河南2014年高考一轮复习导学案——恒定电流八
【实验目的】
1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．
2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．
3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件
【实验原理】
1．表盘：如图所示
2．挡位：如图所示
3．欧姆表的原理
欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示．R为调零电阻，红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，使指针满偏．根据闭合电路欧姆定律有Ig＝，当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝，
故每一个未知电阻都对应一个电流值I.我们在刻度盘上直接标出I对应的Rx的值，则所测电阻Rx即可从表盘上直接读出．由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻．
【实验器材】
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
【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，测小电珠两端的电压．
5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流．
6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将测量值和真实值进行比较．
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．
8．探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现 象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源
电阻
欧姆挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小，反接时示数很大
电容器
欧姆挡
指针先指“0Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
【注意事项】
(1)使用前要“机械调零”，并要区分“机械调零”和“欧姆调零”．
(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”．
(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流．
(4)电压、电流挡为量程范围，电阻挡为倍率．
(5)测电压时，多用电表与被测元件并联；测电流时与被测元件串联．
(6)测电阻时
①待测电阻与电路、电源一定要断开．
②两手一定不要同时接触两笔金属杆．
③指针指中值附近较准，否则换挡．
④每换一挡必须重新欧姆调零．
⑤读出示数要乘以倍率．
(7)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．
(8)使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池．
【典型例题】
一、多用表的使用和读数
【例题1】(2011·沈阳模拟)某同学利用多用电表做了以下实验：
(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下
①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上；
②把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；
④换用“×10”的欧姆挡，随即记下欧姆数值；
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的？(三个错误)
错误一：________ _ _______；
错误二：_____________________________；
错误三：_____________________________.
(2)如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________欧；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为________毫安；测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________伏．
【例题2】 (2010·山东理综)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：
(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是__________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．
(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．
(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.
【能力训练】
1．用多用电表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的正(＋)插孔，则( )
A．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
B．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
C．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
2．一多用电表有4个欧姆挡，分别为×1 Ω、×10 Ω、 ×100 Ω、×1 kΩ，欧姆挡表盘的中间刻度值为“15”．现用它来测量一未知电阻的阻值，先将选择开关置于“×100 Ω”挡处，接着将红表笔和黑表笔接触，发现表针指在“0 Ω”处．然后进行测量，结果发现表针指在欧姆挡刻度值为“200”的刻度附近．为了使测量结果更准确，必须换挡并重新测量．下列说法正确的是( )
A．必须将选择开关改为置于“×10 Ω”挡处
B．必须将选择开关改为置于“×1 kΩ”挡处
C．换挡之后必须重新调零才能进行测量
D．换挡之后不必重新调零就可进行测量
3.如图所示为一探究实验使用的黑箱装置，箱内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．为了探测黑箱内部的电路结构，某同学进行了以下几步测量：
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；
②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．
以上测量中不妥之处有：________(填序号)，理由是___________________．
4．(2011·北京理综)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量；
①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”)．
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10 ”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
5（2012上海卷）．（6分）在练习使用多用表的实验中
（1）某同学连接的电路如图所示
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；
②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是______的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，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）（单选）在使用多用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）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，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25(
（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
6（2012江苏高考）．如题图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。
（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整题10—2图中多用电表的 （选填“A”、“B”或“C " )。
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应 （选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×l”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如题10－2图所示。
两表笔接的接点
多用电表的示数
a，b
Ω
a，c
10.0Ω
b，c
15.0Ω
请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路．
例题答案：
1. 【答案】 (1)错误一：接用“×10”的欧姆挡，应该换用“×1 k”的欧姆挡．错误二：换挡后没有进行欧姆调零．错误三：使用完后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡． (2)1 700 47 23.5
解析 (1)错误一：在用“×100”挡位测量时，指针偏转较小，说明所测电阻阻值较大，为了减小读数误差，应使指针向右摆动，所以应该换用“×1 k”的欧姆挡位；
错误二：换挡后，还要重新进行欧姆调零；
错误三：使用多用电表结束后，还要将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡．
(2)若用“×100”挡测电阻时，指针读数为：17．0×100 Ω＝1 700 Ω
若用量程100 mA测直流电流时，读数为：4．7×10 mA＝47 mA
若用量程50 V测直流电压时，读数为23.5 V
2. 【答案】 (1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 (3)0 E E
解析 (1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的一定是待测金属丝．
(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路．因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的10 V直流电压挡来检查故障．多用电表的红表笔应和电源的正极相连．(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是0、E、E.
能力训练答案
1. 解析 B 如图所示是多用电表的示意电路图，无论是测电压U还是测电阻，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确．
2. 解析 BC 表针指在“200”刻度附近，表明示数偏大，会使测量结果不准确，应换用较大的挡位，且换挡之后必须重新调零才能进行测量，B、C正确．
3. 【答案】 ①③ ①中不能直接用电阻挡测量含电源电路的电阻；③可能会造成短路
解析 由于黑箱内有电源，故不能用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；又由于盒内电阻未知，为防止电路中电流过大损坏电源和电表，不能直接用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．
4. 解析 使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S；使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T；测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大倍率的挡位．因此A合理；每换一次挡位应重新调零，则选D；测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，应选C.
【答案】 ①S ③T 0刻线 ④ADC
5. （1）①R1 ，②R1和R2串联，③R2（或电源），（2）D，
6.解析：（1）A
（2）短暂
（3）5.0（见右图）
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