高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 实验：练习使用多用电表导学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 实验：练习使用多用电表导学案，共9页。学案主要包含了学习目标，课前预习，学习过程等内容，欢迎下载使用。

1．认识多用电表表盘刻度和各种测量功能。
2．会使用多用电表测量电压、电流。
3．掌握用多用电表测量二极管的正、反向电阻及一般电阻的方法。
【课前预习】
一、认识多用电表
1．功能：多用电表可用来测量直流电流、直流电压、交变电流、交变电压以及电阻。
2．外部结构
(1)外形图如图所示
(2)表的上半部分为表盘，第一条刻度线为电阻的刻度线，第二条为直流电流、电压刻度线，第三条为交流电压2.5V刻度线。
(3)下半部分是选择开关，其周围标有测量功能的区域及量程。
(4)红表笔插入正接柱，黑表笔插入负接柱。
二、使用多用电表
1．基本步骤
(1)机械调零：使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
(2)选功能及量程：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)不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置。
2．测直流电压(相当于电压表)
(1)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，所选量程大于所测电压估计值。
(2)将多用电表与所测元件并联，红表笔接触高电势端(电流红进黑出)。
(3)读数：依据刻度盘第二条刻度线读数。
注意：
①保证待测外电路是接通的。
②读数时，指针偏到接近满偏位置误差较小。
3．测直流电流(相当于电流表)
(1)将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，所选量程大于所测电流估计值。
(2)将被测元件的一端从电路中断开，将多用电表在断开处串联在电路中，注意电流从红表笔流入多用电表(电流红进黑出)。
(3)读数：依据刻度盘第二条刻度线读数。
注意：
①读数时，直流电流和电压共用第二条刻度线，刻度是均匀的，需按比例计算。如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”。
②读数时，指针偏到接近满偏位置误差较小。
4．测电阻(欧姆表)
(1)选挡位：选择适当倍率的欧姆挡，使测量时表针落在刻度盘的中间区域。
(2)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在右端电阻零刻度处。
(3)读数：将刻度盘上的读数乘以选择开关所指的倍率。
注意：
①测电阻时需要用多用电表内部电源，待测电阻需要与外部电路断开，此时在内电路中红表笔接电源负极、黑表笔接电源正极(电流红进黑出)。
②选挡时，若刻度线读数小(即指针偏转角大)，再选较小的档位；若刻度线读数大(即指针偏转角小)，再选较大的档位。当指针偏到中间刻度左右处读数误差较小。
③每换一次档位，必须重新进行欧姆调零。
④两手一定不要同时接触两笔金属杆。
5．数字式多用电表
如图所示是数字式多用电表，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内都装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。
三、误差分析
1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。
2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。
3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近。
4．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。
【学习过程】
任务一：多用电表测电阻
[例1]据题目要求填空：
(1)图甲为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30 Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节可调部件________，使电表指针停在________________位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向____________________位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件______，使电表指针指向________________位置．
(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.
[解析] (1)①多用电表使用前，应先检查指针是否指在表盘左边的零刻度处，若没有指“0”时，应调整指针定位螺丝S，使指针指到左端的“0”刻度处．
②部件K是选择开关，由于所测电阻较小，调整它使它的尖端指向欧姆挡的“×1”挡．
③部件是欧姆调零旋钮T，调整它可以使指针指向表盘右边的零刻度处．
(2)此时多用电表的读数为20.0×1 kΩ＝20.0 kΩ.
[变式训练1-1]某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至________挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图中________方式连接．
[变式训练1-2]用多用电表测量阻值约为几十千欧的电阻Rx.S为电表的选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．
(1)从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序：________________(填步骤前的字母)．
A．旋转S至欧姆挡“×1 k”
B．旋转S至欧姆挡“×100”
C．旋转S至“OFF”挡，并拔出两表笔
D．将两表笔分别连接到Rx的两端，读出阻值后，断开两表笔
E．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
(2)按正确步骤测量时，指针指在图示位置，Rx的测量值为________kΩ.
解析：(1)为了使得待测电阻示数在中值电阻附近，欧姆挡倍率选择“×1 k”，然后再进行欧姆调零、测量，最后旋转S至“OFF”挡，并拔出两表笔．
(2)欧姆表的示数等于欧姆表指针所指的读数乘以所选的欧姆挡倍率，由于指针示数为15，即Rx为15 kΩ.
任务二：多用电表测电流、电压
[例2](1)参考多用电表面板完成下列填空：用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联接到被测电路中；若测电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路________联．测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在电势________处，即电流从________表笔流进多用电表．
(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘．
①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________Ω.
②如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为________mA.
③如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________V.
[解析] (1)用多用电表测直流电流时，选择开关应置于标有“mA”处，且把电表串联接入被测电路中；测电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端，因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入多用电表．
(2)用多用电表测电流或电压时，只需要根据旋钮所指示的量程看相对应的刻度弧线，根据读数规则(一般估读到百分位)，直接读出指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率，才是电阻的测量值．
①因为选的是“×10”挡，所以读数为6.0×10 Ω＝60 Ω.
②因为用直流10 mA挡测电流，所以对应下面10 mA挡读数为7.20 mA(注意从直流刻度区读)．
③用直流5 V挡测电压时，读数为3.60 V.
▲反思总结
1．电压表、电流表读数方法
(1)5分度：以电压表为例，当量程为2．5V时，我们按比例可以选择250量程刻度值读数。每格表示0．05V，即分度值为0．05V，是5分度的。需估读分度值的五分之一，即0．01V。所以读数应保留到分度值本位即可，也就是小数点后两位。(上图读数应为1．80V)
(2)10分度：以电压表为例，当量程为50V时，我们按比例可以选择50量程刻度值读数。每格表示1V，即分度值为1V，是10分度的。需估读分度值的十分之一，即0．1V。所以读数应保留到分度值的下一位，也就是小数点后一位。(上图读数应为36．0V)
(3)2分度：以电压表为例，当量程为100V时，我们按比例可以选择10量程刻度值读数。每格表示2V，即分度值为2V，是2分度的。需估读分度值的二分之一，即1V。所以读数应保留到分度值本位。(上图读数应为72V)
[变式训练2-1]如图所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测试的是________(填“甲电阻”、“乙电阻”或“总”)的电流，测得电流的大小是________．
答案：乙电阻 50 mA
解析：由电路中连接情况知，多用电表与乙电阻串联，故测试的是流过乙电阻的电流，由图知选择量程为100 mA，其精度为2 mA，故指针指示读数为50 mA.
任务三：多用电表检测电路故障
[例3] (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并做出判断(如下表所示)：
以上操作和判断正确的是( )
A．1 B．2 C．3 D．都不正确
AC [选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。
选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的。
而3显然正确，故选项A、C正确。]
[变式训练3-1]如图所示是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用多用电表的欧姆挡检查故障。
(1)测试前，应将开关S________(选填“断开”或“闭合”)。
(2)测量结果如下表所示，由此可以断定故障是________。
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
[解析] (1)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。
(2)根据表针偏转情况，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。
[答案] (1)断开 (2)D
次序
操作步骤
现象和结论
1
闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b
指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
2
闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b
指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路
3
断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b
指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路
测试点
表头指针
c、d
d、e
e、f