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(共70張PPT)
實驗：練習使用多用電表
第5節
(實驗課—基于經典科學探究)
01
04
目
錄
實驗操作——過程、細節和反思
訓練評價——鞏固、遷移和發展
02
實驗準備——原理、器材和裝置
03
實驗考法——基礎、變通和創新
01
實驗準備——原理、器材和裝置
一、認識多用電表
二、實驗器材
多用電表、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管，定值電阻(大、中、小)三個。
02
實驗操作——過程、細節和反思
一、實驗步驟　
1．測量直流電壓
(1)將選擇開關旋轉到直流電壓擋。
(2)根據待測電壓的估計值選擇量程。如果難以估計待測電壓值，應按照由大到小的順序，先將選擇開關旋轉到最大量程上試測，然后根據測量出的數值，重新確定適當的量程再進行測量。
(3)測量時，用紅、黑測試表筆使多用電表跟待測電路并聯，注意使電流從“＋”插孔流入多用電表，從“－”插孔流出多用電表，檢查無誤后再閉合開關S，如圖所示。
(4)根據擋位所指的量程以及指針所指的刻度值，讀出電壓表的示數。
2．測量直流電流
(1)將選擇開關旋轉到直流電流擋。
(2)根據待測電流的估計值選擇量程。如果難以估計待測電流值，應按照由大到小的順序，先將選擇開關旋轉到最大量程上試測，然后根據測量出的數值，重新確定適當的量程再進行測量。
(3)多用電表直流電流擋與電流表原理相同，測量時應使電表與待測電路串聯。
(4)紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔。測量時，使電流從紅表筆流入(即紅表筆接與電源的正極相接的一端)，從黑表筆流出(即黑表筆接與電源負極相接的一端)，如圖所示。
(5)需要注意多用電表直流電流擋是毫安擋，不能測量比較大的電流。
(6)選擇適當的量程，使指針偏轉角盡量大一些，這樣測量結果相對準確。
3．測量導體的電阻
(1)機械調零：使用前若表針沒有停在左端“0”刻度位置，要用螺絲刀轉動指針定位螺絲，使指針指向零刻度。
(2)選擋：估計待測電阻的大小，旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆擋的合適倍率。
(3)歐姆調零：將紅、黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處。
(4)測量讀數：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，表針示數乘以倍率即為待測電阻阻值。
(5)測另一電阻時重復(2)(3)(4)三步。
(6)實驗完畢：應將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。
4．測量二極管的正反向電阻
二極管的全稱叫晶體二極管，是用半導體材料制成的電子元件，它有兩根引線，一根叫正極，另一根叫負極，二極管的表示符號如圖所示。
(1)二極管的單向導電性：電流從正極流入時電阻比較小，處于導通狀態，相當于一個接通的開關；電流從負極流入時電阻比較大，相當于一個斷開的開關。
(2)測量正向電阻：將多用電表的選擇開關旋至低倍率的電阻擋，進行歐姆調零，將黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負極，把讀得的數值乘以電阻擋倍率，即為二極管的正向電阻。
(3)測量反向電阻：將多用電表的選擇開關旋至高倍率的電阻擋，進行歐姆調零，將黑表筆接二極管負極，紅表筆接二極管正極，把讀得的數值乘以電阻擋倍率，即為二極管的反向電阻。
二、注意事項　
1．用多用電表電壓擋、電流擋測電壓、電流時要注意紅、黑表筆與電源的正、負極相連。
2．需要注意多用電表直流電流擋是毫安擋，不能測量比較大的電流。選擇適當的量程，使指針偏轉角盡量大一些，這樣測量結果相對準確。
3．測電阻時應注意的問題
(1)選擋后要進行歐姆調零。
(2)換擋后要重新進行歐姆調零。
(3)被測電阻要與電源等其他元件分離，不能用手接觸表筆的金屬桿。
(4)被測電阻阻值等于指針示數乘以倍率。
(5)使用后，要將兩表筆從插孔中拔出，并將選擇開關旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋，若長期不用，應將電池取出。
(6)選擇倍率時，應使指針盡可能指在中央刻度線附近。
三、誤差分析　
1．電池用舊后，電源兩端電壓會減小，內電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池。
2．歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差。
3．由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當擋位，使指針指中值附近。
4．讀數時的觀測易形成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數。
[關鍵點反思]
1．多用電表上的“指針定位螺絲”與“歐姆調零旋鈕”有什么區別？
提示：“指針定位螺絲”是用螺絲刀調整，使指針指在電流零刻度處；“歐姆調零旋鈕”是紅黑表筆短接后，使指針指在電阻零刻度處。
2．若用多用電表測電阻時，發現指針偏角偏大，說明被測電阻是大電阻還是小電阻？如何調整倍率？
提示：若用多用電表測電阻時，發現指針偏角偏大，說明電流偏大，被測電阻為小電阻。應換更小的倍率。
03
實驗考法——基礎、變通和創新
考法(一)　多用電表的讀數
[例1]　用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示。若多用電表的選擇開關處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應讀數是多少？請填在表格中。
指針位置 選擇開關所處擋位 讀數
a 直流電流100 mA ________ mA
直流電壓5 V ________ V
b 電阻×100 ________ Ω
[解析]　讀取直流電壓、電流時看表盤正中央的那條刻度均勻的刻度線。對于直流100 mA電流擋，每大格為20 mA，每小格表示2 mA，所以讀數是23 mA；對于5 V電壓擋，每大格為1 V，每小格表示0.1 V，所以讀數是1.15 V；測量電阻時讀最上面的一條刻度線，所以讀數是400 Ω。
[答案]　23　1.15　400
(1)多用電表讀數時，一定要找到與所測量的量相對應的刻度，分清其量程及最小刻度值，用歐姆擋測量電阻阻值的示數為：讀數×倍率。
(2)直流電流和電壓的刻度線都是均勻的，讀數時可以共用，但需按比例計算，如讀取5 mA量程的電流時可利用“50”的刻度線，只是“50”相當于“5 mA”?！　?br/>考法(二)　使用多用電表測電阻
[例2]　(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾萬歐的電阻Rx，以下給出的是可能的實驗操作步驟，其中S為選擇開關，P為歐姆擋調零旋鈕。把你認為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上。
a．將兩表筆短接，調節P使指針對準刻度盤上歐姆擋的0刻度，斷開兩表筆
b．將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉S使其尖端對準歐姆擋×1 k
d．旋轉S使其尖端對準歐姆擋×100
e．旋轉S使其尖端對準交流500 V擋，并拔出兩表筆。
正確的步驟順序為________。根據如圖所示指針位置，此被測電阻的阻值約為______ Ω。
(2)下述關于用多用電表歐姆擋測電阻的說法中正確的是________。
A．測量電阻時，如果指針偏轉過大，應將選擇開關S撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量
B．測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則會影響測量結果
C．測量電路中的某個電阻時，應把該電阻與電路斷開
D．測量阻值不同的電阻時，都必須重新歐姆調零
[解析]　(1)測量幾萬歐的電阻Rx，我們一般選擇較大的擋位先粗測，使用前應先進行歐姆調零，然后依據歐姆表的示數，再更換擋位，重新歐姆調零，再進行測量。使用完畢應將選擇開關置于“OFF”位置或者交流電壓最高擋，拔出表筆。歐姆表的示數乘以相應擋位的倍率即為待測電阻的阻值30 kΩ，即30 000 Ω。
(2)使用歐姆擋測電阻時，當指針偏角較大時，表明待測電阻較小，應換較小的擋位，反之應換較大的擋位，故A正確；在多用電表選用歐姆擋時，紅、黑表筆插在哪個接口其實并不影響測量結果，B錯誤；用多用電表歐姆擋，只能測孤立電阻(不能含電源電路)，故C正確；用多用電表歐姆擋測電阻時只需在換擋時歐姆調零，所以D錯誤。
[答案]　(1)cabe　30 000　(2)AC
[例3]　用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T，請根據下列步驟完成電阻測量。
(1)旋動部件________，使指針對準電流的“0”刻線。
(2)將K旋轉到歐姆擋“×100”的位置。
(3)將插入“＋”“－”插孔的兩表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻的________(選填“0刻線”或“∞刻線”)。
(4)將兩表筆與待測電阻兩端相接，發現指針偏轉角度過小。為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按________的順序進行操作，再完成讀數測量。
A．將K旋轉到歐姆擋“×1 k”的位置
B．將K旋轉到歐姆擋“×10”的位置
C．將兩表筆的金屬部分與被測電阻的兩根引線相接
D．將兩表筆短接，旋動合適的部件，對電表進行校準
(5)如圖所示為一多用電表表盤。
①如果用直流10 V擋測量電壓，則讀數為________V；
②如果用“×100”擋測電阻，則讀數為________Ω。
[解析]　(1)電表使用前要旋轉指針定位螺絲S進行機械調零，使指針對準電流的0刻線。
(3)將插入“＋”“－”插孔的兩表筆短接，旋動歐姆調零旋鈕T，使指針對準電阻的0刻線。
(4)將兩表筆與待測電阻兩端相接，發現指針偏角過小，則電阻阻值較大，說明所選擋位太小，為了得到比較準確的測量結果，應換用大倍率擋進行測量，將K旋轉到歐姆擋“×1 k”的位置，然后將兩表筆短接，旋動合適的部件，使指針指在電阻零刻度處，再將兩表筆的金屬部分與被測電阻的兩根引線相接，因此合理的實驗步驟順序是ADC。
(5)如果是用直流10 V擋測量電壓，由圖示表盤可知，其分度值為0.2 V，讀數為6.6 V(或6.7 V)，如果用“×100”擋測電阻，則讀數為8×100 Ω＝800 Ω。
[答案]　(1)S　(3)T　0刻線　(4)ADC
(5)①6.6(或6.7)?、?00
在用多用電表測電阻時，必須選擇合適的量程，盡量使指針指在表盤中央附近；測量結果不要忘記乘以倍率；每次換倍率時必須進行歐姆調零；測量過程中，待測電阻必須從電路中隔離出來，且手不能接觸表筆的金屬桿；測量完畢，應將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”位置，以防止電表漏電。　　
考法(三)　用多用電表測二極管的正、反向電阻
[例4]　某同學利用多用電表測量二極管的正向電阻。完成下列測量步驟：
(1)檢查多用電表的機械零點。
(2)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，將選擇開關撥至“×10”的倍率擋位上。
(3)將紅、黑表筆短接，進行歐姆調零。
(4)測正向電阻時，將________(選填“紅”或“黑”)表筆接二極管正極，將另一表筆接二極管負極。
(5)測量發現指針的偏角過大，為使測量比較精準，應將選擇開關旋轉到________(選填“×1”或“×100”)的倍率擋位后，再次測量。
(6)最后應將選擇開關撥向____________位置。
(7)以上實驗過程，缺少的實驗步驟是__________________________________。
[解析]　(4)黑表筆內部接電源的正極，則測二極管正向電阻時，將黑表筆接二極管正極，將紅表筆接二極管負極。
(5)測量發現指針偏角過大，說明倍率擋選擇過大，為使測量比較精準，應將選擇開關旋轉到“×1”的倍率擋位后，再次測量。
(6)最后應將選擇開關撥向OFF(或交流電壓最高擋)位置。
(7)以上實驗過程，缺少的實驗步驟是：換擋后，必須重新進行歐姆調零。
[答案]　(4)黑　(5)×1　(6)OFF(或交流電壓最高擋)　(7)換擋后，必須重新進行歐姆調零
04
訓練評價——鞏固、遷移和發展
1. 圖中E為電源，R1、R2為電阻，K為開關。現用多用電表測量流過電阻R2的電流，將多用電表的選擇開關調至直流電流擋(內阻很小)以后，正確的接法是(　 )
A．保持K閉合，將紅表筆接在a處，黑表筆接在b處
B．保持K閉合，將紅表筆接在b處，黑表筆接在a處
C．將K斷開，紅表筆接在a處，黑表筆接在b處
D．將K斷開，紅表筆接在b處，黑表筆接在a處
答案：C　
解析：電流表應串聯在電路中，將K斷開，多用電表的兩個表筆接入電路時應遵循“紅進黑出”的原則，所以紅表筆接在a處，黑表筆接在b處，所以C選項正確。
2. 某照明電路出現故障，其電路如圖甲所示，該電路用電壓U＝12 V的蓄電池為電源，導線與其接觸完好。維修人員使用已調好的多用電表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點。
(1)斷開開關，紅表筆接a點時多用電表指示如圖乙所示，讀數為________V，說明________正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。
(2)紅表筆接b點，斷開開關時，表針不偏轉，閉合開關后，多用表指示仍然和圖乙相同，可判定發生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。
解析：(1)由于多用電表的擋位是直流50 V擋，所以讀數時可選用0～50 V的刻度，故讀數應為11.5 V，兩表筆接a、c時，測量電池兩端的電壓，此讀數接近蓄電池的電壓，說明蓄電池是正常的。
(2)若兩表筆接b、c兩點時，電壓表讀數仍為11.5 V，說明a、b之間是通路，保險絲和開關正常，b、c之間是斷路，小燈發生故障。
答案：(1)11.5(11.2～11.8之間的值均可)　蓄電池　(2)小燈
3．在如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號。在開關閉合后，發現小燈泡不亮?，F用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點。
(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的________擋。在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的________擋。
(2)在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電壓，則表明________可能有故障。
(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟：______________________。
解析：(1)用多用電表歐姆擋測電阻時必須將其從電路中斷開，在點1和點2已接好的情況下，應選用多用電表的直流電壓擋測量各器材兩端的電壓；點1和點2同時斷開時，可以用歐姆擋進行測量。
(2)在開關閉合時，若測得5、6兩點間電壓接近電源的電壓，可知開關或連接點5、6出現故障。
(3)把小燈泡拆離電路后，檢測小燈泡是否有故障可用多用電表的歐姆擋調零后進行測量，如果電阻無窮大，說明燈泡斷路，如果電阻為零，說明燈泡短路。
答案：(1)直流電壓　歐姆　(2)開關或連接點5、6　(3)見解析
4．如圖所示是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。
(1)閉合開關，使用多用電表的直流電壓擋進行檢查，選擇開關置于10 V擋。該同學測量結果如表1所示，在測試c、d間直流電壓時，紅表筆應接觸________(選填“c”或“d”)點。根據測試結果，可判斷電路中一定存在的故障是________。
A．燈A短路　　　　　 B．燈B短路
C．cd段斷路 D．df段斷路
表1
測試點 電壓表示數
a、b 有示數
b、c 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
表2
測試點 指針偏轉情況
c、d
d、e
e、f
(2)將開關斷開，再選擇歐姆擋測試，測量結果如表2所示，那么檢查出的故障是________。
A．燈A斷路　　　　　　 B．燈B短路
C．燈A、B都斷路 D．d、e間導線斷路
解析：(1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內，由題圖能看出c點電勢高于d點電勢，知紅表筆應接觸c點。由表1可知d、f間有示數，則d—c—a—電池—b—f間無斷路，C錯誤；若僅燈A短路或燈B短路，不會造成A、B燈都不亮，A、B錯誤；若df段斷路，則與測試結果相符，D正確。
(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，A、C錯誤；d、e間存在大電阻，表明d、e間導線斷路，D正確；e、f間電阻為零，則燈B短路，B正確。
答案：(1)c　D　(2)BD
5．小杜家里新裝修時使用了一批照明鹵鎢燈泡，如圖1所示，小杜利用多用電表測量該燈泡的電阻：
(1)小杜拿到多用電表后，選擇“×100”擋，紅黑表筆短接后指針位置如圖2所示，他應該調節________(填“S”或“T”或“K”)。
(2)校準之后，用紅黑表筆分別接觸鹵鎢燈泡的兩腳，發現指針偏角太大，為了使測量結果更準確，則需要更換________(填“×1 k”或“×10”)擋位，正確操作后，指針位置如圖3所示，則該燈泡電阻為________Ω。
(3)小杜翻閱了該產品的說明書，說明書上寫著“額定電壓220 V,65 W”，小杜根據計算得知電阻約為745 Ω，這與實際測量結果相差較大，其主要原因可能是_______________。
解析：(1)紅黑表筆短接后指針沒有滿偏，說明需要歐姆調零，即調節T旋鈕即可。
(2)指針偏角太大，說明擋位選擇過大，則應該換用“×10”擋位，根據多用電表讀數方法，測量結果為24×10 Ω＝240 Ω。
(3)燈泡發光時溫度很高，使得燈絲電阻率變大，因此導致計算結果中的電阻比多用電表測量結果大很多。
答案：(1)T　(2)×10　240　(3)燈泡發光時溫度很高，使得燈絲電阻率變大，因此導致計算結果中的電阻比多用電表測量結果大很多
6．(2023·廣州高二期末)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器，請回答下列問題。
(1)使用多用電表測電阻時，測量步驟如下：
①調節圖甲所示部件________(選填“K”“T”或“S”)，使指針________；
②將選擇開關旋轉到“Ω”擋的“×10”擋，并進行正確操作，接入待測電阻進行測量時發現指針指在圖乙中的a位置，為了使多用電表測量的結果更準確，該同學應該選擇歐姆擋________擋(選填“×1”或“×100”)；若經過正確操作，將兩表筆接待測電阻兩端時，指針指在圖乙中的b位置，則待測電阻為________Ω；
③測量完畢，將選擇開關旋轉到________位置。
(2)圖丙是該多用電表歐姆擋內部電路示意圖，用該多用電表測電阻，選擇“×1 k”擋測量某二極管的阻值，指針指在圖乙中的c位置，則與A表筆相連的是二極管的________(選填“正極”或“負極”)。
解析：(1)①電表在測量之前要先進行機械調零，調節指針定位螺絲S，使指針正對左側零刻度。
②歐姆擋選擇“×10”擋指針偏轉角度太大，說明電阻較小，要使指針指示數值變大，則應降低倍率，故選擇“×1”擋；指針指在題圖乙中的b位置對應的電阻為Rx＝20×1 Ω＝20 Ω。
③測量完畢，選擇開關應旋轉到“OFF”擋或交流電壓最高擋。
(2)選擇“×1 k”擋測量某二極管的阻值，指針指在題圖乙中的c位置表示電阻很大，測的是二極管的反向電阻，電流從二極管的負極流入、正極流出，經過A表筆，則與A表筆相連的是二極管的正極。
答案：(1)①S　正對左側零刻度?、凇?　20
③“OFF”擋或交流電壓最高擋　(2)正極
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