第8章 实验13 用多用电表测量电学中的物理量-【名师导航】2025年高考物理一轮总复习课件（江苏专用）

第八章　恒定电流 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 1 实验储备·一览清 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 2 实验储备·一览清 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 3 实验储备·一览清 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 4 实验类型·全突破 1．多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程或倍率。 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。 类型1 教材原型实验——多用电表的使用和读数 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 3．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)。 4．读数 (1)测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。 (2)测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位；若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等， 读数时只读到与最小刻度位数相同即可。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [题组训练] 1．(多用电表的原理)(2021·江苏省新高考适应性考试)电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“5”上，两表笔之间接有600 Ω的电阻时，指针指在刻度“1”上。求刻度“3”应标注的电阻值R。 [解析]　两表笔直接相连时，由闭合电路欧姆定律得E＝IgR内 两表笔之间接有600 Ω的电阻时，由闭合电路欧姆定律得E＝(R内＋R′) 指针指在刻度“3”上时，由闭合电路欧姆定律得E＝(R内＋R) 联立解得R＝100 Ω。 [答案]　100 Ω 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 2．(多用电表的原理与使用)如图1所示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，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个挡位分别为直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (1)测量时，接线柱B接的是________(选填“红”或“黑”)表笔；若开关B端是与“1”相连的，则此时多用电表的挡位为________挡；(填题干中所给5个挡位中的一个) (2)电路中R4与R5的比值________(选填“大于”“小于”或“等于”)； 红 2.5 mA 小于　 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (3)若电池E的电动势为1.5 V，当把开关B端接到位置3，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G满偏刻度的处，则该电阻的阻值为________ Ω。电池E使用时间较长，电池的电动势变小、内阻变大，重新调零后，实验要求若被测电阻阻值等于中值电阻时，测量的相对误差×100%不能超过±5%，则电池电动势降低为______ V(结果保留2位有效数字)时必须更换电池； 500 1.4 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (4)另一个同学设计了一只简易欧姆表，并将表盘的电流刻度转化为电阻刻度；其电路如图2所示。关于该欧姆表，下列说法正确的是________。 A．电阻刻度的零位在表盘的左端 B．表盘上的电阻刻度是均匀的 C．测量前，需要红、黑表笔短接调零 D．测量后，应将开关S断开 AD 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [解析]　(1)由题图1电路可知，电流从接线柱A流出，从接线柱B流进，根据“红进黑出”可知，测量时，接线柱B接的是红表笔。 由题图1可知，“1”“2”接线柱电路中，表头最终与电阻并联，因此这两个接线柱均为改装电流表，若开关B端是与“1”相连的，表头满偏时，通过电路的干路电流大于开关B端与“2”相连时通过电路的干路电流，则此时多用电表的挡位为2.5 mA挡。 (2)“4”“5”接线柱电路中，表头最终与电阻串联，因此这两个接线柱均为改装电压表，且接“5”时承受电压大一些，即接“4”“5”分别为直流电压1 V挡和5 V挡，则表头满偏时，开关B端分别与“4”“5”相连时有 Igrg＋R4＝1 V Igrg＋(R4＋R5)＝5 V 解得＝< 即电路中R4与R5的比值小于。 (3)结合上述，开关B端接到位置3，短接A、B表笔进行欧姆调零时，欧姆表内阻为 R内＝ Ω＝1 500 Ω 即欧姆表的中值电阻为1 500 Ω，则指针偏转到电流表G满偏刻度的处时有 R内＋Rx＝ Ω 解得Rx＝500 Ω 令欧姆表内部改装电流表的满偏电流为IA，则有R内＝ 若被测电阻阻值等于中值电阻，即被测电阻阻值等于欧姆表内阻，则有 R测＝R内＝ 测量的相对误差×100%不能超过±5%，则有×100%≤5% 其中E测＝1.5 V 解得E真≈1.4 V。 (4)题图2中欧姆表进行欧姆调零时，将A、B接线柱短接，A、B接线柱接入电阻为零，即待测电阻为零，此时表头被短接，通过表头的电流也为零，可知电阻刻度的零位在表盘的左端，故A正确；A、B接线柱接入待测电阻后，通过表头的电流I＝，可知电流与待测电阻的阻值不是线性关 系，即表盘上的电阻刻度是不均匀的，故B错误；根据上述可知， 电阻刻线0与电流刻线0重合，则测量前，不需要红、黑表笔短 接调零，故C错误；为了确保电表安全，测量后，应将开关S断 开，否则，表头始终有电流通过，故D正确。故选AD。 3．(多用电表内部电阻的测量)(2024·1月九省联考安徽卷)多用电表是一种多功能、多量程的电学仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。 (1)指针式多用电表使用前应该调整__________，使指针指向“0”。 (2)某电阻阻值约为几百欧姆，现用该电表测此电阻，测量前，需要以下操作，其顺序是______。(填写序号) A．将红表笔和黑表笔直接接触 B．把选择开关旋转到“×10”位置 C．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 正确进行实验操作后，电表的读数如图甲所示，该读数是________ Ω。 指针定位螺丝 BAC 193 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (3)图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的负极应接________表笔(选填“红”或“黑”)。图中G为表头，量程 100 μA, 内阻Rg＝2.5 kΩ，RT＝0.5 kΩ，通过调节a、b间的触点，使G满偏。已知R2＝4.8 kΩ， 电池电动势为1.50 V(电池内阻可忽略)，触点在a端时G满偏，则R1＝____ kΩ。 红 2 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [解析]　(1)指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指向“0”； (2)用指针式多用电表测几百欧姆电阻时，应先将开关旋转到“×10”位置，再将红表笔和黑表笔直接接触，最后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点，所以正确的顺序是BAC。 该电阻的阻值为19.3×10 Ω＝193 Ω。 (3)电池的负极应接多用电表的负极，则应接多用电表的红表笔； 触点在a端时G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为U1＝Ig(RT＋Rg)＝0.30 V 根据串并联电路的特点可知R2两端的电压为U2＝E－U1＝1.20 V 所以通过R2的电流为I＝＝250 μA 则通过R1的电流为I1＝I－Ig＝150 μA 根据部分电路欧姆定律得 R1＝＝2 000 Ω＝2 kΩ。 角度1　用多用电表检测电路故障 1．电流挡检测：将多用电表串联在电路中，若示数为零，说明与电流表串联的部分电路断路。 2．电压挡检测：将多用电表与部分电路并联，若示数为零，说明该部分电路完好。若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。 3．欧姆挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。 类型2 实验拓展创新 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [题组训练] 1．(1)图1是一款可以直接接在手机上的电风扇，某同学拆下电风扇，将多用电表选择开关置于欧姆“×1”挡，调零后按正确操作将表笔接在风扇的接线柱上测量，一次叶片转动，另一次设法使叶片不转，两次电表读数如图2、3所示，则________(选填“图2”或“图3”)为叶片转动时的读数。根据测量得出电风扇的电阻大约是________ Ω。 图3 10 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (2)该同学按图4所示连接电路，闭合开关，滑动变阻器滑片无论在什么位置，发现电流表指针均几乎没有偏转。为了检查电路故障，闭合开关，将变阻器滑片滑到某一位置，把多用电表的黑表笔接在电路中的a点，再将红表笔依次接在电路中b、c、d点。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 ①如图5所示，多用电表选择开关应置于________(选填“甲”或“乙”)图所示位置。 ②正确选择电表开关后，黑表笔接a点，红表笔依次接b、c、d时，指针偏转情况分别是“不偏”、“偏”和“不偏”，则可判断导线________(选填图中导线序号)存在故障。 乙 ②③ 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 ③排除故障后进行正确操作，根据实验数据描绘电风扇的电流随电压的变化曲线如图6所示，则电风扇输入电压为1.00 V时，该风扇的输入功率大约是____________________________ W。(结果保留2位有效数字)。 0.074(0.073～0.075均可) 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [解析]　(1)因为风扇转动的时候，其内部电动机上绕制的线圈因为电磁感应，产生一个反电势，这个反电势正好和电源极性相反，和电源抵消一部分，所以电流较小，电阻读数较大，电动机不转，就不会产生反电势，所以电流较大，所测得的电阻较小，故图3是转动时测的电阻值。 电风扇的电阻是不转时的电阻，即图2，其中读数为10，则电风扇的电阻大约是R＝10×1 Ω＝10 Ω。 (2)①题图甲是作为欧姆表使用，欧姆表测电阻时，电阻与其他元件断开，单独测量，而实验中，为了检查电路故障，闭合开关之后将电表接入电路，所以开关选择题图乙所示位置。 ②红表笔接b时，指针不偏转，则①完好；红表笔接d时，指针不偏转，说明④⑥完好；红表笔接c时，指针偏转，则可能是②或③有故障。 ③由题图可知，U＝1.00 V时，I＝0.074 A，则该风扇的输入功率大约是P＝UI＝0.074 W。 2．(2024·南通模拟)如图所示是某同学连接的实验电路实物图。若L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查： (1)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的量程是(　　) A．0～2.5 V B．0～10 V C．0～50 V D．0～250 V B 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (2)该同学的测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(选填“a”或“b”)。根据测试结果，可以判定故障是(　　) A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．cd段断路 D．df 段断路 表1 测试点 a、b c、d d、f 电压表示数情况 有示数 无示数 有示数 a D 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表2所示，那么进一步检查出的故障是(　　) A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L1、灯L2都断路 D．de段断路 表2 测试点 c、d d、e e、f 指针偏转情况 D 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [解析]　(1)四节干电池的总电动势为6 V，应用多用电表的直流电压的10 V挡测量，故选B。 (2)在测试a、b间直流电压时，因为电流必须从多用电表红表笔流入，所以红表笔应当接触a。 A项，若灯L1短路，L1灯不亮，而L2灯亮，与题不符，故A错误；B项，若灯L2短路，L2灯不亮，而L1灯亮，与题不符，故B错误；C项，cd段断路，则d、f间没有电压，无示数，故C错误；D项，df段断路时，电路中无电流，两灯泡都不亮，a、b和d、f间有电压，c、d间无电压，与题相符，故D正确。 (3)欧姆表的刻度无穷大在左端，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。 角度2　用多用电表探索黑箱内的电学元件 1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。 2．晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。 3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [题组训练] 1．用多用电表的“欧姆挡”和“直流电压挡”探测如图所示的电路特性，下列说法正确的是(　　) A．黑表笔接M点，红表笔接H，可测R1的阻值 B．黑表笔接M点，红表笔接G，可测R1和R2的总阻值 C．红表笔接H点，黑表笔接G，可测电源E的电动势 D．红表笔接H点，黑表笔接N，可测二极管的正向电阻 √ D　[无论是测电压还是测电阻，电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出，并且测电阻时内部有电源，不需要外部电源，当黑表笔接M点，红表笔接H，可测R1和R2的总阻值，故A、B、C错误；当红表笔接H点，黑表笔接N，则电流正向流过二极管，所以可测二极管的正向电阻，故D正确。故选D。] 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 2．(2024·南京高三开学考试)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 (1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能，关于此多用电表，下列说法中正确的是________。 A．A接的是红表笔，B接的是黑表笔 B．当S接1，是电压表 C．当S接2，是欧姆表 D．当S接3，是电流表 AC 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为“直流 10 mA”挡， 则表盘示数为_______ mA；若所选挡位为“直流50 V”挡，则表盘示数为________ V。 (3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号________。 A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B．把选择开关旋转到“×100”位置 C．把选择开关旋转到“×1 k”位置 D．将红表笔和黑表笔接触 4.8 24.0 BDA 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 (4)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三次测量，得到的数据如表所示，则黑箱中的线路可能是图丙中的________。 黑笔触点 1 1 2 红笔触点 2 3 1 表头读数 很小 0.5 kΩ 2 kΩ A　　　　　　　　B　　　　　　 　C　　　　　　　　D 丙 C 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十三　用多用电表测量电学中的物理量 [解析]　(1)红表笔与内接电源的负极相连，所以A接的是红表笔，B接的是黑表笔，故A正确；当S接1，表头与R1并联，所以改装的是电流表，故B错误；当S接2，与内接电源相接，所以是欧姆表，故C正确；当S接3，与电阻R3串联，所以是电压表，故D错误。故选AC。 (2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如题图乙所示。若所选挡位为“直流10 mA”挡，根据电流表量程和分度值确定为4.8 mA；若所选挡位为“直流50 V”挡，根据量程和最小分度确定电压的示数为24.0 V。 (3)先根据估值选择合适的倍率，将选择开关旋到“×100”位置，然后红黑表笔短接，之后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，最后进行测量。故顺序是BDA。 (4)黑箱中有一个二极管，还有两个阻值均为1 kΩ的电阻，用多用电表测试时，黑表笔触点相当于正极，红表笔相当于负极，接1、2时，示数很小，只能是二极管正向接入，接1、3时，读数只有0.5 kΩ，只能是两个 1 kΩ 电阻并联，接2、1时读数为2 kΩ，只能是两个1 kΩ电阻串联，结合电路图符合上述情况的只有C图，故选C。 $$