高中物理粤教版 (2019)必修 第三册练习使用多用电表精练

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一、多用电表
1．指针式多用电表
(1)认识表盘
(2)选择开关
2．数字式多用电表
如图所示，数字式多用电表的上半部分是________，下半部分为________，数字式多用电表的测量值以________形式直接显示。
二、多用电表电阻挡的原理
已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig＝10 mA，电流表内阻Rg＝7.5 Ω。
(1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？
(2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？
(3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？
(4)通过以上计算，你有何发现？
1．多用电表电阻挡(即欧姆表)由表头、电源和可变电阻三部分组成。
2．欧姆表的原理
欧姆表的测量原理是________，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。
(1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx＝0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达到满偏，有I＝Ig＝__________＝eq \f(E,RΩ)，这一过程叫________。满偏电流Ig处可标电阻大小为“________”。
(2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I＝0，可以在I＝0处标电阻大小为“________”。
(3)当Rx为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，Ix＝____________＝eq \f(E,RΩ＋Rx)，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。
(4)当Rx＝________时，指针偏转到表盘中间，有I＝eq \f(Ig,2)，此时Rx等于欧姆表的________，称为中值电阻。
例1 把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：
A．电源E＝3 V(内阻不计)；
B．滑动变阻器0～100 Ω；
C．滑动变阻器0～500 Ω；
D．红表笔；
E．黑表笔。
(1)滑动变阻器选用________。(填器材前的序号)
(2)红表笔接________端，黑表笔接________端。(均选填“M”或“N”)
(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指针指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________。
(4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
例2 如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为3 mA，内阻r＝100 Ω，调零电阻的最大值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围约为( )
A．30～80 kΩ B．3～8 kΩ
C．300～800 Ω D．30～80 Ω
三、多用电表的使用
1．多用电表内部构造
如图所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、电流表电路、电压表电路、欧姆表电路以及选择开关S等部分组成，其中1、2为________测量端，3、4为________测量端，5为________测量端。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，选择开关S旋转到待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。
2．使用前，应调节多用电表的________旋钮，使指针正对电流的________。
使用后，要把选择开关拨至“________”挡或“________”挡。
3．使用多用电表测量电压、电流和电阻。
(1)测电压：
①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，选择________挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。
②将多用电表________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________。
③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值。
(2)测电流：
①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，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断开开关，把多用电表________在电路中，注意电流应从________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，使其尖端对准电阻挡的合适挡位。选择倍率时，应使指针尽可能指在刻度盘中间区域。
②欧姆调零：将红、黑表笔________，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“________”。
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________即为待测电阻阻值。
④测另一电阻时重复①②③三步。
4．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：二极管具有单向导电性。电流从正极流入时为正向电阻，电阻________(填“很小”或“很大”)，而从负极流入时为反向电阻，电阻________(填“很大”或“很小”)，接近断路。
(2)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，欧姆调零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。
(3)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，欧姆调零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 (2024·汕尾市高二期末)如图甲所示是指针式多用电表的电路简图，它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及选择开关S等部分组成，小兰和实验小组成员一起练习使用多用电表，设计了如下实验：
(1)图甲公共端接入的是____________(选填“红表笔”或“黑表笔”)，选择开关接到“2”时是_________(选填“电流表”或“电压表”)，已知电流计G的量程是300 mA，内阻是220 Ω，电阻R1＋R2＝11 Ω，R3＝100 Ω，则选择开关接到“2”时的量程是____________、选择开关接到“3”时的量程是____________。
(2)小兰同学用多用电表测量电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线所示，为了使测量更加准确，这时应该采用____________(填“×10”或“×1k”)倍率，换完倍率以后需要__________________，如果此时读数如图乙中实线所示，则读数是__________ Ω。
例4 (2024·汕头市高二期中)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能。
(1)关于多用电表的使用，下列操作正确的是________。
A．测电压时，按图甲连接方式进行测量
B．测电流时，按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
(2)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻R，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下面的横线上。
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0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使其尖端对准最大交流电压挡或“OFF”挡，并拔出两表笔。
将正确步骤按合理的顺序排列：________。
戊
根据图戊所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为________；
(3)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，重新欧姆调零后测量
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，都必须重新欧姆调零
四、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，确定每一小格表示多少及应读到的有效数字位数。
例5 (2023·汕头市高二期中)如图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：
(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，应选用的电阻挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。
(2)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的电压挡测量直流电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________ V。
五、用多用电表检测电路故障
1．电压表检测法
将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好。若电路断路，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，说明该部分电路正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分电阻极大，说明该部分断路。
例6 如图所示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。
(1)闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表甲所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触__________(选填“c”或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是________。
A．灯A短路 B．灯B短路
C．cd段断路 D．df段断路
表甲
表乙
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表乙所示，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
第四节 练习使用多用电表
一、
2．读数屏 选择开关 数字
二、
(1)由Ig＝eq \f(E,Rg＋r＋R1)可得，R1＝eq \f(E,Ig)－(Rg＋r)＝142 Ω
(2)eq \f(Ig,2)＝eq \f(E,Rg＋r＋R1＋R0)，解得R0＝150 Ω
(3)Ix＝eq \f(E,Rg＋r＋R1＋Rx)
Rx＝eq \f(1.5,Ix)－150(Ω)
(4)Rx与Ix一一对应，若把电流表的电流刻度都按Rx＝eq \f(1.5,Ix)－150(Ω)的规律转换成电阻刻度，就可制成一个能直接测量电阻的仪器。
梳理与总结
2．闭合电路欧姆定律
(1)eq \f(E,Rg＋R1＋r) 欧姆调零 0 (2)∞ (3)eq \f(E,Rg＋R1＋r＋Rx)
(4)Rg＋R1＋r 内阻RΩ
三、
1．电流 电压 电阻
2．机械调零 零刻度 OFF 最大交流电压
3．(1)①直流电压 ②并联 高 ③(2)②串联 红 (3)②短接 0 ③倍率
4．(1)很小 很大
一、
例1 (1)C (2)N M (3)1 000 Ω 500 Ω (4)偏大
解析 (1)两表笔直接接触时，调节滑动变阻器的阻值使电流达到满偏Ig＝eq \f(E,Rg＋R0)，解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选C。
(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端。
(3)电流I＝2 mA时，有I＝eq \f(E,Rg＋R0＋Rx)，解得Rx＝1 000 Ω。电流I′＝3 mA时，I′＝eq \f(E,Rg＋R0＋Rx′)，解得Rx′＝500 Ω。
(4)当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig＝eq \f(E,r内)，欧姆表内阻应调小，待测电阻的阻值通过电流表的示数体现，由I＝eq \f(E,Rx＋r内)＝eq \f(Igr内,Rx＋r内)＝eq \f(Ig,\f(Rx,r内)＋1)，可知当r内变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数偏大。
例2 C [欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R内，由闭合电路欧姆定律可知，满偏时Ig＝eq \f(E,R内)，半偏时eq \f(1,2)Ig＝eq \f(E,R内＋R中)，代入数据联立解得R中＝R内＝0.5 kΩ， 欧姆表能准确测量的阻值范围约为300～800 Ω，故选C。]
例3 (1)黑表笔 电流表 6.3 A 696 V (2)×10 重新欧姆调零 120
解析 (1)“红进黑出”，公共端接入的是黑表笔；
接到“2”时，R1与R2组成的串联支路和电流计G并联，起分流作用，所以是电流表；
通过电阻R1与R2组成串联支路的电流I＝eq \f(IGRG,R1＋R2)＝6 A
电流表的量程为I2＝I＋IG＝6.3 A
接到“3”时是电压表，电压表的量程为U＝IGRG＋I2R3＝696 V
(2)指针指到表盘靠近中间位置时比较准确，虚线所指电阻较小，改用“×10”倍率；
根据欧姆表的使用规则，换完倍率以后需要重新进行欧姆调零；
指针所指为12，再乘以倍率10，所以读数为120 Ω。
例4 (1)AB (2)cabe 30 kΩ (3)AC
解析 (1)电流“红进黑出”，则测电压时，图甲中红、黑表笔接法正确，选项A正确；电流“红进黑出”，测电流时，应按图乙连接方式测量，选项B正确；测电阻时，应该使待测电阻与电源断开，则选项C错误；测二极管的反向电阻时，黑表笔接右端，红表笔接左端，选项D错误。
(2)测量几十千欧的电阻R可选择欧姆挡“×1 k”的挡位测量，测量前应先进行欧姆调零；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者最大交流电压挡，并拔出表笔，故正确的步骤为cabe；因为使用的是×1 k的挡位，根据题图戊所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30 kΩ；
(3)测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位倍率太大，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量，选项A正确；测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，选项B错误；测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，选项C正确；用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不需要重新进行欧姆调零，选项D错误。
例5 (1)800 ×1 k (2)35.0 175 (3)7.0
解析 (1)用倍率为“×100”的电阻挡测电阻，由图示可知，电阻阻值为8×100 Ω＝800 Ω；
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，应选用的电阻挡是“×1 k”。
(2)选用量程为50 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为1 mA，示数为35.0 mA；
选用量程为250 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为5 mA，示数为175 mA；
(3)选用量程为10 V的电压挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，示数为7.0 V。
例6 (1)c D (2)BD
解析 (1)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c点电势高于d点电势，知红表笔应接触c点。由表甲可知d、f间有示数，则d—c—a—电池—b—f间无断路，C错误；若仅灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，A、B错误；若df段断路，则与测试结果相符，D正确。
(2)由表乙可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。
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
测试点
指针偏转情况
c、d
d、e
e、f