高中物理选修31学案9 实验学案练习使用多用电表.docx

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高中物理选修31学案9实验学案练习使用多用电表

9　实验：

练习使用多用电表

[学科素养与目标要求]　

科学探究：

1.学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻.2.学会用多用电表测量二极管的正、反向电阻.3.学会用多用电表判断电路故障．

科学思维：

1.归纳出多用电表的使用方法及注意事项.2.归纳出判断测电流、电压和电阻时流过多用电表电流方向的方法.3.根据二极管的正、反向电阻会判断二极管的正、负极．

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．

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．

（3）读数时，要认清刻度盘上的最小刻度．

注意：

电流应从红表笔流入多用电表．

3．测电阻

（1）将选择开关旋至欧姆挡，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极．电流从欧姆表的黑表笔流出，经过被测电阻，从红表笔流入．

（2）测量步骤：

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“0Ω”．

③测量、读数：

将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值．

④实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．

4．研究二极管的单向导电性

（1）认识二极管：

如图1所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极．

图1

特点：

电流从正极流入时电阻很小（填“很小”或“很大”），而从正极流出时电阻很大（填“很大”或“很小”）．

（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（填“低”或“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（填“低”或“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．

5．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）电压、电流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．

（4）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读数时应乘以相应的倍率．

⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读．

⑥电池用旧后，电动势会变小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池．

（5）测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡.

一、多用电表测电流、电压和电阻

例1　在练习使用多用电表的实验中：

图2

（1）某同学连接的电路如图2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25Ω

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）①R1　②R1和R2串联　③R2（或电源）

（2）D

[解析]　

（1）①当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时，电流表与R1串联，此时电流表测得的是通过R1的电流．

②切断电路，选择开关尖端对准欧姆挡时，测得的是R1和R2的串联总电阻．

③选择开关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，电阻R1被短路，此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压，也等于电源的路端电压．

（2）双手捏住两表笔金属杆时，测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值，应偏小，A错误；测量时指针若向左偏离中央刻度过大，应增大倍率，B错误；选择开关对应“×10”倍率，指针位于20与30正中间时，测量值应小于250Ω，C错误；电池使用时间太久，电动势减小，内电阻变大，虽然完成调零，但测量值将比真实值偏大，D正确．

[学科素养]　通过解答例1，练习了用多用电表测量电压、电流和定值电阻，强化了对多用电表的基本认识，体现了“物理观念”的学科素养．又分析了多用电表在使用中可能遇到的问题，基于分析，得出了结论，这体现了“实验探究”的学科素养．

二、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2　如图3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：

图3

（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2.0×104Ω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“×1k”）．

（2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.

（3）当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V.

[答案]　

（1）1.5×103　×1k　

（2）30.8（30.7～30.9都正确）　154　（3）6.2

[解析]　

（1）欧姆表读数：

对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103Ω；测2.0×104Ω的电阻时应选“×1k”的欧姆挡．

（2）选50mA电流挡，则每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA（此时为

估读），指针对应的读数为30.8mA；选择量程为250mA的电流挡，则每一小格表示5mA，测量的精确度为5mA，应估读到1mA（此时为

估读），指针对应的读数为154mA.

（3）选择10V电压挡，则每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V（此时应为

估读），指针对应的读数为6.2V.

三、测量二极管的正、反向电阻

例3　某同学用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点．

（2）将红、黑表笔分别插入正、负插孔，将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处．

（3）将红、黑表笔________，进行欧姆调零．

（4）测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出多用电表示数．

（5）为了得到准确的测量结果，应让多用电表指针尽量指向表盘________（填“左侧”“右侧”或“中央”），否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）．

（6）测量完成后，将选择开关旋转到________位置．

[答案]　（3）短接　（4）红　黑　（5）中央　（6）“OFF”挡或交流电压最高挡

四、用多用电表判断电路故障

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4　如图4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．

图4

（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10V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________．

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

表2

测试点

指针偏转情况

c、d

d、e

e、f

（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）c　D　

（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c点电势高于d点电势，知红表笔应接触c点．由表1可知d、f间有示数，则d—c—a—电池—b—f间无断路，C错误；若仅灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，A、B错误；若df段断路，则与测试结果相符，D正确．

（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间存在大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则B灯短路，B正确.

1．（多用电表的使用）（多选）结合图5，关于多用电表的使用，下列说法正确的有（　　）

图5

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

[答案]　BC

[解析]　题图甲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，所以题图乙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．

2．（多用电表的读数）如图6所示，一多用电表的选择开关指在电阻“×1”挡，此时的测量值为________；选择开关指在直流250V电压挡，此时的测量值为________，选择开关指在直流10V电压挡，测量值应该为______，选择开关指在直流100mA电流挡，测量值应该为________．

图6

[答案]　4Ω　200V　8.0V　80mA

3．（欧姆表的使用和读数）（2018·菏泽市高一下期末）小明用多用电表测某一电阻，他选择欧姆挡“×100”，用正确的操作步骤测量时，发现指针位置如图7中虚线所示．

图7

（1）为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：

A．将选择开关转至________（填“×1”“×10”或“×1k”）挡；

B．将红、黑表笔短接，进行________（填“欧姆调零”或“机械调零”）．

（2）重新测量后，刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则测量结果是________Ω.

[答案]　

（1）×10　欧姆调零　

（2）130

4．（用多用电表判断电路故障）某照明电路出现故障，其电路如图8甲所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线与其接触完好，维修人员使用已经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．

图8

（1）断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，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，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然如图乙，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（11.4～11.6均可）　蓄电池　

（2）小灯