1.了解多用電表的構(gòu)造和工作原理.2.會用多用電表測量電壓、電流.3.測量定值電阻和二極管的正負(fù)極.4.會用多用電表進(jìn)行簡單的電路故障分析.
NEIRONGSUOYIN
1.認(rèn)識多用電表(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量項(xiàng)目都有幾個量程.
(2)外形如圖1所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程.
多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(　表筆插入“＋”插孔，　表筆插入“－”插孔).
2.用多用電表測量小燈泡的電壓和電流按如圖2甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于_________擋，測小燈泡兩端的電壓.
按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于　　　　擋，測量通過小燈泡的電流.
3.用多用電表測定值電阻的阻值(1)原理
(2)測量步驟①估測待測電阻值.②歐姆擋調(diào)零.③將被測電阻接在紅黑表筆之間.④讀數(shù)：指針示數(shù)乘以倍率.⑤使用完畢：選擇開關(guān)置于　　　　　或　　　　　　　，長期不用應(yīng)取出電池.
(3)注意事項(xiàng)①區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”.機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度　側(cè)的“0”位置，機(jī)械調(diào)零對應(yīng)的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤　側(cè)的“0”位置，歐姆調(diào)零對應(yīng)的是歐姆調(diào)零旋鈕.②使指針指在中值附近，否則換擋.③測電阻時每換一次擋必須重新　　　　.④手不能接觸表筆的金屬桿.⑤測量電阻時待測電阻要與其他元件和　　斷開.
4.用多用電表測二極管的正、反向電阻(1)認(rèn)識二極管：晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成，它的符號如圖3所示，左端為正極，右端為負(fù)極.
特點(diǎn)：當(dāng)給二極管加正向電壓時電阻　　，當(dāng)給二極管加反向電壓時電阻　　.
(2)用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(guān)選至低倍率的歐姆擋，歐姆調(diào)零之后將黑表筆接觸二極管的　極，紅表筆接觸二極管的　極(如圖4甲).②測二極管反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)選至高倍率的歐姆擋，歐姆調(diào)零之后將黑表筆接觸二極管的　極，紅表筆接觸二極管的　極(如圖乙).
使用二極管前，常常需要辨明它的正負(fù)極，若標(biāo)識模糊，可用歐姆表測量兩個方向的電阻判斷二極管的正負(fù)極.
例1　圖5(a)為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻值約1 000 Ω的定值電阻.
(1)測量的某些操作步驟如下：①調(diào)節(jié)可調(diào)部件____，使電表指針停在__________(選填“電流0刻度”“歐姆0刻度”)位置.②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向_______(選填“×1 k”“×100”“×10”“×1”)位置.
③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件____，使電表指針指向___________(選填“電流0刻度”“歐姆0刻度”)位置.④將紅、黑表筆筆尖分別接觸待測電阻的兩端，當(dāng)指針穩(wěn)定后，讀出表頭的示數(shù)，如圖(b)所示，再乘以可調(diào)部件K所指的倍率，得出該電阻的阻值Rx＝_______.⑤測量完畢，應(yīng)調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向“OFF”或交流電壓“×500”位置.
(2)歐姆擋進(jìn)行調(diào)零后，用“×10”擋測量另一個阻值未知的電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則下列說法和做法中正確的是_____.A.這個電阻的阻值較小B.這個電阻的阻值較大C.為測量更準(zhǔn)確些，電表應(yīng)當(dāng)換用歐姆“×1”擋， 并且重新調(diào)零后進(jìn)行測量D.為測量更準(zhǔn)確些，電表應(yīng)當(dāng)換用歐姆“×100”擋， 并且重新調(diào)零后進(jìn)行測量
例2　(2017·全國卷Ⅲ·23)圖6(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭 的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA 擋，歐姆×100 Ω擋.
(1)圖(a)中的A端與____(填“紅”或“黑”)色表筆相連接.
解析　當(dāng)B端與“3”連接時，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接.
(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是____(填正確答案標(biāo)號).
A.在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指　在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使　電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指　在表盤右端電流最大位置
解析　在使用多用電表之前，調(diào)整表頭指針定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯誤.
(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝____Ω，R4＝____Ω.
解析　根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為量程1 mA的電流擋，
當(dāng)B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后的總電阻為120 Ω，兩端電壓為0.12 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4兩端電壓為0.88 V，則R4電阻為880 Ω.
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_______.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
解析　若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA.若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100 Ω＝1.10 kΩ.若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.94 V.
例3　(2020·浙江名校協(xié)作體模擬)錢華同學(xué)的爸爸是個電氣工程師，錢華經(jīng)?？吹桨职钟枚嘤秒姳磉M(jìn)行一些測量.在高中物理課堂上學(xué)習(xí)了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測量找到發(fā)光二極管的負(fù)極.(1)錢華同學(xué)做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的“×1”擋，經(jīng)過_________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光.這說明二極管的負(fù)極是_______(選填“長管腳”或“短管腳”)所連接的一極.
使用多用電表測量二極管
解析　在測量電阻時，選擇擋位后首先要進(jìn)行歐姆調(diào)零；二極管發(fā)光時處于正向?qū)顟B(tài)，因?yàn)楹诒砉P所接的長管腳為二極管的正極，故短管腳為負(fù)極.
(2)錢華同學(xué)的好奇心一下子就被激發(fā)起來了，他琢磨了一下，然后又依次用電阻擋的“×1擋”、“×10擋”、“×100擋”、“×1 k擋”分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測量，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越____(選填“大”或“小”)，請幫助他分析一下具體的原因：_____________________________________________________________________
解析　從×1擋、×10擋、×100擋到×1 k擋，多用電表的內(nèi)阻越來越大，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝ 可知，通過二極管的電流越來越小，根據(jù)P＝I2R可知二極管的亮度越來越小.
1.如圖7是一個多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖.電流表滿偏電流為0.5 mA，內(nèi)阻為10 Ω；電池電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為1 Ω；滑動變阻器阻值為0～5 000 Ω.
(1)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5 V標(biāo)定的，當(dāng)電池的電動勢下降到1.45 V、內(nèi)阻增大到4 Ω時仍可調(diào)零，調(diào)零后R0的阻值將變___(選填“大”或“小”)；若測得某電阻阻值為300 Ω，則這個電阻的真實(shí)值是_____ Ω.
解析　電池的電動勢減小、內(nèi)阻增大時，要使表頭的示數(shù)仍為原來的大小，則R0的阻值應(yīng)該變?。灰?yàn)樵摎W姆表的刻度值是按電池電動勢為E＝1.5 V設(shè)置的，所以測得某電阻阻值為300 Ω時，
(2)該歐姆表換了一個電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為10 Ω的電池，調(diào)零后測量某電阻的阻值，其測量結(jié)果_____(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”).
解析　若電池的內(nèi)阻變大，歐姆調(diào)零后的中值電阻不變，故測量的結(jié)果仍是準(zhǔn)確的.
斷開電路，用多用電表的歐姆擋測量待測部分的電阻，若檢測部分示數(shù)正常，說明兩點(diǎn)間電路正常；若檢測部分電阻很小(幾乎為零)，說明該部分短路；若檢測部分指針幾乎不動，說明該部分有斷路.
例4　(1)某同學(xué)按如圖8所示的電路圖連接元件后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮.該同學(xué)用多用電表的歐姆擋檢查電路的故障.檢查前，應(yīng)將開關(guān)S______.(選填“閉合”或“斷開”)
解析　用歐姆擋檢查電路需將電路斷開.
(2)若(1)中同學(xué)檢查結(jié)果如表所示，由此可以確定_____.
A.燈A斷路B.燈B斷路C.燈A、B都斷路D.d、e間導(dǎo)線斷路
解析　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.
例5　(2019·全國卷Ⅲ·23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度.可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99 999.9 Ω)，干電池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干.
(1)歐姆表設(shè)計將圖9中的實(shí)物連線組成歐姆表.歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為_____ Ω；滑動變阻器選____(填“R1”或“R2”).
解析　由題知當(dāng)兩表筆間接入15 kΩ的電阻時，電流表示數(shù)為50 μA，
所以滑動變阻器選擇R1.
(2)刻度歐姆表表盤通過計算，對整個表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖10所示.表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為____、___.
解析　歐姆表的內(nèi)阻Rg′＝Rg＋r＋R0＋R＝15 kΩ，
(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向____ kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量.若校準(zhǔn)某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖11所示，則電阻箱接入的阻值為________ Ω.
解析　紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處.題圖中電阻箱讀數(shù)為35 000.0 Ω.
2.(2019·安徽皖江名校聯(lián)盟摸底大聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表時，他們正確連接好電路如圖12甲所示.閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R0，燈泡都不亮，電流表無讀數(shù)，他們判斷電路可能出現(xiàn)故障.經(jīng)小組討論后，他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測電路.已知保護(hù)電阻R＝15 Ω，電流表量程為0～50 mA.操作步驟如下：
①將多用電表擋位調(diào)到歐姆×1擋，再將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零；②斷開圖甲電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；③將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示；④將多用電表兩表筆分別接在c、e上，調(diào)節(jié)R0＝20 Ω時，多用電表示數(shù)如圖丙所示，電流表的示數(shù)如圖丁所示.
回答下列問題：(1)圖丙中的多用電表讀數(shù)為____ Ω；圖丁中的電流表讀數(shù)為_____ mA.
解析　歐姆表的讀數(shù)為24×1 Ω＝24 Ω，電流表的最小分度是1 mA，需估讀到0.1 mA，所以圖丁中的電流表讀數(shù)為38.0 mA.
(2)操作步驟④中，多用電表紅表筆應(yīng)接____(選填“c”或“e”)點(diǎn).
解析　根據(jù)電流必須從電流表正接線柱流入，電流從歐姆表的紅表筆流入，黑表筆流出，電路中電流表在e端為負(fù)極，即電流經(jīng)過電流表的方向?yàn)閐→e，則操作步驟④中，多用電表黑表筆應(yīng)接c點(diǎn)，紅表筆應(yīng)接e點(diǎn).
(3)電路的故障可能是____.A.燈泡短路 B.燈泡斷路C.保護(hù)電阻R短路 D.保護(hù)電阻R斷路
解析　將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)，說明ac間有斷路.將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)不為零，所以電路的故障是燈泡斷路.
(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，同學(xué)們還計算出多用電表內(nèi)部電源的電動勢E′＝_____ V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
解析　由操作步驟③中多用電表指針正好指在中間刻度，根據(jù)歐姆表的中值電阻等于其內(nèi)阻，則知?dú)W姆表的內(nèi)阻為R歐＝15 Ω.
又R0＋RmA＝24 Ω，故E′＝I(R0＋RmA＋R歐)＝38.0×10－3×(24＋15) V≈1.48 V.

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