熱點(diǎn)一　多用電表的原理、讀數(shù)及使用
熱點(diǎn)二 用多用電表檢測(cè)電路故障及探索黑箱內(nèi)結(jié)構(gòu)
例1 [2020·武漢武昌區(qū)三模]如圖甲所示是一多用電表的簡(jiǎn)化電路圖．其表頭滿(mǎn)偏電流Ig＝500 μA、內(nèi)阻Rg＝50 Ω.該多用電表有兩個(gè)電流擋，量程分別為0～10 mA和0～1 mA.已知R2＝45 Ω，R3＝2475 Ω.(1)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接入________(填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”)端時(shí)，為較小量程的電流擋，正確測(cè)量時(shí)電流應(yīng)從A表筆________(填“流出”或“流入”)多用電表．
解析：(1)接入“1”或“2”都是電流擋，但接入“2”時(shí)，R1、R2兩個(gè)電阻串聯(lián)，阻值較大，分得的電流較小，因此是較小量程的電流擋；由于電流都是“紅進(jìn)黑出”，如果作為歐姆表，根據(jù)表內(nèi)電池的正負(fù)極，電流從黑表筆流出可知，B是黑表筆，因此作為電流表，電流也應(yīng)從A表筆(紅表筆)流入．
(2)當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接入“3”端時(shí)，多用電表可以用來(lái)測(cè)電阻．測(cè)量之前，先進(jìn)行歐姆調(diào)零，使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤(pán)最________(填“左”或“右”)側(cè)．某次測(cè)量電阻時(shí)使用的倍率為“×1”，指針如圖乙，則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.(3)當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接入“5”端時(shí)，多用電表的功能是測(cè)________(填“電流”“電壓”或“電阻”)，其量程為_(kāi)_______．
解析：(2)由于歐姆表的零刻度線(xiàn)在表盤(pán)的最右側(cè)，因此歐姆調(diào)零時(shí)，紅黑表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指到歐姆表的零刻度，也就是指針指到最右側(cè)；由于恰好對(duì)準(zhǔn)19.0 Ω的位置，而且使用的是“×1”擋位，因此阻值為19.0 Ω.(3)由于S接“2”時(shí)，是量程為0～1 mA的電流表，當(dāng)開(kāi)關(guān)打到“5”時(shí)，該電流表與電阻R3串聯(lián)，測(cè)量電壓的最大值為U＝IR3＋I(xiàn)gRg＝(1×10－3×2 475＋500×10－6×50) V＝2.5 V，因此量程為0～2.5 V.
練1　[2020·廣東湛江質(zhì)檢]某同學(xué)用多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為20 Ω的電阻，測(cè)量步驟如下：
(1)調(diào)節(jié)_____________，使電表指針停在________(填“電阻”或“電流”)的“0”刻度線(xiàn)．(2)將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)____________，使電表指針對(duì)準(zhǔn)________(填“電阻”或“電流”)的“0”刻度線(xiàn)．(4)將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端接觸，電表讀數(shù)如圖所示，該電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.(5)測(cè)量完畢，將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置．
解析：(1)使用多用電表，要先調(diào)節(jié)指針定位螺絲進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使電表指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線(xiàn)．(2)由圖可知，中值電阻為15 Ω，則測(cè)量20 Ω的電阻時(shí)應(yīng)使用“×1”的倍率．(3)用多用電表測(cè)電阻前需要?dú)W姆調(diào)零，兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使電表指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線(xiàn)．(4)由刻度盤(pán)和倍率可知，該電阻的阻值為19.0 Ω.
練2　在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)欲測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)，下述操作正確的是________(填選項(xiàng)前的字母)．A．歐姆調(diào)零，選擇擋位，表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)，讀數(shù)B．機(jī)械調(diào)零，選擇擋位，表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)，讀數(shù)C．選擇擋位，機(jī)械調(diào)零，表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)，讀數(shù)D．選擇擋位，歐姆調(diào)零，表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)，讀數(shù)
解析：(1)使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)該先機(jī)械調(diào)零，然后選擇適當(dāng)?shù)膿跷?，表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)，待示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)即可，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
(2)該同學(xué)欲測(cè)量如圖甲所示插座的電壓，則應(yīng)把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)打到如圖乙所示的________(填字母)位置．經(jīng)過(guò)正確操作后，電表指針指向如下圖所示，則插座的電壓為_(kāi)_______V.
解析：(2)插座接220 V交流電源，所以應(yīng)把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)打到H位置，根據(jù)電表指針可知，插座的電壓為U＝195 V.
練3　在“多用電表的使用”實(shí)驗(yàn)中，(1)如圖1所示，為一正在測(cè)量中的多用電表表盤(pán)．如果用電阻擋“×100”測(cè)量，則讀數(shù)為_(kāi)_______Ω；如果用“直流5 V”擋測(cè)量，則讀數(shù)為_(kāi)_______V.
解析：(1)多用電表測(cè)電阻時(shí)不需要估讀，選取最上端的歐姆表刻度，根據(jù)擋位可知阻值為6×102 Ω，測(cè)電壓時(shí)，由于精度為0.1 V，需要估讀一位，根據(jù)量程“50”的刻度可知電壓為3.60 V.
(2)甲同學(xué)利用多用電表測(cè)量電阻．他用電阻擋“×100”測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，操作順序?yàn)開(kāi)______________________．A．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1 k”的位置B．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆分別與被測(cè)電阻的兩根引線(xiàn)相接完成測(cè)量D．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0 Ω”
ADC(不可以改變順序)
解析：(2)歐姆擋測(cè)電阻時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小是由于擋位過(guò)小，需選取大擋位，進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測(cè)阻值，操作順序?yàn)锳DC.
(3)乙同學(xué)利用多用電表測(cè)量圖示電路中小燈泡正常工作時(shí)的有關(guān)物理量．以下操作正確的是____________________．A．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋，閉合開(kāi)關(guān)，利用圖2的電路測(cè)量小燈泡兩端的電壓B．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋，閉合開(kāi)關(guān)，利用圖2的電路測(cè)量小燈泡的電阻C．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，閉合開(kāi)關(guān)，利用圖3的電路測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流D．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，把圖3中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開(kāi)關(guān)，測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流
解析：(3)多用電表一定是紅表筆電流流入，黑表筆電流流出，圖2是測(cè)電壓，測(cè)電阻應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；圖3是測(cè)電流，表筆位置正確，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．
(4)丙同學(xué)利用多用電表探測(cè)圖4所示黑箱時(shí)發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測(cè)量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無(wú)電壓；用電阻擋測(cè)量，黑表筆接E點(diǎn)，紅表筆接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大．那么該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖中的________．
解析：(4)根據(jù)測(cè)黑箱電壓結(jié)果可知，電源一定在G的支端；根據(jù)測(cè)黑箱電阻結(jié)果可知，E、F之間是二極管，二極管的通電電流方向?yàn)镋到F，選項(xiàng)B正確．
(5)丁同學(xué)選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“直流500 mA”擋作為電流表A，設(shè)計(jì)了如圖6所示的電路，已知電流表內(nèi)阻RA＝0.4 Ω，R1＝RA，R2＝7RA.若將接線(xiàn)柱1、2接入電路時(shí)，最大可以測(cè)量的電流為_(kāi)_______A；若將接線(xiàn)柱1、3接入電路時(shí)，最大可以測(cè)量的電壓為_(kāi)_______V.
解析：(5)由題意可知各電阻R1＝RA＝0.4 Ω，R2＝2.8 Ω，接線(xiàn)柱1、2接入電路時(shí)，原電流表改裝為2倍量程的電流表，最大測(cè)量電流是1.0 A；接線(xiàn)柱1、3接入電路時(shí)，原電流表改裝為15倍量程的電壓表，總電阻R＝3.0 Ω，最大測(cè)量電壓為3.0 V.
練4　某興趣小組對(duì)市場(chǎng)中電線(xiàn)進(jìn)行調(diào)查，(1)如圖1所示，采用繞線(xiàn)法測(cè)得該電線(xiàn)直徑為_(kāi)_______ mm.
(2)取長(zhǎng)度為100 m的電線(xiàn)，欲測(cè)其電阻：①先用多用電表進(jìn)行粗略測(cè)量，將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于“×10”擋并調(diào)零后，兩表筆接觸待測(cè)電阻的兩端進(jìn)行測(cè)量，表盤(pán)指針如圖2所示．為了使測(cè)量值更準(zhǔn)確，選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)置于________(選填“×1”“×100”或“×1 k”)擋，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)圖3中________(選填“A”或“B”)重新調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量．
②用伏安法測(cè)量其電阻，并設(shè)計(jì)如圖4所示的電路，則電壓表的另一端應(yīng)接________(選填“a”或“b”)，測(cè)量得電壓表示數(shù)為4.50 V，而電流表示數(shù)如圖5所示，則所測(cè)的電阻為_(kāi)_______Ω.
熱點(diǎn)二　用多用電表檢測(cè)電路故障及探索黑箱內(nèi)結(jié)構(gòu)
題型1|檢測(cè)電路故障(1)電流擋檢測(cè)：將電流表串聯(lián)在電路中，若示數(shù)為0，說(shuō)明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路．(2)電壓擋檢測(cè)：將電壓表與部分電路并聯(lián)，若示數(shù)為0，說(shuō)明該部分電路完好．若示數(shù)等于電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明該部分電路中有斷點(diǎn)．(3)歐姆擋檢測(cè)：將各元件與電源斷開(kāi)，然后接到紅、黑表筆間，若電阻無(wú)窮大說(shuō)明此元件斷路．
例2 某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖甲所示，該電路用標(biāo)稱(chēng)值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線(xiàn)及其接觸完好．維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50 V擋檢測(cè)故障．他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)．
(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用電表指示如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi)___________________V，說(shuō)明________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開(kāi)關(guān)”或“小燈”)正常．(2)紅表筆接b點(diǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開(kāi)關(guān)后，多用電表指示仍然和圖乙相同，可判斷發(fā)生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開(kāi)關(guān)”或“小燈”)．
11.5(11.2～11.8均可)
解析：本題考查多用電表的讀數(shù)、電路的故障分析．用多用電表的電壓擋分析故障時(shí)，電壓表有示數(shù)說(shuō)明電源和電壓表等組成了閉合回路，可能與電壓表并聯(lián)的部分電路發(fā)生故障，而與電壓表串聯(lián)部分未發(fā)生故障，若無(wú)示數(shù)則正好相反．根據(jù)這個(gè)原理，a、c間接上電壓表，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，表針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明蓄電池正常，b、c間接上電壓表，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，表針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明小燈發(fā)生故障，閉合開(kāi)關(guān)后表針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲正常．
題型2|探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
例3 如圖所示，已知黑箱外有A、B、C三只接線(xiàn)柱，黑箱內(nèi)有一只定值電阻和一個(gè)二極管，它們的兩端都直接接在接線(xiàn)柱上．用多用電表依次測(cè)三只接線(xiàn)柱間的阻值，結(jié)果如下表所示．請(qǐng)判定黑箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)．
解析：先由二極管的反向截止的性質(zhì)分析，由表可知，接B、C和C、B時(shí)測(cè)量結(jié)果不同，故在B、C間一定有二極管存在；同理，在A(yíng)、C間也有二極管存在，并且A、C間的正向電阻大于B、C之間，說(shuō)明A、C間包含定值電阻；而接A、B和B、A時(shí)電阻不變，說(shuō)明A、B間只有定值電阻，B、C間接二極管．所以黑箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)如圖所示．
練5　在“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接了如圖甲所示的實(shí)物圖．閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的示數(shù)為零．(1)他借助多用電表檢查小燈泡，先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到“×1 Ω”擋，再進(jìn)行____________調(diào)零；又將紅、黑表筆分別接觸①、②接線(xiàn)柱，多用電表的表盤(pán)如圖乙所示，說(shuō)明小燈泡正常，此時(shí)燈絲的電阻為_(kāi)_______Ω.
解析：(1)多用電表測(cè)電阻時(shí)應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零；多用電表的表盤(pán)的讀數(shù)為6.0 Ω.
(2)他將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋于某直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接觸②、③接線(xiàn)柱，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源的電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明②、③接線(xiàn)柱間的導(dǎo)線(xiàn)出現(xiàn)了________(選填“斷路”或“短路”)．(3)排除故障后，為了使電流表的示數(shù)從零開(kāi)始，要在________(選填“①、④”或“③、④”)接線(xiàn)柱間再連接一根導(dǎo)線(xiàn)，并在閉合開(kāi)關(guān)前把滑動(dòng)變阻器的滑片置于最________(選填“左”或“右”)端．
解析：(2)電壓表的示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明電壓表直接接在開(kāi)路的電源上，②、③接線(xiàn)柱間的導(dǎo)線(xiàn)出現(xiàn)了斷路．(3)為了使電流表的示數(shù)從零開(kāi)始，滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法，要在③、④接線(xiàn)柱間再連接一根導(dǎo)線(xiàn)；初始時(shí)刻燈泡兩端電壓最小，滑片應(yīng)置于最左端．
練6　為了探究一塊多用電表歐姆×100擋的工作原理及內(nèi)部參數(shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)將多用電表?yè)跷恍o撥到歐姆×100擋，然后將兩表筆短接，進(jìn)行__________(2)按圖中所示，若將多用電表、電壓表、電阻箱進(jìn)行連接，與電壓表的“＋”接線(xiàn)柱相連接的是多用電表的______(填“紅”或“黑”)表筆．
解析：(1)將多用電表?yè)跷恍o撥到歐姆“×100”擋，然后將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零．(2)若將多用電表、電壓表、電阻箱進(jìn)行連接，由紅進(jìn)黑出可知，與電壓表的“＋”接線(xiàn)柱相連接的是多用電表的黑表筆．

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