粤教版 (2019)必修 第三册第四节 练习使用多用电表导学案

第四节 练习使用多用电表 第五节 家庭电路与安全用电

学习目标：1.[科学探究]学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻。　2.[科学探究]学会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极。　3.[科学探究]学会用多用电表判断电路故障。

一、多用电表

1．多用电表的用途及外部构造

(1)多用电表由表头、测量电路、选择开关以及红、黑测量笔等组成，一般可分为指针式和数字式两大类。

(2)指针式多用电表上半部为刻度显示盘，下半部分是选择开关，它的四周刻着各种测量功能的区域及量程。数字式多用电表的上半部分为读数屏，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。

2．多用电表的工作原理

如图所示是简化的多用电表的电路图，它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及选择开关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电阻测量端。测量时，红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，并通过选择开关S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。

二、多用电表的使用

1．测电压

(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。

(2)将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高。

(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。

2．测电流

(1)选择直流电流挡合适的量程。

(2)将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中。

(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。

3．测电阻

(1)将选择开关旋至欧姆挡，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。电流从欧姆表的红表笔流入，从黑表笔流出，经过被测量电阻。

(2)测量步骤

①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挡位。

②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0 Ω”。

③测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值。

④实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

4.研究二极管的单向导电性

(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：电流从正极流入时电阻很小(填“很小”或“很大”)，而从负极流入时电阻很大(填“很大”或“很小”)。

(2)多用电表测二极管的正反向电阻

①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点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。

②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点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。

5．注意事项

(1)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出。

(2)电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少，及应读到的有效数字位数。

(3)测电阻时注意：

①测电阻必须把待测电阻隔离。

②两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零。

③读数时应乘以相应的倍率。

④合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近。

⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读。

⑥电池用旧后，电动势会变小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。

三、家庭电路与安全用电

1．家用电器简称家电，包括电视机、空调机、洗衣机、微波炉、电磁炉。

2．家庭电路的组成部分：供电线路、电能表、总空气开关、插座、用电器。

1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)利用多用电表既可以测电流、电压、电阻，还可以判断电路故障。   (√)

(2)用欧姆表测电阻，指针摆动的角度越大，则被测电阻越大。   (×)

(3)欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞。 (√)

(4)利用同一个挡位测不同阻值的电阻时要重新调零。 (×)

2．下列说法中正确的是(　　)

A．欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞

B．用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的

C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越大

D．用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小

A　[欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是不一样的，所以B错；用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越小，所以C、D错。]

3．根据题目要求填空。

(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。

甲　　　　　　　　　　乙

(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        。

[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T是欧姆调零旋钮，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20×1 kΩ＝20 kΩ。

[答案]　(1)①S　左端的“0”刻度　②欧姆挡的“×1”挡　③T　右端的“0”刻度　(2)20 kΩ

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，使指针处于左端电流零刻度位置。

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。使用多用电表前如果不仔细选好挡位和量程，可能会误用“μA”“mA”或“Ω”挡去测量电压，就有烧坏多用电表的危险。

3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔连入电路。

(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。

【例1】　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，将选择开关拔至“×10”的倍率档位上；

(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；

(4)测正向电阻时，将        (填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极；

(5)测量发现指针向右的偏角过大，为了得到准确的测量结果，应将选择开关旋转到        的倍率档位后(选填“×1”“ ×100”)，再次测量；

(6)测量完成后，将选择开关拨到        位置。

(7)以上实验过程中，缺少的实验步骤是                 。

[解析]　(4)黑表笔接内部电源的正极，所以测正向电阻时，将红表笔接二极管负极，将黑表笔接二极管正极。

(5)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，测量发现指针向右的偏角过大，说明电流过大，电阻较小，换“×1”倍率。

(6)测量完成后，将选择开关拔向“OFF”挡或交流电压最高挡位置。

(7)每次换挡位后都应该将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。

[答案]　(4)黑　(5)×1　(6)“OFF”挡或交流电压最高挡　(7)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零

使用多用电表时的注意事项

(1)极性：对于两表笔，红正黑负。

(2)功能：要明白测什么，对应什么功能区。

(3)调零：测电阻时需要进行两次调零，即机械调零与欧姆调零，并注意每次换挡后必须重新欧姆调零。

(4)根据测量项目，选择对应的刻度盘。

(5)直流电流和电压刻度是均匀的，读数时共用，但需按比例计算，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”。

(6)用欧姆挡测电阻的阻值为：读数×倍率。

1．某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：

(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的物理量是        ，测量结果为        。

(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的物理量是        ，测量结果为        。

(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的物理量是        ，测量结果为        。

[解析]　(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5 V，测量结果为1.25 V。

(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA。

(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为17×100 Ω＝1.7 kΩ。

[答案]　(1)直流电压　1.25 V　(2)直流电流　50 mA　(3)电阻　1.7 kΩ

1．故障种类及特点

电路故障一般有两种情况，即短路和断路。

(1)短路的特点：电路中有电流，但短路部分电压为零；被短路的用电器不工作，与之串联的用电器工作电流增大。

(2)断路的特点：在电源正常的情况下，断路部分电流为零，但断路处有电压，若干路断路则断路处电压等于电源电动势。

2．分析与检测方法

(1)电压表检测法

若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好，然后将电压表逐段与电路并联，若某一段电路电压表指针偏转，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，某一段电路电压表示数为零，则该段电路短路。

(2)多用电表检测法

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，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分有断路。

【例2】　(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作出判断(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。]

在用多用电表的电压挡进行测量电压时，一定要先从量程大的电压挡开始测量，在满足量程的条件下，量程越小越好，这样可以使示数明显，减少测量误差。在用电压挡去判断断路时，无示数，说明测量点等电势，即测量点是通路，否则测量点间肯定有断路。在用欧姆挡去测量判断断路时，首先要断开测量电路，然后再进行测量，如有示数，则测量点间是通路，无示数则为断路。

2．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

1．(多选)在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是(　　)

A．使用前检查指针是否指在电阻挡的“∞”处

B．每换一次挡位，都必须重新进行电阻挡调零

C．在外电路中，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔

D．测量时，若指针偏角较小，应换倍率较小的挡位来测量

ABC　[用欧姆挡测量电阻时，测量前应进行机械调零，即在电路断路的情况下，电流为零，看指针是否指在“Ω”刻度线“∞”处，A正确；换挡必须调零，B正确；电流的方向是“红进黑出”，即在外电路，电流从黑表笔流向红表笔，C正确；测量时，若指针偏转很小(靠近“∞”附近)，表明所选择的挡位太小，导致示数偏大，所以应选用倍率大一些的挡位进行测量，D错误。]

2．用多用电表测直流电压U和电阻R时，若红表笔插入正(＋)插孔，则(　　)

A．前者(测电压U)电流从红表笔流入多用电表，后者(测电阻R)电流从红表笔流出多用电表

B．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

C．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流也从红表笔流入多用电表

D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表

C　[电压表红表笔接外接电源的正极，电流从红表笔流入多用电表，而欧姆表的红表笔接内部电源的负极，电流从黑表笔流出，从红表笔流进。]

3．有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为：“×1”“×10”“×100”“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该(　　)

A．换用“×1 k”挡，不必重新调整调零旋钮

B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮

C．换用“×1 k”挡，必须重新调整调零旋钮

D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮

D　[某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，即读数较小，所选量程较大，应换用较小挡位，所以A、C错误。而换挡时必须重新调零，所以B错误，D正确。]

4．(多选)关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是(　　)

A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度

B．电阻刻度是不均匀的

C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应

D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应

ABC　[指针的偏转角度与通过表头的电流成正比，故直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度，选项A正确；通过表头的电流与被测电阻之间不是线性关系，故电阻刻度是不均匀的，选项B正确；多用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。]

5．关于多用电表欧姆挡的使用，

(1)测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过小，应将选择开关S拨至倍率        的挡位，重新进行        后测量。

(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5 V挡测量电压，则读数为        V。

[解析]　(1)测量电阻时如果指针偏转过小，所选挡位太小，应换大挡，应将选择开关S拨至倍率较大的挡住，即为×100，并重新进行欧姆调零后测量。

(2)如果是用×10挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为30×10 Ω＝300 Ω。

如果是用直流5 V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.1 V，其读数为2.20 V。

[答案]　(1)×100　欧姆调零　(2)①300　②2.20