高考物理一轮复习第八章第5节实验：用多用电表测量电学中的物理量学案含解析

实验十一 练习使用多用电表1．多用电表的外部结构(1)上半部分为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。

(2)下半部分为选择开关，可以选择测量电流、电压、电阻等。

(3)中间有欧姆表的调零旋钮和指针定位螺丝。

2．欧姆表的原理(1)欧姆表的内部电路：电路简化如图所示，注意黑表笔接电源的正极，电流从红表笔流入，黑表笔流出。

(2)欧姆表的表盘刻度：根据闭合电路欧姆定律I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x ，在刻度盘上直接标出与电流I 对应的电阻R x 值。

①电流I 和R x 不是正比关系，所以电阻值的刻度不均匀，靠近中间的刻度值比较准确。

②红黑表笔短接，R x ＝0，调节欧姆调零电阻R ，使I ＝I g ，此处阻值标为“0”。

③红黑表笔断开，R x →∞，I ＝0，此处阻值标为“∞”。

④I ＝I g 2时，R x ＝R g ＋R ＋r ，即欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻。

3．欧姆表的使用(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。

(2)尝试选择欧姆挡的倍率，选择的挡位应使指针尽量靠近表盘中心位置。

(3)将两表笔短接，进行欧姆调零。

(4)将两表笔分别接触被测电阻两端，表盘上的刻度值乘以所选的倍率即为被测阻值。

(5)测其他电阻时，若需要换挡，必须重新进行欧姆调零。

(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。

4．二极管的特性与测量(1)二极管特性：二极管具有单向导电性。

如图所示，电流从正极流入时电阻很小，从负极流入时电阻很大。

(2)测正向电阻：将欧姆表的黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极。

(3)测反向电阻：将欧姆表的红表笔接触二极管正极，黑表笔接触二极管负极。

考点一| 多用电表的使用和读数1．使用多用电表应注意的问题(1)待测电阻要与其他元件和电源断开。

(2)要先选合适的欧姆挡倍率，再进行欧姆调零。

若换倍率必须重新欧姆调零。

(3)指针偏转角度较小，说明电阻大，应换大倍率，反之换小倍率。

高中物理多用电表原理教案
主题：多用电表的原理
目标：掌握多用电表的工作原理和使用方法，能够正确测量电流、电压和电阻。

教学步骤：
1. 导入（5分钟）：引入多用电表的概念和用途，引导学生思考为什么需要使用多用电表。

2. 理论介绍（15分钟）：讲解多用电表的原理，包括内部结构、测量电流、电压和电阻
的原理。

3. 操作演示（15分钟）：通过实际操作演示如何使用多用电表进行电流、电压和电阻的
测量，让学生亲自操作并观察测量结果。

4. 练习（15分钟）：设计几道相关的练习题，让学生独立进行测量并填写测量结果，检
查学生是否掌握了多用电表的使用方法。

5. 拓展应用（10分钟）：讨论多用电表在现实生活中的应用，比如在家电维修、电路检
测等方面的实际应用。

6. 总结（5分钟）：对本节课的内容进行总结和回顾，强调多用电表的重要性和正确使用
方法。

教学资源：多用电表、电路图示、练习题。

评估方式：观察学生的操作过程和测量结果，检查练习题的答案，以及课堂互动的表现。

延伸活动：让学生自行设计一个实验，利用多用电表测量电流、电压和电阻，并汇报实验
结果和结论。

反馈：收集学生对于多用电表的使用体验和问题，及时解答学生的疑惑。

实验十一 练习使用多用电表主干梳理 对点激活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。

1．欧姆表的原理(1)构造：欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红、黑表笔组成。

(2)工作原理：由闭合电路的欧姆定律I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x，可知R x 与电流I 相对应。

(3)刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻R x ＝0)时，调节调零电阻R ，使I ＝I g ，电流表的指针达到满偏。

①当I ＝I g 时，R x ＝0，在满偏电流I g 处标为“0”(图甲)。

②当I ＝0时，R x →∞，在I ＝0处标为“∞”(图乙)。

③当I ＝I g 2时，R x ＝R g ＋R ＋r ，此电阻等于欧姆表的内阻，也叫中值电阻(图丙)。

(4)电源极性：红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极。

2．多用电表(1)外部构造多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示。

其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三行刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的，其刻度是不均匀的，从右向左越来越密；中间的刻度线是用于测直流、交流的电流和直流电压，其刻度是分布均匀的；最下面一条刻度线左侧标有“V”，是交流2.5 V专用，其刻～度是不均匀的。

多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。

将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。

多用电表表面还有一对正、负插孔。

红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔，插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮，用它可进行欧姆调零。

另外，在表盘和选择开关之间还有一个指针定位螺丝，即机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。

实验：练习使用多用电表知识梳理注意事项1.使用前要机械调零。

2.两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。

3.测电阻时（1）指针指中值附近较准，否则换挡。

（2）每换一挡必须重新欧姆调零。

（3）读出示数要乘以倍率。

4.使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。

误差分析1.偶然误差（1）估读时易带来误差。

（2）表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。

2.系统误差（1）电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。

（2）测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。

热点突破热点一多用电表的操作与读数1.欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘（1）左∞右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合。

（2）刻度不均匀：左密右疏。

（3）欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。

电流、电压挡是量程范围挡。

在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处）。

2.欧姆表选挡的原则：是测量电阻时使指针指在中值附近。

【例1】某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻及“×1 k”挡内部电路的总电阻。

使用的器材有：图1多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干。

回答下列问题：（1）将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔，调零点。

（2）将图1中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图2所示，这时电压表的示数如图3所示。

多用电表和电压表的读数分别为kΩ和 V。

图2图3（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。

实验十三 测量电源的电动势和内阻1.实验原理闭合电路欧姆定律。

2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。

3.实验步骤(1)电流表用0.6 A 的量程，电压表用3 V 的量程，按图1连接好电路。

图1(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。

(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1，U 1)。

用同样的方法再测量几组I 、U 值，填入表格中。

(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。

1.用实验数据求E 、r 的处理方法(1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r 。

(2)用作图法处理数据，如图2所示。

图2①图线与纵轴交点为E 。

②图线与横轴交点为I 短＝Er 。

③图线的斜率表示r ＝|ΔUΔI |。

2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。

(2)电流不要过大，应小于0.5 A ，读数要快。

(3)要测出不少于6组的(I ，U )数据，变化范围要大些。

(4)若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r ＝|ΔUΔI |确定。

3.误差来源(1)偶然误差：用图像法求E 和r 时作图不准确。

(2)系统误差：电压表分流。

(3)本实验中测量结果是：E 测＜E 真，r 测＜r 真。

命题点一 教材原型实验【例1】 (2020·山东卷，14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。

实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V ，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A ，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R 1(阻值2 Ω)； 定值电阻R 2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干。

实验练习使用多用电表考点及要求：(1)多用电表的原理；(2)多用电表的读数；(3)多用电表的使用．1．多用电表在科研和生活中有着广泛的用途．例如探测黑箱内的电学元件，如图1甲所示，是黑箱上的三个接线柱，两个接线柱之间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个，某实验小组进行了以下操作，步骤是：①用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；②改用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变；③用欧姆挡测量，黑表笔接A，红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大；④用欧姆挡测量，黑表笔接C、红表笔接B时测得阻值比黑表笔接A、红表笔接B时测得的阻值大．图1(1)上述第①步实验操作中说明了__________________．(2)多用电表在调至欧姆挡，正式测量电阻前需要进行的实验操作是________________________________________________________________________．(3)该小组选择了“×100”挡正确操作后，第②步实验操作测得的示数如图乙，则阻值为________Ω.(4)请在图甲中画出该黑箱内的元件及正确的接法．(5)该实验小组选择了多用电表的某个功能挡和电阻箱来测量电源的电动势和内阻，作出R－1E＝________V，I图像如图丙所示(图中单位均采用国际单位制中的单位)，则该电源的电动势内阻r＝________Ω.实验中测量的电动势________电源真实的电动势(选填“大于”、“小于”或“等于”)．2．有一内阻未知(约20～60 kΩ)、量程(0～10 V)的直流电压表V.(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡，直接去测量上述电压表的内阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率________挡．先将红、黑表笔短接调零后，选用下列________(选填“A”或“B”)图方式连接．(2)如图2所示，在实验中某同学读出欧姆表的读数为________，这时电压表的读数为________ V．请你推导出欧姆表电池的电动势为________ V.图23．如图3所示，电源的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，电流表满偏电流I g＝10 mA，电流表内阻R g＝7.5 Ω，A、B为接线柱．图3(1)用一条导线把A、B直接连起来，要使电流表恰好达到满偏，应把可变电阻R1调为多少？(2)调至满偏后保持R1的值不变，如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？(3)如果电流表表盘如图4所示，请把表盘上的电流刻度改为对应的欧姆刻度．图44．(1)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图5中a、b所示．若选择开关处在“×10”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.图5(2)如图6甲所示为一黑箱装置，箱内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．①为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量：A．用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；B．用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；C．用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．你认为以上测量中不妥的有：________(填序号)图6②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U－I坐标系，根据实验数据描出了坐标点，如图丙所示．请你做进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.③由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与真实值相比________，测得的内阻与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．5．某同学做测定电阻丝的电阻率的实验．(1)实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝的直径，刻度位置如图7所示，则电阻丝的直径是________cm.图7(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值．已知此电阻丝的阻值约为几十千欧，下面给出了实验操作步骤：a．旋转选择开关S，使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔b．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，而后断开两表笔c．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，测出阻值后，断开两表笔d．旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆挡的某一挡位合理的实验步骤顺序是____________(填写相应的字母)．旋转选择开关，其尖端应对准的欧姆挡位是______；根据该挡位和图8所示指针位置，电阻丝的阻值约为________Ω.图8(3)用电流表和电压表较精确地测定此电阻丝的阻值，实验室提供下列可选用的器材：电压表V(量程3 V，内阻约50 kΩ)电流表A1(量程100 μA，内阻约200 Ω)电流表A2(量程5 mA，内阻约20 Ω)电流表A3(量程0.6 A，内阻约1 Ω)滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)电源E(电源电压为4 V)开关S、导线a．在所提供的电流表中应选用______________(填字母代号)；b．在虚线框中画出测电阻的实验电路．(4)分别用L、d、R x表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ＝________.答案解析1．(1)黑箱内无电源 (2)先短接表笔调零(3)2 200 (4)如图所示(5)1.5 2.5 等于解析 利用电压挡测量无电压说明黑箱内无电源，A 、C 接线柱间正、反接时阻值不变，说明A 、C 接线柱间只是电阻，A 、B 接线柱间正、反接时阻值变化较大，说明其间有二极管，导通方向为A 到B .第(5)问中利用代入法写表达式，即选用电流挡得出R ＝1IE －r ，所以与纵轴的截距为r ，斜率为E .利用电流表和电阻箱测电源的电动势和内阻的方法中，考虑电流表内阻R A 时的函数式为R ＝1IE －(r ＋R A )，可见，电动势的测量值不存在系统误差，而内电阻的测量值r 测＝r 真＋R A >r 真．2．(1)×1 k A (2)40 kΩ 5.0 8.75解析 (1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：示数×倍率＝读数，知选择“×1 k ”的挡较好；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择A 图正确；(2)欧姆表的读数为：40 Ω×1 k ＝40 k Ω；电压表的读数为：5.0 V ，欧姆表的内阻等于中值电阻为：r ＝30 k Ω，根据闭合电路欧姆定律有：E ＝Ir ＋U ＝ 5.040×1 000×30×1 000 V ＋5.0 V ＝8.75 V. 3．见解析解析 欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律，当A 、B 用导线连接时，I g ＝E R g ＋r ＋R 1，若在A 、B 间接电阻R 时，I ＝ER g ＋r ＋R 1＋R ，电流表示数I 与接入的电阻R 一一对应．(1)由闭合电路欧姆定律得：I g ＝ER g ＋r ＋R 1整理可得：R 1＝EI g －R g －r＝(1.50.01－7.5－0.5) Ω＝142 Ω(2)把任意电阻R 接到A 、B 之间，设电流表读数为I ，则I ＝ER g ＋r ＋R 1＋R解得：R ＝E I －(R g ＋r ＋R 1)＝1.5 V I －150 Ω(3)由任意电阻R 的表达式可得：当I ＝0 mA 时，R ＝∞当I ＝2 mA 时，R ＝600 Ω当I ＝4 mA 时，R ＝225 Ω当I ＝6 mA 时，R ＝100 Ω当I ＝8 mA 时，R ＝37.5 Ω当I ＝10 mA 时，R ＝0 Ω4．(1)500 2.00 (2)①AC ②1.47(±0.02) 0.81(±0.02) ③偏小 偏小解析 (1)指针在位置a 处欧姆挡的表盘读数为50，因倍率为“×10”，故测量结果为500 Ω.当选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时应从表盘上第二条刻线上读数，分度值为0.05 V ，按“五分之一”估读法可知应读到0.01 V ，故指针位于b 时可读得结果为2.00 V.(2)①因电阻挡不能测量在电路中的电阻，特别是电路中有电源时，测量不准确，还有可能烧毁电表，故A 不妥．由于电流表的内阻很小，直接将电流表接在a 、b 上时极有可能使电源短路，故C 不妥．②通过描下的点连线，使尽量多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线两侧，则图线在纵轴上的截距等于电源电动势的大小，约为1.47 V ，斜率的绝对值等于电源内阻．③这是电流表外接法，实际测得的电动势是将电压表等效为电源的一部分时的开路电压，由于电压表的作用，通过电源的电流不为零，故其内电压不为零，路端电压必小于电源电动势，即电动势的测量值偏小；同理，内阻的测量值是电压表与电源并联后的总电阻，测量值也偏小．5．(1)0.064 2 (2)dbca ×1 k 3.2×104(3)A 1 见解析图 (4)πd 2R x 4L解析 (1)螺旋测微器固定部分读数为0.5 mm ，可动部分的读数为14.2×0.01 mm＝0.142 mm ，因而电阻丝的直径为0.642 mm ＝0.064 2cm.(2)首先选择合适的欧姆挡位，然后欧姆调零，再进行电阻测量，最后把选择开关旋转至“OFF”位置或者“500 V”交流挡位，因而合理的顺序为dbca.由于电阻丝阻值约为几十千欧，因而选择的欧姆挡位为“×1 k”，根据指针位置可知电阻丝的阻值为32×103 Ω＝3.2×104 Ω.(3)估算电路中最大电流约为I ＝ER x ＝125 μA，因而电流表选A 1，因为R x >R A R V 因而电流表采用内接法；由于滑动变阻器的阻值远小于电阻丝的阻值，因而滑动变阻器采用分压式接法．(4)由R x ＝ρL πd 22可得ρ＝πd 2R x4L .。

《实验：练习使用多用电表》导学案一、学习目标1、了解多用电表的基本结构和功能。

2、掌握多用电表测量电压、电流和电阻的方法。

3、学会正确选择多用电表的量程，并能进行读数。

4、培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

二、学习重点1、多用电表测量电压、电流和电阻的原理。

2、多用电表的使用方法和注意事项。

三、学习难点1、理解多用电表测量电阻的原理。

2、正确进行多用电表的量程选择和读数。

四、知识链接1、电路中的基本物理量：电压、电流和电阻。

2、电压表和电流表的使用方法。

五、实验器材多用电表、电源、电阻箱、导线若干六、实验原理1、多用电表的基本结构多用电表由表头、测量电路、转换开关等组成。

表头是一个灵敏电流计，其满偏电流很小。

测量电路用于将表头的电流转换为对应的电压、电流或电阻值。

转换开关用于选择不同的测量功能和量程。

2、测量电压多用电表测量电压时，实际上是将表头与一个大电阻串联，构成一个电压表。

根据串联电路的分压原理，通过测量表头的电流和串联电阻的阻值，可以计算出所测电压的值。

3、测量电流多用电表测量电流时，实际上是将表头与一个小电阻并联，构成一个电流表。

根据并联电路的分流原理，通过测量表头的电流和并联电阻的阻值，可以计算出所测电流的值。

4、测量电阻多用电表测量电阻时，使用内部电源、表头和调零电阻等构成一个欧姆表。

测量时，通过表头的电流与被测电阻的阻值成反比。

通过调节调零电阻，使表头指针指在零刻度处。

测量电阻时，需要选择合适的量程，使指针尽量指在表盘的中间区域，以提高测量的精度。

七、实验步骤1、观察多用电表的表盘和转换开关，了解其功能和量程。

2、机械调零：使用前，先检查表针是否指在左端零刻度处。

若不在，应调节机械调零旋钮，使表针指零。

3、测量直流电压（1）将转换开关拨到直流电压挡，选择合适的量程。

（2）将多用电表与被测电路并联，注意红表笔接高电势端，黑表笔接低电势端。

（3）读取电压值，注意最小刻度和量程，记录数据。

实验十二用多用电表测量电学中的物理量目标要求 1.了解多用电表的构造和工作原理.2.会用多用电表测量电压、电流.3.测量定值电阻和判断二极管的正负极.4.会用多用电表进行简单的电路故障分析．实验技能储备1．认识多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量程．(2)外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．2．用多用电表测量小灯泡的电压和电流按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．红表笔接电势高(填“高”或“低”)的点．按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．此时电流从红色表笔流入电表．3．用多用电表测定值电阻的阻值(1)原理电路图I 与R x 的对应关系 相当于待测电阻R x ＝0，调节R 使I ＝I g ＝E R g ＋r ＋R ，此时指针指在I g 处(R Ω＝R g ＋r ＋R )相当于待测电阻R x ＝∞，此时I＝0，指针不偏转 待测电阻为R x ，I ＝E R Ω＋R x ，指针指到某确定位置，此时R x ＝E I －R Ω 刻度特点表头电流满偏I g 处，对应欧姆表零刻度(最右侧) 表头电流I ＝0处，对应欧姆表∞刻度(最左侧) 表头电流I 与电阻R x 一一对应，但不是线性关系，表盘刻度不均匀(2)注意：①黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”．②当多用电表指针指在中央时I g 2＝E R Ω＋R 中，知中值电阻R 中＝R Ω. (3)测量步骤①估测待测电阻阻值，选择合适的量程．②欧姆调零．③将被测电阻接在红黑表笔之间．④读数：指针示数乘以倍率．⑤使用完毕：选择开关置于“OFF ”挡，长期不用应取出电池．(4)注意事项①区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮．②使指针指在中值附近，否则换挡．③测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零．④手不能接触表笔的金属杆．⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开．4．用多用电表测二极管的正、反向电阻(1)认识二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极．特点：当给二极管加正向电压时电阻很小，当给二极管加反向电压时电阻很大．(2)用欧姆挡判断二极管的正负极将多用电表欧姆挡调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极(如图乙)．5．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，反接时示数很大考点一教材原型实验考向1多用电表原理及读数例1图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．(1)图(a)中的A 端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．(2)关于R 6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．A ．在使用多用电表之前，调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B ．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C ．使用电流挡时，调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R 1＋R 2＝________Ω，R 4＝________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B 端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B 端是与“5”相连的，则读数为____________．(结果均保留3位有效数字)答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1．10 kΩ 2.94 V解析 (1)当B 端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A 端流出，故A 端与黑色表笔相连接．(2)在使用多用电表之前，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A 错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B 正确；使用电流挡时，电阻R 6不在闭合电路中，调节无效，选项C 错误．(3)根据题给条件可知，当B 端与“2”连接时，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA 的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，R g R 1＋R 2＝1－0.250.25＝31，解得R 1＋R 2＝160 Ω.当B 端与“4”连接时，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联后再与R 4串联，此时为量程1 V 的电压挡，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V ，则R 4两端电压为0.88 V ，由串联电路中电压与电阻成正比知：R 4电阻为880 Ω.(4)若此时B 端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA ，读数为1.47 mA. 若此时B 端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ. 若此时B 端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V ，读数为2.94 V.考向2 欧姆表的使用例2 (2023·福建厦门市模拟)某物理兴趣小组成员根据现有的实验器材设计了如图所示的欧姆表电路，通过调节开关S ，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率．可用器材如下：A ．干电池(电动势E ＝1.5 V ，内阻不计)B ．电流表G(满偏电流I g ＝1 mA ，内阻R g ＝90 Ω)C ．定值电阻R 0(阻值为5.0 Ω)D ．滑动变阻器R 1(最大阻值为150 Ω)E ．定值电阻R a 、R bG ．单刀双掷开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干(1)该兴趣小组成员按照如图所示电路图连接好实验电路．当开关S 合向________(填“a ”或“b ”)时，欧姆表的倍率是“×10”倍率．(2)已知欧姆表为“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，则定值电阻R a ＝________Ω，R b ＝______Ω.(3)将开关S 合向b ，第一步：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R 1，使电流表电流达到满偏电流．第二步：在红、黑表笔间接入待测电阻R x ，发现电流表指针指向I g 3的位置，则待测电阻R x ＝________Ω.答案 (1)b (2)1 9 (3)300解析 (1)把虚线框内的电路等效成一个电流表，设当开关S 合向a 端时，满偏电流为I a ，当开关S 合向b 端时，满偏电流为I b ，根据串并联电路的特点可知(I a －I g )R a ＝I g (R g ＋R b )，(I b －I g )(R a ＋R b )＝I g R g可以看出I a ＞I b ，当开关S 合向 b 时，欧姆表的倍率是“×10”倍率．(2) 已知当开关S 合向a 端时中值电阻为R 中a ＝15 Ω，则I a ＝E R 中a ＝1.515A ＝100 mA 当开关S 合向b 端时，则中值电阻为R 中b ＝150 Ω，则I b ＝E R 中b ＝1.5150A ＝10 mA ，联立可解得R a ＝1 Ω，R b ＝9 Ω(3)根据闭合电路的欧姆定律得I b＝ER中b在红、黑表笔间接入待测电阻R x，发现电流表指针指向I g3的位置，干路电流I＝I b3，则13I b＝ER中b＋R x，解得R x＝300 Ω.考向3使用多用电表测量二极管例3钱华同学的爸爸是电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量．钱华在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到发光二极管的负极．(1)钱华同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“×1”挡，经过________之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光．这说明二极管的负极是______(选填“长管脚”或“短管脚”)所连接的一极．(2)钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了，他琢磨了一下，然后又依次用多用电表电阻挡的“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡、“×1k”挡分别进行了二极管导通状态的准确的测量(多用电表内部电源电动势不变)，他发现二极管发光的亮度越来越________(选填“大”或“小”)，请帮助他分析一下具体的原因：_________________________________________________________________________________________________________.答案(1)欧姆调零短管脚(2)小原因见解析解析(1)在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极，故短管脚为负极．(2)从“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡到“×1k”挡，多用电表的内阻越来越大，根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋RΩ可知，通过二极管的电流越来越小，根据P＝I2R可知二极管的亮度越来越小．考点二用多用电表判断电路故障例4在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮．(1)用多用电表的直流电压挡检查故障：①选择开关置于下列量程的________挡较为合适；(用字母序号表示)A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________．A．A灯丝断开B．B灯丝断开C．d、e间连线断开D．B灯短路(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，①测试前，一定要将电路中的开关S________；②测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为________ Ω，此时测量的是________间电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为________ Ω，它不等于测量值，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)①B②A(2)①断开②6e、f12．7温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)解析(1)①因为电源的电动势大约为6 V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择开关应选择10 V的量程，故B正确；②测得c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，e、f 间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确．(2)①用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连．②欧姆表的读数为6×1Ω＝6 Ω，因为c 、d 间断路，知测量的是e 、f 间的电阻．根据R ＝U I得，小灯泡正常发光时的电阻为R ＝3.80.3Ω≈12.7 Ω.它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)．考点三 探索创新实验例5 (2019·全国卷Ⅲ·23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA 刻度．可选用的器材还有：定值电阻R 0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R 1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E ＝1.5 V ，r ＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R 接入电路的电阻应为________ Ω；滑动变阻器选________(填“R 1”或“R 2”)．(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a 、b 处的电流刻度分别为25和75，则a 、b 处的电阻刻度分别为________、________.(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω.答案 (1)如图所示 900 R 1(2)45 5 (3)0 35 000.0解析 (1)由题知当两表笔间接入15 kΩ的电阻时，电流表示数为50 μA ，由闭合电路欧姆定律有I g 2＝E R g ＋r ＋R x ＋R 0＋R，代入数据解得R ＝900 Ω，所以滑动变阻器选择R 1. (2)欧姆表的内阻R g ′＝R g ＋r ＋R 0＋R ＝15 kΩ，当电流为25 μA 时，有I g 4＝E R g ′＋R x ′，可得R x ′＝45 kΩ；当电流为75 μA 时，有3I g 4＝E R g ′＋R x ″，可得R x ″＝5 kΩ. (3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处．题图中电阻箱读数为35 000.0 Ω.课时精练1．某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示．闭合开关S 后，发现无论如何调节电阻箱R 0，灯泡都不亮，电流表无示数，他们判断电路可能出现故障．经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路．已知保护电阻R ＝15 Ω，电流表量程为0～50 mA.操作步骤如下：①将多用电表挡位调到欧姆×1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；②断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0＝20 Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示．回答下列问题：(1)图丙中的多用电表示数为________ Ω；图丁中的电流表示数为________ mA.(2)操作步骤④中，多用电表红表笔应接________(选填“c”或“e”)点．(3)电路的故障可能是________．A．灯泡短路B．灯泡断路C．保护电阻R短路D．保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据，还可以计算出多用电表内部电源的电动势E′＝________ V(结果保留三位有效数字)．答案(1)2438.0(2)e(3)B(4)1.48解析(1)欧姆表的示数为24×1 Ω＝24 Ω，电流表的最小分度是1 mA，需估读到0.1 mA，所以题图丁中的电流表示数为38.0 mA.(2)根据电流必须从电流表的正接线柱流入，电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，电路中电流经过电流表的方向为d→e，则操作步骤④中，多用电表黑表笔应接c点，红表笔应接e点．(3)将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转，说明a、c间有断路．将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数不为零，所以电路的故障是灯泡断路．(4)操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度，根据欧姆表的中值电阻等于其内阻，知欧姆表的内阻为R欧＝15 Ω.根据闭合电路欧姆定律得I＝E′，又R0＋R mA＝24 Ω，故R0＋R mA＋R欧E′＝I(R0＋R mA＋R欧)＝38.0×10－3×(24＋15) V≈1.48 V.2．(2023·福建泉州市质检)某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研究．欧姆挡所用电池的电动势为9 V，刻度盘中央刻度值为“15”，选择旋钮打在“×1 k”挡．(1)该同学用欧姆挡测量某一量程为15 V的电压表内阻．①指针指在图甲所示位置，此测量值为________ kΩ；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15 kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的________侧(选填“左”或“右”)．②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，此时电压表示数为________ V(结果保留2位有效数字)．(2)该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙所示，当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可能是________．A．电阻B．电感线圈C．电容器D．二极管答案(1)①25左②4.5(2)C解析(1)①指针指在题图甲所示位置，此测量值为25 kΩ；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15 kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的左侧．②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，即电压表的内阻等于欧姆表的中值电阻，即电压表的内阻等于欧姆表的内阻，则此时电压表示数为欧姆表内电源电动势的一半，即4.5 V.(2)当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，即电路接通后电流又逐渐变为零，则该元件可能是电容器，电路接通后先充电，充电结束后电路中电流为零，故C正确．3.(2023·福建福州市调研)某兴趣小组利用实验室中器材自制一个具有“×1”和“×10”的两种倍率的欧姆表，电路设计如图甲所示．实验室可用器材有：A．干电池(电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω)B．毫安表(满偏电流I g＝1 mA，内阻r g＝180 Ω)C．滑动变阻器R0(最大阻值为200 Ω)D．定值电阻R1(阻值为2 Ω)E．定值电阻R2(阻值为18 Ω)F．单刀双掷开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)根据上述器材和要求，电路中电阻R x应选定值电阻________(填“R1”或“R2”)；(2)用“×10”倍率测量电阻时，开关S应合向______(填“a”或“b”)．测量电阻时，毫安表的指针指在图乙所示位置处时被测电阻阻值为________Ω；(3)该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小、内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻阻值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)．答案(1)R1(2)b150(3)大于解析(1)将两定值电阻和毫安表看作一个等效电流表，设当开关S合向a端时﹐等效电流表满偏电流为I a.当开关S合向b端时，等效电流表满偏电流为I b，根据串联规律可得(I a－I g)R x ＝I g(r g＋R y)，(I b－I g)(R x＋R y)＝I g r g由于毫安表内阻为180 Ω，若R x＝R1，R y＝R2，则有I a＝100I g，I b＝10I g若R x＝R2，R y＝R1，则有I a＝1009I g，I b＝10I g根据要求自制具有“×1”和“×10”的两种倍率的欧姆表，电路中电阻R x应选定值电阻R1；(2)根据串并联电路电流与电阻关系，可以看出I a>I b，使用欧姆表，外接电阻越大，通过等效电流表的电流值越小，故用“×10”倍率测量电阻时，选挡开关S应合向b；当开关S合向b时，等效电流表I b＝10I g，设欧姆表总的内电阻为R内，由闭合电路欧姆定律得，当毫安表满偏时有E＝I b R内＝10I g R内，解得R内＝150 Ω，如题图乙，当毫安表半偏时有E＝12I b(R内＋R)＝10×I g2()R内＋R，解得R＝150 Ω；(3)设等效电流表的满偏电流为I g′，电动势减小时，由欧姆表原理可得内阻R内＝EI g′可知，欧姆表内阻减小，当测量电阻R时的电流为I＝I g′R内R＋R内＝I g′RR内＋1可知，回路中电流减小，指针偏左，对应欧姆表的刻度应该偏大．其测得的电阻阻值大于真实值．4．(2023·福建省模拟)图甲为一个多用电表欧姆挡内部电路示意图．电流表满偏电流1 mA、内阻10 Ω；电池电动势1.5 V、内阻1 Ω；(1)图甲中表笔a为________色(选填“红”或“黑”)．调零电阻R0可能是下面两个滑动变阻器中的________(填选项序号)．A．电阻范围0～200 ΩB．电阻范围0～2 000 Ω(2)在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图乙所示，被测电阻的阻值为________ Ω.(3)如图丙所示，某同学利用定值电阻R1给欧姆表增加一挡位“×10”，则定值电阻R1＝________ Ω.(结果保留1位小数)(4)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果________．(选填“偏大”“偏小”或“准确”)答案(1)红B(2)1 600(3)1.1(4)准确解析(1)根据黑表笔接内部电源的正极，可以判断a为红表笔；当电表满偏时，电表总内阻为R内＝EI g＝1 500 Ω，所以滑动变阻器应选择B；(2)可以先求欧姆表的中值电阻，当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半，对应的电阻为中值电阻，E＝12I g(R中＋R内)，R中＝R内＝1 500 Ω，即表盘刻度为15时代表1 500 Ω，倍率为×100，所以被测电阻的阻值为1 600 Ω.(3)倍率为×10时，中值电阻为150 Ω，即内阻为150 Ω，由此可知，满偏电流变为原来的10倍，即0.01 A,1×10－3×10 V＝(0.01－1×10－3)R1，R1＝1.1 Ω.(4)设电源电动势为E，干路电流为I g，调零后电表内阻为R内，电表指针指到表盘某处时，电表的电流为I，对应的待测电阻为R x，根据闭合电路欧姆定律E＝I g R内，E＝I(R x＋R内)，整理得R x＝E(1I －1I g)，由于满偏电流相同，电动势相同，指针指相同的位置时电流相同，所以R x相同，即读数准确．5．(2023·浙江省模拟)多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图．通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能．图中的E是电池的电动势，R3是电池内阻，R6是欧姆调零电阻，A、B分别与黑、红表笔相接．R1、R2、R4、R5都是定值电阻，表头G的满偏电流为20 mA，内阻为R g.已知R1＋R2＝4R g，R4＝360 Ω，R5＝1 600 Ω.(1)关于此多用电表，下列说法正确的是________；A．图中B是红表笔B．当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1时的量程比接2时大C．当S接触点3时，多用电表处于测量电阻的挡位，倍率越大，滑动变阻器接入电路的阻值越大D．当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接4比接5时量程大(2)该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻．得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E＝________ V(计算结果保留三位有效数字)．通过分析可知该小组使用多用电表的________(填“×1”“×10”或“×1k”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻．(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻．器材有：待测电源(电动势约为8 V), 定值电阻R0＝8.0 Ω，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图丙所示，测得并记录多组数据后，得到对应的1U－1R图，如图丁所示，则内阻r＝________ Ω(结果保留三位有效数字)．答案(1)ABC(2)3.75×10(3)1.00解析(2)“B”端与“3”相接时，由I g R g＝(I－I g)(R1＋R2)，R1＋R2＝4R g，可得I＝54I g，根据闭合电路欧姆定律有I＝ER内＋R x，可得I g＝4E5(R内＋R x)，结合题图乙解得R内＝150 Ω，E＝3.75 V通过分析可知欧姆表中值电阻为150 Ω，则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻．(3)根据题图丁和闭合电路欧姆定律可知E ＝U ＋U R(R 0＋r ) 整理可得，1U ＝1E ＋R 0＋r E ·1R结合图像的截距和斜率可知b ＝1E ＝0.12 V －1，k ＝R 0＋r E＝1.08 Ω·V －1 解得r ＝1.00 Ω.。

实验十一练习使用多用电表实验解读·核心突破(分类研习·拓展提升●注意事项1.多用电表使用注意事项(1)使用前要机械调零.(2)两表笔在使用时,电流总是“红入”“黑出”.(3)测电阻时①指针指中值附近较准,否则换挡.②只要换挡必须重新欧姆调零.③示数要乘以倍率.(4)使用完毕,选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池.2.电路故障检测注意事项(1)将多用电表拨到直流电压挡,在电源完好时,将红、黑表笔与外电路的某部分电路并联,若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点.(2)将多用电表拨到直流电流挡,在电源完好时,将红、黑表笔串联接入外电路某两点间,若有示数说明原两点间断路;若无示数说明该两点外其他部分有断路.●误差分析1.偶然误差(1)估读时易带来误差.(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大.2.系统误差(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池.(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值.类型一 常规实验[例1] (2019·某某某某高三适考)如图(甲)为一个多用电表的表盘,图中S,K,T 为三个可调节部件,该多用电表用作欧姆表的原理如图(乙).(1)现用此多用电表测量一个阻值约为十几欧的定值电阻,主要操作步骤如下:①调节可调节部件,使电表指针停在表盘左侧零位置;① 节可调节部件,选择“×1”挡位置;③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件,使表笔指针指向右侧零位置;④将红、黑表笔的笔尖分别接触电阻的两端,由表头指针示数则得电阻值.(2)选择欧姆表的“×1k”挡,两表笔笔尖相互接触且调零时,图(乙)中电源电动势和内阻分别为E,r,表头G 的内阻为R g ,滑动变阻器的阻值为R,则表头G 的满偏电流I g =(用题给符号表示);再把表笔的笔尖和某电阻接触,欧姆表的示数如图(丙),若电源电动势E=6 V,则通过表头G 的电流I=mA.解析:(1)①多用电表的使用首先进行机械调零:调节可调部件S,使电表指针停在表盘左边的零刻度位置.②调节可调部件K 选择合适的倍率:因电阻约为十几欧,为使指针指在中央刻度附近,则选择欧姆“×1”挡位.③欧姆表选好挡后进行欧姆调零,即短接两红、黑表笔,调节T,使电表指针指向右边的零刻度位置.(2)两表笔笔尖相互接触且调零时R x =0 Ω,此时电流为满偏电流I g ,由闭合电路欧姆定律可得I g =g E R R r++;欧姆表选择的“×1 k”挡,中值电阻值为“15”,则R Ω=R g +R+r=15×1 000 Ω,而E=6 V,则I g =ΩE R =615000 A=0.4 mA,现接待测电阻后指针所在位置对应电阻R x =15×1 000 Ω,则I=ΩxE R R +=0.2 mA.答案:(1)①S ②K ③T (2)g E R R r++ [例2] (2019·某某聊城模拟)图(甲)是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的电路图.使用的器材有:B.电压表:量程5 V,内阻十几千欧C.滑动变阻器:最大阻值5 kΩ实验进行了如下操作:(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔,调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0 Ω”.(2)将图(甲)中多用电表的红表笔和(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.(3)多用电表的示数如图(乙)所示,读数为Ω.(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为一个电池,一个满偏电流I g =0.6 mA 的电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图(丙)所示.实验中一同学先调节图(甲)中滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,用欧姆挡正确测量时,多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为V.(5)该欧姆表用久后,电池因老化造成其电动势减小、内阻增大但该欧姆表仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.解析:(1)欧姆表使用前一定要进行欧姆调零,即红、黑表笔直接接触(短接)后,调节欧姆调零旋钮,使指针指到0欧姆.(2)多用电表使用时,电流应从红表笔流入、从黑表笔流出电表;则图(甲)中电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1.(3)欧姆表读数=表盘读数×倍率=15×1 kΩ=15 kΩ=1.5×104Ω.(4)图(丙)中多用电表选用欧姆挡,欧姆调零后,相当于是一个内阻r=15 kΩ的“电源”,正确接入图(甲)电路,电压表的内阻R V =12 kΩ,则有E=U 2+2VU R ·r=9 V. (5)当欧姆表中的电池电动势变小,内阻变大时,根据闭合电路欧姆定律知,相同的待测电阻通过多用电表的电流减小,指针偏转角度减小,指针指示的读数变大,则测量值将变大. 答案:(1)直接接触(短接) (2)1 (3)1.5×104(4)9(5)大于题组训练1.(2019·某某某某模拟)如图1所示,是多用电表欧姆挡内部的部分原理图,已知电源电动势E=1.5 V 、内阻r=1 Ω,小量程电流表(表头)满偏电流I g =10 mA 、内阻r g =90 Ω.表盘如图2所示,欧姆表表盘中值刻度为“15”.(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时,将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后多用电表的总内阻为Ω.某电阻接入红、黑表笔间,表盘如图2所示,则该电阻的阻值为 Ω.(2)若将选择开关旋至“×1”,则需要将表头(选填“串联”或“并联”)一阻值为 Ω的电阻,再进行欧姆调零.(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,此因素会造成被测电阻的测量值比真实值(选填“偏大”“不变”或“偏小”).解析:(1)根据多用电表欧姆挡电路,欧姆调零时有E R 内=I g ,即R 内= Ω=150 Ω,欧姆表表盘中值刻度为“15”,则该挡位对应“×10”,因此某电阻接入红黑表笔间,表盘如图2所示,则该电阻的阻值为R=6×10 Ω=60 Ω.(2)若将选择开关旋至“×1”,则中值电阻为15 Ω,把电流表量程扩大至100 mA,需要将表头并联一阻值为10 Ω的电阻,再进行欧姆调零.(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,测量同样的电阻,多用电表的指针偏转角度减小,所指欧姆刻度盘上数值较大,会造成被测电阻的测量值比真实值偏大.答案:(1)150 60 (2)并联 10 (3)偏大g =10 Ω,满偏电流I g =10 mA,当选择开关接“3”时量程为250 V 的电压表.该多用电表表盘如图(乙)所示,下排刻度均匀,C 为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出.(1)若指针指在图(乙)所示位置,选择开关接“1”时其读数为;选择开关接“3”时其读数为.(2)为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势,该同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:①将选择开关接“2”,红、黑表笔,调节R 1的阻值使电表指针满偏.②将电表红、黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C 处,此时电阻箱的示数如图(丙)所示,则C 处刻度应为Ω.③计算得到多用电表内电源的电动势为V.(保留两位有效数字)④欧姆调零后,将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图(乙)所示位置,则待测电阻的阻值为Ω.(保留两位有效数字)解析:(1)选择开关接“1”时测电流,量程为10 mA,而表盘分度值为0.2 mA,其示数为6.8 mA;选择开关接“3”时测电压,量程为250 V,而表盘分度值为5 V,其示数为170 V.(2)①选择开关接“2”:多用电表改为欧姆表,红、黑表笔应短接,调节R 1的阻值使电表指针偏满.②由图(丙)可知,电阻箱示数为0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω,此时电表内阻与电阻箱相等,即C 处刻度为150 Ω.③当电表指针指在C 处时,电表示数为5 mA,此时总电阻为电表内电阻的2倍,而电表内阻为R=150 Ω,则电源电动势E=IR总=0.005×300 V=1.5 V.④由闭合电路的欧姆定律,I=x E R R +,即6.8×10-3 A= 1.5150xR +,解得R x =71 Ω.答案:(1)6.8 mA 170 V(2)①短接②150③1.5④71类型二创新实验[例3] (2019·全国Ⅲ卷,23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度.可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω),电阻箱(0～99 999.9 Ω),干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),红、黑表笔和导线若干.(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”).(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a,b处的电流刻度分别为25和75,则a,b处的电阻刻度分别为、.(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量.若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Ω.解析:(1)将电源与电流表、定值电阻R0以及滑动变阻器R串联起来即可将电流表改装为欧姆表;将红、黑表笔短接时,滑动变阻器接入电路的电阻应该满足使电流表恰好达到满偏电流,由闭合电路欧姆定律,有I g=g0r RER R+++,则R=gEI-(R g+R0+r)=900 Ω,故滑动变阻器应选择R1.(2)当电路中的电流为25 μA 时,电路中的总电阻R 总=1E I =60 kΩ,则接入电路的阻值即a 处的电阻刻度R′=R 总-(R g +R 0+r+R)=45 kΩ,同理可得b 处的电阻刻度R″=2E I -(R g +R 0+r+R)=5 kΩ. (3)红黑表笔短接的目的是进行欧姆调零,即使欧姆表指针指向0 kΩ处;图(c)中×10k 的旋钮指向3,×1k 的旋钮指向5,其余旋钮都指向0处,故读数为35 000.0 Ω.答案:(1)如图所示 900 R 1[例4] (2017·全国Ⅲ卷,23)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E 是电池;R 1,R 2,R 3,R 4和R 5是固定电阻,R 6是可变电阻;表头的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V 挡和5 V 挡,直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡,欧姆 ×100 Ω 挡.(1)图(a)中的A 端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接.(2)关于R 6的使用,下列说法正确的是(填正确答案标号).A.在使用多用电表之前,调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R 1+R 2= Ω,R 4=Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B 端是与“1”相连的,则多用电表读数为;若此时B 端是与“3”相连的,则读数为;若此时B 端是与“5”相连的,则读数为.(结果均保留3位有效数字)解析:(1)黑表笔接欧姆表内电源的正极,故A 端与黑色表笔相连接.(2)R 6与电源串联,作为欧姆表的欧姆调零电阻,选项B 正确.(3)当B 端接2时为1 mA 量程电流挡,由电流表原理得R 1+R 2=g g1g I R I I -=6362501048011025010---⨯⨯⨯-⨯ Ω=160Ω.当B 端接4时为1 V 直流电压挡,由电压表原理得R 4=gU U I -=63148025010110---⨯⨯⨯ Ω=880 Ω. (4)当B 端接1时为2.5 mA,电流挡电表读数为1.47 mA,当B 端接3时为欧姆挡,读数为11.0×102Ω,当B 端接5时为5 V 直流电压挡,读数为2.95 V.答案:(1)黑 (2)B (3)160 880(4)1.47 mA 11.0×102 Ω 2.95 V题组训练1.(2019·某某静安区期末)二极管具有单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,现有一个二极管其正极记为A 、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下:(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻,其正向电阻约为10 Ω,反向电阻约为50 kΩ,则在测量二极管的正向电阻时,电表的红表笔应接(选填“A”或“B”).(2)该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2 V 时的电阻值,二极管接在1,2之间,电压表的内阻约为40 kΩ,选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3,4之间.该多用电表的直流电流有三个量程,量程和对应的内阻分别为:①50 μA,内阻约为100 Ω;②50 mA,内阻约为50 Ω;③250 mA,内阻约为10 Ω.则在实验过程中,多用电表的红表笔应与接线柱(选填“3”或“4”)相连;测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用(选填“①”“②”或“③”),单刀双掷开关S 2应拨向接点(选填“5”或“6”).解析:(1)多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极,所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连,即与B 相连.(2)多用电表使用时应使电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此多用电表作直流电流表使用时,红表笔应与接线柱3相连;电压为2 V 时,二极管加反向电压时的电流约为I D ′=325010⨯ A=40 μA,所以电流挡应选用量程①;二极管的反向电阻约为50 kΩ,与电压表内阻比较接近,与电流表内阻相差很大,因此应采用电流表内接法,所以单刀双掷开关S2应拨向接点6.答案:(1)B (2)3 ① 62.(2019·某某某某模拟)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)在使用多用电表测量时,若选择开关扳至“25 V”挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为V.(2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为E,R0为调零电阻.某学习小组将待测电阻用电阻箱代替,依次改变阻值,用多用电表测对应的电路中电流I并作出I R x 关系图象如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为Ω,该电池的电动势E=V.(3)下列判断正确的是.A.在图(b)中、电表的左、右插孔处的标注为“-”“+”B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大0,使R x=0时电路中的电流达到满偏电流x的变化量相同时,R x越小,则对应的电流变化量就越小(4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果将(选填“偏大”“偏小”或“不变”).解析:(1)选择开关置于“25 V”挡时,选择表盘中间一排刻度的“250”量程进行读数,分度值为0.5 V,对应刻度示数为11.5 V.,I=(2)根据闭合电路的欧姆定律得I g=ER内由题图可得I g=0.8 mA,当I=0.4 mA时,R x=15 kΩ,解得R内=15 kΩ=1.5×104Ω,E=12 V. (3)根据多用电表的电流应红进黑出,电流进入孔标注为“+”,流出孔标注为“-”.在题图(b)中,电表的左插孔处的标注为“-”,故A正确;函数图象是非线性变化,导致欧姆表刻度不均匀,且外电阻变大时电流变小,即欧姆表的刻度盘上的示数左大右小,故B错误;欧姆表调零是通过调节滑动变阻器R0,使待测电阻R x为零(即两表笔短接)时,电流表满偏,对应欧姆表示数为零,故C正确;欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化,而且I R x图线的切线斜率大小随待测电阻值增大而减小,即R x阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小,欧姆表刻度左密右疏,故D错误.(4)根据闭合电路欧姆定律,若电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表仍能重新欧姆调零,即满偏电流I g不变,由公式I g=ER中可知,其内阻R中变小,则I=xER R+中==g1xIRR+中,则同一R x的电流变小,对应电阻刻度值偏大.答案:(1)11.5 (2)1.5×10412 (3)AC (4)偏大[创新分析]实验器材(2019·全国Ⅲ卷,23)(1)对电流表改装为欧姆表的器材选择进行考查(2)考查改装原理,并进行有关计算和校准实验原理(2019·某某静安区期末)把多用电表的结构原理与测量二极管的正向电阻和反向电阻相结合,考查正确进行表笔连接、量程选取等实验过程(2019·某某某某模拟)(1)由测量欧姆表的电源电动势和内电阻替代多用电表测电阻或电压、电流word- 11 - / 11。

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题55 用多用电表测电学中的物理量特训目标特训内容目标1多用电表的构造及使用（1T—4T）目标2欧姆档的内部电路及使用（5T—8T）目标3用多用电表探测二极管的正反向电阻（9T—12T）一、多用电表的构造及使用1．图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻，表头电流表G的量程为0-1mA，内阻R g=200Ω，B为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。

该多用电表有5个挡位，分别为直流电压1V挡和10V 挡，直流电流5mA挡和10mA挡，欧姆“×100Ω”挡。

（1）图甲中A端与____________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2根据题给条件可得R1=____________Ω，R2=____________Ω，R4=____________Ω，R5=____________Ω。

（3）某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为____________。

【答案】 黑 25 25 160 1800 5.2mA 1400Ω【详解】（1）[1]由图甲所示电路图可知，B 端与欧姆表内置电源的负极相连，B 端为红表笔，A 端为黑表笔;(2)[2][3]由图甲所示电路图可知，开关S 接位置1时，分流电阻较小，此时电流挡的大量程10mA 挡；S 接位置2时，电流挡为5mA 挡。

根据图甲所示电路图，由欧姆定律可知122g gg I R R R I I +=-；211()g g g I R R R I I +=-联立可得1225Ω25ΩR R == [4]由图甲所示电路图可知，开关S 接位置4时，为直流电压1V 挡，有344321110200Ω160Ω510g gU I R R I ----⨯⨯===⨯ [5]开关S 接位置4时，为直流电压10V 挡，有35543210110200160Ω1800Ω510g gU I R R R I ----⨯⨯=-=-=⨯ (3)[6]若B 端是与“1”相连的，电流表量程为10mA ，分度值是0.2mA ，多用电表读数为0.2mA 26 5.2mA ⨯=[6]若此时B 端是与“3”相连，多用电表测电阻，由图示可知，指针指在14的位置，则读数为14100Ω1400Ω⨯=2．某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图甲所示。