人教版 (2019)必修 第三册5 实验：练习使用多用电表导学案

5．实验：练习使用多用电表

目标体系构建

明确目标·梳理脉络　

【学习目标】

1．认识多用电表表盘刻度特点和各测量功能区域。

2．会用多用电表测量电压、电流、电阻。

3．会用多用电表测量二极管的正反向电阻。

【思维脉络】

课前预习反馈

教材梳理·落实新知　

知识点 1  认识多用电表

如下图是一种多用电表外形图，表的上半部分为__表头__，下半部分是__选择开关__，周围标有__测量功能__的区域及量程。

知识点 2  多用电表的使用

1．机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端__零刻度__位置。

2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动__选择开关__，确定挡位并选择一个合适的量程。

3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔接入电路。

①测量电压时要与电路__并联__。

②测量电流时要与电路__串联__。

③测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至__欧姆__挡，选择合适的倍率挡，将两表笔__短接__，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。

④测量完毕，应将选择开关置于“__OFF__”挡或交流电压的__最高__挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。

知识点 3  数字式多用电表

如图是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以__数字形式__直接显示，使用方便。

预习自测　　

『判一判』

(1)使用多用电表前要先进行机械调零。(√)

(2)多用电表的电流挡、电压挡和电阻挡共用一个表头。(　√　)

(3)使用电阻挡测电阻先要进行调零。(　√　)

(4)用多用电表测电压U时电流从红表笔流入多用电表，测电阻R时电流从红表笔流出多用电表。(　×　)

(5)对于多用电表盘上的刻度线，直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度线，电阻刻度线是不均匀的，欧姆表指针偏转角越大，表明被测电阻越小。(　√　)

『选一选』

(2020·北京市陈经纶中学高二下学期期中)关于多用电表的使用，下列操作正确的是(　B　)

A．测电压时，应按图甲连接方式测量

B．测电流时，应按图乙连接方式测量

C．测电阻时，应按图丙连接方式测量

D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量

解析：测电压电流时，红表笔应接电势高的点，黑表笔应接电势低的点，所以A错，同理B对；测电阻时，应将电阻从电路中断开，C错；由于黑表笔接的是内部电源的正极，所以测二极管的正向电阻时，黑表笔应接二极管的正极，应按图丁连接方式测量，D错误。

『想一想』

如图所示是多用电表的表盘，请思考：

(1)用欧姆表测导体的电阻，欧姆表的刻度分布具有什么特点呢？

(2)电阻挡的零刻度为什么在刻度盘最右端？

提示：(1)欧姆表的刻度左边密集，右边稀疏，刻度不均匀。

(2)当所测电阻Rx＝0时，电流表中的电流最大，此时为表头的满偏电流，所以电阻挡的零刻度在最右端。

课内互动探究

细研深究·破疑解难　

探究

实验：练习使用多用电表

┃┃情境导入__■

一、实验器材

多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管，定值电阻(大、中、小)三个。

二、实验步骤

1．测量直流电压

(1)将功能选择开关旋转到直流电压挡。

(2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估测待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据试测的数值，重新确定适当的量程进行测量。

(3)测量时，用红黑测试表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S。(如图所示)

(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。

2．测量直流电流

按照右图，仿照电压的测量步骤进行测量。

注意：(1)多用电表直流电流挡的单位是毫安，不能测量比较大的电流。

(2)测电流时，选择适当的量程，使表针偏转角度尽量大一些，这样测量结果比较准确。

3．测量电阻

第一步：选择倍率挡。估计待测电阻阻值，选择适当的倍率挡，使测量时指针指在中央刻度附近，这样测量比较准确。

第二步：调零。测量前，将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指在欧姆挡刻度盘零刻度处。

第三步：测量。将红、黑表笔与待测电阻两端接触。读取指针示数再乘以倍率就是待测电阻阻值。

第四步：测量结束要将选择开关旋转至“OFF”挡或交流电压最高挡。

4．测量二极管的正、反向电阻

(1)二极管的单向导电性

二极管常用半导体材料制成，它有两个极，一个正极，一个负极，符号为“”。

(2)二极管具有单向导电性，加正向电压时电阻很小，加反向电压时，电阻值很大。

(3)将多用电表调到欧姆挡，进行欧姆调零，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接二极管“正”极，红笔表接二极管“负”极时，电阻示数较小(正向电阻)；当黑表笔接二极管“负”极，红表笔接二极管“正”极时，电阻示数很大(反向电阻)。

三、多用电表的使用注意事项

1．使用多用电表“十三忌”

(1)忌不调零就使用多用电表。

(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联。

(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。

(4)忌用手接触测试笔的金属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。

(5)忌用直流电挡位测交流电。

(6)忌用多用电表测不是50 Hz的交流电，普通多用电表的交流电挡位是按照50 Hz设计的，不能准确测量其他频率的交流电。

(7)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值。

(8)忌只看读数不乘倍率。

(9)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。

(10)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。

(11)忌把电池装反。

(12)忌把电池装在多用电表内长期不用。

(13)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡。

2．用多用电表测黑箱

一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量。

3．用多用电表测电流和电压

要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率。

考点 1  多用电表的操作步骤及读数

典例1 某同学在做多用电表测电阻的实验中：

(1)测量某电阻时，用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用“__×1_Ω__”挡(选填“×1 Ω”或“×100 Ω”)，换挡后，在测量前先要__欧姆调零__。

(2)如图所示是某次使用多用电表的实验中，多用电表表盘指针所示的位置，请你读数：

①如果使用的是直流2.5 V的电压挡，则读数为__0.85__V；

②如果使用的是×100 Ω的欧姆挡，则读数为__3_000__ Ω；

③如果使用的是直流10 mA的电流挡，则读数为__3.4__ mA。

解析：(1)根据欧姆表的工作原理可知，指针的偏角过大，说明电阻较小，即所选的倍率过大，应选择小一挡的倍率×1 Ω挡，换挡后在测量前要重新欧姆调零；

(2)①如果使用的是直流2.5 V的电压挡，则每小格代表0.05 V，读数为17×0.05 V＝0.85 V；

②如果使用的是×100 Ω的电阻挡，则读数为30×100 Ω＝3 000 Ω；

③如果使用的是直流10 mA的电流挡，则每小格代表0.2 mA，读数为17×0.2 mA＝3.4 mA。

┃┃对点训练__■

1．某同学用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：

(1)检查多用电表的机械零点。

(2)将红、黑表笔分别插入正、负插孔，将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处。

(3)将红、黑表笔__短接__，进行欧姆调零。

(4)测反向电阻时，__红__表笔接二极管正极，将__黑__表笔接二极管负极，读出多用电表示数。

(5)为了得到更准确的测量结果，应让多用电表指针尽量指向表盘__中央__(选填“左侧”“右侧”或“中央”)，否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)。

(6)测量完成后，将选择开关旋转到　OFF挡或交流电压最高挡　。

解析：(3)使用前将红黑表笔短接，进行欧姆调零。(4)用多用电表测二极管的反向电阻时，应先将红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管的负极。(5)为测量更准确应使指针尽量指向表盘的中央。(6)测量完毕后，应将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡位置。

考点 2  用多用电表排查电路故障

典例2 如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。

(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的__电压__挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的__欧姆__挡。

(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__开关或连接点5、6__可能有故障。

(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。

__①调到欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。__

解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路。当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡。

(2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是接通的。当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间。

(3)①调到欧姆挡；

②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；

③测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。

┃┃对点训练__■

2．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。

(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表示数如图乙所示，读数为__11.5_(11.2～11.8)__ V，说明__蓄电池__正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)。

(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是__小灯泡__(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)。

解析：(1)多用电表直流50 V的量程读中间均匀部分，共50格，每格1 V，应该估读到0.1 V，指针在11～12之间，读数为11.5 V。开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。(2)两表笔接b、c之间并闭合开关，测得相同电压，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯泡。

核心素养提升

以题说法·启智培优　

用多用电表探究黑箱问题

1．常见元件的特性及测量

2.探究黑箱问题的基本思路

①首先用电压表测量各接点电压，若电压不为零，则黑箱内有电源存在，且电压最大的接点间为电源。

②若电压为零，则电路内无电源，改用欧姆表测量，若正反电阻恒定，则其间为定值电阻；若指针摆动一下又返回，则其间有电容器；若其间存在正、反向电阻差说明其间有二极管。

③结合串、并联电路的特点，再加以判断。

案例 黑箱中有一个二极管，还有两个阻值均为1 kΩ的电阻，它们与黑箱的接线柱1、2、3接成电路，用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表所示，那么黑箱中的线路是哪一个(　C　)

解析：根据表头读数为零，二极管反接这一点可判断B是错误的；根据读数为0.5 kΩ，二极管正接电阻为0，两个电阻应是并联，可判断A是错误的；再根据读数为2 kΩ，两个电阻应是串联，可判断D是错误的；只有C满足三次测量，故选C。