高中物理科学测量:用多用电表测量电学量图文课件ppt

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基础知识·准落实梳理归纳 自主学习
一、实验目的1. 认识多用电表表盘刻度和各种功能区域。2. 掌握多用电表的使用方法。3. 会用多用电表测量电压、电流。4. 掌握用多用电表测量二极管的正、反向电阻和一般电阻的阻值。
（2）多用电表如图所示是简化的多用电表电路图。它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成。其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。
2. 多用电表欧姆挡的刻度
（1）当多用电表（欧姆挡）未接入电路时，处于断路状态，即当R为无穷大时，电路中无电流，指针不偏转，指在刻度盘最左端的∞处。
3. 常见的多用电表（1）指针式多用电表①图甲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，其周围标有测量功能的区域及量程。将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。在不使用时，应把选择开关旋到“OFF”位置或交流电压最高挡。
②测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率。读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值。
（2）数字式多用电表图乙是数字式多用电表，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、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、小）三个。
四、实验步骤1. 测量直流电压（1）将功能选择开关旋转到直流电压挡。（2）根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估计待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。
（3）测量时，用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“＋”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，如图所示。
（4）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）多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。
（2）红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔。测量时，使电流从红表笔流入（即红表笔接与电源的正极相接的一端），从黑表笔流出（即黑表笔接与电源负极相接的一端），如图所示。
（3）需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。（4）选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。
3. 测量导体的电阻（1）机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指向零刻度。（2）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倍率。（3）欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处。（4）测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。（5）测量另一电阻时重复（2）（3）（4）三步。（6）实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
4. 测量二极管的正反向电阻二极管的全称叫晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件，它有两根引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号如图所示。
（1）二极管的单向导电性电流从正极流入时电阻比较小，处于导通状态，相当于一个接通的开关；电流从负极流入时电阻比较大，相当于一个断开的开关。
（2）测量正向电阻将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的正向电阻。（3）测量反向电阻将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的反向电阻。
五、误差分析1. 欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。2. 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。3. 读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。
六、注意事项1. 使用前观察指针是否在电压或电流挡的零刻度线上，若不在，通过指针定位螺丝进行机械调零。2. 用多用电表电压挡、电流挡测量电压、电流时要注意红、黑表笔分别与电源的正、负极相连。3. 需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。4. 测电阻时要注意换挡必须调零，选挡位时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。
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题型一　用多用电表测电压、电流和电阻【典例1】　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，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过 的电流；
解析：多用电表作为电流表测电流时应与待测电阻串联，因此测的是流过R1的电流。
（2）若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，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；
解析： 滑动变阻器的滑片移到最左端时，R1无阻值接入电路，外电阻就剩一个R2，此时多用电表测的就是R2分得的电压或路端电压。
（3）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；
滑动变阻器R1接入电路的部分和R2串联　
解析： 断开开关，此时多用电表作为欧姆表测量的是滑动变阻器R1接入电路的部分与R2串联之后的总电阻。
（4）在使用多用电表的电阻挡测量电阻时，下列说法正确的是 ⁠。
解析：若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻，测量值将偏小，选项A错误。测量时发现指针偏离中央刻度过大，若偏转角过大，应减小倍率；若偏转角过小，应增大倍率，因此选项B错误。由于欧姆表刻度线右侧稀、左侧密，选择“×10”倍率挡，在20与30刻度正中间的电阻值应小于250 Ω，选项C错误。欧姆表内的电池使用时间太长，电动势略有减小，内电阻变大，虽然完成调零，但测量值将偏大，选项D正确。
　某物理兴趣小组学习了如何使用多用电表测金属导体的电阻后，动手测量一根金属丝的电阻。
（1）他们选择了欧姆“×10”挡，并用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大。为了得到更准确的数据，请你在以下操作中选择必要的步骤，排出合理的顺序是 ⁠。
①旋转选择开关至欧姆“×1”挡
②旋转选择开关至欧姆“×100”挡
③旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔
④将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔⑤将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
解析：用多用电表测金属丝的电阻，选择了欧姆“×10”挡，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大，说明电阻较小，应该旋转选择开关至欧姆“×1”挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔。将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔。旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔。合理的顺序是①⑤④③，选项B正确。
（2）经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图所示，则金属丝的电阻约为 Ω。
解析：读数乘以倍率就是最后的结果。
（3）在（2）问的表盘示数情况下，当选择开关为直流100 mA时读数为 ，当选择开关为直流2.5 V时读数为 ⁠。
解析：当选择开关为直流100 mA时读数为40 mA，当选择开关为直流2.5 V时读数为1.00 V。
题型二　用多用电表测量二极管的正反向电阻【典例2】　某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻（二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大）。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，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，接b端时偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的 （选填“a”或“b”）端。
解析：将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，说明电阻很大，测量的是二极管的反向电阻，接b端时偏转角度很大，说明电阻很小，测量的是二极管的正向电阻，则b端为二极管的负极，a端为二极管的正极，所以为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的a端。
（3）将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量。则该同学应选择 （选填“×10”或“×1 k”）挡，然后 ⁠ ，再进行测量。测量后示数如图所示，则测量结果为 ⁠ ⁠。
30kΩ　
解析：将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，表针偏角较小，说明所选挡位太小，应选择“×1 k”挡，然后重新欧姆调零，再进行测量。测量结果为30×1 kΩ＝30 kΩ。
（4）测量完成后，将选择开关拨向 ⁠挡位置。
解析：测量完成后，将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置。
OFF（或交流电压最高）　
　某同学按正确操作步骤测量发光二极管的正反向电阻，测量结果如图所示。此时多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”挡位，二极管导通。由此可知，与多用电表红表笔接触的是发光二极管的 （选填“正”或“负”）极，测得的二极管的正向电阻值约为 Ω。
解析：二极管加的是正向电压，欧姆表红表笔内部接电源的负极，则与多用电表红表笔接触的是发光二极管的负极，测得的二极管的正向电阻值约为19×10 Ω＝190 Ω。
题型三　用多用电表检测电路故障【典例3】　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。
解析：用多用电表欧姆挡检测时必须将待测电路与电源断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的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）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明 可能有故障。
解析：在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源的电动势，可知开关可能出现故障。
（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否断路的方法： ⁠ ⁠ ⁠。
解析：把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的。
①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，
检查欧姆挡能否正常工作，并进行欧姆调零；③测量小灯泡的
电阻，如电阻为无穷大，表明小灯泡断路　
1. 某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值为12 V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V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。
（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”）。
11.5（11.2～11.8）　
解析：多用电表直流50 V的量程读表头中间均匀部分，共50格，每格1 V，应该估读到0.1 V，指针在11～12之间，读数为11.5 V。开关断开时，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。
（2）红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是 ⁠（选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”）。
解析：（两表笔接b、c，闭合开关后测试电压与接a、c时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，发生故障的器件是小灯。
2. 如图是某同学连接的实验实物图，用1.5 V的干电池共四节连接电路，闭合开关后A、B两灯都不亮。他采用下面两种方法对故障原因进行排查（本题只有一处故障，灯泡A、B的阻值均为6 Ω，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω）。（1）若应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于 挡。
解析：四节干电池的总电压为6 V，应用多用电表的直流电压挡10 V挡测量，故选B。
（2）①该同学在测试a、b间直流电压时，红表笔应当接触 （选填“a”或“b”）；②该同学的测试结果如表1所示，根据表1测量结果，可以判断故障是 ⁠。
解析：①在测试a、b间直流电压时，红表笔应当与a接触，因为电流必须从红表笔流入。
②若灯A短路，灯A不亮，而灯B应该亮，与题意不符，选项A错误；若灯B短路，灯B不亮，而灯A应该亮，与题意不符，选项B错误；两灯都不亮，说明电路中无电流，测试b、d有示数，c、d无示数，说明b、d之间有断路，c、d段无断路，选项C错误；d、f段断路时，d、f间有电压，与题意相符，选项D正确。
（3）将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的结果是 ⁠。
解析：欧姆表的无穷大刻度在左端，0刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大。根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故D正确。
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1. 用多用表测量直流电压U和测量电阻R时，若红表笔插入多用表的正（＋）插孔，则（　　）
解析：　当电压表使用时，电流从正接线柱流入；当欧姆表使用时，电流也从正接线柱流入，因为此时红表笔接的是电源的负极。故B正确。
2. 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，如图甲所示。
（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“0 ”。
（2）再将调节好的多用电表红表笔和图甲中的 （选填“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。
（3）图甲中的电压表有两个量程（0～3 V，内阻为R1；0～15 V，内阻为R2），则R1 R2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
3. 如图所示的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2.0×104 Ω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”）。
解析：欧姆表的表针对应刻度值为15，倍率为“×100”，欧姆表读数为1.5×103 Ω；测量2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。
（2）用此多用电表进行测量，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。
30.8（30.6～
（3）当选用量程为10 V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。
4. 用如图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：
（1）旋动部件 （选填“S”“K”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
解析：使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S。
（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 （选填“S”“K”或“T”），使指针对准电阻的 （选填“0刻线”或“∞刻线”）。
解析：使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T。
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成读数测量。
解析：测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大的倍率的挡位，每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合理顺序为A、D、C。