人教高中物理同步讲义练习必修三11.5实验：练习使用多用电表（解析版）

第十一章电路及其应用第5节实验：练习使用多用电表课程标准学习目标会使用多用电表1．了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能.2．会使用多用电表测量电压、电流和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻．（一）课前阅读：1．认识多用电表一种多用电表的表盘、选择开关，开关周围各功能区域及量程如图所示。2.数字式多用电表如图所示，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内都装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。（二）基础梳理一、认识多用电表如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程．【拓展补充】测量小灯泡的电压2．(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。(2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。二、使用多用电表1．使用前应先调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度．2．使用时应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程．3．不使用的时候应把选择开关旋转到OFF位置．4．使用多用电表测量电压、电流和电阻．(1)测电压：①选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置．②将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高．③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值．(2)测电流：①选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置．②将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中，注意电流应从红表笔流入多用电表．③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度．(3)测电阻：①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0”．③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值．④实验完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．【拓展补充】测量通过小灯泡的电流(1)选择直流电流挡合适的量程。(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。用多用电表测电压、电流和电阻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．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：欧姆挡刻度不均匀，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)电压挡、电流挡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．【典例精析】例1．(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：①调节指针定位螺丝，使电表指针停在__________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．②将选择开关旋转到欧姆挡的___________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准____________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．④将红、黑表笔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.⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．(2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列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“×100”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量答案(1)①电流②×1③欧姆调零旋钮电阻④19(2)BC解析(1)①使用多用电表前，先进行机械调零，调节指针定位螺丝，使指针停在电流的零刻度线；②进行欧姆调零，先选挡位，由于待测电阻约为20Ω，与欧姆表中央刻度值相近，所以选“×1”挡位；③欧姆调零，红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的零刻度线；④欧姆表读数是表盘读数乘以挡位倍率，题图乙中读数为19Ω×1＝19Ω；(2)指针偏角非常小，通过电表内部电流计的电流很小，说明挡位倍率过小，则待测电阻阻值很大，约有几千欧姆，应该选“×100”挡，使指针指到中央刻度附近，换挡后要重新欧姆调零再测量．故A、D错误，B、C正确．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旋至低倍率的欧姆挡，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旋至高倍率的欧姆挡，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正向电阻．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，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上．(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．(4)测正向电阻时，将________(填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极．(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向________位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________．答案(4)黑(5)×1(6)“OFF挡”或者“交流电压最高挡”(7)换挡后，必须重新进行欧姆调零解析(4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极．(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向“OFF挡”或者“交流电压最高挡”位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是：换挡后，必须重新进行欧姆调零．三、用多用电表检测电路故障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，则该段电路被短路．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，说明该部分断路．例3．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有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)．根据测试结果，一定能判定的故障是________________．A．灯A短路 B．灯B短路C．cd段断路 D．df段断路(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________．A．灯A断路 B．灯B短路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路答案(1)aD(2)BD解析(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a点接电源正极，电势高于b点电势，所以红表笔应接触a；由题给条件无法判断灯A、灯B是否短路，故A、B错误；由题表1可知，a、b间，b、c间，d、f间均有示数，c、d间无示数，说明d、f之外路段无断路，且d、f间有电阻，而灯不亮，则d、f间有断路，故C错误，D正确；(2)由题表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，故A、C错误；一、实验步骤1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。4．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，测小灯泡两端的电压。5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。二、注意事项1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。3．测量电阻时应注意(1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。(2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。4．测量过程中，不准带电旋转开关。5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。一、实验题1．甲同学为了测量某个元件的电阻，进行了如下实验：（1）先用多用电表粗测阻值，进行了如图甲所示A、B、C、D四个操作，则正确的操作顺序是；其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处，该电阻的阻值为Ω。

（2）为了进一步精确测量该元件的电阻，甲同学设计了如图丙所示电路，所用实验器材如下：A．待测电阻RxB．灵敏电流计GC．定值电阻R0D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L）E.滑动变阻器RF.线夹、电源、开关以及导线若干G.电源（电动势为3V）①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于（填“a”或“b”）端。②闭合开关S后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度为x，则Rx的阻值计算式为Rx=（用R0、L、x表示），灵敏电流计G的内阻对实验结果（填“有”或“没有”）影响。【答案】CDBA60a没有【解析】（1）[1]机械调零，用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处；指针调零，两个表笔短接，调整调零旋钮，让指针指在零的位置；连接待测电阻测量，表盘电阻的读数，乘以档位开关倍数，乘积为电阻值；测完后万用表档位调到交流电压的最高档或断开档。故正确的顺序是CDBA。[2]该电阻的阻值为6×10Ω=60Ω（2）①[3]在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。②[4]灵敏电流计G示数为零，说明Rx分压与AP2段电阻丝分压相等，则得[5]由表达式知，灵敏电流计G的内阻对实验结果没有影响。2．某实验小组要测量未知电阻的阻值。（1）先用欧姆表“”倍率测量电阻，发现欧姆表指针的偏转角度过大，为了测量结果比较准确，应将选择开关拨到（填“”或“”）倍率，再将红、黑表笔短接进行欧姆调零，再次测量电阻时欧姆表指针所指位置如图甲所示，则被测电阻的阻值为。

（2）要精确测量电阻的阻值，小组成员设计了如图乙和丙所示电路，为定值电阻，与两个电流表的量程之比为，且电表的内阻均很小，为了能在测量时使两电流表的指针偏转角度大致相等，则应选用下列哪个电阻较合适？()A．

B．

C．

D．（3）先用乙图电路进行实验，闭合电键前，先将图乙中滑动变阻器滑片P移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数和，作出图像（为横轴），得到图像的斜率，再用图丙申路进行实验，测得多组电流表、的示数和，仍作图像（为横轴），得到图像的斜率；则被测电阻。这样测量电阻的阻值（填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。【答案】100B右不存在【解析】（1）[1]欧姆表指针的偏转角度过大，表明通过欧姆表的电流较大，即所测电阻阻值较小，为了减小读数误差，需要使得指针指在欧姆表的中央刻线附近，则需要换用低倍率，即应将选择开关拨到“”倍率；[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为（2）[3]与两个电流表的量程之比为，在干路上，在支路上，电表的内阻均很小，为了能在测量时使两电流表的指针偏转角度大致相等，即通过两电表的电流之比近似为，则选用的电阻应与待测电阻的阻值差不多的电阻，根据上述，欧姆表测得的阻值为，即选用。故选B。（3）[4]图乙中滑动变阻器采用分压式接法，为了确保电路安全，刚刚闭合开关时，需要使得待测电路获得电压为零，可知闭合开关之前滑片P应移到最右端；[5]用乙图电路进行实验，根据分析有则有图像的斜率，则有用丙图电路进行实验，根据分析有则有图像的斜率，则有解得[6]根据上述求解过程，可知，电流表的内阻对测量没有影响，即这样测量电阻的阻值不存在因电表内阻产生的系统误差。3．测电阻R大小。（1）同学们首先用欧姆表×1档位大致测出电阻阻值大小，如图，则电阻大小读数为Ω。

同学们继续使用学生电源（4V）组装下图电路进行实验，其中电表可以从如下中进行选择：（括号中为电表量程及内阻）A．电压表V1（0—15V，15kΩ）

B．电压表V2（0—3V，3kΩ）C．电流表A1（0—3A）

D．电流表A2（0—0.6A）

作者的备注：原卷画出了实物图，这里还原出的是电路图。（2）应选择电压表，电流表。（填器材前字母）（3）下列哪些说法是正确的？A．电压表分流属于系统误差B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端C．如图所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0D．多组实验可以减小系统误差【答案】7BDAC/CA【解析】（1）[1]电阻大小读数为7×1Ω=7Ω（2）[2]由于同学们使用学生电源（4V），则为减小误差电压表应选择V2。故选B。[3]整个回路中的最大电流约为则电流表应选择A2。故选D。（3）[4]A．电压表分流属于系统误差，故A正确；B．为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，故B错误；C．如图所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0，故C正确；D．多组实验可以减小偶然误差，故D错误。故选AC。4．某实验小组想测量某导体的电阻值。（1）实验小组先用多用电表的欧姆档粗测电阻，机械调零、欧姆调零后，选择“”档，按正确的操作步骤来测量，表盘的示数如图所示，则阻值；

（2）实验小组再选用如下实验器材精确测量电阻，器材及其符号和规格如下：A．电池组（，内阻不计）B．定值电阻（）C．定值电阻（）D．电流表（量程为，内阻为）E.电流表（量程为，内阻约为）F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）G.开关导线若干

为了减小实验误差，要求电表的测量值在量程的以上，定值电阻应该选择（选填“”或“”），在方框中画出合适的电路图，并标上各器材的符号；（3）若实验中电流表、的示数分别为、，则待测电阻（用实验测得的物理量符号和题设中给出的物理量符号来表示）。【答案】150

【解析】（1）[1]欧姆表示数为。（2）[2]电源电动势，电路中通过待测电阻的最大电流为故需将电流表与带测电阻串联测量通过待测电阻的电流。实验器材中没有电压表，需要将其中一个电流表与定值电阻串联改装成电压表，因电流表内阻已知，且当电流表与定值电阻串联时，最大电流恰好满偏；当电流表与定值电阻串联时，最大电流不足满偏值的，故定值电阻应选，其与电流表串联改装成量程为的电压表。[3]因为电流表内阻已知，故电流表应外接，由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值，，所以滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示。

（3）[4]待测电阻5．用多用电表的直流电压档检查故障和测量电阻。如图所示，4节干电池串联，小灯泡A和B的规格均为“5V，0.5A”，合上开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A和B都不亮。

（1）现用多用电表的电压档检查故障，则选择开关置于下列量程较为合适（用选项前字母序号表示）A．2.5V

B．10V

C．50V

D．250V（2）测得ab间电压为5.8V，cd间电压为0，则故障可能是（用选项前字母序号表示）A．A灯丝断开

B．B灯丝断开C．B灯短路

D．4节干电池电压太低，无法使两灯亮起（3）将B灯泡从电路中拆除，将欧姆表打到电阻“×1”挡，欧姆表经过欧姆调零后，测量灯泡的电阻，某次测量结果如图所示，读数为，根据小灯泡的规格计算出电阻，它不等于测量值，原因是灯泡未正常工作时，温度低，其电阻（选填“大”或“小”）。

【答案】BA710小【解析】（1）[1]4节干电池串联，则电路中电动势约为为，现用多用电表的电压档检查故障，为了保证安全，且使指针偏转角度较大，则选择开关置于量程较为合适。故选B。（2）[2]测得ab间电压为5.8V，cd间电压为0，可知a端到正极间均是通路，b端到负极间也是通路，则故障可能是A灯丝断开。故选A。（3）[3]将欧姆表打到电阻“×1”挡，由图可知读数为。[4][5]A和B的规格均为“5V，0.5A”,则根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，有它不等于测量值，原因是灯泡用多用表测量时未正常工作时，温度低，电阻率小，其电阻小。6．为研究二极管的伏安特性曲线，某研究小组用：恒压电源（电压可调节）、多用电表、滑动变阻器（最大阻值为）、电压表、灵敏电流计、两个规格相同的二极管（电学符号为“”）、导线若干和开关连成如图甲所示的电路图。

实验研究如下，请完成相关实验内容：（1）判断二极管的极性：断开开关和，将多用电表选择开关调至“”欧姆挡，将红、黑表笔分别接时发现多用电表指针偏角很小；将红、黑表笔分别接、时偏角很大。请在图甲中的两个框内画出二极管的示意图。（2）结合（1）的研究结果，接着研究二极管的正向特性：调节电源输出电压至适当值，闭合开关，将开关接在（选填“1”或“2”）端，由向缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使二极管两端的电压由零逐渐增大；某次电压表指针指示如图乙所示，则此时的电压值为V；记录多组电压表和对应电流表的读数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。（3）根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于后，其正向电阻怎样随电压变化？。【答案】

20.80其正向电阻随电压的增大而减小，当电压大于某值时，电阻趋于稳定值4.0（3.8~4.2均可）【解析】（1）[1]断开开关和，将多用电表选择开关调至“”欧姆挡，将红、黑表笔分别接时发现多用电表指针偏角很小,说明电流很小，故a端为二极管的正极；将红、黑表笔分别接、时偏角很大，说明电流很大，故b端为二极管负极，即两个框中二极管的示意图如图所示

（2）[2][3]由实验可知，探究二极管的正向特性，应接通、，开关S接在2端，电压表示数为。（3）[4]由图丙可知，图线的斜率反映了电阻倒数的变化规律，斜率越来越大，说明电阻越来越小，且变化越来越快，其正向电阻随电压增大而减小，当电压大于某值时，电阻趋于稳定值，二极管的正向电阻最终趋于7．某实验小组要在实验室中用伏安法准确测量一合金丝的阻值，除待测电阻丝，多用电表、电键、导线外，实验室还提供了如下器材：A．电流表0~0.6A（内阻为0.5Ω）

B．电压表0~15V（内阻约10kΩ）C．滑动变阻器（可变范围0~5Ω）

D．电源，直流12V（1）该小组同学先用多用表测量该电阻阻值，选用