人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用5 实验：练习使用多用电表同步达标检测题

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一、认识多用电表
1．指针式多用电表
(1)认识表盘
(2)选择开关
2．数字式多用电表
如图所示，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内部装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。
二、使用多用电表
1．使用步骤
(1)使用前，应调整指针定位螺丝，使指针指到左端零刻度。这一步又称为“机械调零”。
(2)使用时，通过选择开关选择合适的挡位。
(3)使用完毕，应将选择开关旋转到OFF位置。
2．使用多用电表测量电压、电流和电阻
(1)测量直流电压
①选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。
②将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高。
③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。
(2)测量直流电流：
①选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。
②将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中， 注意电流应从红表笔流入多用电表。
③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度。
(3)测量电阻：
①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适倍率。选择倍率时，应使表针尽可能指在刻度盘的中间区域。
②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针在表盘右端“0”刻度处。
③测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，读数乘倍率即为待测电阻阻值。
④测另一电阻时重复①②③三步。
⑤实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
3．注意事项
(1)用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。
(2)需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。
(3)测电阻时应注意的问题
①选挡后要进行欧姆调零。
②换挡后要重新进行欧姆调零。
③被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。
④操作完成后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。
例1 在练习使用多用电表的实验中，某同学连接的电路如图所示。
(1)若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，闭合开关S，此时测得的是通过________的电流；
(2)若断开电路中的开关S，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，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关S，此时测得的是_____________两端的电压。
答案 (1)R1 (2)R1和R2串联 (3)R2(或电源)
解析 (1)当多用电表的选择开关尖端对准直流电流挡时，闭合开关S，多用电表与R1串联，此时测得的是通过R1的电流。
(2)断开开关S，当选择开关尖端对准欧姆挡时，多用电表与R1、R2串联，测得的是R1和R2串联的电阻。
(3)当多用电表的选择开关尖端对准直流电压挡时，闭合开关S，此时R1不工作，相当于导线，多用电表与R2并联，测的是电阻R2两端的电压，也等于电源两端的电压。
例2 (2022·太原市高二期末)在用多用电表的欧姆挡测量阻值约为100 Ω的电阻Rx时：
(1)以下是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮。把正确步骤前的字母按合理的操作顺序填在横线上________；
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c．旋转S使其尖端对准欧姆“×1”挡
d．旋转S使其尖端对准欧姆“×10”挡
e．旋转S使其尖端对准“OFF”挡，并拔出两表笔
(2)使用欧姆挡测电阻时，下列说法中正确的是________。
A．如果指针偏转角度过小，应将S拨至倍率较小的挡位，重新进行欧姆调零后测量
B．测量电路中的某个电阻时，应该把该电阻与电路断开
C．测量阻值不同的电阻时都需要重新进行欧姆调零
D．在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
答案 (1)dabe (2)B
解析 (1)测量阻值约为100 Ω的电阻Rx可选择“×10”的挡位测量，测量前应先进行欧姆调零，然后进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最高挡，拔出表笔，故正确的步骤为dabe。
(2)测量电阻时如果指针偏转角度过小，说明所选挡位太小，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较大的挡位，重新欧姆调零后测量，故A错误；测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，故B正确；用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不需要重新进行欧姆调零，故C错误；测量电阻时，电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出，在外电路，经被测电阻回到红表笔，故D错误。
三、多用电表的读数
1．读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线。
2．电压表、电流表的读数要看清选择开关所选择的量程，确定每一小格表示多少及应读到的有效数字位数。
例3 如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
(1)所测电阻的阻值为________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡的倍率是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______ mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA。
(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________ V。
答案 (1)1.5×103 ×1 k (2)30.8(30.7～30.9都正确) 154 (3)6.1
解析 (1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；测2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。
(2)选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流，则每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为eq \f(1,10)估读)，表针对应的读数为30.8 mA；选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流，则每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为eq \f(1,5)估读)，表针对应的读数为154 mA。
(3)选用量程为10 V的直流电压挡测量电压，则每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时为eq \f(1,2)估读)，表针对应的读数为6.1 V。
针对训练1 (2022·宜宾市高二期末)如图为一正在测量中的多用电表表盘：
(1)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为________ V；
(2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为________ mA；
(3)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为________ Ω。
答案 (1)3.4 (2)1.70 (3)3 000
解析 (1)如果是用直流10 V挡测量电压，则表盘分度值为0.2 V，需要估读到0.1 V，所以读数为U＝17×0.2 V＝3.4 V。
(2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则表盘分度值为0.1 mA，需要估读到0.01 mA，所以读数为I＝17.0×0.1 mA＝1.70 mA。
(3)如果是用“×100”挡测量电阻，由于表盘刻度不均匀，所以不需要估读，则读数为R＝30×100 Ω＝3 000 Ω。
四、用多用电表测二极管正反向电阻
1.认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。
特点：二极管具有单向导电性。电流从正极流入时为正向电阻，电阻很小(填“很小”或“很大”)，而从负极流入时为反向电阻，电阻很大(填“很大”或“很小”)，接近断路。
2．多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。
(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。
例4 某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。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“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上。
(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。
(4)测正向电阻时，将________(填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向________位置。
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________。
答案 (4)黑 (5)×1 (6)“OFF挡”或者“交流电压最高挡” (7)换挡后，必须重新进行欧姆调零
五、用多用电表判断电路故障
1．电压表检测法
若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好。若电路断路，将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点。若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路。
2．欧姆表检测法
断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分断路。
例5 如图是某同学连接的实验实物图，用1.5 V的干电池共四节连接电路，闭合开关后A、B两灯都不亮。他采用下面两种方法对故障原因进行排查(本题只有一处故障，灯泡A、B的阻值均为6 Ω，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω)。
(1)若应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于________挡。
A．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
(2)①该同学在测试a、b间直流电压时，红表笔应当接触________(选填“a”或“b”)；
②该同学的测试结果如表1所示，根据表1测量结果，可以判断故障是________。
A．灯A短路 B．灯B短路
C．c、d段断路 D．d、f段断路
表1
(3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的结果是________。
A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
表2
答案 (1)B (2)①a ②D (3)D
解析 (1)四节干电池的总电压为6 V，应用多用电表的直流电压挡10 V挡测量，故选B。
(2)①在测试a、b间直流电压时，红表笔应当与a接触，因为电流必须从红表笔流入。
②若灯A短路，灯A不亮，而灯B应该亮，与题不符，选项A错；若灯B短路，灯B不亮，而灯A应该亮，与题不符，选项B错；两灯都不亮，说明电路中无电流，测试b、d有示数，c、d无示数，说明b、d之间有断路，c、d段无断路，选项C错；d、f段断路时，d、f间有电压，与题相符，选项D对。
(3)欧姆表的无穷大刻度在左端，0刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大。根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故D正确。
课时对点练
1．(多选)(2023·山东招远市第二中学高二阶段练习)下列关于多用电表欧姆挡的说法中，正确的是( )
A．红表笔是与表内的电源正极相连的
B．为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近
C．测电阻时，首先把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻
D．表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越疏
答案 BC
解析 红表笔是与表内的电源负极相连的，故A错误；指针指在中间刻度时，误差较小，为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近，故B正确；测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻，故C正确；表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越密，故D错误。
2．(2023·上海市嘉定区第二中学高二期中)关于多用电表的使用，下列操作正确的是( )
A．甲图，用直流电压挡测小灯两端电压
B．乙图，用直流电流挡测小灯电流
C．丙图，用欧姆挡测某未知电阻
D．丁图，用欧姆挡测二极管的反向电阻
答案 B
解析 甲图，用直流电压挡测小灯两端电压时，红表笔应该接小灯泡的左端，黑表笔接右端，选项A错误；乙图，用直流电流挡测小灯电流时，电流从红表笔流入电表，选项B正确；丙图，用欧姆挡测某未知电阻时，应该把电阻与电路断开，选项C错误；丁图，用欧姆挡测二极管的反向电阻时，因黑表笔接内部电源的正极，则黑表笔应该接二极管的右端，选项D错误。
3．(多选)如图所示是一个多用电表内部的简化电路图。S为单刀多掷开关，通过操作开关可以切换不同的挡位。下列说法正确的是( )
A．当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大
B．当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔
C．当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是红表笔
D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大
答案 AC
解析 由题图可知，当开关S分别接1和2时是电流表，接1时分流电阻相对较小，所以接1时电表的量程较大，故选项A正确；测量电阻时，欧姆表内部应接电源，由题图可知，开关S应接3和4；A与电源的负极相连，所以A为红表笔，故选项B错误，C正确；由题图可知，当开关S分别接5、6时，测量的是电压，电流表所串联的电阻越大，电压表的量程越大，所以开关S接6时的量程比接5时的量程大，故选项D错误。
4．(2022·嘉兴市高二月考)图中A、B、C是多用电表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置，图D是多用电表指针在测量时的偏转位置，由此可知：
图A是用作________表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是________。
图B是用作________表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是________。
图C是用作________表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是________。
答案 欧姆 15 kΩ 电流 5.0 mA 电压 25.0 V
解析 图A中选择开关指在×1 k挡，是用作欧姆表，读数为15×1 kΩ＝15 kΩ；图B中选择开关指在直流10 mA挡，是用作电流表，每小格表示0.2 mA，读数为25×0.2 mA＝5.0 mA；图C中选择开关指在直流50 V挡，是用作电压表，每小格表示1.0 V，读数为25×1.0 V＝25.0 V。
5．(2023·莆田一中高二期中)某同学用多用电表测量一个未知电阻的阻值。测电阻的过程如下：
(1)估测被测电阻的阻值大小，将选择开关旋至欧姆“×10”挡，插入表笔；
(2)将红、黑表笔短接，调节________，使指针指向“0 Ω”处；
(3)将两表笔分别与待测电阻的两端接触，发现指针偏转角度太小，将选择开关旋至欧姆________(选填“×1”或“×100”)挡，重新进行欧姆调零，再进行测量，若指针如图所示，则电阻的阻值为________ Ω；
(4)实验完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
答案 (2)欧姆调零旋钮 (3)×100 1 600
解析 (3)将两表笔分别与待测电阻的两端接触，发现指针偏转角度太小，说明待测电阻阻值较大，选择欧姆挡位太低，应选择高挡位，即应选择×100挡位。
选择好挡位后，重新进行欧姆调零，再进行测量，由题图可知，欧姆表的读数为16×100 Ω＝1 600 Ω。
6．(2022·广州市高二期末)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题。
(1)使用多用电表测电阻时，测量步骤如下：
①调节图甲所示旋钮________(选填“K”“T”或“S”)，使指针________；
②将选择开关旋转到欧姆挡的×10挡，并进行正确操作，接入待测电阻进行测量时发现指针指在图乙中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡________挡(选填“×1”或“×100”)；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图乙中的b位置，则待测电阻为________ Ω；
③测量完毕，将选择开关旋转到________位置；
(2)图丙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，用该多用电表测电阻，选择“×1 k”挡测量某二极管的阻值，指针指在图乙中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。
答案 (1)①S 正对左侧零刻度 ②×1 20 ③“OFF”挡或交流电压最高挡 (2)正极
解析 (1)①电表在测量之前要先进行机械调零，调节题图甲所示旋钮S，使指针正对左侧零刻度；
②欧姆挡选择×10挡指针偏转角度太大，说明电阻较小，要使指针指示数值变大，则应降低倍率，故选择×1挡；
指针指在题图乙中的b位置对应的电阻为Rx＝20×1 Ω＝20 Ω
(2)选择“×1 k”挡测量某二极管的阻值，指针指在题图乙中的c位置表示电阻很大，测的是二极管的反向电阻，电流从二极管的负极流入正极流出经过A表笔，则与A表笔相连的是二极管的正极。
7.(2022·湖州市高二期末)如图，电池、开关和灯泡组成串联电路。当开关闭合时，发现灯泡不发光。在不能拆开电路的前提下，现使用一多用电表对故障电路进行检测：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5 V；断开开关S，选择电阻“×1 k”挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转。则下列判断可能正确的是( )
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．导线DE断开 D．导线BF断开
答案 B
解析 “闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5 V”说明从电源正极到接线柱E没有断路，从电源负极到接线柱F没有断路；“断开开关S，选择电阻‘×1 k’挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转”说明接线柱E、接线柱F之间也就是小灯泡电阻无穷大，是断路，如果灯泡短路，指针应该有明显的偏转，故B正确，A、C、D错误。
8.图中的A、B、C为黑箱(即看不见内部电路结构的盒子)上的三个接点，箱内有两个电学元件与它们相连。为探明内部结构，某同学用多用电表进行了四步测量：
(1)用直流电压挡测量：A、B、C三点间均无电压。
(2)用欧姆挡测量：A、C间正反向电阻完全相同。
(3)用欧姆挡测量：黑表笔接A点、红表笔接B点，有电阻；反接后电阻值很大。
(4)用欧姆挡测量：黑表笔接C点、红表笔接B点，有电阻，阻值比第(2)步测得的大；反接后阻值很大。
请判断，黑箱内部有什么元件？它们是怎样连接的？
答案 见解析
解析 在第(1)步中，用直流电压挡测A、B、C而均无电压，说明A、B、C间无电源。
第(2)步中A、C间正反向电阻相同，说明A、C间接有一个纯电阻，如图甲所示
第(3)步中A、B间正反向电阻差别很大，说明A、B间接有一个二极管，且A端接二极管的正极。
第(4)步更加明确了第(2)(3)步的判断，故电阻、二极管的接法如图乙所示。
测试点
电压示数
a、b
有示数
b、d
有示数
c、d
无示数
d、f
有示数
测试点
表针偏转情况
c、d
d、e
e、f