人教版 (2019)必修 第三册5 实验：练习使用多用电表精练

第十一章  电路及其应用

课时11.5  实验：练习使用多用电表

1.认识多用电表，了解多用电表外部结构。

2.在实际操作中学习使用多用电表测直流电压、电流以及电阻等物理量的方法。

3.能结合挡位的选择和多用电表的表盘进行读数。

一、实验原理与方法

1．认识多用电表

下图为一种多用电表的外形图。

2．使用多用电表

(1)机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端零刻度位置。

(2)选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动选择开关，确定挡位并选择一个合适的量程。

(3)正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔接入电路。

①测量电压时要与电路并联。

②测量电流时要与电路串联。

③测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。

④测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。

3．数字式多用电表

如图是某种数字式多用电表。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

二、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。

三、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

使用多用电表测电阻的步骤。

(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。

四、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。

五、注意事项

1．用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。

2．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。

3．测电阻时应注意的问题

(1)选挡后要进行欧姆调零。

(2)换挡后要重新进行欧姆调零。

(3)被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。

(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。

(5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。

(6)选择倍率时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。

基础过关练

题组一　多用电表的结构和使用方法

1.(多选)关于多用电表表盘上的刻度线，下列说法正确的是 (　　)

A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用同一刻度

B.电阻刻度线是不均匀的

C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线相对应

D.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线不对应

2.如图所示为多用电表的外形图，关于多用电表的使用，下列说法正确的是 (　　)

A.表盘电阻的刻度线不均匀，越靠近右侧刻度线越密集

B.只有测量电阻阻值时，才需要调节指针定位螺丝，使指针指在最左端刻度

C.测量电阻时，假如事先知道电阻的大致阻值，应该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

D.无论是电流挡、电压挡还是欧姆挡，多用电表的表盘左侧都是零刻度

3.如图所示，在用多用电表测直流电压U和测量电阻R时，若红表笔插入多用电表的正(+)插孔，则 (　　)

A.前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表

B.前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表

C.前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表

D.前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表

4.如图所示为多用电表的示意图，试回答下列问题：

(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，正确操作后发现指针的偏转角很小，为了使测量更准确，应该选择的挡位是　　　　(选填“×10”或“×1 k”)。 

(4)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是由　　　　表笔流入从　　　　表笔流出多用电表。 

题组二　多用电表的读数

5.用一多用电表进行多次测量，指针所指位置如图所示，请把相应读数读出。

(1)如果是用直流100 mA挡测量电流，指针位置如图中①所示，则读数为　　　　mA。 

(2)如果是用直流2.5 V挡测量电压，指针位置如图中①所示，则读数为　　　　V。 

(3)如果是用电阻“×100”挡测量电阻，指针位置如图中②所示，则读数为　　　　Ω。深度解析 

6.如图是多用电表的刻度盘，当选用直流50 mA挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　mA；若选用电阻“×100”挡测电阻时，表针也指在图示位置，则所测电阻的阻值为　　　　Ω。如果要用此多用电表测量一个约2.0×102 Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是　　　　(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 

7.图(a)是某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池，R1、R2、R3、R4、R5是定值电阻，R6是可变电阻，表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω，其表盘如图(b)所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图(a)中虚线框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V 挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆“×100”挡。

图(a)

图(b)

(1)若用欧姆“×100”挡测二极管的反向电阻，则应使图(a)中的A端与　　　　(填“红”或“黑”)色表笔连接后，再将此表笔金属部分与二极管的　　　　(填“正”或“负”)极相接触。测得的示数如图(b)，则读数为　　　　(保留两位有效数字)。 

(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为　　　　。 

(3)根据题中所给的条件可得E=　　　　V，R5=　　　　Ω。深度解析 

题组三　用多用电表测电阻的操作步骤、注意事项

8.(1)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S接　　　　(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大。 

甲                                                         乙

(2)某同学想通过多用电表的欧姆挡测量量程为0~3 V 的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：

①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；

②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；

③把红表笔与待测电压表　　　　(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相接，发现这时指针偏转角度很小； 

④换用　　　　(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转角适中，记下电阻数值； 

⑤把选择开关调至　　　　，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。 

题组四　用多用电表测二极管正、反向电阻

9.某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。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“×10”的倍率挡位上。

(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。

(4)测正向电阻时，将　　　　表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极。 

(5)测量时发现指针偏转角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到　　　　(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量。 

(6)最后应将选择开关拨向　　　　位置。 

(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　多用电表的使用

1.()图中B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 (　　)

A.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

题组二　电学黑箱问题

2.()黑盒中有一个二极管，还有两个阻值均为1 kΩ的电阻，它们与黑盒的接线柱1、2、3接成电路，用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表所示，那么黑盒中的线路是图中的 (　　)

3.()(多选)一盒子上有两个接线柱a和b与盒子电路相连，把电压表(内阻较大)接在两接线柱之间，其读数是3 V；把电流表(内阻忽略)接在两接线柱之间，其读数是3 A，则下列四个电路中(电源内阻不计)可能为盒内电路的是 (　　)

4.()如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻线处，应先调整图乙中多用电表的　　　　(填“A”“B”或“C”)。 

(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应　　　　(填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。 

(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示。

请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路。

题组三　电路故障判断

5.()某同学在做练习使用多用电表的实验。

(1)该同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图甲所示，此被测电阻的阻值约为　　　　 Ω。  

甲                                                         乙

(2)该同学按如图乙所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S　　　　(选填“闭合”或“断开”)。  

(3)若(2)中同学检查结果如下表所示，由此可以确定 (　　)　　　　　 　　　　　 　　　　　

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

答案全解全析

5　实验：练习使用多用电表

基础过关练

1.ABC　直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用同一刻度，故A正确；电阻的刻度线是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，故B正确；多用电表的电阻刻度线大小与电流、电压的刻度线大小相反，电流最大处，电阻为0，故C正确，D错误。

2.C　欧姆挡刻度分布不均匀，越靠近左侧刻度线越密集，故A错误。无论是测电流、电压，还是测电阻，都要进行机械调零，即调节指针定位螺丝，使指针指在最左端刻度，故B错误。为减小测量误差，使用多用电表的欧姆挡测电阻时应选择合适的挡位，使测量时指针指在刻度盘的中间区域，故C正确。选取电流挡、电压挡时，表盘左侧为零刻度；选取欧姆挡时，表盘右侧为零刻度，左侧为无穷大，故D错误。

3.B　题图所示是多用电表的示意电路图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确，A、C、D错误。

4.答案　(1)0~10 mA的直流电流　(2)0~50 V的直流电压

(3)×1 k　(4)红　黑

解析　(1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时，由图示表盘可知，测量的是0~10 mA的直流电流。

(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，由图示表盘可知，测量的是0~50 V的直流电压。

(3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应该选择的挡位是“×1 k”。

(4)为了保证多用电表偏转正常，在使用多用电表进行测量时，应保证电流由红表笔流入从黑表笔流出多用电表。

5.答案　(1)64.0　(2)1.60　(3)3 000

解析　(1)如果用直流100 mA挡测电流，则应读表盘第二排刻度，再按比例读出示数为64.0 mA。

(2)如果是用直流2.5 V挡测量电压，则应读表盘第二排刻度，再按比例读出示数为1.60 V。

(3)如果是用电阻“×100”挡测量电阻，则应读表盘第一排刻度，则读数为30×100 Ω=3 000 Ω。

方法技巧　电压表与电流表表盘刻度均匀，需要估读；欧姆表表盘刻度不均匀，不需要估读。

6.答案　30.9　1 500　×10

解析　(1)电流挡读数：分度值为1 mA，则向下估读一位为30.9 mA。

(2)欧姆挡读数：15×100 Ω=1 500 Ω。

(3)因阻值约为2.0×102 Ω，表盘中央刻度值为20，则选择“×10”挡即可。

7.答案　(1)黑　负　6.0×103 Ω　(2)0.57 mA　(3)1.5　4 000

解析　(1)由题图(a)所示电路图可知，A端与多用电表内置电源正极相连，则A端应与黑表笔相连；用多用电表测二极管反向电阻，应将黑表笔与二极管的负极相连，挡位为欧姆“×100”挡，由题图(b)所示可知，读数为：60×100 Ω=6 000 Ω=6.0×103 Ω。

(2)B端与“1”相连，由题图(a)所示可知，此时多用电表测电流，量程为0~2.5 mA，由题图(b)所示可知，其分度值为0.05 mA，读数为0.57 mA。

(3)表盘正中央刻度为15，欧姆表挡位为“×100”挡，则欧姆表内阻：R内=15×100 Ω=1 500 Ω，电源电动势：E=IA小R内=1×10-3×1 500 V=1.5 V，由欧姆定律可知：R5== Ω=4 000 Ω。

方法技巧　本题考查了多用电表读数以及内部原理，要注意明确串并联电路的规律应用，同时掌握读数原则，读数时，要先确定电表测的是什么量，然后根据选择开关位置确定分度值，最后根据指针位置读数；读数时视线要与电表刻度线垂直。

8.答案　(1)1　(2)③负　④×1 k　⑤OFF挡或交流电压最高挡

解析　(1)由电路图可知，开关接1、2时表头与电阻并联，此时多用电表测电流，选择开关接1时并联分流电阻阻值小，量程较大。

(2)③多用电表内置电源负极与红表笔相连，应把红表笔与待测电压表负接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相接。

④指针偏转角很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用“×1 k”欧姆挡重新调零后测量。

⑤把选择开关调至OFF挡或交流电压最高挡，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。

9.答案　黑　×1　OFF挡或者交流电压最高挡　换挡后，重新进行欧姆调零

解析　多用电表内置电源正极与黑表笔相连，则测二极管正向电阻时，应将黑表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极；

测量时发现指针偏转角过大，说明倍率挡位选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量；

最后应将选择开关拨向OFF挡或者交流电压最高挡位置；

实验过程中缺少的实验步骤是：换挡后，重新进行欧姆调零。

能力提升练

1.C　电流表应串联在电路中，将K断开，多用电表的两个表笔，接入电路时应遵循“红进黑出”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。

2.C　用多用电表测电阻时，电流从黑表笔流出、红表笔流入，由1、2接线柱之间电阻为0可以判断出B错误；由1、3接线柱之间电阻为0.5 kΩ可以判断出A错误；由2、1接线柱之间电阻为2 kΩ可以判断出D错误；分析C选项符合条件，C正确。

3.AD　对于A，接电压表时，相当于断路，测得路端电压为3 V，接电流表时，接通电路，测得电流I==3 A，A项正确。对于D，两电源并联，提供的电动势仍为3 V，与A相同，D项正确。对于B，接电压表时测得电压为1.5 V，B项错误。对于C，接电流表时测得电流为I==1.5 A，C项错误。

4.答案　(1)A　(2)短暂

(3)5　如图所示

解析　(1)使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻线处。(2)为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，另一表笔应短暂接触b。(3)欧姆表的读数为5×1 Ω=5 Ω；每对接点间正反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计电路图。

5.答案　(1)2.6k(或2.6×103　2 600)　(2)断开　(3)D

解析　(1)欧姆表测电阻的测量值等于读数乘倍率。

(2)用欧姆挡检查电路需将电路断开。

(3)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间。