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第5講　實驗13:用多用電表測量電學中的物理量
■目標要求
1.了解多用電表的構造和工作原理。2.會用多用電表測量電壓、電流和電阻,會用多用電表判斷二極管的極性。3.會用多用電表進行簡單的電路故障分析。
考點1　實驗基本技能
　　　　　 　　　　　　　　　　
1.認識多用電表。
(1)功能:用來測量電流、電壓、電阻等物理量,并且每一種測量項目都有幾個量程。
(2)外部構造:如圖所示,上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、　　　　等多種量程的刻度;下半部分為選擇開關,它的四周刻有各種測量項目和量程。多用電表的面板上還有歐姆表的歐姆調零旋鈕、指針定位螺絲、表筆的正負插孔(　　表筆插入“+”插孔,　　表筆插入“-”插孔)。
(3)內部電路原理圖。
2.用多用電表測量小燈泡的電壓和電流。
甲　　　　　　　　乙
(1)按如圖甲所示的電路圖連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,測量小燈泡兩端的電壓。
(2)按如圖乙所示的電路圖連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。
3.用多用電表測量電阻。
(1)歐姆表原理(多用電表的歐姆擋原理)。
①原理電路:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R串聯而成,外接紅、黑表筆。全電路的總電阻R總=Rg+R+r+Rx(如圖丙所示)。
甲　乙　丙
②工作原理:閉合電路歐姆定律,I=。
③刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏(也叫歐姆調零),此處標為　　　　(如圖甲所示);當I=0時,Rx→∞,在I=0處標為　　　　(如圖乙所示);當I=時,Rx=　　　　　=RΩ,此電阻值等于歐姆表的內阻值,也叫中值電阻(如圖丙所示)。
(2)測量電阻。
①根據被測電阻的估計阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度,若不指在歐姆表的“0”刻度,調節歐姆調零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處。
②將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩定后讀數。
③讀出指針在刻度盤上所指的數值,用讀數乘以所選擋位倍率,即得到測量結果。
④測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。
4.用多用電表測二極管的正、反向電阻。
將多用電表歐姆擋調零后,若多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸的是二極管的正極,紅表筆接觸的是二極管的負極;若多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸的是二極管的負極,紅表筆接觸的是二極管的正極。
5.注意事項。
(1)使用前要機械調零。
(2)兩表筆在使用時,要保證電流總是“紅表筆流入,黑表筆流出”。
(3)測量電阻時:
①指針指在中值附近誤差較小,否則換擋。
②每換一擋必須重新進行歐姆調零。
③讀出示數要乘以倍率。
(4)使用完畢,選擇開關應置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。
考向1　多用電表的使用和讀數
【典例1】　在練習使用多用電表的實驗中。
(1)某同學連接的電路如圖所示。
①若旋轉選擇開關,使尖端對準直流電流擋,此時測得的是通過　　　　的電流。(填圖中元件代號,下同)
②若斷開電路中的開關,旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋,此時測得的是　　　　的電阻。
③若旋轉選擇開關,使尖端對準直流電壓擋,閉合開關,并將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時測得的是　　　　兩端的電壓。
(2)(多選)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時,下列說法正確的是　　 　(填選項字母)。
A.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏小
B.測量時發現指針偏離中央刻度過大,則必須減小倍率,重新調零后再進行測量
C.選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間,則測量值等于2 500 Ω
D.歐姆表內的電池使用時間太長,雖然完成調零,但測量值將略偏大
考向2　歐姆表(多用電表歐姆擋)的原理
【典例2】　(2022·湖南卷)小夢同學自制了一個兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表,其內部結構如圖所示,R0為調零電阻(最大阻值為R0m),
Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+R0m(1)短接①②,將單刀雙擲開關S與m接通,電流計G示數為Im;保持電阻R0滑片位置不變,將單刀雙擲開關S與n接通,電流計G示數變為In,則Im　　　　(填“大于”或“小于”)In。
(2)將單刀雙擲開關S與n接通,此時歐姆表的擋位為　　　　(填“×1”或“×10”)。
(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位,調整歐姆零點(歐姆零點在電流計G滿偏刻度處)時,調零電阻R0的滑片應該　　　　(填“向上”或“向下”)調節。
(4)在“×10”擋位調整歐姆零點后,在①②間接入阻值為100 Ω的定值電阻R1,穩定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的;取走R1,在①②間接入待測電阻Rx,穩定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的,則Rx=　　　　 Ω。
考向3　用多用電表測量二極管
【典例3】　二極管的導電特性表現為單向導電性,當給二極管加上正向電壓時,二極管處于導通狀態,正向電阻較小,當給二極管加上反向電壓時,二極管處于截止狀態,反向電阻很大,現有一只二極管,表面字跡模糊,某同學想用多用電表判斷其正負極,選用歐姆“×10”擋,電路連接如圖甲,指針的位置如圖乙所示。
甲
乙
丙
(1)二極管的正向電阻為　　　　。
(2)　　　　(填“a”或“b”)端為二極管正極。
(3)多用電表“×100”擋的內電阻約為　　　　。
(4)一只二極管的伏安特性曲線如圖丙所示,現將其接在電動勢為2 V,內阻約為4 Ω的直流電源上,給二極管加上正向電壓,此時二極管消耗的電功率約為　　　　W。
考點2　用多用電表檢測電路故障
　　　　　 　　　　　　　　　　
電流擋 檢測 將多用電表調至電流擋,串聯在電路中,若示數為零,說明多用電表串聯的部分電路斷路
電壓擋 檢測 將多用電表調至電壓擋,與被檢測電路并聯。①若示數為零,可能是與被測電路串聯的部分斷路,也可能是被測電路部分短路,不能準確確定;②若示數等于電動勢,說明該部分電路中有斷路處,進一步縮小并聯范圍可以找出斷路位置
歐姆擋 檢測 將多用電表調至歐姆擋,將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間:①若電阻無窮大,說明此元件斷路;②若電阻為零,說明此元件短路
　　　　　 　　　　　　　　　　
【典例4】　在如圖甲所示的電路中,四節干電池串聯,小燈泡A、B的規格均為“3.8 V　0.3 A”,合上開關S后,無論怎樣移動滑片,A、B燈都不亮。
甲
乙
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障:
①選擇開關置于下列量程的　　　　擋較為合適(填選項字母)。
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
②測得c、d間電壓約為5.8 V,e、f間電壓為0,則故障是　　　　(填選項字母)。
A.A燈燈絲斷開 B.B燈燈絲斷開
C.d、e間連線斷開 D.B燈短路
(2)接著用歐姆表的“×1”擋測電阻,歐姆表經過“歐姆調零”。
①測試前,一定要將電路中的開關S斷開。
②測c、d間和e、f間電阻時,某次測量結果如圖乙所示,讀數為　　　　Ω,此時測量的是　　　　間電阻,根據小燈泡的規格計算出的電阻為　　 　　　Ω,它不等于測量值,原因是 　
第5講　實驗13:用多用電表測量
電學中的物理量
考點1
1.(2)電阻　紅　黑　3.(1)③0　∞　Rg+R+r
【典例1】　答案　(1)①R1　②R1和R2
③R2　(2)AD
解析　(1)①多用電表調至直流電流擋,與滑動變阻器串聯,測的是通過滑動變阻器R1的電流;②斷開電路中的開關,多用電表調至歐姆擋,接在R1與R2串聯電路的兩端,測的是串聯部分的總電阻;③多用電表調至電壓擋,滑動變阻器的滑片移至最左端,滑動變阻器相當于導線;多用電表與電阻R2并聯,測的是R2兩端的電壓。
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿,人體與電阻并聯,總電阻減小,測量值偏小,A項正確;測量時若發現指針向右偏離中央刻度過大,則必須減小倍率,若向左偏離中央刻度過大,則必須增大倍率,重新調零后再進行測量,B項錯誤;歐姆表刻度是左密右疏,選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間,則測量值小于2 500 Ω,大于2 000 Ω,C項錯誤;歐姆表內的電池使用時間太長,電動勢減小,內電阻增大,歐姆調零時,由于滿偏電流Ig不變,由公式Ig=,歐姆表內阻R內得調小,待測電阻的測量值是通過電流的示數體現出來的,由I===,可知當R內變小時,I變小,指針跟原來的位置相比偏左,歐姆表的示數偏大,D項正確。
【典例2】　答案　(1)大于　(2)×10　(3)向上　(4)400
解析　(1)根據題意可知RmIn。
(2)當開關S撥向n時,全電路的總電阻較大,中值電阻較大,能夠接入待測電阻的阻值也更大,所以開關S撥向n時對應歐姆表的擋位倍率較大,即×10。
(3)從“×1”擋位換成“×10”擋位,即開關S從m撥向n,全電路電阻增大,干路電流減小,①②短接時,為了使電流表滿偏,則需要增大通過電流計G所在支路的電流,所以需要將R0的滑片向上調節。
(4)設歐姆表內部等效電阻為R,根據閉合電路歐姆定律有,Ig=,Ig=,Ig=,聯立解得Rx=400 Ω。
【典例3】　(1)50 Ω　(2)a　(3)1 500 Ω
(4)0.25
解析　(1)依題意,由題圖乙可知該二極管的正向電阻為5×10 Ω=50 Ω。
(2)歐姆表電流流向為“紅進黑出”,所以由題圖甲可知b端與歐姆表內部電源負極相連,且根據二極管正向電阻為小電阻,則a端為二極管正極。
(3)根據歐姆表中值電阻定義可知=,又因為Ig=,所以當多用電表“×100”擋時,此時外電阻為R外=15×100 Ω=1 500 Ω,則此時歐姆表內阻為1 500 Ω。
(4)作出電動勢為2 V,內阻約為4 Ω的直流電源的U-I圖像,可得到圖像與二極管伏安特性曲線的交點如圖所示,可得交點坐標為(1.0 V,0.25 A),所以可得此時二極管消耗的電功率約為P=UI=1.0×0.25 W=0.25 W。
考點2
【典例4】　答案　(1)①B　②A　(2)②6　e、f　12.7　高溫條件下金屬絲電阻率大,計算的電阻是正常工作時的高溫電阻,而測量值為斷電下的低溫小電阻
解析　(1)①四節干電池串聯之后的電動勢約為6 V,電壓表量程應選擇10 V,故選B。②c、d間電壓約為5.8 V,接近電源電動勢,而且e、f間電壓為0,由此可判斷斷路發生在c、d間,即A燈燈絲斷開,故選A。
(2)②c、d間斷路,測出的電阻應為無窮大,而歐姆表讀數為6 Ω,所以測量的是e、f間的電阻,根據規格計算的電阻為R==≈12.7 Ω。高溫條件下金屬絲電阻率大,計算的電阻是正常工作時的高溫電阻,而測量值為斷電下的低溫小電阻,因此測量值和計算結果不相等。(共36張PPT)
第5講
實驗13：用多用電表測量電學中的物理量
第十章 電路和電能
目
標
要
求
1.了解多用電表的構造和工作原理。2.會用多用電表測量電壓、電流和電阻，會用多用電表判斷二極管的極性。3.會用多用電表進行簡單的電路故障分析。
考點1　實驗基本技能
考點2　用多用電表檢測電路故障
內容
索引
實驗基本技能
考點1
1.認識多用電表。
(1)功能：用來測量電流、電壓、電阻等物理量，并且每一種測量項目都有幾個量程。
(2)外部構造：如圖所示，上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、 等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關，它的四周刻有各種測量項目和量程。多用電表的面板上還有歐姆表的歐姆調零旋鈕、指針定位螺絲、表筆的正負插孔( 表筆插入“+”插孔， 表筆插入“-”插孔)。
電阻
紅
黑
(3)內部電路原理圖。
2.用多用電表測量小燈泡的電壓和電流。
(1)按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，測量小燈泡兩端的電壓。
(2)按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。
3.用多用電表測量電阻。
(1)歐姆表原理(多用電表的歐姆擋原理)。
①原理電路：如圖所示，歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R串聯而成，外接紅、黑表筆。全電路的總電阻R總=Rg+R+r+Rx(如圖丙所示)。
②工作原理：閉合電路歐姆定律，I=。
③刻度的標定：紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時，調節調零電阻R,使I=Ig，電流表的指針達到滿偏(也叫歐姆調零)，此處標為 (如圖甲所示)；當I=0時，Rx→∞，在I=0處標為 (如圖乙所示)；當I=
時，Rx= =RΩ，此電阻值等于歐姆表的內阻值，也叫中值電阻(如圖丙所示)。
0
∞
Rg+R+r
(2)測量電阻。
①根據被測電阻的估計阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處。
②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩定后讀數。
③讀出指針在刻度盤上所指的數值，用讀數乘以所選擋位倍率，即得到測量結果。
④測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。
4.用多用電表測二極管的正、反向電阻。
將多用電表歐姆擋調零后，若多用電表指針偏角很大，則黑表筆接觸的是二極管的正極，紅表筆接觸的是二極管的負極；若多用電表指針偏角很小，則黑表筆接觸的是二極管的負極，紅表筆接觸的是二極管的正極。
5.注意事項。
(1)使用前要機械調零。
(2)兩表筆在使用時，要保證電流總是“紅表筆流入，黑表筆流出”。
(3)測量電阻時：
①指針指在中值附近誤差較小，否則換擋。
②每換一擋必須重新進行歐姆調零。
③讀出示數要乘以倍率。
(4)使用完畢，選擇開關應置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池。
考向1
多用電表的使用和讀數
【典例1】　在練習使用多用電表的實驗中。
(1)某同學連接的電路如圖所示。
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過 的電流。(填圖中元件代號，下同)
R1
②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是 的電阻。
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是 兩端的電壓。
R1和R2
R2
(2)(多選)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，下列說法正確的是
(填選項字母)。
A.雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小
B.測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調零后再進行測量
C.選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值等于2 500 Ω
D.歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測量值將略偏大
AD
(1)①多用電表調至直流電流擋，與滑動變阻器串聯，測的是通過滑動變阻器R1的電流；②斷開電路中的開關，多用電表調至歐姆擋，接在R1與R2串聯電路的兩端，測的是串聯部分的總電阻；③多用電表調至電壓擋，滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當于導線；多用電表與電阻R2并聯，測的是R2兩端的電壓。
解析
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯，總電阻減小，測量值偏小，A項正確；測量時若發現指針向右偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，若向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新調零后再進行測量，B項錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值小于2 500 Ω，大于2 000 Ω，C項錯誤；歐姆表內的電池使用時間太長,
解析
電動勢減小，內電阻增大，歐姆調零時，由于滿偏電流Ig不變，由公式Ig=，歐姆表內阻R內得調小，待測電阻的測量值是通過電流的示數體現出來的，由I===，可知當R內變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左，歐姆表的示數偏大，D項正確。
解析
考向2
歐姆表(多用電表歐姆擋)的原理
【典例2】　(2022·湖南卷)小夢同學自制了一個兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表，其內部結構如圖所示，R0為調零電阻(最大阻值為R0m)，Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+R0m(1)短接①②，將單刀雙擲開關S與m接通，電流計G示數為Im；保持電阻R0滑片位置不變，將單刀雙擲開關S與n接通，電流計G示數變為In，則Im (填“大于”或“小于”)In。
(2)將單刀雙擲開關S與n接通，此時歐姆表的擋位為 (填“×1”或“×10”)。
大于
×10
(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調整歐姆零點(歐姆零點在電流計G滿偏刻度處)時，調零電阻R0的滑片應該 (填“向上”或“向下”)調節。
(4)在“×10”擋位調整歐姆零點后，在①②間接入阻值為100 Ω的定值電阻R1，穩定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的；取走R1，在①②間接入待測電阻Rx，穩定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的，則Rx= Ω。
向上
400
(1)根據題意可知RmIn。
(2)當開關S撥向n時，全電路的總電阻較大，中值電阻較大，能夠接入待測電阻的阻值也更大，所以開關S撥向n時對應歐姆表的擋位倍率較大，即×10。
解析
(3)從“×1”擋位換成“×10”擋位，即開關S從m撥向n，全電路電阻增大，干路電流減小，①②短接時，為了使電流表滿偏，則需要增大通過電流計G所在支路的電流，所以需要將R0的滑片向上調節。
(4)設歐姆表內部等效電阻為R，根據閉合電路歐姆定律有，Ig=Ig=，Ig=，聯立解得Rx=400 Ω。
解析
考向3
用多用電表測量二極管
【典例3】　二極管的導電特性表現為單向導電性，當給二極管加上正向電壓時，二極管處于導通狀態，正向電阻較小，當給二極管加上反向電壓時，二極管處于截止狀態，反向電阻很大，現有一只二極管，表面字跡模糊，某同學想用多用電表判斷其正負極，選用歐姆“×10”擋，電路連接如圖甲，指針的位置如圖乙所示。
(1)二極管的正向電阻為 。
(2) (填“a”或“b”)端為二極管正極。
(3)多用電表“×100”擋的內電阻約為 。
50 Ω
1 500 Ω
a
(4)一只二極管的伏安特性曲線如圖丙所示，現將其接在電動勢為2 V,內阻約為4 Ω的直流電源上，給二極管加上正向電壓，此時二極管消耗的電功率約為 W。
0.25
(1)依題意，由題圖乙可知該二極管的正向電阻為5×10 Ω=50 Ω。
(2)歐姆表電流流向為“紅進黑出”，所以由題圖甲可知b端與歐姆表內部電源負極相連，且根據二極管正向電阻為小電阻，則a端為二極管正極。
(3)根據歐姆表中值電阻定義可知=，又因為Ig=，所以當多用電表“×100”擋時，此時外電阻為R外=15×100 Ω=1 500 Ω,則此時歐姆表內阻為1 500 Ω。
解析
(4)作出電動勢為2 V，內阻約為4 Ω的直流電源的U-I圖像，可得到圖像與二極管伏安特性曲線的交點如圖所示，可得交點坐標為(1.0 V，0.25 A)，所以可得此時二極管消耗的電功率約為P=UI=1.0×0.25 W=0.25 W。
解析
用多用電表檢測電路故障
考點2
電流擋 檢測 將多用電表調至電流擋，串聯在電路中，若示數為零，說明多用電表串聯的部分電路斷路
電壓擋 檢測 將多用電表調至電壓擋，與被檢測電路并聯。①若示數為零，可能是與被測電路串聯的部分斷路，也可能是被測電路部分短路，不能準確確定；②若示數等于電動勢，說明該部分電路中有斷路處，進一步縮小并聯范圍可以找出斷路位置
歐姆擋 檢測 將多用電表調至歐姆擋，將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間：①若電阻無窮大，說明此元件斷路；②若電阻為零，說明此元件短路
【典例4】　在如圖甲所示的電路中，四節干電池串聯，小燈泡A、B的規格均為“3.8 V　0.3 A”，合上開關S后，無論怎樣移動滑片，A、B燈都不亮。
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障：
①選擇開關置于下列量程的 擋較為合適(填選項字母)。
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是 (填選項字母)。
A.A燈燈絲斷開 B.B燈燈絲斷開
C.d、e間連線斷開 D.B燈短路
B
A
(2)接著用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經過“歐姆調零”。
①測試前，一定要將電路中的開關S斷開。
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測量結果如圖乙所示，讀數為 Ω,此時測量的是 間電阻，根據小燈泡的規格計算出的電阻為
Ω，它不等于測量值，原因是
。
e、f
6
12.7
高溫條件下金屬絲電阻率大，計算的電阻是正常工作時的高溫電阻，而測量值為斷電下的低溫小電阻
(1)①四節干電池串聯之后的電動勢為6 V，電壓表量程應選擇10 V，故選B。②c、d間電壓約為5.8 V，接近電源電動勢，而且e、f間電壓為0，由此可判斷斷路發生在c、d間，即A燈燈絲斷開，故選A。
解析
(2)②c、d間斷路，測出的電阻應為無窮大，而歐姆表讀數約為6 Ω，所以測量的是e、f間的電阻，根據規格計算的電阻為R==≈
12.7 Ω。高溫條件下金屬絲電阻率大，計算的電阻是正常工作時的高溫電阻，而測量值為斷電下的低溫小電阻，因此測量值和計算結果不相等。
解析(共28張PPT)
微練38
實驗13：用多用電表測量電學中
的物理量
1
2
3
4
1.某同學用量程為1 mA、內阻為120 Ω的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開
關。回答下列問題:
(1)根據圖甲所示的電路，在圖乙所示的
實物圖上連線。
見解析圖
連線如圖所示。
解析
1
2
3
4
1
2
3
4
(2)開關S閉合時，多用電表用于測量　　　　(填“電流”“電壓”或“電阻”)；開關S斷開時，多用電表用于測量　　　　(填“電流”“電壓”或“電阻”)。
本實驗考查的是電表的改裝。改裝成電壓表時，要串聯電阻，改裝成電流表時，要并聯電阻。根據題圖甲所畫電路，閉合開關 時，電流表與R2串聯后再與電阻R1并聯，用于測電流，斷開開關 時，只串聯一個電阻R2，用于測電壓。
解析
電流
電壓
1
2
3
4
(3)表筆A應為　　　　(填“紅”或“黑”)色。
根據表頭可知電流應從表筆B進，從表筆A出，由“紅進黑出”可 知，表筆A應為黑色。
解析
黑
1
2
3
4
(4)定值電阻的阻值R1=　　　　Ω，R2=　　　　Ω。(均保留3位有效數字)
1.00
880
斷開開關S時，多用電表為1 V的電壓表，故R2= Ω-120 Ω=
880 Ω，閉合開關S時，多用電表為1 A的電流表，故R1=
≈1.00 Ω。
解析
2.如圖甲所示，數字多用電表是近來發展起來的高科技電子產品，它具有測量精度高、讀數方便等許多獨特的優點。以型號“DF930”普通數字多用電表為例，其電壓擋所有量程內阻高達10 MΩ以上，而機械指針式電壓表內阻一般為幾千歐到幾十千歐。
1
2
3
4
現有一塊型號為“DF930”的數字多用電表，用它來測量一只電池的電動勢和內電阻。提供的其他測量器材還有:一只滑動變阻器R(0~ 30 Ω)，兩只開關，導線若干。
實驗要求:利用這些器材，盡量采用最簡單的測量方法，分兩步進 行。首先測量電動勢，待電動勢測定之后再測量其內電阻。現按圖乙連接好測量電路。
操作步驟:
1
2
3
4
(1)將數字多用電表選擇開關置于　　　　擋，選擇合適的量程，斷開開關　　　，閉合開關　　　，記錄表的示數，然后反復測量多次，取平均值并記為a。
為了測電源的電動勢，需將選擇開關置于電壓擋，斷開開關S1，閉合開關S2，此時電表示數即為電源的電動勢E，E=a。
解析
1
2
3
4
電壓
S1
S2
(2)將數字多用電表選擇開關置于　　　擋，選擇合適的量程，斷開開關　　　，閉合開關　　　，記錄表的示數，記為b，緊接著進行以下的操作:將選擇開關置于　　　　擋，選擇合適的量程，然后同時閉合開關S1和S2，記錄表的示數并記作c，把b和對應的c作為一組數據記錄下來，然后反復測量多次，得到多組數據。
1
2
3
4
歐姆
S2
S1
電壓
測量外電阻需要將電路斷開測量，故斷開S2，選擇開關應置于歐姆擋，閉合S1，此時電表示數即為變阻器接入電路的阻值R，R= b；為測電源的路端電壓，選擇開關應置于電壓擋，此時電表示數即為電源的路端電壓U，U=c。
解析
1
2
3
4
(3)　　　　(填“a”“b”或“c”)即為干電池的電動勢。
由(1)知a即為干電池的電動勢。
解析
1
2
3
4
a
(4)干電池的內電阻的表達式r=　　　　(用a、b、c表示)，將步驟(1)(2)測得的數據代入公式，求出r的平均值，即為干電池的內電 阻。
由閉合電路歐姆定律E=U+r，即a=c+r，得r=。
解析
1
2
3
4
3.(2024·浙江卷)在測繪發光二極管在導通狀態下的伏安特性曲線實驗中。
(1)用多用電表歐姆擋判斷發光二極管的正負極選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發現電表指針均不偏轉。選用
　　　　(填“×10”或“×1 k”)擋重新測試，指針仍不偏轉，更換二極管極性 后，發現指針偏轉，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管　　　　(填“正極”或“負極”)。
1
2
3
4
×1 k
負極
指針未偏轉，說明可能電阻過大，應換用×1 k檔繼續實驗；根據 “紅進黑出”原則及二極管單向導電性可知與紅色表筆相連的是二極管負極。
解析
1
2
3
4
(2)圖甲是已完成部分連線的實物圖，為實現電壓可從零開始調節，并完成實驗，P應連接　　　(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱，Q應連接
　　　(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱。某次選用多用電表量程為50 mA擋測量，指針如圖乙所示，則電流I=　　　　mA。
1
2
3
4
a
d
45.0
實現電壓可從零開始調節，滑動變阻器采用分壓式接法，P應連接a；根據題圖丙可知電壓表選取0~3 V量程，故Q接d；多用電表量程為50 mA，分度值為1 mA，需要估讀到0.1 mA，故電表的讀數為4×10 mA+5×1 mA+0×0.1 mA=45.0 mA。
解析
1
2
3
4
(3)根據測得數據，繪出伏安特性曲線如圖丙所示，說明該二極管是
　　　　(填“線性”或“非線性”)元件，正常發光時電壓在　　　　V范圍。
1
2
3
4
非線性
1.9~2.5
根據題圖丙可知I隨U非線性變化，故說明該二極管是非線性元 件，根據題圖丙可知正常發光時即有電流通過時電壓在1.9 V~ 2.5 V范圍。
解析
1
2
3
4
4.(2022·河北卷)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設計電路如圖甲所示。選用的器材有:限溫開關S1(手動將其按下，開始持續加熱煮飯，當鍋內溫度高于103 ℃時自動斷開，之后不能自動閉合)；保溫開關S2(當鍋內溫度高于80 ℃時自動斷開，溫度低于70 ℃時自動閉合)；電飯煲的框架(結構如圖乙所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60 Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1 kΩ)；指示燈L1和L2(“2.5 V　0.6 W”，當電流低于30 mA時可視為熄滅)；保險絲T。
1
2
3
4
1
2
3
4
(1)(多選)按照興趣小組設計的電路，下列說法正確的是　　　(填選項字母)。
A.按下S1，L1和L2均發光
B.當鍋內溫度高于103 ℃時，S1自動斷開，L1和L2均發光
C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態之間交替切換
D.當鍋內溫度低于70 ℃時，S2自動閉合，L1發光，L2熄滅
1
2
3
4
CD
按下S1后，L2支路被短路，則L2不會發光，A項錯誤；當鍋內溫度高于103 ℃時，S1斷開，而要溫度降到70 ℃以下時S2才會閉合，則此時L2可能發光，此時電路中R與R1和L1的串聯部分并聯，并聯的整體再和L2、R2串聯，指示燈L1的電阻RL1=≈10.42 Ω，則回路中并聯的整體電阻R并≈56.64 Ω，則回路總電阻R總=1 067.06 Ω，回路總電流I總=≈0.21 A，則L2一定發光，此時并聯的整體的電
解析
1
2
3
4
壓為U并=I總R并≈11.89 V，則流過L1的電流為IL1=≈ A≈0.012 A，小于30 mA，則L1熄滅，B項錯誤；由題知，S2在鍋內溫度高于80 ℃時自動斷開，鍋內溫度降到70 ℃以下時S2自動閉合，C項正確；當鍋內溫度低于70 ℃時，S2自動閉合，L2支路被短路，則L2熄滅，此時電路中R與R1和L1的串聯部分并聯，則此時流過L1的電流為IL1'== A≈0.218 A，大于30 mA，則L1發光，D項正確。
解析
1
2
3
4
(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是　　　　(填寫各步驟前的字母)。
A.將選擇開關旋轉到“×100”位置
B.將兩支表筆直接接觸，調節“歐姆調零旋鈕”，使指針指向歐姆零點
C.調整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度
D.測量指示燈L1兩端的阻值
E.將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋
1
2
3
4
CABDE
操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖丙所示，可判斷是　　　　斷路損壞；若指針如圖丁所示，可判斷是　　　斷路損壞。(用電路中的元件符號表示)
1
2
3
4
L1
R1
多用電表的操作步驟為:調整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機械調零；將選擇開關旋轉到“×100”位置——選擋；將兩支表筆直接接觸，調節“歐姆調零旋鈕”，使指針指向歐姆零點——歐姆調零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋——關閉多用電表。故正確順序為CABDE。
解析
1
2
3
4
由于使用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、 L2、R2、T均正常，指針如題圖丙所示，可看出L1兩端有約1 100 Ω左右的電阻，則說明L1始終不亮的原因是L1斷路損壞；指針如題圖丁所示，可看出歐姆表的示數幾乎為零，但由于RL=10.42 Ω，此時選用的是“×100”擋則說明燈泡L1正常，則說明L1始終不亮的原因是R1斷路損壞。
解析
1
2
3
4微練38　實驗13:用多用電表測量電學中的物理量
1.某同學用量程為1 mA、內阻為120 Ω的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開關。回答下列問題:
(1)根據圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。
(2)開關S閉合時，多用電表用于測量　　　　(填“電流”“電壓”或“電阻”);開關S斷開時，多用電表用于測量　　　　(填“電流”“電壓”或“電阻”)。
(3)表筆A應為　　　　(填“紅”或“黑”)色。
(4)定值電阻的阻值R1=　　　　Ω，R2=　　　　Ω。(均保留3位有效數字)
2.如圖甲所示，數字多用電表是近來發展起來的高科技電子產品，它具有測量精度高、讀數方便等許多獨特的優點。以型號“DF930”普通數字多用電表為例，其電壓擋所有量程內阻高達10 MΩ以上，而機械指針式電壓表內阻一般為幾千歐到幾十千歐。
現有一塊型號為“DF930”的數字多用電表，用它來測量一只電池的電動勢和內電阻。提供的其他測量器材還有:一只滑動變阻器R(0~30 Ω)，兩只開關，導線若干。
實驗要求:利用這些器材，盡量采用最簡單的測量方法，分兩步進行。首先測量電動勢，待電動勢測定之后再測量其內電阻。現按圖乙連接好測量電路。
操作步驟:
(1)將數字多用電表選擇開關置于　　　　擋，選擇合適的量程，斷開開關　　　，閉合開關　　　，記錄表的示數，然后反復測量多次，取平均值并記為a。
(2)將數字多用電表選擇開關置于　　　擋，選擇合適的量程，斷開開關　　　，閉合開關　　　，記錄表的示數，記為b，緊接著進行以下的操作:將選擇開關置于　　　　擋，選擇合適的量程，然后同時閉合開關S1和S2，記錄表的示數并記作c，把b和對應的c作為一組數據記錄下來，然后反復測量多次，得到多組數據。
(3)　　　　(填“a”“b”或“c”)即為干電池的電動勢。
(4)干電池的內電阻的表達式r=　　　　(用a、b、c表示)，將步驟(1)(2)測得的數據代入公式，求出r的平均值，即為干電池的內電阻。
3.(2024·浙江卷)在測繪發光二極管在導通狀態下的伏安特性曲線實驗中。
(1)用多用電表歐姆擋判斷發光二極管的正負極選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發現電表指針均不偏轉。選用　　　　(填“×10”或“×1 k”)擋重新測試，指針仍不偏轉，更換二極管極性后，發現指針偏轉，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管　　　　(填“正極”或“負極”)。
(2)圖甲是已完成部分連線的實物圖，為實現電壓可從零開始調節，并完成實驗，P應連接　　　(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱，Q應連接　　　(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱。某次選用多用電表量程為50 mA擋測量，指針如圖乙所示，則電流I=　　　　mA。
(3)根據測得數據，繪出伏安特性曲線如圖丙所示，說明該二極管是　　　　(填“線性”或“非線性”)元件，正常發光時電壓在　　　　V范圍。
4.(2022·河北卷)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設計電路如圖甲所示。選用的器材有:限溫開關S1(手動將其按下，開始持續加熱煮飯，當鍋內溫度高于103 ℃時自動斷開，之后不能自動閉合);保溫開關S2(當鍋內溫度高于80 ℃時自動斷開，溫度低于70 ℃時自動閉合);電飯煲的框架(結構如圖乙所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60 Ω，用于加熱煮飯);限流電阻R1和R2(阻值均為1 kΩ);指示燈L1和L2(“2.5 V　0.6 W”，當電流低于30 mA時可視為熄滅);保險絲T。
甲
乙
(1)(多選)按照興趣小組設計的電路，下列說法正確的是　　　　　　(填選項字母)。
A.按下S1，L1和L2均發光
B.當鍋內溫度高于103 ℃時，S1自動斷開，L1和L2均發光
C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態之間交替切換
D.當鍋內溫度低于70 ℃時，S2自動閉合，L1發光，L2熄滅
(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是　　　　(填寫各步驟前的字母)。
A.將選擇開關旋轉到“×100”位置
B.將兩支表筆直接接觸，調節“歐姆調零旋鈕”，使指針指向歐姆零點
C.調整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度
D.測量指示燈L1兩端的阻值
E.將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋
操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖丙所示，可判斷是　　　　斷路損壞;若指針如圖丁所示，可判斷是　　　　斷路損壞。(用電路中的元件符號表示)
丙 丁
微練38　實驗13:用多用電表測量電學中的物理量
1.答案　(1)見解析圖　(2)電流　電壓
(3)黑　(4)1.00　880
解析　(1)連線如圖所示。
(2)本實驗考查的是電表的改裝。改裝成電壓表時,要串聯電阻,改裝成電流表時,要并聯電阻。根據題圖甲所畫電路,閉合開關時,電流表與R2串聯后再與電阻R1并聯,用于測電流,斷開開關時,只串聯一個電阻R2,用于測電壓。
(3)根據表頭可知電流應從表筆B進,從表筆A出,由“紅進黑出”可知,表筆A應為黑色。
(4)斷開開關S時,多用電表為1 V的電壓表,故R2= Ω-120 Ω=880 Ω,閉合開關S時,多用電表為1 A的電流表,故R1=≈1.00 Ω。
2.答案　(1)電壓　S1　S2　(2)歐姆　S2　S1　電壓　(3)a　(4)
解析　(1)為了測電源的電動勢,需將選擇開關置于電壓擋,斷開開關S1,閉合開關S2,此時電表示數即為電源的電動勢E,E=a。
(2)測量外電阻需要將電路斷開測量,故斷開S2,選擇開關應置于歐姆擋,閉合S1,此時電表示數即為變阻器接入電路的阻值R,R=b;為測電源的路端電壓,選擇開關應置于電壓擋,此時電表示數即為電源的路端電壓U,U=c。
(3)由(1)知a即為干電池的電動勢。
(4)由閉合電路歐姆定律E=U+r,即a=c+r,得r=。
3.答案　(1)×1 k　負極　(2)a　d　45.0　(3)非線性　1.9~2.5
解析　(1)指針未偏轉,說明可能電阻過大,應換用×1 k檔繼續實驗;根據“紅進黑出”原則及二極管單向導電性可知與紅色表筆相連的是二極管負極。
(2)實現電壓可從零開始調節,滑動變阻器采用分壓式接法,P應連接a;根據題圖丙可知電壓表選取0~3 V量程,故Q接d;多用電表量程為50 mA,分度值為1 mA,需要估讀到0.1 mA,故電表的讀數為4×10 mA+5×1 mA+0×0.1 mA=45.0 mA。
(3)根據題圖丙可知I隨U非線性變化,故說明該二極管是非線性元件,根據題圖丙可知正常發光時即有電流通過時電壓在1.9 V~2.5 V范圍。
4.答案　(1)CD　(2)CABDE　L1　R1
解析　(1)按下S1后,L2支路被短路,則L2不會發光,A項錯誤;當鍋內溫度高于103 ℃時,S1斷開,而要溫度降到70 ℃以下時S2才會閉合,則此時L2可能發光,此時電路中R與R1和L1的串聯部分并聯,并聯的整體再和L2、R2串聯,指示燈L1的電阻RL1=≈10.42 Ω,則回路中并聯的整體電阻R并≈56.64 Ω,則回路總電阻R總=1 067.06 Ω,回路總電流I總=≈0.21 A,則L2一定發光,此時并聯的整體的電壓為U并=I總R并≈11.89 V,則流過L1的電流為IL1=≈ A≈0.012 A,小于30 mA,則L1熄滅,B項錯誤;由題知,S2在鍋內溫度高于80 ℃時自動斷開,鍋內溫度降到70 ℃以下時S2自動閉合,C項正確;當鍋內溫度低于70 ℃時,S2自動閉合,L2支路被短路,則L2熄滅,此時電路中R與R1和L1的串聯部分并聯,則此時流過L1的電流為IL1'== A≈0.218 A,大于30 mA,則L1發光,D項正確。
(2)多用電表的操作步驟為:調整“指針定位螺絲”,使指針指到零刻度——機械調零;將選擇開關旋轉到“×100”位置——選擋;將兩支表筆直接接觸,調節“歐姆調零旋鈕”,使指針指向歐姆零點——歐姆調零;測量指示燈L1兩端的阻值——測量;將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋——關閉多用電表。故正確順序為CABDE。
由于使用時L1始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,則說明R、L2、R2、T均正常,指針如題圖丙所示,可看出L1兩端有約1 100 Ω左右的電阻,則說明L1始終不亮的原因是L1斷路損壞;指針如題圖丁所示,可看出歐姆表的示數幾乎為零,但由于RL=10.42 Ω,此時選用的是“×100”擋則說明燈泡L1正常,則說明L1始終不亮的原因是R1斷路損壞。

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