2.2 实验：练习使用多用电表（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

第2节　实验：练习使用多用电表 物理观念 科学探究 科学态度与责任 1.掌握多用电表的构造和各部分功能。 2．掌握多用电表的读数方法。 3．掌握多用电表的使用步骤和方法，能够用多用电表测量二极管的正负极。 　　动手操作，学会用多用表测电流、电压、电阻。 　　培养学生探索、发现、勇于创新的精神。 一、认识和调整指针式多用电表 1．找到中心位置的选择开关，看看它的周围分哪几个区域，各有哪几个量程。 2．观察多用电表上方的表盘，包括指针和刻度，看它有几条刻度线，分别对应着哪些测量区域。要注意指针是否指零，如果有偏差，可以用螺丝刀旋转“指针定位旋钮”(位于指针的转轴处)，将指针旋至左边零位置。 3．把选择开关旋转到电阻挡某一量程处，将两支表笔直接接触，观察指针指在何处，再调节__“电阻调零旋钮”，使指针指到电阻的零刻线处。 二、测电阻 1．先选择电阻挡的某一挡位，例如“×100”挡，进行“电阻调零”，使指针指到电阻的零刻线处。 2．分别用两支表笔接触待测电阻的两端，观察指针指示的位置。如果偏转角度过大或过小，应改变量程，每次改变量程后都要重新进行“电阻调零”，再正确测量并读取数据，然后乘以相应的倍率，即得到待测电阻的阻值。 注意：待测量的电阻必须脱离电源，测量时不要两只手同时接触电阻的两端。 判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (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)多用电表是借助了闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点制成的。(　　√　　) (3)欧姆表各挡位刻度都是从0到∞。(　　√　　) (4)欧姆表表盘上的刻度是均匀的。(　　×　　) (5)欧姆表的红表笔接内部电源的正极。(　　×　　) (6)使用欧姆表时，每换一次挡都需要重新进行欧姆调零。(　　√　　) (7)两表笔短接时，电流表满偏，意味着此时待测电阻为0。(　　√　　) (8)用欧姆表测电阻，指针摆动的角度越大，则被测电阻越大。(　　×　　) 探究点一___用多用电表测电压、电流和电阻 王同学在如图所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表直流2.5 V电压挡进行检测。 [问题设计] 王同学应当怎样进行检测？ 提示：将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障；将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近2.5 V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良(即存在断路)。 一、用多用电表测电压和电流的步骤 (1)调整指针定位旋钮，使指针指向电流的零刻度。将红黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。 (2)预估所测电压或者电流的大小，选择合适的量程(选择开关指向量程位置)。 量程选择：①注意不能超量程；②量程不能太大，一般测量值在满刻度的处与满刻度之间最好。 (3)测量电压时，应将两个表笔与待测电路并联，测量电流时，将电表与待测电路串联，电流由红表笔流进电表，即红表笔接高电势点。 (4)根据量程选择刻度盘进行读数。 二、多用电表测电阻 (1)调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。将红黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。 (2)估计所测电阻的阻值，选取挡位。估计的阻值除以挡位，指针指在表盘中央偏右的位置最好。 (3)将选择开关置于“Ω”挡所选的挡位，短接红、黑表笔，调节电阻调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞。 (4)将所测部分与电路其他部分断开，将两表笔分别接触电阻两端。 (5)读出指示的数值乘以倍数得到电阻值。 (6)如果指针偏转过大，需要换小一点的挡位重新测量，如果偏转过小，需要换较大一点的挡位重新测量，每次换挡位都需要重新进行欧姆调零。 (7)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 三、注意事项 1．多用电表测电压、电流和电阻的注意事项 (1)使用前要机械调零。 (2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出。 (3)测电阻时注意： ①测电阻必须把待测电阻隔离。 ②牢记两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零。 ③合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近。 ④读数时应乘相应的倍率。 ⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读。 ⑥电池用旧后，电压会变小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。 2．多用电表的读数 (1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线： 欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线。 (2)电压表、电流表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。 【例1】 在练习使用多用电表的实验中： (1)某同学连接的电路如图所示。 ①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流； ②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的阻值； ③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。 (2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若________。 A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 B．测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量 C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 答案：(1)R1　R1和R2　R2　(2)D 解析：双手捏住表笔，测量的是人体和电阻的并联值，测量值偏小，A错；测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，说明是大电阻，则必须增大倍率，重新调零后再进行测量，B错；欧姆表刻度不均匀，左密右疏，半数值偏左，指针指在中央，数值小于半数，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25×10 Ω＝250 Ω，C错；欧姆表内的电池使用时间太长，电动势变大，内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略偏大，D对。 [练1] 如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 (2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA。 (3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V。 答案：(1)1.5×103　×1 k　(2)30.8　154　(3)6.2 解析：(1)欧姆表读数：对应刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；测2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。 (2)选50 mA电流挡，则每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为估读)，指针对应的读数为154 mA。 (3)选择10 V电压挡，则每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为估读)，指针对应的读数为6.2 V。 探究点二___用多用电表测二极管的正反向电阻 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，而从正极流出时电阻很大。 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选至低倍率的欧姆挡，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选至高倍率的欧姆挡，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。 【例2】 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻(二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大)。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“＋”、“－”插孔，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，接b端时偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的________(选填“a”或“b”)端。 (3)将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。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，应重新选择量程进行测量。则该同学应选择________(选填“×10”或“×1 k”)挡，然后________，再进行测量。测量后示数如图所示，则测量结果为________。 (4)测量完成后，将选择开关拨向________挡位置。 答案：(2)a　(3)×1 k　欧姆调零　30 kΩ　(4)OFF [练2] (多选)关于多用电表的使用，下列说法正确的有(　　) A．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压，表笔接法正确 B．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法错误 C．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻 D．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻 BC　解析：甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，电流从黑表笔流出，从红表笔流入，所以表笔接法错误，故A错误，B正确；电流从黑表笔流出，从红表笔流入，所以乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻，故C正确，D错误。 探究点三___用多用电表检测电路故障 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压。 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，某一段电压表示数为零，则该段被短路。 ②欧姆表检测法 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，说明两点间电路正常；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3】某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5 V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是(　　) A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5 V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 B　解析：红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明路端电压为零，可能是由于灯泡短路造成的，故A正确，不符合题意；红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关未出现断路故障，灯泡出现断路，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5 V，说明除灯泡部分外，其它电路不存在问题，灯泡不亮的原因可能是灯泡位置存在断路，故D正确，不符合题意。 [练3] 如图所示，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。某同学为了判断究竟是什么原因 造成了这种现象，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2.5 V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50 V；当黑表笔接触E、F时，示数为0。若该电路中只存在一个问题，则灯泡不发光的原因可能是(　　) A．电池没电了 B．灯泡灯丝断了 C．导线DE断了 D．开关接触不良 C　解析：若电池没电了，AB间电压应为0，故A不符合题意；若灯泡灯丝断了，A、D电势相等，则AD间电压应为0，故B不符合题意；若导线DE断了，A、E、F电势相等，B、C、D电势相等，AE、AF间电压应为0，AB、AC、AD间电压应为1.5 V，故C符合题意；若开关接触不良，A、F电势相等，B、C、D、E电势相等，则AE间电压应为1.5 V，故D不符合题意。 1．某同学用多用电表的欧姆挡的“×10 Ω”挡测量一个电阻的阻值，发现表的指针偏转角度很小，如图所示，为了准确测定该电阻的阻值，正确的做法是(　　) A．应把选择开关换到“×100 Ω”挡，重新进行欧姆调零后再测量 B．应把选择开关换到“×100 Ω”挡，不用再进行欧姆调零就直接测量 C．应把选择开关换到“×1 Ω”挡，重新进行欧姆调零后再测量 D．应把选择开关换到“×1 Ω”挡，不用再进行欧姆调零就直接测量 A　解析：用“×10 Ω”挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明所选挡位太小，为了较准确地进行测量，应换到“×100 Ω”挡，然后重新进行欧姆调零，再进行测量。 2．(多选)在使用多用电表的欧姆挡测电阻时(　　) A．使用前检查指针是否停在欧姆挡刻度线的“∞”处 B．每次测量前或每换一次挡位，都要进行一次欧姆调零 C．在测量电阻时，电流从黑表笔流出，经被测电阻到红表笔，再流入多用电表 D．测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较小的挡来测量 ABC　解析：使用前检查指针是否停在欧姆挡刻度线的“∞”处，所以A选项是正确的；因为各挡位的中值电阻不同，所以每换一次挡位，都要进行一次欧姆调零，所以B选项是正确的；在测量电阻时，电流从黑表笔流出经被测电阻到红表笔再流入多用电表，所以C选项是正确的；测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较大的挡来测量，D错误。 3．(多选)关于多用电表及其使用，下列说法正确的是(　　) A．电流、电压及电阻挡的刻度都是均匀的 B．测电压时，其红表笔接高电势处 C．测电路中某个电阻的阻值时，一定要将该电阻与其他元件断开 D．选择欧姆挡×10挡并调零后，将两表笔与待测电阻相连，发现电表指针偏转角度太大，则应换用×1挡，调零后再测 BCD　解析：电流、电压挡的刻度都是均匀的，电阻挡的刻度不均匀，左边密右边疏，A错误；测电压时，其红表笔接高电势处，因为电流要从红表笔流入，B正确；测电路中某个电阻的阻值时，一定要将该电阻与其它元件断开，避免测量出现较大误差，C正确；测电阻时要选择适当的挡位，使电表的指针指在刻度盘的中央附近，电表指针偏转角度太大，说明选用的量程偏大，换小挡，D正确。 4．(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________(选填正确选项的序号)。 A．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 B．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量 C．选择开关旋到“Ω”挡的合适位置，将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节电阻调零旋钮，使电表指针对准表盘左侧零刻度 D.测量完毕，将选择开关旋到OFF位置 (2)某同学按照正确的实验操作步骤测量一个电阻，多用电表的示数如图所示，此被测电阻的阻值为________ Ω。 答案：(1)AD　(2)2 000 解析：(1)测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，A正确；测量电阻时，如果指针偏转过大，表明待测电阻的阻值太小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，B错误；选择开关旋到“Ω”挡的合适位置，将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节电阻调零旋钮，使电表指针对准表盘右侧零刻度，C错误；测量完毕，将选择开关旋到OFF位置，D正确。 (2)被测电阻的阻值为R＝20×100 Ω＝2 000 Ω。 [课时梯级训练(12)见P154] 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