2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版讲义：第七章实验九练习使用多用电表

实 验 九

练习使用多用电表

一、实验目的

1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。

2．会使用多用电表测电压、电流及电阻。

3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。

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。

突破点(一)　多用电表的使用和读数

[例1]　图(a)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1 000 Ω的定值电阻。

(1)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____________(选填“电流0刻度”“欧姆0刻度”)位置。

②调节可调部件K，使它的尖端指向__________(选填“×1 k”“×100”“×10”“×1”)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________(选填“电流0刻度”“欧姆0刻度”)位置。

④将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端，当指针摆稳后，读出表头的示数，如图(b)所示，再乘以可调部件K所指的倍率，得出该电阻的阻值Rx＝________。

⑤测量完毕，应调节可调部件K，使它的尖端指向“OFF”或交流电压“×500”位置。

(2)欧姆挡进行调零后，用“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是________。

A．这个电阻的阻值较小

B．这个电阻的阻值较大

C．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×1”挡，并且重新调零后进行测量

D．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×100”挡，并且重新调零后进行测量

[答案]　(1)①S　电流零刻度　②×100　③T　欧姆0刻度

④1 100 Ω　(2)BD

[由题引知·要点谨记]

1.考查多用电表测电阻的步骤[对应第1题]

1调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。

2选择开关置于“Ω”挡的“×1”处，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞。

3将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。

4选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。

5再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。

6使用多用电表时，电流总是“红入黑出”。

7测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。

2.考查多用电表的读数[对应第1④题]

1欧姆表的读数。

①为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。

②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。

③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。

2测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位。

[集训冲关]

1．(2018·盐城三模)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5 V)时的电阻。他选择的器材有：滑动变阻器(0～10 Ω)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电动势为3.0 V的电源；多用电表(电流挡：量程1 mA，内阻40 Ω；量程10 mA，内阻4 Ω；量程100 mA，内阻0.4 Ω)。

(1)在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。

(2)再将多用电表的选择开关旋至“100 mA”挡，将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与________(选填“1”或“2”)连接。

(3)闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50 V时，多用电表示数为8 mA，则该LED在额定电压时的电阻为________ Ω。

(4)为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①_______________________________________________；

②________________________________________________________________________。

解析：(1)由欧姆表的示数为150 Ω，说明此时二极管为正向电阻，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，所以此时红表笔与二极管的负极相连。

(2)此时多用电表当作电流表使用测量流过二极管的电流，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，所以此时红表笔应与2相连。

(3)根据欧姆定律可知：R＝＝ Ω＝312.5 Ω。

(4)由(3)可知，当二极管两端电压为2.5 V时，电流为8 mA(即最大电流)，所以为减小读数误差，应将多用电表的选择开关旋至“10 mA”挡测量电流，由于电压表的内阻为3 kΩ，而多用电表10 mA挡的内阻为4 Ω，二极管的电阻约为312 Ω，所以为了减小误差，应改用多用电表(电流挡)内接法。

答案：(1)负　(2)2　(3)312.5　(4)①将多用电表的选择开关旋至“10 mA”挡测量电流　②改用多用电表(电流挡)内接法

2．(2019·苏州一模)小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题。

(1)他先用多用电表测量某元件的电阻，操作如下：先选用欧姆表“×100”倍率挡开始测量，发现指针偏角过小，则应换用________(选填“×10”或“×1 k”)挡；换挡后必须将红表笔和黑表笔________，调零后再重新测量。

(2)为了弄清欧姆表有关问题，小明查阅资料后发现，欧姆表内部电路可等效为：一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(a)所示。为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1 k”挡位的内电阻，他设计了如图(b)所示的测量电路。

①将上述调零后的欧姆表接入电路时，红表笔应和______(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。

②将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使欧姆表的示数如图(c)所示，这时电压表的示数如图(d)所示。欧姆表和电压表的读数分别为________ Ω和________ V。

③调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ。

④据前面的实验数据计算得，此多用电表等效电源的电动势为________ V，该电阻挡的内电阻为________ kΩ。

解析：(1)多用电表的欧姆挡表盘的0刻线在右端，选“×100”挡时，发现指针偏转角过小，说明被测阻值较大，应改用较大挡即“×1 k”，换挡后必须将红表笔和黑表笔短接，调零后再重新测量。

(2)①电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接1，黑表笔接2；

②欧姆表读数＝倍率×表盘读数＝1 k×15.0 Ω＝15.0 kΩ＝1.5×104 Ω；电压表分度值是0.1 V，读数为3.60 V；

③由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值为12.0 kΩ；

④欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表“×1 k”挡位的内电阻为15.0 kΩ；根据闭合电路欧姆定律，电动势为：E＝U＋r＝4.00 V＋×15 V＝9.00 V。

答案：(1)×1 k　短接　(2)①1　②1.50×104　3.60　

③12.0　④9.00(9.0)　15.0

突破点(二)　用多用电表探索黑箱内的电学元件

[例2]　如图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”刻度线处，应先调整图中多用电表的________(选填“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________(选填“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。

[答案]　

(1)A　(2)短暂　(3)5.0　如图所示

[由题引知·要点谨记]

1．考查多用电表的使用[对应第(1)题]

(1)在使用多用电表前，若发现指针不在左边“0”刻度线处，应调整A处定位螺丝。

(2)在进行欧姆调零时，应让两表笔短接，调节B，使指针指到右边“0 Ω”处。

2．考查多用电表的操作技巧[对应第(2)题]

在试探两点间是否存在电源时，为了防止电流逆向流入电表进而烧毁电表，应进行试触。

3．考查用多用电表探索黑箱内电学元件的方法[对应第(3)题]

(1)电源的判断：用多用电表的电压挡试触如有示数，则说明存在电源。

(2)电阻的判断：欧姆表两表笔正、反接测量，如果示数不变，则为电阻。

(3)二极管的判断：欧姆表两表笔正、反接测量，如果示数差别很大，则为二极管。

(4)电容器的判断：欧姆表两表笔正、反接测量，如为电容器，则示数均很大。

 [集训冲关]

3．(2018·昆山月考)在“多用电表的使用”实验中：

(1)如图1所示，为一正在测量中的多用电表表盘。如果用电阻挡“×100”测量，则读数为__________ Ω；如果用“直流5 V”挡测量，则读数为________ V。

(2)甲同学利用多用电表测量电阻。他用电阻挡“×100”测量时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，操作顺序为________(填写选项前的字母)。

A．将选择开关旋转到电阻挡“×1 k”的位置

B．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0  Ω”

(3)乙同学利用多用电表测量图2和图3所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。以下操作正确的是______。

A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡两端的电压

B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡的电阻

C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3的电路测量通过小灯泡的电流

D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流

(4)丙同学利用多用电表探测图4所示黑箱时发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么该黑箱内元件的接法可能是下图中的________。

解析：(1)用“×100 Ω”挡测电阻，由图示可知，其读数为6×100 Ω＝600 Ω；如果用直流5 V挡测量电压，由图示可知，其分度值为0.1 V，其读数为3.60 V。

(2)欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为：ADC。

(3)电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，图2是测电压，图3是测电流，表笔位置正确。故选A、C。

(4)用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，说明E、G与F、G间可能有电源存在；用欧姆挡测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接E点，红表笔接F点时，电阻小，说明电流容易从E通过导体。若黑表笔接F点，红表笔接E点时，电阻很大，说明电流不能从F通过，这就说明E、F间有二极管且E与正极相连，故该黑箱内元件的接法可能是B。

答案：(1)600　3.60　(2)ADC　(3)AC　(4)B

4．如图所示，黑箱中有A、B、C三个接线柱，已知每两个接线柱间最多只有一个电器元件(可能有电源、定值电阻和二极管)。用多用电表对黑箱进行如下检测：

①将选择开关置于OFF挡

②将选择开关调到欧姆挡合适倍率，进行欧姆调零

③将选择开关调到直流电压挡位，两表笔分别检测任意两个接线柱，均无示数

④用两表笔进行检测，红黑表笔的位置和测量结果如下表

(1)正确的实验操作顺序为________；(填步骤前序号)

(2)黑箱内的电器元件应该有____________________；

(3)在图中画出电器元件的连接图。

解析：(1)先要确定有无电源，用电压挡，再用欧姆挡测量电阻值确定元件。则正确的实验操作为：③②④①。

(2)测量电阻时，电流由黑表笔流入电阻，由红表笔流出电阻，因红黑表笔接AB与接BA电阻相同，则AB间为电阻，接BC与CB电阻差别大，则BC间为二极管，B端为正极；接AC与CA电阻差别大，且比接BC时多了200 Ω，则AC间为一电阻与二极管串联；则其内部电路为电阻与二极管，综合可知其电路如图所示。

答案：(1)③②④①　(2)定值电阻和二极管　(3)见解析图

突破点(三)　用多用电表检测电路故障

[例3]　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。

(2)在开关闭合的情况下，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。为保证用电器的安全，检测时应让多用电表的红表笔接________(“5”或“6”)点接线柱。

(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤：

①将多用电表调至欧姆挡。

②将红、黑表笔短接，检查电阻挡能否正常工作。

③测量小灯泡的电阻，如果电阻为无穷大，说明________________。

[答案]　(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6　6

(3)③小灯泡有故障

[由题引知·要点谨记]

1.考查电路的故障问题[对应题干部分]

电路故障一般分为断路和短路两种。

1断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。

2短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联段电路被短路。若电压表示数不为零，则该并联段电路没有被短路或不完全被短路。

2.考查电路故障的判断方法[对应第123题]

1如闭合开关，电路中存在电源，应用多用电表的直流电压挡检查故障；如电路中没有电源，可以用多用电表的欧姆挡检查灯泡或导线的故障。

2开关闭合测得5、6间电压接近电源的电动势，说明多用电表与电源组成的闭合回路完好，故障在5、6两点之间。

3．使用多用电表检测故障的三点注意事项

(1)多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势。

(2)使用多用电表判断电路故障时，应采用“试触法”防止损坏电表。

(3)电流应从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表。

[集训冲关]

5．(2018·盐城期末)如图甲所示的实验电路出现故障，灯泡不亮，检查各接线柱连接良好，为查明原因某同学使用调好的多用电表来检查，断开开关S：

(1)将多用电表的选择开关旋转到直流电压10 V挡的位置，红表笔接A点、黑表笔接E点时多用电表指针位置如图乙所示，其读数为________。

(2)再将多用电表选择开关旋转到“×100”挡，调零后，红表笔接D点、黑表笔接E点时，指针偏角很大；将红黑表笔位置互换后，指针偏转较小，说明二极管完好且E点是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。

(3)请根据上述操作，判断电路故障的可能原因是什么。

解析：(1)读数为9.0 V，且A点为电源正极。

(2)红表笔接D点、黑表笔接E点时，指针偏角很大，说明二极管的电阻很小，即接的正向电压，根据红进黑出原理可知E点是二极管的正极。

(3)二极管接反了，也可能AB、BC、CD间有断路现象或小灯泡被短路。

答案：(1)9.0 V　(2)正极　(3)见解析

6．(2019·重庆模拟)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。他采用下列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的规格均为 2.5 V、1 W，滑动变阻器为 10 Ω、1 A)。

(1)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。

A．2.5 V　　　　　　　　 　B．10 V

C．50 V   D．250 V

(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，可以判断的故障是________。

A．灯A短路   B．灯B短路

C．c、d段断路   D．d、f段断路

表1

(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______。

表2

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)四节干电池的总电动势为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，因为电流必须从电压表正接线柱流入。

②表笔接d、f时电压表有示数，说明d、f与电源间不存在断路。d、f间存在断路，故D正确。

(3)欧姆表的刻度无穷大在左端，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，说明导线断路，故D正确。

答案：(1)B　(2)①a　②D　(3)D