格中的各个空格．
表
用多用电表测量电流电压、直流电流、电阻序号
所测物理量量程或倍率指针读数1
直流电压50V a 2
直流电流b 8.3mA 3
电阻a 5.5×103Ω4电阻
×1b 答案13.7V(13.6～13.8V 均正确)10mA ×1004Ω
二、用多用电表测二极管的正、反向电阻
1.认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极．
特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大．
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旋至低倍率的欧姆挡，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旋至高倍率的欧姆挡，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．
例3某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻．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“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上．
(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．
(4)测正向电阻时，将________(填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极．
(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”
或“×100”)的倍率挡位后，再次测量．
(6)最后应将选择开关拨向________位置．
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________．
答案(4)黑(5)×1(6)“OFF挡”或者“交流电压最高挡”(7)换挡后，必须重新进行欧姆调零
解析(4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极．
(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量．
(6)最后应将选择开关拨向“OFF挡”或者“交流电压最高挡”位置．
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是：换挡后，必须重新进行欧姆调零．
三、用多用电表检测电路故障
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，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路．
2．欧姆表检测法
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，说明该部分断路．
例4如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查．
表1
测试点电压表示数
a、b有示数
b、c有示数
c、d无示数
d、f有示数
表2
测试点指针偏转情况
c 、d
d 、e
e 、f
(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V 挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a 、b 间直流电压时，红表笔应接触________(填“a ”或“b ”)．根据测试结果，一定能判定的故障是________________．
A ．灯A 短路
B ．灯B 短路
C ．cd 段断路
D ．df 段断路
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________．
A ．灯A 断路
B ．灯B 短路
C ．灯A 、B 都断路
D ．d 、e 间导线断路答案
(1)a D (2)BD 解析(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a 点接电源正极，电势高于b 点电势，所以红表笔应接触a ；
由题给条件无法判断灯A 、灯B 是否短路，故A 、B 错误；由题表1可知，a 、b 间，b 、c 间，d 、f 间均有示数，c 、d 间无示数，说明d 、f 之外路段无断路，且d 、f 间有电阻，而灯不亮，则d 、f 间有断路，故C 错误，D 正确；
(2)由题表2可知，c 、d 间有一定的电阻但不是很大，灯A 既不短路也不断路，故A 、C 错误；d 、e 间存在很大电阻，表明d 、e 间导线断路，e 、f 间电阻为零，则灯B 短路，故B 、D 正确．
1．某同学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．
指针位置
选择开关所处挡位读数a
直流电流10mA ________mA 直流电压50V ________V b 电阻×100________Ω
答案 2.010.0320
解析直流电流10mA挡，读第二行刻度“0～10”一排，分度值为0.2mA，估读到0.1mA 就可以了，读数为2.0mA；直流电压50V挡，读第二行刻度“0～50”一排，分度值为1V，估读到0.1V就可以了，读数为10.0V；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，读数为320Ω.
2.图中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________．
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“红入黑出”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．3．(2021·衡水中学月考)(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实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上：________.
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“×1k”
d．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”
e．旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω.
(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________．
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻时，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
答案(1)cabe30000(2)AC
解析(1)题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应该选择“×1k”的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至交流500V挡，拔出表笔．所以顺序为cabe.根据欧姆表的读数原理，可以得出被测电阻的阻值为30kΩ.
(2)指针偏转过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项正确；电阻的阻值与电流的流向无关，所以红、黑表笔接反，不影响测量结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位，就不用重新调零，D项错误．
4．(2022·广州市高二期末)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题．
(1)使用多用电表测电阻时，测量步骤如下：
①调节图甲所示旋钮________(选填“K”“T”或“S”)，使指针________；
②将选择开关旋转到“Ω”挡的×10挡，并进行正确操作，接入待测电阻进行测量时发现指针指在图乙中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡________挡(选填“×1”或“×100”)；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图乙中的b位置，则待测电阻为________Ω；
③测量完毕，将选择开关旋转到________位置；
(2)图丙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，用该多用电表测电阻，选择“×1k”挡测量某二极管的阻值，指针指在图乙中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)．
答案(1)①S正对左侧零刻度②×120③“OFF”挡或交流电压最高挡(2)正极
解析(1)①电表在测量之前要先进行机械调零，调节题图甲所示旋钮S，使指针正对左侧零刻度；
②欧姆挡选择×10挡指针偏转角度太大，说明电阻较小，要使指针指示数值变大，则应降低倍率，故选择×1挡；
指针指在题图乙中的b位置对应的电阻为R x＝20×1Ω＝20Ω
(2)选择“×1k”挡测量某二极管的阻值，指针指在题图乙中的c位置表示电阻很大，测的是二极管的反向电阻，电流从二极管的负极流入正极流出经过A表笔，则A表笔相连的是二极管的正极．
5．(2021·华南师大附中期中)在练习使用多用电表的实验中，某同学连接的电路如图所示．
(1)若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，闭合开关S，此时测得的是通过________的电流；
(2)若断开电路中的开关S，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，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关S，此时测得的是______________两端的电压．
答案(1)R1(2)R1和R2串联(3)R2(或电源)
解析(1)当多用电表的选择开关尖端对准直流电流挡时，闭合开关S，多用电表与R1串联，此时测得的是通过R1的电流．
(2)断开开关S，当选择开关尖端对准欧姆挡时，多用电表与R1、R2串联，测得的是R1和R2串联的电阻．
(3)当多用电表的选择开关尖端对准直流电压挡时，闭合开关S，此时R1不工作，相当于导线，多用电表与R2并联，测的是电阻R2两端的电压，也等于电源的路端电压．
6．在做练习使用多用电表的实验中．
(1)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针位置如图甲所示，则应将图中的旋钮B转至________(选填“×1k”或“×10”)挡．
(2)若旋钮B已转至正确的位置，然后将两表笔短接时，再旋转旋钮________(选填“A”“B”或“C”)，使指针对准电阻的“0”刻度线．最后，再将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针位置如图乙所示，则该电阻阻值为________Ω.
(3)全部测量结束后，应把图甲中的旋钮B拨到“OFF”挡或者________(填字母)．
A．直流电压500V挡
B．直流电流500mA挡
C．交流电压500V挡
答案(1)×10(2)C120(3)C
解析(1)由题图甲可知，用“×100”倍率的挡位测量电阻，欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，为减小实验误差应换×10挡进行测量．
(2)用多用电表测量待测电阻的阻值时换挡后一定要先进行欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮C，使指针对准电阻的0刻线处．题图乙所示指针示数为12，倍率为“×10”，故最后读数为：12×10Ω＝120Ω.
7.某照明电路出现故障，其电路如图所示，该电路用标称值为6.2V的蓄电池为电源，导线及接触点完好．维修人员使用已调好的多用电表直流“10V”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两点．
(1)断开开关，红表笔接a点时，多用电表读数为5.80V，说明________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)正常.
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表示数仍然为5.80V，可判定发生故障的器件是____________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)．答案(1)蓄电池(2)小灯泡
解析(1)电压表测量的是电源电压，接近电源的电动势，说明蓄电池正常；
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，则可能是小灯泡断路；闭合开关后，多用电表示数仍然为5.80V，可进一步判定发生故障的器件是小灯泡．
8.在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不
亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电压，则表明________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
________________________________________________________________________.
答案(1)直流电压欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，进行欧姆调零；③测量小灯泡的电阻，如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障
解析(1)用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的直流电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．
(2)在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源的电压，可知开关或连接点5、6出现故障．
(3)把小灯泡拆离电路后，检测小灯泡是否有故障可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡有故障．。