2021届高考物理一轮复习专题十二实验与探究考点二电学实验实验十练习使用多用电表教学案(含解析)

1、ffi针宦位螺丝选择开关rTiip naw红表笔插孔®-二黑表笔插仇实验十练习使用多用电表根底点靈难点根底点1. 多用电表及欧姆表内部电路图iriEy rA fh«Iw-jII2. 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。3. 实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线假设干、小灯泡、二极管、定值电阻 中、小)三个。4. 实验步骤(1) 观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量工程及量程。(2) 检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。假设不指零，那

2、么可用小螺丝刀 进行机械调零。 将红、黑表笔分别插入“ + “ 插孔。(4) 按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，闭合开关，测小灯泡两端的电压。(5) 按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，闭合开关，测量通过小灯泡 的电流。(6) 用多用电表测电阻的步骤 调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。 将选择开关置于“Q挡的“X 1挡，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8。 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,再与标定值进行比拟。 选择开关改置“X 100挡，重新进行欧姆调零。 再将两表笔分别接触标定值为

3、几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔,与标定值进行比拟。 测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF挡。5 数据处理(1) 测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效 数字。(2) 测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，假设表盘的最小刻度为 0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻 度位数相同即可。重难点一、实验原理1.多用电表(1) 外部构造多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其外表结构如下图。吃 LkcL.41y广表头ffi针忌位s樂选抒开更其外表分为上

4、、下两局部，上半局部为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“8，右端标有“ 0，是用于测电阻的，中间的刻度线是用于测直流、交流电流和 电压的，其刻度是分布均匀的，最下面一条刻度线左侧标有“V ，是交流2.5 V专用，其刻度是不均匀的。多用电表外表的下半局部为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。 将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流； 中选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。多用电表外表还有一对正、负插孔。红表笔插“ + 插孔，黑表笔插“插孔， 插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮，用它可进行欧姆调零。另外，在表盘和选择开关之间还有一个 机械调零旋钮，用它可以进

5、行机械调零，即旋转该调零螺丝， 可使指针(在不接入电路中时)指在左端“ 0刻线。(2) 内部构造多用电表是由一个小量程的电流表与假设干元件组成的，如下图，每进行一种测量时，只使用其中一局部电路，其他局部不起作用。如图中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对应的测量端。多川电丧电路2 测电流、电压的原理测电流和电压的原理与电流表和电压表改装原理相同。(1) 直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。(2) 直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由

6、同一表头串联不同电阻改装而成的几 个量程不同的电压表。3 欧姆表的原理(1)构造：欧姆表由电流表G电池、调零电阻 R和红、黑表笔组成。A1红表笔XJ-丄黑表笔-4 I(2) 工作原理：由闭合电路的欧姆定律I = » 上丄d，可知R与电流I相对应。R十R十r十R<(3) 刻度的标定：红、黑表笔短接 (被测电阻R = 0)时，调节调零电阻 R使I = lg,电 流表的指针到达满偏。 当I = lg时，R= 0,在满偏电流I g处标为“ 0 (图(甲)。 当1= 0时，RT8,在| = 0处标为“a (图(乙)。Ig 当1= 2时，R+ R+ r，此电阻等于欧姆表的内阻，也叫中值电阻

7、(图(丙)。(4) 电源极性：红表笔接内部电源负极，黑表笔接内部电源的正极。4.二极管的单向导电性(1) 晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲 所示。(2) 晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管 加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电 阻很大，电路截止，如图丙所示。不亮1 |丙(3) 将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接 “正极， 红表笔接“负极时，电阻示数较小， 反之电阻示数很大， 由此可判断出二极管 的正、负极。二、误差分析 1偶然误差(1

8、) 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，使指针在中值附近。(3) 读数时的观测易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。2系统误差(1) 电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。(2) 测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。三、考前须知1多用电表使用的“七注意(1) 使用前要机械调零。(2) 两表笔在使用时，电流总是“红入黑出。(3) 选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流。(4) 电压、电流挡为量程范围挡

9、，欧姆挡为倍率挡。(5) 刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流 2.5 V 专 用。(6) 测电阻时 待测电阻与电路、电源一定要断开。 两手一定不要同时接触两笔金属杆。 指针指中值附近较准，否那么换挡。 每换一挡必须重新欧姆调零。 读出示数要乘以倍率。(7) 使用完毕，选择开关要置于“ OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。2表内电源正极接黑表笔， 负极接红表笔， 但是红表笔插入“孔， 黑表笔插入“ 孔，注意电流的实际方向。3区分“机械零点与“欧姆零点。机械零点是表盘刻度左侧的“ 0位置， 调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“ 0位置，

10、调整的是欧姆挡的调 零旋钮。4在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯 泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否那么极易烧坏二极管。5测电学黑箱时， 一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源， 无电源方可用欧姆挡。四、实验改良可用数字式多用电表替代机械指针式多用电表。优点：(1) 测量读数方便。(2) 测量精度高。缺点：学生对数字式多用电表的测量原理和内部结构难以掌握。命题法解题法考法综述练习使用多用电表是技能应用型实验，其中欧姆表的读数及使用方法是测试的重点，并且由于高考命题越来越注重和实际的结合，所以本实验应给与足够重视，今后像用多用电表判断电路故障以及判断电

11、学元件的组合等也会有所表达。在复习本实验时应掌握以下内容：2种构造多用电表的外部构造、内部构造1种原理一一欧姆表的原理多种使用一一用多用电表测电压、电流、电阻、探索黑箱、检测故障等。命题法1对多用电表的认识及读数典例1在“测金属丝电阻率实验中： 测长度时，金属丝的起点、终点位置如以下图(a)所示，那么长度为 cm;(2) 用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(b)，那么直径为 mm(3) 用多用电表“X 100欧姆挡估测其电阻，示数如图(c)，那么阻值为Q;用此多用电表进行测量，中选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，指针位于图(d)位置，那么所测电流为 mA中选用的量程为 250 mA的电流

12、挡测量电流时，指针仍位于图(d)位置，那么所测电流为 mA(5) 中选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时，表针也位于图 (d)位置，那么所测电压 为V;假设选用量程为50 V的直流电压挡测量电压时，表针位于图 (d)位置，那么所测电压为V。答案(1)60.50(2)1.980(3)500(4)23.0115(5)4.623.0解析(1)图(a)中，金属丝的长度I = 70.50 cm 10.00 cm = 60.50 cm ;(2)金属丝直径： D= 1.50 mm + 48.0 X 0.01 mm= 1.980 mm ;欧姆表的示数为 500 Q ;选用量程为50 mA时，其最小刻度为

13、1 mA,故对应的读数为 23.0 mA;中选用的量 程为250 mA时，最小刻度为 5 mA,故对应的读数为 115 mA;(5)选用量程为10 V时，其最小刻度为 0.2 V，故对应的读数为 4.6 V ;假设选用量程为 50 V，最小刻度为1 V，那么其读数为23.0 V。|轨 |【解题法】欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧(1) 欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘 左R右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度 重合。 刻度不均匀：左密右疏。 欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开

14、始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧处)。(2) 读数技巧 欧姆表的读数1 2a.为了减小读数误差，指针应指在表盘3到2的局部，即中央刻度附近。33b 除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Q时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。c.电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。 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。命题法2多用电表的使用典例2为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。泊)(1) 用多用表测量该元件的电阻，选用“

15、X 100倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择 倍率的电阻挡(填：“X 10或“X 1 k )，并 再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为 Qo(2) 将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、开关及假设干 导线连接成电路如图(b)所示。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到 挡(填：“直流电压10V或“直流电压50 V)o答案(1) X 10 欧姆调零 70 (2)连线见解析直流电压10 V解析(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“X 100倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，说明

16、电阻较小，因此需选择“X 10倍率的电阻挡，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如题图(a)所示，测量结果为 70 Qo(2)要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路，添加连线如下图，本实验 中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到直流电压10 V挡。【叙 I【解题法】用多用电表测电阻的方法(1) 调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。(2) 将选择开关置于“Q挡，依据电阻的估计值选择倍率，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“ a。(3) 将两表笔分别接触电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔。(4) 假设指针偏角偏大或偏小，需更换小倍率或大倍率，那么重新

17、进行欧姆调零后再测量。(5) 测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“ OFF挡。命题法3用多用电表探索黑箱类问题典例3如图甲所示为一黑箱，黑箱内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接黑箱内电池的正极：川卩图乙(1) 为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量： 用多用电表的电阻挡测量 a b间的电阻。 用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压。 用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流。你认为以上测量中不妥的有 (填序号)，理由是(2) 该同学用多用电表粗测某电阻的阻值，已经调零且选择开关指向电阻挡“x10挡位，发现指针的偏转角度太大，这时他应将

18、选择开关旋至电阻挡“ '挡位(填“x 100或“x 1)；调零后测量，表盘读数如图乙所示，那么该电阻的阻值为 Qo(3) 黑箱内的电路可看成一个“等效电源，a、b是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图丙所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了 U-I坐标系，根据实验数据画出了坐标点，如图丁所示。请你做进一步处理，并由图象求出等效电源的电动势E=V,内阻r =Qo答案 见解析 (2) XI 12(3)1.450.75解析 不妥的步骤是和。中多用电表的电阻挡不能直接测量带电源电路的电阻；中用电流挡直接测量a、b间的输出

19、电流可能会造成电源短路。(2)用多用电表电阻挡进行测量时，如果指针偏转角度太大，说明所测电阻的阻值小， 应中选用小倍率挡位进行测量，即“X 1挡，根据题图读数可得电阻为12 Qo(3)如下图，作出U-I图象，图线与纵轴的交点表示等效电源的电动势E,约为1.45 V;图线的斜率表示等效电源的内阻，取纵坐标为1.45 V和1.15 V的两个点，贝U r =普=1.45 1.15Q = 0.75 Qo0.4I奴 I【解题法】用多用电表探索黑箱内的电学元件探究工程应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相冋二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容

20、器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“8，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“8逐渐减小到某一较小固定示数命题法4用多用电表检测电路故障典例4如下图的电路中，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，应中选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应中选用多用电表的 挡。(2) 在开关闭合的情况下，假设测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，那么说明可能有故障。(3) 将小灯泡拆离电路，写出用多用电表

21、检测该小灯泡是否有故障的具体步骤：答案(1)电压欧姆(2) 开关或连接点5、6(3) 将多用电表调至欧姆挡。将红、黑表笔短接，检查欧姆挡能否正常工作。测量小灯泡的电阻，如果电阻为无穷大，说明小灯泡有故障解析(1)在连接点1和2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各元件两 端的电压；连接点 1和2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量。(2) 在开关闭合时，假设测得 5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障。(3) 把小灯泡拆离电路后，检测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，说明灯泡断路。【叙 I【解题法】多用电表对电路故障的检测(1) 断

22、路故障的检测方法 将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。a. 将电压表与电源并联，假设电压表示数不为零，说明电源良好，假设电压表示数为零， 说明电源损坏。b. 在电源完好时，再将电压表与外电路的各局部电路并联。假设电压表示数等于电源电 动势，那么说明该局部电路中有断点。 将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中， 假设电流表的示数为零，那么说明与电流表串联的局部电路断路。 用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，假设有阻值(或有电流)说明元件完好，假设电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。不能用欧姆表检测电源的情况。(2) 短路故障的检测方法 将电压表与电源

23、并联，假设电压表示数为零，说明电源被短路；假设电压表示数不为零， 那么外电路的局部电路不被短路或不完全被短路。 用电流表检测，假设串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。趣对点题必刷题1.某实验小组研究两个未知元件 X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k Q)、电流表(内阻约为1 Q)、定值电阻等。 使用多用电表粗测元件 X的电阻。选择“X 1欧姆挡测量，示数如图1(a)所示,读数为Q。据此应选择图1中的填“ (b) 或“ (c) 电路进行实验。(2)连接所选电路，闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐(填“增大或“减小)；依次记录电流及相应的电压；将元

24、件X换成元件Y,重复实验。(3)图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件 (填“X或“ Y)是非线性元件。>-|«*和Efr(b)图2 该小组还借助 X和Y中的线性元件和阻值 R= 21 Q的定值电阻，测量待测电池的电 动势E和内阻r,电路如图2(b)所示，闭合 S和S2,电压表读数为3.00 V ;断开S2,读数 为1.00 V。利用图2(a)可算得E=V, r =Q (结果均保存两位有效数字，视电压表为理想电压表)。答案 (1)10.0 b (2)增大 (3) Y (4)3.20.50解析 测量值=读数X倍率，故测量结果为10.0 X 1 Q = 10.0

25、Q,因 R = 10.0 QVFAR/ 3000 Q, R属于小电阻，故测量电路应采用电流表外接法。(2) 滑片P向右滑动时测量电路两端的电压增大，故电流表的示数也增大。(3) 非线性元件的U-I图线是曲线。(4) 由图 2(a)可知 U1 = 3.00 V时 |1 = 0.30 A, U2= 1.00 V时 I 2= 0.10 A,根据闭合电路 欧姆定律有 E= 3.00 + 0.30 X r, E= 1.00 + 0.10 X( r + 21)，解得 E= 3.15 V 3.2 V, r = 0.50 Q。2 现要测量一个未知电阻R的阻值，除 R外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；

26、一个电池组E电动势6 V);一个滑动变阻器F(020 Q,额定电流1 A);两个相同的电流表O G(内阻 Fg= 1000 Q,满偏电流Ig= 100卩A);两个标准电阻(R = 29000 Q, F2= 0.1 Q);一个开关S、导线假设干。(1) (多项选择)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“X 10挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，以下判断和做法正确的是(填字母代号)。A. 这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B. 这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C. 如需进一步测量可换“X 1挡，调零后测量D. 如需进一步测量可换“X 1 k 挡，调

27、零后测量(2) 根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出 实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。答案(1)AC(2)如下图解析1根据指针偏角很大可知待测电阻阻值很小，应换“X 1挡位，重新调零后测量，所以选项A、C正确。2根据实验目的可知需测量待测电阻的电压、电流，为此需要将其中一个电流表OG改装成一个电压表将电流表OG与R串联，改装后量程为 3 V，将另一个电流表将电流 表OG与R2并联改装成一个电流表，量程为 1 A，然后用改装后的电表采用“伏安法测 电阻RX,由于R阻值较小，所以采用电流表外接法。滑动变阻器采用“限流式接法，可 使电路能耗较小。

28、设计电路见答图。3 某照明电路出现故障，其电路如图 1所示，该电路用标称值 12 V的蓄电池为电源， 导线及其他接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50V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。t t薈电池1断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图 2所示，读数为V,说明正常选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯泡。 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同，可判定发生故障的器件是 选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯泡。答案 111.511.211.8之间的值均可 蓄电池 2小灯解析1根据题意，应按照 050 V刻度线读数，其最小刻度为1 V

29、，读数时估读到下一位，那么读数为 11.5 V。所测电压应为蓄电池的端电压，略小于其标称值，说明蓄电池正常。(2)断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表示数仍为蓄电池的端电压，说明小 灯泡损坏，导致 b、c间电路不通。4某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得出电压表的内阻为3.00 X 103 Q,此时电压表的指针也偏转了。多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“ 15，表内电池电动势为 1.5 V，那么电压表的示数应为V(结果保存两位有效数字)。图11(2)为了更准确地测量该电压表的内阻FV,该同学设计了图2所示

30、的电路图，实验步骤如下:A. 断开开关S,按图2连接好电路；B. 把滑动变阻器 R的滑片P滑到b端；C. 将电阻箱R)的阻值调到零；D. 闭合开关S;E移动滑动变阻器 R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V位置；F. 保持滑动变阻器 R的滑片P位置不变，调节电阻箱 R的阻值使电压表指针指到 1.5 V 位置，读出此时电阻箱 R的阻值，此值即为电压表内阻R的测量值；G. 断开开关So实验中可供选择的实验器材有：a. 待测电压表b. 滑动变阻器：最大阻值 2000 QC.滑动变阻器：最大阻值d. 电阻箱：最大阻值e. 电阻箱：最大阻值 f .电池组：电动势约g.开关，导线假设干按照这位同学设计的实验方法，答复以下问题： 要使测量更精确，变阻器中选用10 Q9999.9 Q,阻值最小改变量为0.1 Q999.9 Q,阻值最小改变量为0.1 Q6V，内阻可忽略除了选用电池组、导线、 开关和待测电压表外，还应从提供的滑动填“b或“ c，电阻箱中选用 填“d或“ e°R真填“或 “v; 电压表内阻FV的测量值R测和真实值R真相比,假设FV越大,填“大或“小答案解析11.02 c d 小1由图1知所选用的倍率挡为“X 100，故在该倍率下多用表欧姆挡的内阻R=15X 1