高中物理练习：学习使用多用电表

3.1 学习使用多用电表[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；3.学会用多用电表判断电路故障.科学思维：1.归纳出多用电表的使用方法及注意事项；2.归纳出判断测电流、电压和电阻时流过多用电表电流方向的方法；3.会根据二极管的正、反向电阻判断二极管的正、负极.一、认识多用电表1.多用电表是一种可以测量电流、电压以及电阻等多个电学量的仪器.2.构造：由表头、电路板和旋钮组成.(1)电表表头是由一个小量程的电流表和电路元件组成的.(2)面板的上半部为表盘,分别标有电压、电流和电阻的刻度线,用于读取这些电学量的测量值.(3)面板中央的定位螺丝用于调节指针的“0”位.(4)面板下半部中间的旋钮是功能选择开关,周围标有各种测量功能及量程.例1 如图1所示为多用电表的示意图,试回答下列问题：图1(1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时,则测量的是.(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时,则测量的是.(3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,则测量的是.(4)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量,电流都应该是从表笔经“”插孔流入电表.答案(1)0～10mA的直流电流(2)0～50V的直流电压(3)电阻大小等于读数×100的电阻(4)红＋解析当多用电表的选择开关置于相应的物理量区域时,则多用电表就可以测量该量,开关所指的数值就是所测量的量程,需要注意的是：由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同,当选择开关在测电阻区域时,对应的数值是倍率,而不是量程.多用电表在测量时,红表笔要插入“＋”插孔,黑表笔要插入“－”插孔,这样,在测量电路中,电流应从红表笔流入或红表笔接电势高的点.二、用多用电表测量直流电压和直流电流1.测量直流电压(1)根据待测电压的估计值选择量程,将功能选择开关旋到直流电压挡.如果难以估测待测电压值,应按照从大到小的顺序,先将功能选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量.(2)测量时,用红、黑表笔使多用电表跟小灯泡H并联,注意应使电流从“＋”插孔流入多用电表,从“－”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图2所示.图2(3)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数.2.测量直流电流(1)选择直流电流挡合适的量程.(2)将被测电路导线卸开一端,把多用电表串联在电路中,让电流从“＋”插孔流入多用电表.(3)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电流表的示数.例2 在练习使用多用电表的实验中：(1)某同学连接的电路如图3所示.图3①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,则必须减小倍率,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25ΩD.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切断电路,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,此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压,也等于电源两端的电压.(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,应偏小,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.学科素养通过解答例2,练习了用多用电表测量电压、电流和定值电阻,强化了对多用电表的基本认识,体现了“物理观念”的学科素养,又分析了多用电表在使用中可能遇到的问题,基于分析,得出了结论,这体现了“实验探究”的学科素养.三、用多用电表测定值电阻和二极管的正反向电阻1.测电阻(1)将选择开关打在欧姆挡上,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,经过被测量电阻,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”使指针指在“0Ω”.③测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指针示数乘以相应的倍率即为待测电阻阻值.④实验完毕：应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡.2.研究二极管的单向导电性(1)认识二极管：如图4所示,它由半导体材料制成,左端为正极,右端为负极.图4特点：电流从正极流入时电阻值很小(填“很小”或“很大”),而从正极流出时电阻值很大(填“很小”或“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.3.注意事项(1)电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出.(2)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.(3)测电阻时应注意：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读数时应乘以相应的倍率.④合理选择量程,使指针尽可能指在中值附近.⑤欧姆表的表盘刻度不均匀,一般不估读.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、负表笔插孔,将选择开关拨至欧姆挡适当的挡位处.(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,读出电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让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,将选择开关拨向位置或交流电压最高挡.答案 (3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF解析 选择欧姆挡位后将红、黑表笔短接进行欧姆调零,使指针指在最右端零刻度处.用多用电表测二极管的反向电阻,应将黑表笔接二极管的负极.为测量准确应使指针尽量指向表盘的中央.测量完毕后,应将选择开关拨向OFF 位置或交流电压最高挡.例4 如图5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5(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 ”)挡.(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA 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250mA 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10V 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 ×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)选择50mA 电流挡,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),指针对应的读数为30.8mA ；选择量程为250mA 的电流挡,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),指针对应的读数为154mA. (3)选择10V 电压挡,则每一小格表示0.2V,测量的精确度为0.2V,应估读到0.1V(此时应为12估读),指针对应的读数为6.2V.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.四、电路故障的分析方法1.故障种类及特点电路故障一般有两种情况,即短路和断路.(1)短路的特点：电路中有电流,但短路部分电压为零；被短路的用电器不工作,与之串联的用电器工作电流增大.(2)断路的特点：在电源正常的情况下,断路部分电流为零,但断路处有电压,若干路断路则断路处电压等于电源电动势.2.分析与检测方法(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,说明两点间电路正常；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,说明该部分有断路.例5 图6是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现灯A、B都不亮.他采用下列两种方法检查故障：图6(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：①那么选择开关应置于下列量程的挡.(用字母序号表示)A.2.5VB.10VC.50VD.250V②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触(填“a”或“b”).③该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可以判定故障是(假设只有下列中的某一项有故障).测试点电压表示数a、b 有示数c、b 有示数c、d 无示数d、f 有示数A.灯A断路B.灯B短路C.c、d段断路D.d、f段断路(2)用欧姆挡检查：①测试前,应将开关S(填“断开”或“闭合”).②测量结果如下表所示,由此可以断定故障是.测试点表头指针示数c、d 有示数e、f 有示数d、e 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)①B ②a ③D (2)①断开②D解析(1)①用多用电表的直流电压挡进行测量时,实质上是用电压表测量,而电压表内阻很大,当并联在断路处(设有一处发生断路)时,电压表示数应为电源的电动势,并联在未断路处,示数为零.因此,用多用电表的直流电压挡进行检查电路时,电压表的量程必须大于电源的电动势,为了使示数明显,选择量程不宜过大,而电源的电动势约为6V,故选10V量程即可.②测试时红表笔应接电势高的a点.③因合上开关S后,A、B灯都不亮,又只有某一项有故障,所以只发生断路的故障.根据测试结果,a、b间有示数,说明a→电源→b 完好；c、b间有示数,说明c→a→电源→b完好；c、d无示数,说明c→灯A→d间无短路；d、f有示数,说明d→c→a→电源→b→f完好.综上分析应是d、f段断路.(2)①用欧姆挡检查时,测试前应首先将开关S断开.②根据测试结果,接c、d时有示数,说明不是灯A断路；接e、f时有示数,说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大,可以断定是d、e间导线断路.1.(多用电表的使用)(多选)(2018·沭阳县高二上学期期中)结合图7,关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )图7A.甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压,表笔接法正确B.甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法错误C.乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻D.乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻答案BC解析题图甲中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,电流从黑表笔流出,从红表笔流入,所以表笔接法错误,故A错误,B正确；电流从黑表笔流出,从红表笔流入,所以题图乙中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻,故C正确,D错误.2.(多用电表的读数)如图8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250V电压挡,此时的测量值为,选择开关指在直流10V电压挡,测量值应该为,选择开关指在直流100mA电流挡,测量值应该为.图8答案4Ω200V 8.0V 80mA3.(欧姆表的使用和读数)(2018·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9中虚线所示.图9(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“×1k”)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)×10 欧姆调零(2)1304.(用多用电表判断电路故障)(2018·豫北重点中学高二联考)某照明电路出现故障,其电路如图10甲所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线与其接触完好,维修人员使用已经调好的多用电表直流50V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点.图10(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示,读数为V,说明正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”).(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然如图乙,可判定发生故障的器件是(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”).答案(1)11.5(11.4～11.6均可) 蓄电池(2)小灯1.(多选)(2018·辽宁省实验中学高二上学期月考)在用欧姆表测电阻的实验中,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度较大,正确的判断和做法是( )A.这个电阻阻值较小B.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×1”挡,重新测量C.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×1k”挡,重新测量D.换挡之后不需要欧姆调零,可直接测量答案AB解析因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度较大,说明电阻阻值较小,为了准确测量,应换用小挡位,故A、B正确.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CD3.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1A.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.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100mA mA 直流电压2.5V Vb 电阻×100 Ω答案20 0.50 320解析直流电流100mA挡,读第二行刻度“0～10”一排,最小分度值为2mA,估读到1mA就可以了,读数为20mA；直流电压2.5V挡,读第二行刻度“0～250”一排,最小分度值为0.05V,估读到0.01V就可以了,读数为0.50V；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.5.(2018·济宁市期末)用如图3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3(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“×1k”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)×1k6.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“3.8V,0.3A”.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.2.5VB.10VC.50VD.250V②测得c、d间电压约为5.8V,e、f间电压为0,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,将小灯泡从电路中隔离,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“250mA”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所指位置上,则通过灯泡的电流是mA.图5答案(1)①B ②B (2)7 1757.(2018·宜昌市示范高中协作体高二第一学期期末)(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为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上.图6a.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1kb.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×100d.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e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔根据图6所示指针位置,此被测电阻的阻值约为Ω.(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是.A.测电阻时如果指针偏转角过大,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,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)adbe 3×104(2)AC8.(2017·南京市、盐城市第一次模拟考试)某学生用多用电表测电阻.使用的实验器材有多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线.图7(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡,再将红表笔和黑表笔,调整,使指针指向“0Ω”.(2)再将调节好的多用电表红表笔和图7甲中的(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.将滑动变阻器的滑片滑到适当位置,欧姆表的读数如图乙所示,则被测电阻为kΩ.答案(1)直接接触欧姆调零旋钮(2)1 2.5。