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实验十二:练习使用多用电表
课时作业
1.某实验小组的同学在实验室练习多用电表的使用。
(1)某同学用多用电表的电流挡,测得电流如图指针所示,此时电流为8.3 mA,则该同学所选电流表量程为　　　　。
(2)若用多用电表的电阻挡正确测量了一个15.0 Ω的电阻后,需要继续测量一个大约为3 kΩ的电阻,请选出正确且需要的选项并按操作顺序排列　　　　。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的定位螺丝,使表针指向“0”
B.将红表笔与黑表笔接触
C.把选择开关旋转到“×1 k”
D.把选择开关旋转到“×100”
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向电阻表盘零点
解析:(1)根据多用电表的读数可知,所选电流表的量程为0~10 mA。
(2)由于欧姆表的中值电阻为15 Ω左右,所以要测量3 kΩ左右的电阻时,首先应换挡,把选择开关旋到×100的位置,然后再重新调零,即操作顺序应是DBE。
答案:(1)0~10 mA　(2)DBE
2.(2024·浙江6月选考)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用“×100”挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用　　　　(选填“×10”或“×1 k”)挡重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管　　　　(选填“正极”或“负极”)。
(2)图甲是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接　　　　(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱,Q应连接　　　　(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱。某次选用多用电表量程为50 mA挡测量,指针如图乙所示,则电流I=　　　　　mA。
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图丙所示,说明该二极管是　　　　　(选填“线性”或“非线性”)元件,正常发光时电压在　　　　V范围。
解析:(1)指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用×1 k挡继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
(2)实验要求电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据题图丙可知电压表选取0~3 V量程,故Q接d;多用电表量程为50 mA,分度值为1 mA,需要估读到0.1 mA,故电表的读数为45.0 mA。
(3)根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9~2.5 V范围。
答案:(1)×1 k　负极　(2)a　d　45.0
(3)非线性　1.9~2.5
3.科技实践小组的同学们应用所学电路知识,对“一抽到底”的纸巾盒进行改装,使纸巾剩余量可视化。同学们使用的器材有:电源(E=1.5 V,内阻不计)、定值电阻(R0=6 Ω)、多用电表、铅笔芯如图甲中AB所示、导线若干、开关。
(1)用多用电表测量一整根铅笔芯的电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针的偏转角度很大,因此需选择　　　　(选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,并需　　　　(填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图乙所示,测量结果为　　　　 Ω。
(2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边,截取一段导线固定在挡板C,并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动,请完成题图甲中的电路连接。
(3)不计多用电表内阻,多用电表应该把选择开关旋至“mA挡”,量程为0~　　　　(选填“2.5”“25”或“250”)mA。
(4)将以上装置调试完毕并固定好,便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度,设铅笔芯总电阻为R,总长度为L,不计多用电表内阻,则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I=　　　　　　　(用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来,并进行标示,从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
解析:(1)多用电表选择电阻挡,指针的偏转角度很大,说明读数很小,电阻挡的倍率较高,则需选择“×1”倍率的电阻挡,并需要重新欧姆调零后进行测量,由题图乙可知测量结果为12×1 Ω=
12 Ω。
(2)将多用电表选择开关旋至合适的直流电流挡,根据电流由红表笔流入多用电表,由黑表笔流出多用电表可知,红表笔接C,黑表笔接电源负极,完整的电路图如图所示。
(3)纸巾盒装满纸巾时,铅笔芯接入电路电阻为零,此时多用电表示数最大,则最大电流为I==0.25 A=250 mA,则多用电表所选量程为0~250 mA。
(4)纸巾剩余厚度为h时,铅笔芯接入电路电阻R′=R,根据闭合电路欧姆定律,有I=,解得I=。
答案:(1)×1　欧姆调零　12　(2)见解析图
(3)250　(4)
4.(1)用多用电表检查电路故障。电路如图甲所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为电源,导线及其连接完好,使用多用电表直流50 V挡检测故障。
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　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)正常。
②红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)。
(2)如图丙所示,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置,利用多用电表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表:
丙
接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3
U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于　　　　之间,电容器C处于　　　　之间,电阻RA处于　　　　之间。(选填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
解析:(1)①用多用电表的电压挡分析故障时,多用电表有示数说明电源和多用电表等组成了闭合回路,可能与多用电表并联的部分电路发生故障,而与多用电表串联的部分未发生故障,若多用电表无示数则正好相反,根据这个原理,a、c间接上多用电表电压挡,断开开关,表针偏转,说明蓄电池正常。②a、b间接上多用电表电压挡,断开开关时,表针不偏转;闭合开关后表针偏转,说明开关和保险丝正常。
(2)用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器C在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为RA,3和4之间电阻为RB。
答案:(1)①11.5　蓄电池　②小灯泡　
(2)2和3　1和4　1和2(共22张PPT)
实验十二:练习使用多用电表
实验基础·必备
原理装置图 操作要求 注意事项
1.电阻挡内部电路简化如图所示。 1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 2.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度。若不指零,则可用小螺丝刀调整指针定位螺丝进行机械调零。 3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 1.使用前要 调零。
2.两表笔在使用时,要保证电流总是“ 笔流入, 笔流出”。
机械
红
黑
4.测量小灯泡的电压和电流 (1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量小灯泡两端的电压。 (2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。 3.测量电阻时
(1)指针指在中值附近误差较小,指针偏转过大换小倍率,指针偏转过小换大倍率。
(2)每换一挡必须重新进行 调零。
(3)读出示数要乘 。
欧姆
倍率
5.测量定值电阻 (1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适倍率的电阻挡,把两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡的“0”刻度处。 (2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。 (3)用读数乘所选挡位的倍率,即得测量结果。 (4)测量完毕,将选择开关置于“OFF”挡。 4.使用完毕,选择开关应置于“OFF”挡,长期不用应取出电池。
多用电表的拓展使用
测量二极管正、反向电阻 (1)二极管:正向电压电阻小,反向电压电阻大。 (2)用多用电表电阻挡测二极管的电阻,若指针偏角很大,则黑表笔接触的是二极管的正极;若指针偏角很小,则黑表笔接触的是二极管的负极 多用电表检测电路故障 电流挡:串联接入电路,示数为零→串联部分断路 电压挡:并联待测部分,示数为零→无法判断;示数等于电动势→并联部分断路,缩小范围定位故障点 电阻挡:元件断电后接表笔,电阻无穷大→元件断路;电阻为零→元件短路 探测电学“黑箱”内的电学元件
电压挡测电源:正、反接均无示数→无电源
电阻挡测元件(断电检测)
①正、反接示数相同→定值电阻
②正接示数小、反接示数大→二
极管
③指针先小阻值,后渐至“∞”→电
容器
④指针先“∞”,后渐至较小固定值→电感线圈
考点一
教材原型实验
实验技能·提升
【典例1】 (中等)多用电表是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动　　　　　　　(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
指针定位螺丝
解析:(1)①使用多用电表欧姆挡测电阻时,应先旋动指针定位螺丝,使指针对准电流挡的“0”刻度;
③将红、黑表笔短接,旋动　　　　　　　(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的　　　　(选填“0”或“∞”)刻度线;
欧姆调零旋钮
0
解析:③选挡后,应将红、黑表笔短接,旋动欧姆调零旋钮,使指针对准电阻挡的“0”刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为　　　　 Ω。
200
解析:④将两表笔分别与待测电阻相接,由于选择开关K位于电阻挡“×10”的位置,多用电表的示数如题图乙所示,则待测电阻的阻值为Rx=20×10 Ω=
200 Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1 000”的位置
B.将K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
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
ADC
解析: (2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应将K旋转到电阻挡“×1000”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零,最后将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接,完成待测电阻的测量,所以正确的操作顺序为ADC。
(3)下图中关于多用电表的使用,操作正确的是　　　　。

A.测电压时,图丙中红、黑表笔接法错误
B.测电流时,应按图丁连接方式测量
C.测电阻时,可以按图戊连接方式测量
D.按图己连接方式可测得二极管的反向电阻
B
解析: (3)根据多用电表使用时,电流从红表笔流入,黑表笔流出,即“红进黑出”可知,测电压时,题图丙中红、黑表笔接法正确,A错误;测电流时,应按题图丁连接方式测量,B正确;测电阻时,应将待测电阻与电源断开,C错误;按题图己连接方式,电流正向通过二极管,可测得二极管的正向电阻,而不是反向电阻,
D错误。故选B。
考点二
实验创新与拓展
【典例2】 (中等)如图甲所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管),每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,小华同学用多用电表进行了如下探测:用多用电表电阻挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如表。
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
(1)在图乙虚线框中画出黑箱内的电路结构图。
答案及解析:(1)AC与CA间电阻相同,说明AC间是定值电阻,在测量BC之间电阻时,黑表笔接C时电阻很小,接B时电阻很大,说明BC之间有二极管,而且C接二极管的正极,则电路如图所示。
(2)小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值,又进行了如下实验:
①如图丙所示,将电源(电动势未知,内阻不计)、电阻箱、开关连接,将e与
　　　　(选填“A”或“B”)相连,f与　　　　(选填“A”或“B”)相连,A、B之间再接入一个电压表,闭合开关,改变电阻箱R的阻值大小,读出多组对应的电压表示数,记录为U1。
②将e、f按照正确方式与A、C相连,闭合开关,改变电阻箱R的阻值大小,读出对应的电压表示数,记录为U2。
B
A
解析:(2)①因为电流从A到B才能正向流过该二极管,且f与电源正极相连,故f接A,e接B。
感谢观看实验十二:练习使用多用电表
实验原理 实验操作 注意事项
1.电阻挡内部电路简化如图所示。 2.根据闭合电路欧姆定律可知: (1)当红、黑表笔短接时,Ig=。 (2)当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=。 (3)当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。 1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 2.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度。若不指零,则可用小螺丝刀调整指针定位螺丝进行机械调零。 3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 4.测量小灯泡的电压和电流 (1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量小灯泡两端的电压。 (2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。 5.测量定值电阻 (1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适倍率的电阻挡,把两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡的“0”刻度处。 (2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。 (3)用读数乘所选挡位的倍率,即得测量结果。 (4)测量完毕,将选择开关置于“OFF”挡。 1.使用前要机械调零。 2.两表笔在使用时,要保证电流总是“红笔流入,黑笔流出”。 3.测量电阻时 (1)指针指在中值附近误差较小,指针偏转过大换小倍率,指针偏转过小换大倍率。 (2)每换一挡必须重新进行欧姆调零。 (3)读出示数要乘倍率。 4.使用完毕,选择开关应置于“OFF”挡,长期不用应取出电池。
多用电表的拓展使用
测量二极管正、反向电阻 (1)二极管:正向电压电阻小,反向电压电阻大。 (2)用多用电表电阻挡测二极管的电阻,若指针偏角很大,则黑表笔接触的是二极管的正极;若指针偏角很小,则黑表笔接触的是二极管的负极 多用电表检测电路故障 电流挡:串联接入电路,示数为零→串联部分断路 电压挡:并联待测部分,示数为零→无法判断;示数等于电动势→并联部分断路,缩小范围定位故障点 电阻挡:元件断电后接表笔,电阻无穷大→元件断路;电阻为零→元件短路 探测电学“黑箱”内的电学元件 电压挡测电源:正、反接均无示数→无电源 电阻挡测元件(断电检测) ①正、反接示数相同→定值电阻 ②正接示数小、反接示数大→二极管 ③指针先小阻值,后渐至“∞”→电容器 ④指针先“∞”,后渐至较小固定值→电感线圈
考点一　教材原型实验
【典例1】 (中等)多用电表是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动　　　　　(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动　　　　　　　(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的　　　　(选填“0”或“∞”)刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为　　 Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1 000”的位置
B.将K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
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
(3)下图中关于多用电表的使用,操作正确的是　　　　。
A.测电压时,图丙中红、黑表笔接法错误
B.测电流时,应按图丁连接方式测量
C.测电阻时,可以按图戊连接方式测量
D.按图己连接方式可测得二极管的反向电阻
解析:(1)①使用多用电表欧姆挡测电阻时,应先旋动指针定位螺丝,使指针对准电流挡的“0”
刻度;
③选挡后,应将红、黑表笔短接,旋动欧姆调零旋钮,使指针对准电阻挡的“0”刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,由于选择开关K位于电阻挡“×10”的位置,多用电表的示数如题图乙所示,则待测电阻的阻值为Rx=20×10 Ω=200 Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应将K旋转到电阻挡“×1000”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零,最后将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接,完成待测电阻的测量,所以正确的操作顺序为ADC。
(3)根据多用电表使用时,电流从红表笔流入,黑表笔流出,即“红进黑出”可知,测电压时,题图丙中红、黑表笔接法正确,A错误;测电流时,应按题图丁连接方式测量,B正确;测电阻时,应将待测电阻与电源断开,C错误;按题图己连接方式,电流正向通过二极管,可测得二极管的正向电阻,而不是反向电阻,D错误。故选B。
答案:(1)①指针定位螺丝　③欧姆调零旋钮　0
④200　(2)ADC　(3)B
考点二　实验创新与拓展
【典例2】 (中等)如图甲所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管),每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,小华同学用多用电表进行了如下探测:用多用电表电阻挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如表。
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
(1)在图乙虚线框中画出黑箱内的电路结构图。
(2)小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值,又进行了如下实验:
①如图丙所示,将电源(电动势未知,内阻不计)、电阻箱、开关连接,将e与　　　　(选填“A”或“B”)相连,f与　　　　(选填“A”或“B”)相连,A、B之间再接入一个电压表,闭合开关,改变电阻箱R的阻值大小,读出多组对应的电压表示数,记录为U1。
②将e、f按照正确方式与A、C相连,闭合开关,改变电阻箱R的阻值大小,读出对应的电压表示数,记录为U2。
③分别作出-R和-R图像,发现两图线均为直线,若直线纵截距分别为a1、a2,斜率分别为k1、k2,则电源电动势为　　　　,黑箱内定值电阻阻值为　　　　,二极管正向电阻值为　。
解析:(1)AC与CA间电阻相同,说明AC间是定值电阻,在测量BC之间电阻时,黑表笔接C时电阻很小,接B时电阻很大,说明BC之间有二极管,而且C接二极管的正极,则电路如图所示。
(2)①因为电流从A到B才能正向流过该二极管,且f与电源正极相连,故f接A,e接B。
③e与B、f与A相连时,A、B之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压,设电源电动势为E,二极管正向电阻为RD,定值电阻阻值为R0,则由题意得U1=E×,即=×
R+,故在-R关系图像中,纵截距a1=,斜率k1=,故电源电动势E=。同理可得U2=E×,即=×R+,故在-R关系图像中,纵截距a2=,斜率k2=,故电源电动势E=,定值电阻R0=。在-R关系图像中,将a1=,R0=代入k1等式中,可得二极管正向电阻阻值RD=-。
答案:(1)图见解析　(2)①B　A　③或　　-

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