實(shí)驗(yàn)十四用多用電表測量電學(xué)中的物理量第九章電路及其應(yīng)用1.多用電表測電壓、電流和電阻多用電表的認(rèn)識和原理圖1.認(rèn)識多用電表(1)上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部分為選擇開關(guān),它的四周刻有多種測量項(xiàng)目和量程。(2)其他:電阻表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“－”插孔)。2.原理圖用多用電表測電壓、電流和電阻使用前應(yīng)該調(diào)整指針定位螺絲,使指針指到零刻度。1.測電壓和電流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。紅表筆接電勢高的點(diǎn)。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。此時(shí)電流從紅色表筆流入電表。2.測電阻(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,觀察指針是否指在電阻表的“0”刻度,若不指在電阻表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在電阻表的“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,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。注意事項(xiàng)(1)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)電阻表讀數(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。(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)每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零。2.多用電表電阻擋工作原理(1)原理及特點(diǎn)電路圖I與Rx的對應(yīng)關(guān)系相當(dāng)于待測電阻Rx=0,調(diào)節(jié)R使I=Ig=,此時(shí)指針指在Ig處(R

Ω=Rg+r+R)相當(dāng)于待測電阻Rx=∞,此時(shí)I=0,指針不偏轉(zhuǎn)待測電阻為Rx,則I=,指針指到某確定位置,此時(shí)有Rx=－R

Ω

刻度特點(diǎn)表頭電流滿偏I(xiàn)g處,對應(yīng)電阻表零刻度(最右側(cè))表頭電流I=0處,對應(yīng)電阻表∞刻度(最左側(cè))表頭電流I與電阻Rx一一對應(yīng),但不是線性關(guān)系,表盤刻度不均勻3.用多用電表測二極管的正、反向電阻(1)認(rèn)識二極管:晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成,它的符號如圖所示,左端為正極,右端為負(fù)極。(2)用電阻擋判斷二極管的正、負(fù)極將多用電表電阻擋調(diào)零之后,若多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負(fù)極(如圖甲);若多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負(fù)極,紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)。4.用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件元件應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時(shí)均無示數(shù),說明無電源定值電阻電阻擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管電阻擋正接時(shí)示數(shù)很小,反接時(shí)示數(shù)很大目

錄CONTENTS考點(diǎn)01限時(shí)作業(yè)02考點(diǎn)1考點(diǎn)二用多用電表探測電路故障考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)角度多用電表電阻擋的原理例1

(2025·河北承德模擬)某同學(xué)用普通的干電池(電動(dòng)勢E=1.5

V,內(nèi)阻r=2

Ω)、直流電流表(量程Ig=1

mA,內(nèi)阻Rg=350

Ω)、定值電阻R1=1

000

Ω和電阻箱R2、R3等組裝成一個(gè)簡單的電阻表,電路如圖所示,通過控制開關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使電阻表具有“×10”和“×100”兩種倍率。(1)圖中的a端應(yīng)與__________________(選填“紅”或“黑”)表筆連接。

解析

由“紅進(jìn)黑出”可知,a端應(yīng)與黑表筆連接。答案

黑

(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將兩表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2,使電流表達(dá)到滿偏,此時(shí)R2=____________

Ω,電阻表的倍率是____________(選填“×10”或“×100”)。

答案

148

×100解析

由閉合電路的歐姆定律得E=Ig(r+Rg+R1+R2),上式代入數(shù)據(jù)解得R2=148

Ω,開關(guān)S斷開與閉合時(shí)相比內(nèi)阻大,即中值電阻大,所以開關(guān)S斷開時(shí)電阻表的倍率是“×100”。(3)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R3,當(dāng)R3=_________

Ω時(shí),將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2使電流表再次滿偏,此時(shí)就改裝成了另一倍率的電阻表。

答案

150

解析

設(shè)開關(guān)S閉合時(shí)電阻箱R2的電阻變?yōu)镽2',開關(guān)S斷開時(shí)電阻表的倍率是“×100”,電阻表的內(nèi)阻大小為r+Rg+R1+R2=1

500

Ω,因?yàn)殚_關(guān)S閉合時(shí)電阻表的倍率是“×10”,而電阻表的中值電阻等于電阻表的內(nèi)阻,所以此種情況電阻表的內(nèi)阻為150

Ω。由閉合電路歐姆定律得

角度用多用電表測電阻例2

(2025·廣東惠州模擬)某同學(xué)想利用多用電表電阻擋測量電壓表內(nèi)阻,所選用電壓表有3

V和15

V兩個(gè)量程。(1)測量電壓表3

V量程的內(nèi)阻:①先對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再將選擇開關(guān)旋至電阻擋“×100”倍率處,短接兩表筆,進(jìn)行_______________,測量時(shí),電壓表的“－”極連接多用電表的____________(選填“紅表筆”或“黑表筆”);

②測量時(shí)電阻表的指針如圖甲,則電壓表3

V量程的內(nèi)阻為____________

Ω。

答案

①歐姆調(diào)零紅表筆②3

000解析

①先對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再將選擇開關(guān)旋至電阻擋“×100”倍率處,短接兩表筆,進(jìn)行歐姆調(diào)零。測量時(shí),電阻表的黑表筆接電源的正極,則電壓表的“－”極連接多用電表的紅表筆。②電壓表3

V量程的內(nèi)阻為RV=30×100

Ω=3

000

Ω。(2)電壓表15

V量程和3

V量程由同一個(gè)表頭改裝的,則可推算出15

V量程的內(nèi)阻等于______

Ω。

答案

15

000

(3)若該多用電表電阻擋可選用電動(dòng)勢為“1.5

V”或“9

V”兩個(gè)規(guī)格的干電池,根據(jù)圖甲、乙中電阻表盤及電壓表示數(shù),可以推斷選擇“×100”倍率時(shí)所用干電池電動(dòng)勢為____________

V。

答案

1.5

角度用多用電表測量二極管的正反向電阻例3

(2025·陜西安康模擬)某同學(xué)用多用電表測量一個(gè)二極管的正向電阻,實(shí)驗(yàn)過程如下。(1)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”擋位,然后進(jìn)行_____________________。

答案

歐姆調(diào)零解析

先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,選擋后,進(jìn)行歐姆調(diào)零。(2)測量時(shí),紅表筆接到如圖甲所示的二極管的____________(選填“a”或“b”)端,黑表筆接到另一端,表盤示數(shù)如圖乙所示。

答案

b

解析

由題圖乙可知所測的是二極管的正向電阻,電流從紅表筆流入多用電表,故紅表筆應(yīng)接二極管的b端,黑表筆接另一端。(3)再次換用____________(選填“×1”或“×100”)擋位后,進(jìn)行正確操作,測量結(jié)果如圖丙所示,則該二極管的正向電阻為__________

Ω,整理器材,結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

答案

×1

19解析

表盤指針偏轉(zhuǎn)角度過大,說明電阻較小,應(yīng)換用更小的“×1”擋位,由題圖丙可知,該二極管的正向電阻為19×1

Ω=19

Ω。角度

探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件例4“黑箱”表面有a、b、c三個(gè)接線柱,盒內(nèi)總共有兩個(gè)電學(xué)元件,每兩個(gè)接線柱之間只可能連接一個(gè)元件。為了探明盒內(nèi)元件的種類及連接方式,某位同學(xué)用多用電表進(jìn)行了如下探測:

第一步:用電壓擋對任意兩接線柱正、反向測量,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);

第二步:用電阻“×100

Ω”擋對任意兩個(gè)接線柱正、反向測量,指針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示。(1)第一步測量結(jié)果表明盒內(nèi)不存在_____________________。

答案

電源解析

使用電壓擋進(jìn)行測量,目的是看盒內(nèi)是否有電源,由于指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此盒內(nèi)不存在電源。(2)圖2標(biāo)出了圖1甲和乙中電阻表指針?biāo)幍奈恢?其對應(yīng)的阻值是________

Ω;圖3標(biāo)出了圖1丙中電阻表指針?biāo)傅奈恢?其對應(yīng)的阻值是____________

Ω。

答案

1

200

500解析

電阻表讀數(shù)時(shí)注意其零刻度在右側(cè),讀出數(shù)據(jù)然后乘擋位倍率即為所測電阻阻值。所以題圖2讀數(shù)為12×100

Ω=1

200

Ω,題圖3讀數(shù)為5×100

Ω=500

Ω。(3)請?jiān)趫D4的接線柱間,用電路圖符號畫出盒內(nèi)的元件及連接情況。答案

見解析圖解析

使用電阻擋進(jìn)行測量時(shí),注意黑表筆是和內(nèi)部電源的正極相連的,觀察題圖1中的甲、乙可知,在測量b、c之間的電阻時(shí),對兩個(gè)接線柱進(jìn)行正反測量,其阻值相同,說明b、c之間接有一個(gè)定值電阻;觀察題圖1中的丙、丁可知,在測量a、c之間電阻時(shí),黑表筆接c時(shí)電阻較小,接a時(shí)電阻很大,說明a、c之間有二極管,而且c應(yīng)該接二極管的正極;觀察題圖1中的戊可知,黑表筆接b時(shí)電阻比丙中黑表筆接c時(shí)電阻大,說明了a、c、b之間串聯(lián)了二極管和電阻兩個(gè)元件,由題圖1中的己可知,a、b之間電阻無窮大,故盒內(nèi)元件的連接如圖所示。1.斷路故障的檢測方法考點(diǎn)二用多用電表探測電路故障(1)用直流電壓擋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。(2)用直流電流擋將電流表串聯(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)用電阻擋檢測將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若有阻值說明元件完好,若電阻無窮大說明此元件斷路。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。例5

在如圖甲所示的電路中,四節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8

V

0.3

A”。合上開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,A、B燈都不亮。(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障:①選擇開關(guān)置于下列量程的____________直流電壓擋較為合適(用字母序號表示)。

A.2.5

V B.10

V C.50

V D.250

V②測得c、d間電壓約為5.8

V,e、f間電壓為0,則故障是____________。

A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開 C.d、e間連線斷開

D.B燈短路答案

①B

②A

解析

①因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢大約為6

V,要使電壓擋選擇的量程安全以及準(zhǔn)確,則選擇開關(guān)應(yīng)置于“10

V”直流電壓擋,故B正確。②測得c、d間電壓約為5.8

V,接近電源電動(dòng)勢,e、f間電壓為0,可知燈泡A斷路,故A正確。(2)接著用電阻表的“×1”擋測電阻,電阻表已完成“歐姆調(diào)零”①測試前,一定要將電路中的開關(guān)S____________。

②測c、d間和e、f間電阻時(shí),某次測量結(jié)果如圖乙所示,讀數(shù)為____________

Ω,此時(shí)測量的是_________間的電阻,根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為_______

Ω,它不等于測量值,原因是____________________________________________。

解析

①用電阻表測量電阻時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開,使得待測電阻與電源不相連。答案

①斷開②6

e、f

12.7溫度高時(shí)燈絲電阻率大,計(jì)算出的電阻是燈絲溫度高時(shí)的電阻(或測量出的電阻是常溫下燈絲的電阻)

限時(shí)作業(yè)2

1.(2025·陜西銅川模擬)實(shí)驗(yàn)小組利用現(xiàn)有儀器組裝簡易多用電表,設(shè)計(jì)電路圖如圖所示,實(shí)驗(yàn)室提供以下儀器。

(1)電路圖中紅表筆應(yīng)和_______________(選填“a”或“b”)端相連,黑表筆應(yīng)和另一端相連。

(2)改裝成的電流表中央刻度處電流應(yīng)為_________mA;改裝成的電壓表中央刻度處電壓應(yīng)為_________V。

(3)組裝成電阻表時(shí),滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選____________(選填“R3”或“R4”);對應(yīng)電阻表中央刻度處電阻應(yīng)為_______________

Ω。

(4)組裝完成后若換用一節(jié)舊的干電池(電動(dòng)勢下降,內(nèi)阻增大),仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零,用此電阻表測電阻時(shí),其測量值_______________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。

2.(2025·安徽安慶一中月考)小明同學(xué)準(zhǔn)備練習(xí)用多用電表的使用,他找老師借來多用電表,如圖甲所示。請你幫小明完成實(shí)驗(yàn)步驟:(1)步驟1:_______________調(diào)零(選填“機(jī)械”或“歐姆”),調(diào)節(jié)的是_______________(選填“1”“2”或“3”)旋鈕。

(2)步驟2:選擇合適倍率:將選擇開關(guān)旋至電阻擋“×10”擋,紅、黑表筆短接后,調(diào)節(jié)____________(選填“1”或“2”或“3”)進(jìn)行調(diào)零。

(3)步驟3:接入待測電阻,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖乙所示,接下來的操作步驟____________。

A.換“×100

Ω”擋,紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零,再接入待測電阻進(jìn)行測量B.換“×1

Ω”擋,紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零,再接入待測電阻進(jìn)行測量C.換“×1

Ω”擋,接入待測電阻進(jìn)行測量(4)步驟4:讀數(shù),指針示數(shù)如圖丙所示,則未知電阻的阻值為_______________。

答案

(1)機(jī)械1

(2)2

(3)A

(4)2

200

Ω解析

(1)步驟1:機(jī)械調(diào)零,調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零旋鈕1。(2)步驟2:選擇合適倍率:將選擇開關(guān)旋至電阻擋“×10”擋,紅、黑表筆短接后,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕2進(jìn)行調(diào)零。(3)接入待測電阻,發(fā)現(xiàn)指針位置如題圖乙所示,說明待測電阻阻值偏大,應(yīng)換更大的擋位,所以接下來的操作步驟為換“×100”擋,紅、黑表筆短接,進(jìn)行歐姆調(diào)零,再接入待測電阻進(jìn)行測量,故A正確。(4)未知電阻的阻值為R=22×100

Ω=2200

Ω。3.(2025·北京市十一學(xué)校模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室練習(xí)使用多用電表測電阻:(1)多用電表表盤如圖甲所示,某同學(xué)在完成機(jī)械調(diào)零后,準(zhǔn)備測電阻,他進(jìn)行如下操作,請幫助他完成以下實(shí)驗(yàn)步驟:①將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置。②將紅、黑表筆短接,旋動(dòng)____________(選填“S”或“T”),使指針對準(zhǔn)電阻擋的____________刻線(選填“0”或“∞”)。

③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,如圖乙中虛線所示,則應(yīng)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×____________”的位置(選填“1”或“100”)。

(2)該同學(xué)在做好正確操作后,表盤指針如圖乙所示,則該電阻阻值為____________

Ω。

(3)圖丙是該實(shí)驗(yàn)小組繪制的多用電表內(nèi)部電路圖,圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250

μA,內(nèi)阻為480

Ω。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:電阻“×100”擋、直流電壓1

V擋、直流電壓5

V擋、直流電流1

mA擋和直流電流2.5

mA擋。根據(jù)上述條件可得:R1+R2=_________

Ω,R4=_________

Ω。

答案

(1)②T

0

③100

(2)1

900

(3)160

880解析

(1)②將紅、黑表筆短接,旋動(dòng)歐姆調(diào)零旋鈕T,使指針對準(zhǔn)電阻擋的0刻線。③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,說明倍率擋選擇過低,則應(yīng)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置。(2)該電阻阻值為19×100

Ω=1

900

Ω。

4.(2025·浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考)某同學(xué)用多用電表的電阻擋來測量雙量程電壓表3

V擋的內(nèi)阻,如圖甲所示。(1)先將選擇開關(guān)旋至倍率“×100”擋,紅、黑表筆短接,正確歐姆調(diào)零后進(jìn)行測量,則黑表筆應(yīng)接電壓表的____________接線柱(選填“—”或“3

V”),測量結(jié)果如圖乙所示,電壓表的電阻約為____________

Ω。

(2)在本次測量中,關(guān)于電壓表的讀數(shù),下列說法正確的是____________。

A.電壓表有讀數(shù),讀數(shù)等于電阻表內(nèi)電源的電動(dòng)勢B.電壓表有讀數(shù),讀數(shù)小于電阻表內(nèi)電源的電動(dòng)勢C.用電阻擋的同一擋位來正確測量該電壓表15

V擋的電阻時(shí),測得的電阻值大于該電壓表3

V擋的電阻D.用電阻擋的同一擋位來正確測量該電壓表15

V擋的電阻時(shí),電壓表指針也偏轉(zhuǎn),但偏轉(zhuǎn)角度比測3

V擋電阻時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度要大答案

(1)3

V

2

200

(2)BC解析

(1)先將選擇開關(guān)旋至倍率“×100”擋,紅、黑表筆短接,正確歐姆調(diào)零后進(jìn)行測量,為保證電流從紅表筆流入多用電表,則黑表筆應(yīng)接電壓表的3

V接線柱。電壓表的電阻約為RV=22×100

Ω=2

200

Ω。(2)電路構(gòu)成閉合回路,則電壓表有讀數(shù),電壓值為電壓表兩端的電壓,由于多用電表電阻擋的內(nèi)阻不為零,內(nèi)阻兩端的電壓不為零,可知電壓表讀數(shù)小于電阻表內(nèi)電源的電動(dòng)勢,故A錯(cuò)誤,B正確;不同擋位,電壓表的滿偏電流相同,則同一電壓表的15

V擋的內(nèi)阻比3

V擋的內(nèi)阻大,測得的電阻值大于該電壓表3

V擋的電阻,偏轉(zhuǎn)角度比測3

V擋電阻時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度要小,故C正確,D錯(cuò)誤。5.(2024·