（京津瓊魯專用）2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 9 實驗：練習使用多用電表學案 新人教版必修2.doc

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9　實驗：練習使用多用電表 [學科素養(yǎng)與目標要求] 科學探究： 1.學會用多用電表測量電壓、電流和定值電阻.2.學會用多用電表測量二極管的正、反向電阻，并據(jù)此判斷二極管的正、負極. 科學思維：1.歸納出應用多用電表的使用方法及注意事項.2.歸納出測電流、電壓和電阻時流過多用電表的電流方向.3.學會用多用電表判斷電路故障. 1.測電壓 (1)選擇直流電壓擋合適的量程，并將選擇開關旋至相應位置. (2)將多用電表并聯(lián)在待測電路兩端，注意紅表筆接觸點的電勢應比黑表筆接觸點的電勢高. (3)根據(jù)表盤上的直流電壓標度讀出電壓值，讀數(shù)時注意最小刻度所表示的電壓值. 2.測電流 (1)選擇直流電流擋合適的量程，并將選擇開關旋至相應位置. (2)將被測電路導線拆開一端，把多用電表串聯(lián)在電路中. (3)讀數(shù)時，要認清刻度盤上的最小刻度. 注意：電流應從紅表筆流入多用電表. 3.測電阻 (1)將選擇開關旋至歐姆擋，此時紅表筆連接表內電源的負極，黑表筆連接表內電源的正極.電流從歐姆表的黑表筆流出，經過被測電阻，從紅表筆流入. (2)測量步驟： ①選擋：估計待測電阻的大小，旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆擋的合適擋位. ②歐姆調零：將紅、黑表筆短接，調整“歐姆調零旋鈕”，使指針指向“0 Ω”. ③測量、讀數(shù)：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻阻值. ④實驗完畢，應將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋. 4.研究二極管的單向導電性 (1)認識二極管：如圖1所示，它由半導體材料制成，左端為正極，右端為負極. 圖1 特點：電流從正極流入時電阻很小(填“很小”或“很大”)，而從正極流出時電阻很大(填“很大”或“很小”). (2)多用電表測二極管的正反向電阻 ①測二極管正向電阻：將多用電表的選擇開關選至低(填“低”或“高”)倍率的歐姆擋，調整歐姆零點之后將黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負極. ②測二極管反向電阻：將多用電表的選擇開關選至高(填“低”或“高”)倍率的歐姆擋，調整歐姆零點之后將黑表筆接觸二極管的負極，紅表筆接觸二極管的正極. 5.注意事項 (1)多用電表使用前，應調整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度. (2)電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出. (3)電壓、電流的讀數(shù)要看清選擇開關所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少，及應讀到的有效數(shù)字位數(shù). (4)測電阻時注意： ①測電阻必須把待測電阻隔離. ②兩個調零過程，切記換擋需進行歐姆調零. ③合理選擇量程，使指針盡可能指在中值附近. ④讀數(shù)時應乘以相應的倍率. ⑤歐姆表的表盤刻度不均勻，一般不估讀. ⑥電池用舊后，電動勢會變小，內電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池. (5)測電學黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判斷其內部有無電源，無電源方可用歐姆擋. 一、多用電表測電流、電壓和電阻 例1　在練習使用多用電表的實驗中： (1)某同學連接的電路如圖2所示. 圖2 ①若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過 的電流； ②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是 的阻值； ③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是 兩端的電壓. (2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，若(　　) A.雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大 B.測量時發(fā)現(xiàn)指針向左偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調零后再進行測量 C.選擇“10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于25 Ω D.歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測量值將略偏大 答案　(1)①R1?、赗1和R2串聯(lián)?、跼2(或電源) (2)D 解析　(1)①當多用電表選擇開關尖端對準直流電流擋時，電流表與R1串聯(lián)，此時電流表測得的是通過R1的電流. ②斷開電路中的開關，選擇開關尖端對準歐姆擋時，測得的是R1和R2的串聯(lián)總電阻. ③選擇開關尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，電阻R1阻值為0，此時多用電表示數(shù)等于電阻R2兩端的電壓，也等于電源的路端電壓. (2)雙手捏住兩表筆金屬桿時，測量值為被測電阻與人體電阻的并聯(lián)阻值，測量值偏小，A錯誤；測量時指針若向左偏離中央刻度過大，應增大倍率，B錯誤；選擇開關對應“10”倍率，指針位于20與30正中間時，測量值應小于250 Ω，C錯誤；電池使用時間太久，電動勢減小，內電阻變大，雖然完成調零，但測量值將比真實值偏大，D正確. 二、多用電表的讀數(shù) 例2　如圖3所示為多用電表的刻度盤.若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時，表針指示如圖所示，則： 圖3 (1)所測電阻的阻值為 Ω；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0104 Ω的電阻，為了使測量結果比較精確，應選用的歐姆擋是 (選填“10”“100”或“1 k”). (2)用此多用電表進行測量，當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為 mA；當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為 mA. (3)當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為 V. 答案　(1)1.5103　1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正確)　154　(3)6.2 解析　(1)歐姆表讀數(shù)：對應最上一行刻度值為15，倍率為“100”，讀數(shù)為1.5103 Ω；測2.0104 Ω的電阻時應選“1 k”的歐姆擋. (2)選50 mA電流擋，則每一小格表示1 mA，測量的精確度為1 mA，應估讀到0.1 mA(此時為估讀)，指針對應的讀數(shù)為30.8 mA；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一小格表示5 mA，測量的精確度為5 mA，應估讀到1 mA(此時為估讀)，指針對應的讀數(shù)為154 mA. (3)選擇10 V電壓擋，則每一小格表示0.2 V，測量的精確度為0.2 V，應估讀到0.1 V(此時應為估讀)，指針對應的讀數(shù)為6.2 V. 1.讀數(shù)時要注意讀表盤上的哪條刻度線： 歐姆表刻度不均勻，讀最上一排刻度線；直流電流、直流電壓刻度均勻，讀中間刻度線. 2.電壓表、電流表的讀數(shù)要看清選擇開關所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少及應讀到的有效數(shù)字位數(shù). 三、測量二極管的正、反向電阻 例3　某同學用多用電表測量二極管的反向電阻.完成下列測量步驟： (1)檢查多用電表的機械零點. (2)將紅、黑表筆分別插入正、負插孔，將選擇開關撥至歐姆擋適當?shù)牧砍烫? (3)將紅、黑表筆 ，進行歐姆調零. (4)測反向電阻時，將 表筆接二極管正極，將 表筆接二極管負極，讀出多用電表示數(shù). (5)為了得到準確的測量結果，應讓多用電表指針盡量指向表盤 (填“左側”“右側”或“中央”)，否則，在可能的條件下，應重新選擇量程，并重復步驟(3)、(4). (6)測量完成后，將選擇開關旋轉到 位置. 答案　(3)短接　(4)紅　黑　(5)中央　(6)OFF擋或交流電壓最高擋 四、用多用電表判斷電路故障 例4　某班同學在做“練習使用多用電表”的實驗. (1)某同學用多用電表的歐姆擋測量電阻Rx的阻值，當選擇開關置于歐姆擋“100”的位置時，多用電表指針示數(shù)如圖4所示，此被測電阻的阻值約為 Ω. 圖4 (2)某同學按如圖5所示的電路圖連接元件后，閉合開關S，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮.該同學用多用電表的歐姆擋檢查電路的故障.檢查前，應將開關S .(填“閉合”或“斷開”) 圖5 (3)若(2)中同學檢查結果如下表所示，由此可以確定(　　) 測試點 b、f b、e b、d d、e 多用電表示數(shù) 無窮大 無窮大 500 Ω 無窮大 A.燈A斷路 B.燈B斷路 C.燈A、B都斷路 D.d、e間導線斷路 答案　(1)2.6103　(2)斷開　(3)D 解析　(1)歐姆表測電阻的測量值等于讀數(shù)乘以倍率. (2)用歐姆擋檢查電路需將電路斷開. (3)b、f之間電阻無窮大說明b、f間有斷路，b、e之間電阻無窮大說明b、e間有斷路，d、e之間電阻無窮大說明d、e間有斷路，b、d間電阻有一定的數(shù)值，說明b、d間沒有斷路，所以斷路在d、e之間. 1.多用電表使用中，將紅表筆插入正(＋)插孔，黑表筆插入負(－)插孔，用該表測直流電壓、測電阻器電阻或測二極管的正反向電阻時，下列說法正確的是 . A.測電壓時，電流從紅表筆流出多用電表，測電阻時，電流從紅表筆流入多用電表 B.測電壓時，電流從紅表筆流入多用電表，測電阻時，電流從紅表筆流出多用電表 C.選擇歐姆擋的適當擋位并調零后，將黑表筆接二極管的正極，紅表筆接二極管的負極，可以測得二極管的正向電阻 D.選擇歐姆擋的適當擋位并調零后，將黑表筆接二極管的負極，紅表筆接二極管的正極，可以測得二極管的正向電阻 答案　C 解析　不論是測電壓還是測電阻，電流均從紅表筆流入多用電表，A、B選項錯誤；選擇歐姆擋的適當擋位并調零后，將黑表筆接二極管的正極，紅表筆接二極管的負極，可以測得二極管的正向電阻，C選項正確，D選項錯誤. 2.(2018山東濟寧市高一下期末)用如圖6所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量： 圖6 (1)旋動部件 ，使指針對準電流的“0”刻線. (2)將K旋轉到電阻擋“100”的位置. (3)將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動部件 ，使指針對準電阻的 (填“0刻線”或“∞刻線”). (4)將兩表筆與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小.為了得到比較準確的測量結果，應將K旋轉到電阻擋 (填“1 k”或“10”)的位置，重新進行歐姆調零并完成測量. 答案　(1)S　(3)T　0刻線　(4)1 k 3.如圖7所示，一多用電表的選擇開關指在電阻“1”擋，此時的測量值為 ；選擇開關指在直流250 V電壓擋，此時的測量值為 ，選擇開關指在直流10 V電壓擋，測量值應該為 ，選擇開關指在直流100 mA電流擋，測量值應該為 . 圖7 答案　4 Ω　200 V　8.0 V　80 mA 4.(2018山東菏澤市高一下期末)小明用多用電表測某一電阻，他選擇歐姆擋“100”，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖8中虛線所示. 圖8 (1)為了較準確地進行測量，請你補充完整下列依次應該進行的主要操作步驟： A.將選擇開關轉至 (填“1”“10”或“1 k”)擋； B.將紅、黑表筆短接，進行 (填“歐姆調零”或“機械調零”). (2)重新測量后，刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，則測量結果是 Ω. 答案　(1)A.10　B.歐姆調零　(2)130 1.一學生使用多用電表測電阻，他在實驗中有違反使用規(guī)則的地方，他的主要實驗步驟如下： A.把選擇開關置于“1”的歐姆擋； B.把表筆插入插孔中，先把兩表筆相接觸，旋轉調零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零刻線上； C.把兩表筆分別與某一待測電阻的兩端相連，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉角度較小； D.換用“100”擋，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉適中，隨即記下電阻值； E.把表筆從插孔中拔出后，就把多用電表放回桌上原處，實驗完畢. 這個學生已經注意到在測量時待測電阻與其他元件或電源斷開，不用手碰表筆的金屬桿.這個學生在實驗中哪一個或哪些步驟違反了使用規(guī)則？ 答案　D步驟中應先調零后再測電阻；E步驟中應將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋. 解析　每換一次擋都要重新進行歐姆調零，所以在步驟D中要重新歐姆調零；歐姆表使用完畢應將選擇開關置于“OFF”擋或者交流電壓最高擋. 2.(多選)用多用電表歐姆擋測電阻時，下列說法中正確的是(　　) A.測量前必須調零，而且每測一次電阻都要重新調零 B.為了使測量值比較準確，應該用兩手分別將兩表筆與待測電阻兩端緊緊捏在一起，以使表筆與待測電阻接觸良好 C.待測電阻若是連在電路中，應當先把它與其他元件斷開再測量 D.使用完畢應當拔出表筆，并把選擇開關旋到“OFF”擋或交流電壓最高擋 答案　CD 3.圖1中E為電源，R1、R2為電阻，K為開關.現(xiàn)用多用電表測量流過電阻R2的電流，將多用電表的選擇開關調至直流電流擋(內阻很小)以后，正確的接法是(　　) 圖1 A.保持K閉合，將紅表筆接在a處，黑表筆接在b處 B.保持K閉合，將紅表筆接在b處，黑表筆接在a處 C.將K斷開，紅表筆接在a處，黑表筆接在b處 D.將K斷開，紅表筆接在b處，黑表筆接在a處 答案　C 解析　電流表應串聯(lián)在電路中，將K斷開，將多用電表的兩個表筆接入電路時應遵循“紅進黑出”的原則，所以紅表筆接在a處，黑表筆接在b處，所以C選項正確. 4.用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a和b的位置，如圖2所示，若多用電表的選擇開關處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰? 圖2 指針位置 選擇開關所處擋位 讀數(shù) a 直流電流100 mA mA 直流電壓2.5 V V b 電阻100 Ω 答案　20　0.50　320 解析　直流電流100 mA擋，讀第二行刻度“0～10”一排，最小分度值為2 mA，估讀到1 mA就可以了，讀數(shù)為20 mA；直流電壓2.5 V擋，讀第二行刻度“0～250”一排，最小分度值為0.05 V，估讀到0.01 V就可以了，讀數(shù)為0.50 V；電阻100擋，讀第一行刻度，測量值等于表盤上讀數(shù)“3.2”乘以倍率“100”. 5.(2018山師附中高一下期末)(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx，以下給出的是可能的操作步驟，其中S為選擇開關，P為歐姆調零旋鈕，正確步驟的合理順序為 (填步驟前的字母). a.將兩表筆短接，調節(jié)P使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，斷開兩表筆 b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆 c.旋轉S使其尖端對準歐姆擋1 k d.旋轉S使其尖端對準歐姆擋100 e.旋轉S使其尖端對準OFF擋，并拔出兩表筆 (2)正確操作后，多用電表的指針位置如圖3所示，此被測電阻Rx的阻值為 Ω. 圖3 答案　(1)cabe　(2)30 k 解析　(1)測阻值約為幾十kΩ的電阻Rx，應選擇1 k擋，然后進行歐姆調零，用歐姆表測待測電阻阻值，讀出其示數(shù)，最后要把選擇開關置于OFF擋或交流電壓最高擋上，因此合理的實驗步驟是：cabe. (2)歐姆表指針示數(shù)與對應擋位的乘積是歐姆表示數(shù)，歐姆表選擇1 k擋，由圖示表盤可知，20～50之間是6個刻度，每一個刻度表示5，所以刻度盤的讀數(shù)為30，故被測電阻阻值為30 kΩ. 6.在如圖4所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8 V，0.3 A”.閉合開關S后，無論怎樣移動滑片P，A、B燈都不亮. 圖4 (1)①用多用電表的直流電壓擋檢查故障，量程應該選(　　) A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，若僅有一處故障，則故障可能是(　　) A.B燈絲斷路 B.A燈絲斷路 C.d、e間斷路 D.B燈被短路 (2)接著用多用電表測小燈泡的電阻.測量前，將電路中的開關S斷開，將多用電表的選擇開關置于測電阻擋的“1”擋.某次測量結果如圖5所示，測得燈泡電阻為 Ω.換掉損壞的元件，電路正常接通.將多用電表選擇開關置于直流“250 mA”擋，斷開開關S，將兩表筆分別與a、b兩接線柱接觸，穩(wěn)定時其指針也恰好指在如圖所示位置上，則通過燈泡的電流是 mA. 圖5 答案　(1)①B?、贐　(2)7　175 7.使用多用電表測量電阻時，多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端.現(xiàn)需要測量多用電表內電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導線若干.實驗時，將多用電表調至“1”擋，調好零點；電阻箱置于適當數(shù)值.完成下列填空： 圖6 (1)儀器連線如圖6甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆).若兩電表均正常工作，則表筆a為 (選填“紅”或“黑”)色. (2)若適當調節(jié)電阻箱后，圖中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙、丙、丁所示，則多用電表的讀數(shù)為 Ω，電流表的讀數(shù)為 mA，電阻箱的讀數(shù)為 Ω. (3)將圖中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為 mA.(保留3位有效數(shù)字) (4)計算得到多用電表內電池的電動勢為 V.(保留3位有效數(shù)字) 答案　(1)黑　(2)13　56　4.6　(3)104　(4)1.58 解析　(1)由多用電表電流“紅表筆進，黑表筆出”，電流表“＋”接線柱電流流進，“－”接線柱電流流出知，a表筆為黑色表筆. (2)根據(jù)題圖可知，多用電表讀數(shù)為13 Ω，電流表讀數(shù)為56 mA，電阻箱讀數(shù)為41 Ω＋60.1 Ω＝4.6 Ω. (3)從多用電表表盤來看，指針指在電流表“135”處時實際電流為56 mA，故指針指在最右端“250”處時，實際電流為56 mA≈104 mA. (4)由閉合電路歐姆定律E＝IR＋Ir知， E＝0.05613 V＋0.056 Ar， ＝0.104 A，得E≈1.58 V.