2．实验：练习使用多用电表-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第三册创新导学案全书Word（教科版2019）

物理 必修 第三册(教科) 2．实验：练习使用多用电表 1．学会用多用电表测量电压、电流以及定值电阻阻值。2.学会用多用电表判断二极管的正负极。3.学会用多用电表简单检测电路故障、探测电学黑箱。 一　认识和调整指针式多用电表 1．多用电表的外形结构 2．调整指针式多用电表 (1)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。 (2)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　实验器材 多用电表、直流电源、开关、导线若干、定值电阻(大、中、小)三个、小灯泡、二极管。 三　实验过程 1．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。 2．测量通过小灯泡的电流及它两端的电压 (1)用干电池作电源，连接小灯泡电路，如图所示。 (2)断开开关S，把电表的选择开关旋转至直流电流挡适当的量程，用两支表笔分别接触开关的两个接线柱，观察指针偏转情况，读取并记录数据。 (3)闭合开关S。把电表的选择开关旋转至直流电压挡适当的量程，用两支表笔分别接触小灯泡的两个接线柱，观察指针偏转情况，读取并记录数据。 3．判断二极管的正负极 把多用电表的选择开关扳到电阻挡适当量程，让两支表笔分别接触二极管的两根引线，然后变换两表笔的位置再次与二极管的两根引线接触。根据两次指针的偏转情况即可确定二极管的正极和负极。 探究　测量过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：实验前要注意什么？ 提示：一定要观察指针是否指向电流的零刻度，若有偏差，应调整指针定位旋钮，使指针指零。 活动2：测电阻时，电阻能连接在原电路中吗？ 提示：不能，测电阻时必须把待测电阻与原电路断开。 活动3：测电阻时挡位选择有什么要求？更换挡位后，是否可以直接测电阻？ 提示：测电阻时，指针偏转过大或过小，误差都比较大，应使指针落在刻度盘的中间区域。更换挡位后，需要重新电阻调零后才能测量电阻。 活动4：测直流电流、电压时，电路连接要注意什么？量程选择有什么要求？ 提示：测电流时，电流应该从红表笔流入，从黑表笔流出；测电压时，红表笔接触点的电势要比黑表笔高。要合理选择电流、电压挡的量程，使指针不能偏转太小，也不能超过量程。 活动5：测量完毕，整理好器材是否就可以了？ 提示：实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。 活动6：测电阻、电流和电压时，读取数据时要注意什么？是否需要估读？如何估读？ 提示：(1)测电阻时，要看清选择的挡位倍率，表盘示数应乘以相应的倍率。欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读。 (2)电流、电压的读数要看清所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少。电流和电压刻度均匀，所以需要估读，规则如下：如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时按照二分之一估读法、五分之一估读法只读到与最小刻度位数相同即可。 探究　误差分析·实验创新 1．由于电阻表刻度不均匀，左密右疏，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，尽可能使指针指向表盘的中间区域。 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。 3．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。 一、电路故障的分析与检测 1．判断电路故障常用多用电表的电压挡，因为操作既简便又安全，但要注意量程的选取。可分以下三种情况作出判断： (1)如果电压表读数为零，说明可能在和电压表并联的路段之外有断路，或该并联路段被短路。 (2)如果电压表有示数，说明在和电压表并联的电路之外无断路且该并联路段未被短路。 (3)如果电压表示数等于电源电压，说明可能和电压表并联的电路间有断路，而该并联路段之外的电路无断路；或该并联路段之外的电路均短路，且该并联路段未被短路。 2．若用电流表判断，则必须确定电流的最大值不能超出电流表的量程，否则会损害电流表。 3．利用电阻挡检测时要谨慎，必须确认在无电压的情况下使用，而且要将待测元件与电路断开。 二、电学黑箱问题 1．“电学黑箱”的种类 一般有四种： (1)纯电阻黑箱。 (2)纯电源黑箱。 (3)由电阻和电源组成的闭合电路黑箱。 (4)含电容器、二极管的黑箱。 2．常见元件的特性或测量现象 元件 特性或测量现象 不分极性，正向、反向电阻大小相等 单向导电性，正向、反向电阻差值很大 直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转，又回到“∞”刻度 提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最大，说明两点间有电源 3.用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路 根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后，再根据各接点间测量的数据进行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式。 探究　典例探究·提升能力 为确定某电子元件的电学特性，做如下测量。 (1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择________(填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡，并________后再进行测量，多用电表的示数如图所示，测量结果为________ Ω。 (2)使用多用电表测元件两端电压，已知待测元件的额定电压为10 V，多用电表的选择开关应调到______________(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。 [规范解答]　(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“×10”倍率的电阻挡，并电阻调零后再进行测量，多用电表的示数如题图所示，测量结果为70 Ω。 (2)使用多用电表测元件两端电压，多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。 [答案]　(1)“×10”　电阻调零　70 (2)直流电压10 V 用多用电表测电阻时，指针偏转角度大，则所测电阻太小，为了减小误差，应使指针指在表盘中间区域，所以要换用小倍率挡位。反之，若指针偏转角度太小，则应换大倍率挡位。此外，要注意改换挡位后要先进行电阻调零。 　如图所示为某多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，指针指示如图所示，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的直流电流挡测量直流电流时，指针指于图示位置，则所测电流为________ mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量直流电流时，指针指于图示位置，则所测电流为________ mA。 (3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量直流电压时，指针也指于图示位置，则所测电压为________ V。 答案　(1)1.22×103　“×1 k” (2)31.0　155　(3)6.2 解析　(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为12.2，倍率为“×100”，读数为1.22×103 Ω；测阻值约为2.0×104 Ω的电阻时，为使指针指在中间区域，应选“×1 k”的欧姆挡。 (2)测直流电流时读下面一排刻度。选量程为50 mA的直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为十分之一估读)，指针对应的读数为31.0 mA；选量程为250 mA的直流电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为五分之一估读)，指针对应的读数为155 mA。 (3)测直流电压时读下面一排刻度。选量程为10 V的直流电压挡，则每一大格表示2 V，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(此时为二分之一估读)，指针对应的读数为6.2 V。 如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触________(选填“c”或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是________(选填字母代号即可)。 A．灯A短路 B．灯B短路 C．cd段断路 D．df段断路 表1 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________(选填字母代号即可)。 A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 表2 测试点 指针偏转情况 c、d d、e e、f [规范解答]　(1)用多用电表测c、d间电压时，电流从红表笔流入电表，由题图可知，红表笔应接c点。电压表接a、b，有示数，说明a、b两点与电源间无断路；电压表接b、c，有示数，说明b、c两点与电源间无断路；电压表接c、d，无示数，说明c、d两点与电源间存在断路；电压表接d、f，有示数，说明d、f两点与电源间无断路；综合以上分析，由电路实物图可知，df段断路，故选D。 (2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。 [答案]　(1)c　D　(2)BD 利用多用电表检查电路故障和分析电学黑箱的关键，是掌握各种元件的特点和电路的基本规律。 　有一个黑箱，内部是用若干个阻值相同的电阻所构成的电路，用多用电表测得：R13＝R24＝R12，R14＝R23＝2R12，R34＝3R12。请你根据这些信息设计这个黑箱内部的最简电路。 答案　图见解析 解析　由题知，1与4、2与3之间的电阻值是1与2、1与3、2与4之间电阻值的2倍，3与4之间的电阻值是1与2、1与3、2与4之间电阻值的3倍。若电路最简，则各点之间的电阻的个数最少，所以1与2、1与3、2与4之间可以只有一个电阻，而1与4、2与3之间有2个电阻，3与4之间有3个电阻，所以可能的电路如图所示。 1．(多选)多用电表使用中，将红表笔插入正(＋)插孔，黑表笔插入负(－)插孔。已知多用电表内部的电阻挡电路中电源负极与正(＋)插孔相连。用该表测直流电压、测电阻器阻值或测二极管的正反向阻值时，下列说法正确的是(　　) A．测电压时，电流从红表笔流入多用电表，测电阻时，电流从红表笔流出多用电表 B．测电压时，电流从红表笔流出多用电表，测电阻时，电流从红表笔流入多用电表 C．选择电阻挡“×10”挡并电阻调零后，将两表笔与待测电阻相连，发现电表指针偏转角度太小，则应换用“×100”挡，调零后再测 D．选择电阻挡的适当挡位并电阻调零后，将红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，可以测得二极管的反向电阻 答案　CD 解析　结合所学知识和题意可知，多用电表使用中，无论是测电压，还是测电阻，电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出，故A、B错误；选择电阻挡“×10”挡并电阻调零后，将两表笔与待测电阻相连，发现电表指针偏转角度太小，说明待测电阻较大，则应换用“×100”挡，调零后再测，故C正确；选择电阻挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，可以测得二极管的正向电阻；将红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，可以测得二极管的反向电阻，故D正确。 2．(多选)关于用多用电表电阻挡测电阻的说法正确的是(　　) A．测量阻值不同的电阻时都必须重新电阻调零 B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 C．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则一定会影响测量结果 D．测量电阻时，两手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小 答案　BD 解析　用同一挡位测不同电阻时不需要重新进行电阻调零，用不同的挡位测电阻时必须重新进行电阻调零，故A错误；测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故B正确；测量定值电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，故C错误；测量电阻时，若两手捏住两表笔金属杆，则实际测量的是待测电阻与人体的并联电阻，小于待测电阻的阻值，即测量值将偏小，故D正确。 3．用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。 指针位置 选择开关所处挡位 读数 a 直流电流100 mA ________ mA 直流电压2.5 V ________ V b 电阻×100 ________ Ω 答案　24　0.59　300 解析　选择开关置于“直流电流100 mA”挡时，最小分度值为2 mA，估读到1 mA，所以相应的电流为24 mA。 选择开关置于“直流电压2.5 V”挡时，最小分度值为0.05 V，估读到0.01 V，所以相应的电压为0.59 V。 选择开关置于“电阻×100”挡时，按第一行“Ω”刻度读数，所以相应的电阻为3.0×100 Ω＝300 Ω。 4．用多用电表的电阻挡粗测某种电阻丝的阻值，已知此电阻丝的阻值约为几十千欧，下面给出了实验操作步骤： a．旋转选择开关S，使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔 b．将两表笔短接，调节电阻调零旋钮使指针对准刻度盘上电阻挡的零刻度，而后断开两表笔 c．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，测出阻值后，断开两表笔 d．旋转选择开关S，使其尖端对准电阻挡的某一挡位 合理的实验步骤顺序是________(填写相应的字母)。旋转选择开关，其尖端应对准的电阻挡位是________；根据该挡位和下图所示指针位置，电阻丝的阻值约为________ Ω。 答案　dbca　“×1 k”　3.4×104 解析　首先选择合适的电阻挡位，然后电阻调零，再进行电阻测量，最后把选择开关旋转至“OFF”位置或者交流“500 V”挡位并拔出两表笔，因而合理的顺序为dbca。由于电阻丝阻值约为几十千欧，因而选择的电阻挡位为“×1 k”，根据指针位置可知电阻丝的阻值为34×103 Ω＝3.4×104 Ω。 5.某电路出现故障无法照明，其电路如图甲所示，该电路用电压U＝12 V的蓄电池为电源，导线与其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V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。 (1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指针如图乙所示，读数为________ V，说明________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。 (2)红表笔接b点，断开开关时，指针不偏转，闭合开关后，多用电表指针仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。 答案　(1)11.5(11.2～11.8 之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯 解析　(1)由于多用电表的挡位选为直流50 V，所以读数时选用0～50 V的刻度，分度值为1 V，估读到0.1 V，故读数应为11.5 V。两表笔接a、c时，测量蓄电池两端的电压，此读数接近蓄电池的电压，说明蓄电池是正常的。 (2)断开开关时，b、c两点间无电压，闭合开关后，电压表读数仍为11.5 V，说明a、b之间是通路，开关、保险丝无故障，所以只可能是小灯发生断路。 6．图甲为已调好多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，并探测黑箱中的电路结构。 (1)测量步骤如下： ①将选择开关旋转到“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置。 ②将红、黑表笔短接，进行电阻调零，然后分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________ Ω。 (2)探测对象为如图丙所示的黑箱，箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器，箱外有4个接线柱，分别标为1、2、3、4，相邻两个序号间只有一个元件。 ①已知电表量程越大，电表指针反偏时电表越不容易损坏。若用多用电表确定元件的位置，应使用多用电表的________(填下述挡位的序号)进行试测。 A．直流电压10 V挡 B．直流电压1.5 V挡 C．电阻挡 D．直流电流挡 ②试测后，用直流电压1.5 V挡进一步测量，测量结果记录如下： 红表笔位置 1 1 1 黑表笔位置 2 3 4 示数 1.5 V 0 0 确定电源位置后，去掉电源，应用多用电表的电阻挡进行测量。已知多用电表内部电阻挡电路中电源正极接黑表笔。测量结果如下： 红表笔位置 黑表笔位置 电阻情况 1 2 电阻很大 1 3 电阻很大 1 4 电阻很大 2 1 先有电阻，然后变为很大 3 1 电阻较小 4 1 电阻很小 ③根据以上结果，在图丙虚线框中画出电路图。 答案　(1)①“×1”　②19 (2)①A　③如图所示 解析　(1)①根据电阻的估计值，选“×1”挡可以使指针指在表盘中央附近。 ②由图乙知，多用电表直接读数得电阻的测量值为19 Ω。 (2)①已知电路中有一节干电池，应用直流电压挡试测，为避免试触时电压表反接而损坏电表，应采用较大量程试测，确定电源的正、负极位置，故选A。 ③1、2之间电压为1.5 V，等于一节干电池电压，说明1、2之间的元件为干电池，且1接电源正极。去掉电源后，应用多用电表的电阻挡检测电路，红表笔在多用电表内部接电源负极，红表笔接1，黑表笔接2、3、4显示电阻很大，说明二极管处于反接状态；黑表笔接1，红表笔接4显示电阻很小，说明二极管处于1、4之间，且处于导通状态；而红表笔接3、黑表笔接1显示电阻较小，说明3、4间有电阻存在；由于电容器的充电，导致红表笔接2、黑表笔接1时先有电阻，然后变为无穷大，说明在2、3间有电容器。可画出黑箱内部的电路如答图所示。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$