2025届高考物理二轮复习专题讲义：电学实验复习

2024电学实验复习(第3篇) 专题：多用电表的使用及电表改装 一、电压表的改装 1、原理：很小，不能直接换刻度测电压，需要串联一个如图所示的分压电阻。 2、分压电阻的计算：由串联电路的特点知： 则： 因为电压扩大表头量程的倍数：所以改装后电压表的总电阻为。 注：相同的表头改装成的不量程的电压表串联，指针偏转角度相同。 二、电流表的改装 1、原理：很小，不能直接换刻度测电流，需要并联一个如图所示的分流电阻。 2、分流电阻的计算：由并联电路的特点知则：因为电流扩大表头量程的倍数：所以改装后电压表的总电阻为 注：相同表头改装成量程不同的电流表并联，指针偏转角度相同。 三、欧姆表的改装： 1、主要部件：表头、可调电阻、电源、红黑表笔等。电路如图。 2、原理：由闭合电路欧姆定律得：， ， 与不成正比，时，。 3、刻度盘的特点： ①零刻度线在最右端，从右向左读数； ②刻度不均匀，前疏后密。中值电阻附近误差小。 欧姆调零：， 中值电阻：，则。 任意电阻：因为： 所以： 4、使用方法： ①首先机械调零； ②再欧姆调零，即两表笔直接短接，调整，让指针指在欧姆表盘最右端零刻度处； ③连接被测电阻，读出刻度盘示数，，其中为档位倍数。若指针偏右，需缩小倍数，选小的档位；若指针偏左，需放大倍数，选大的档位。（小大大小） ④每换一次档位，需重新调零。 四、多用电表的电路结构： 1、当B接1、2时多用表测电流且1的量程比2的大。 接1：根据电表改装原理有： 接2：根据电表改装原理有：= 2、 当B接3时多用表测电阻：其中 3、当B接4、5时多用表测电压且5的量程比4的大。 接4：根据电表改装原理有：其中 接5：根据电表改装原理有：=其中 五、多用电表使用注意事项 1、欧姆表中电流的方向。从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入。 2、多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；测电阻前要进行欧姆调零。 3、合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近； 4、测电流电压时红表笔接高电势。 5、测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔； 6、合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近； 7、换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点； 8、换挡原则：“小大大小” 9、要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数； 10、实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。 六、指针刻度式电表读数方法： 1、直流电压表或直流电流表的读数方法的口诀记忆 这两种表在读数时不但要注意量程的选择，而且要注意最小刻度和估读。 因此可记为：选定量程求精度，估读一定要记住。 2. 使用方法 (1) 在使用表前，先观察指针是否指在零刻度，若不是，应调整表盘中央机械调零螺母使指针指零。 (2) 估算电路中的电压或电流，选择适当量程，选取原则是: 使表的读数达到满刻度的以上。 (3) 电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中，且使电流从正接线柱流入， 负接线柱流出。 (4) 根据表的量程及最小分度值，正确读出表的读数，包括估读。 3、直流电流表、直流 电压表的读数规则 常用规格: 常用的直流电流表有量程0～0.6A和0～3A两种，它们的内阻都很小， 内阻一般都在1Ω以下；常用的直流电压表有量程0～3V和0～15V两种，它们 的内阻都很大，内阻一般都在几千欧姆以上。 直流电流表和直流电压表的读数 读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. 具体估读方法如下： (1) 量程为3 V和3 A的电压表和电流表，其最小分度为0.1 V和0.1 A, 读数要估读到最小分度值的下一位，且按照十分之一估读法估读。 (2) 量程为0.6 A的电流表，其最小分度为0.02 A, 读数要估读到都要求估读到最小分度值所在的这一位，且按最小分度值的二分之一估读，“半格估读”即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，末位数字可能为0、1、2、3……9。 (3) 量程为15 V的电压表，其最小分度为0.5 V, 读数要求估读到最小分度值所在的这一位，且按最小分度值的五分之一估读，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面有一位，末位数字为0、1、2、3……9。 4、多用电表 （1）直流电压测量   将选择开关旋至欲测量的直流电压档，再将测试表笔跨接在被测电压的两端，读数读表盘第二条刻度线。 档位 测量范围 2/3刻度值 2．5V 0～2．5V 1．67V 10V 0～10V 6．67V 50V 0～50V 33．33V 250V 0～250V 166．67V 500V 0～500V 333．33V 测量范围如上表，测量时应将指针指在2/3刻度为宜。  （2）直流电流测量  将选择开关旋至欲测的直流电流档，再将测试表笔串联在电路中，读数读表盘第二条刻度线。 档位 测量范围 2/3刻度值 1 mA 0～1 mA 0．67 mA 10 mA 0～10 mA 6．67 mA 100 mA 0～100 mA 66．67 mA   共有三个档位可供选择，测量范围如上表，测量时应将指针指在2/3刻度为宜。 (3)从近年高考全国卷给出的答案来看，多用电表直流电流档，直流电压档，欧姆表都要求估读。 5、注意：不同量程的直流电压表、直流电流表；多用电表直流电压档、直流电流档；读数时如何估读应区别对待： （1）最小分度值是1 （例如mm刻度尺）、0.1、0.01（量程为3V、5V的电压表或量程为3A、5 m A的电流表），误差位应为最小分度的下一位（即估读到最小分度下一位），采用1/10估读。 （2）最小分度值是2（例如：多用电表量程为100V的直流电压档或量程为100 m A的直流电流）、0.2（量程为10V的电压表或量程为10 m A的电流表）、0.02（量程为0.6A的电流表）说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.01安，指针超过半小格时则算一小格即0.02安 。误差位与最小分度在同一位，采用1/2估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格可按满格估读，末位数字为0、1、2、3……9。 （3）若最小分度为0.5 （刻度尺、弹簧秤、量程为15V的电压表）、5（250V量程电压表、250 m A的电流表）、0.05（2.5V的电压表）都要求估读到最小分度值所在的这一位，且按最小分度值的五分之一估读，末位数字为0、1、2、3……9。 注意：凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。 七、欧姆表的原理与使用 （一）、欧姆表的原理 1、欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，欧姆表表盘的刻度是不均匀的。 思考题：欧姆表是由电流表改装而成的，如图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池电动势E=1.5伏.经改装后,若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置。则2mA刻度处应标    欧，1mA刻度处应标    欧。 【解析】：根据,有,得，这时待测电阻为0，说明图中的可变电阻为，，得，则待测电阻为；，得，则待测电阻为；所以应分别标250和1000. 【点睛】：凡涉及到有关欧姆表的计算，都应将其电流换算成与满偏电流的倍数关系，再利用比值法进行计算。 2、欧姆表某一倍率表头内阻： 则有：（1） 某一倍率欧姆表的内阻等于该倍率欧姆表的中值电阻，这是一个很重要的结论。 （2）待测电阻： 欧姆表表盘的刻度与通过欧姆表的电流大小的关系：,即通过欧姆表的电流越大，待测电阻阻值越小，欧姆表的表盘刻度不均匀“左密右疏”。 3、欧姆表（多用电表欧姆挡）的读数方法 读数构成：欧姆表测出的电阻值由表盘读数（等于整刻度数+估读数）和挡位选择倍数两部分组成。 读数计算方法：R=表盘刻度数×挡位选择倍数． 选择挡位的原则：由于电流计G指针指在刻度盘中间部分时测量误差较小，测电阻时，要求指针停在中值电阻附近（欧姆表表盘之间），即10～100之间，因此选择开关所选挡位应比待测电阻值小一个数量级．例如待测电阻为几十千欧（或几百欧），就应该选择×1k挡（或×10挡）． 注意：（1）、选挡、换挡后均必须欧姆调零后才可测量，且每换一次挡位必须重新进行一次欧姆调零后才可测量。 （2）、测量完毕，选择开关旋钮置于挡或交流电压最高挡。 （3）、欧姆挡的刻度线是不均匀的,左密右疏。 （二）欧姆表使用方法及注意事项： （1）根据估计待测电阻的范围选择档位 （2）欧姆调零，即把两表笔短接，调节可变电阻，使欧姆表指针指0 （3）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，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮 （4）把待测电阻与其他元件或电路断开，用欧姆表的两表笔与待测电阻的两极连接 （5）读数后乘以相对应的倍率 （6）每换一次档要重新进行一次电阻调零 （7）万用表如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出，或将选择旋钮置于交流电压最高档，不要放在欧姆档 （8）使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆． （9）在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管． 思考题：若按照下图连接方式，用多用电表的欧姆挡来测量二极管的电阻，请问指针大概应指在什么位置____________。 【答案】：靠近0Ω处（电阻很小） 。 【解析】：根据欧姆表的结构可知，该图中二极管正向导通，故其电阻很小。 【特别提醒】：多用电表表盘红表笔插入“”插孔，相当于直流电流表的正接线柱；黑表笔插入“—”插孔，相当于直流电流表的负接线柱；但应注意欧姆表的结构，由于欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，在欧姆表构成的闭合回路中，“红表笔接内电池负极，黑表笔接内电池正极”。 八、用多用电表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 电容器 欧姆挡 指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢 电感线圈 欧姆挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数 第一部分：经典题型及近年高考真题剖析 【例1】、（2022年辽宁卷）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。 （1）当开关S接A端时，该电流表的量程为___________； （2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时___________（填“大”或“小”） （3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用___________（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。 【答案】 ①. 1 ②. 大 ③. 乙 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为 此时R1和R2的电流为 所以总电流为 即量程为0~1mA。 （2）[2]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。 （3）[3]图甲是电流表外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。 【例2】、（2024年安徽卷） 某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 （1）开关闭合前，滑片P应移动到________（填“M”或“N”）端。 （2）根据要求和已知信息，电阻箱的阻值已调至，则的阻值应调至________。 （3）当单刀双掷开关与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为________。（结果用U、I、、表示） （4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号） A. 增大电阻箱的阻值 B. 减小电阻箱的阻值 C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 （5）校准完成后，开关与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为________V。（保留2位有效数字） 【答案】（1）M （2）4000 （3） （4）A （5）0.86 【解析】 【小问1详解】 由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了电路，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端； 【小问2详解】 当开关S2接b时，电压表量程为1V，根据欧姆定律 当开关S2接a时，电压表量程为3V，根据欧姆定律 其中 联立解得 【小问3详解】 当开关S2接a时，根据欧姆定律 可得电流表G的内阻可表示为 【小问4详解】 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。 故选A。 【小问5详解】 根据闭合电路欧姆定律 【例3】、【2025届四川省高三第二次联合诊断性考试物理试题】12. 实验小组将满偏电流为的灵敏电流计G改装为毫安表并校验。可供选择的器材还有： A.电源（电动势1.5V，内阻很小） B.电源（电动势3.0V，内阻很小） C.滑动变阻器（阻值） D.滑动变阻器（阻值） E.电阻箱（阻值） F.开关两只，导线若干 （1）同学们设计了如图a所示电路测量灵敏电流计G的内阻。滑动变阻器应该选择______（选填“”或“”），电源E应该选择______（选填“”或“”）。 （2）断开、，按图a正确连接电路图后，将的阻值调到最大，闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度：保持不变，再闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，则灵敏电流计G的内阻测量值______。 （3）给这个灵敏电流计G并联一个阻值为的电阻，把它改装为一个毫安表，则该毫安表的量程为______。 （4）若考虑测量灵敏电流计G内阻的系统误差，根据如图b所示电路对改装得到的毫安表进行校验时，标准毫安表的读数一定______（选填“大于”“小于”或“等于”）改装表的读数。 【答案】（1） ①. ②. （2）495.0 （3）5 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 [1][2]本实验采用的是半偏法测电阻，实验中认为干路电流近似不变，实验时闭合，电阻箱接入电路后，干路电流会发生变化，为使干路电流变化较小，应使干路中滑动变阻器接入电路的阻值尽量大，应使电流表能够满偏，毫安表A的满偏电流为，则此时电路中总电压为V，V 故滑动变阻器应选用最大阻值为，若电源电压为3V，则电流表超过量程，故电源选择1.5V的。 【小问2详解】 灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，根据并联电路电流与电阻关系可知，灵敏电流计G的内阻测量值。 【小问3详解】 根据电流表改装原理可知 【小问4详解】 闭合，电阻箱接入电路后，电路的总电阻变小，干路电流稍微变大，即干路电流大于，而流过灵敏电流计的电流为，则流过电阻箱的电流大于，即流过电阻箱的电流实际上大于流过灵敏电流计的电流，根据并联电路的特点，可知灵敏电流计的内阻测量值偏小，结合电流表改装原理可知改装表量程大于5mA，在校验时，标准毫安表的读数一定大于改装表的读数。 【例4】、（2019·新课标全国Ⅲ卷）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA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15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0~99999.9 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。 【答案】（1） 900 R1 （2）45 5 （3）0 35000.0 【解析1】（1）连线如图： 根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择R1； （2）在a处，，由比值法可解得Rxa=45kΩ； 在b处，则，由比值法可解得Rxb=5kΩ； （3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0 kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35 000.0 Ω。 【解析2】（1）， ，选R1。 其中 ，解得 ，解得 【例5】、[2017·全国卷Ⅲ] 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G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________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接． (2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(选填正确答案标号)． A．在使用多用电表之前，调整R6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R6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R6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R1＋R2＝________Ω，R4＝________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　1.10×103 Ω　2.95 V 【解析】： (1)A端与电池正极相连,根据欧姆表原理可知,黑表笔接高电势。 (2)R6是欧姆调零电阻，故B正确． (3)B端与“1”、“2”相连时,该多用电表挡位分别为直流挡、直流挡,换挡开关接2时，是量程较小的电流表，如图（1）所示 法一：； 法二：电流扩大到的倍数： 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，如图（2）所示 这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻r＝＝120 Ω，新表头的量程是1 mA，所以R4＝－r＝ Ω－120 Ω＝880 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，则多用表为量程是2.5 mA的电流表，最小分度值为，此时应按照估读法估读，则多用电表读数为1.47 mA；若此时B端是与“3”相连的，则此时多用表为倍率为×100 Ω挡的欧姆表，指针所指示的位置附近最小分度值为，此时应按照估读法估读，读数为；若此时B端是与“5”相连的，则此时多用表为量程是5 V的电压表，最小分度值为，此时应按照估读法估读，读数为： 【考点定位】多用电表的使用；电表的改装 【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键，在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和正确使用，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同，电压、电流对应量程、电阻是倍率；本题考查了电表的改装，要特别注意，用电压表和欧姆表时，表头的内阻和量程变了，也就是R1和R2与表头Rg并联后组成新的表头（电流表）。 【例6】、（2022年湖南卷）12. 小梦同学自制了一个两挡位（“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻（最大阻值为），、、为定值电阻（），电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题： （1）短接①②，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数变为，则______（填“大于”或“小于”）； （2）将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为______（填“”或“”）； （3）若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G满偏刻度处）时，调零电阻的滑片应该______调节（填“向上”或“向下”）； （4）在“”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在①②间接入待测电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则______。 【答案】 ①. 大于 ②. ③. 向上 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意可知，所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻，电源电动势不变，根据可知； （2）[2]当开关拨向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即； （3）[3]从“”挡位换成“”挡位，即开关从拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计所在支路的电流，所以需要将的滑片向上调节； （4）[4]在“”挡位，电路图结构简化如图 第一次，当①②短接，全电路的总电阻为 通过干路的电流为 电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知 第二次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为 电流表偏转了量程的，则 结合第一次和第二次解得 第三次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为 电流表偏转了量程的，则 结合第二次和第三次，解得 【例7】、（2024年新课标卷）10. 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。 完成下列填空： （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）； A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）； （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端； （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）； （4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. CAB ②. 负极、正极 ③. ×100 ④. 1.6 （2） ①. ②. a （3） （4）1.57 【解析】 【小问1详解】 [1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项：将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项：调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。 故首先操作顺序为CAB。 [2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。 [3]读数时欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“”倍率又过大，故应选择欧姆挡“×100”的位置； [4]测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为 小问2详解】 [1]图（b）所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即； [2]为保护电路，且测量电路部分电压从零开始条件，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。 【小问3详解】 通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为 根据欧姆定律得待测电压表的阻值为 【小问4详解】 测量得到，带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻 【点睛】测非理想电表内阻的测量 【例8】、（2024年江苏卷）12. 某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图2）外，还有如下实验器材可供选择： A.直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计； B.电流表：量程，内阻约为1Ω； C.电流表：量程，内阻约为4Ω； D.电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ； E.滑动变阻器:0~10Ω； F.滑动变阻器:0~50Ω； G.开关、导线等 （1）用多电电表欧姆挡粗测金属块电阻，测得A、B端电阻，测C、D端电阻时的示数如图3所示，则________ 。 （2）测C、D端电阻时滑动变阻器应选_________（填实验器材前字母序号） （3）实物连线如图4所示，其中4个区域，连错的部分是________。 （4）连通电路时，滑动变阻阻滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）。 （5）实验中测量A、B间电阻时选用电流表，测量C、D间电阻时选用电流表，经过一系列测量后得到金属块的电阻率和。 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电流表的内阻更小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由________。 【答案】（1）330 （2）F （3）② （4）右 （5）错误；理由见解析 【解析】 【小问1详解】 由图可得，多用电表欧姆当选用“×100”倍率，则C、D端电阻 ； 【小问2详解】 由图1可得，滑动变阻器采用限流式接入电路，为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化，应该接入阻值和C、D端电阻接近的滑动变阻器，即选F。 【小问3详解】 电压表测量金属块和电流表两端的电阻，连接错误的区域是②区域，目前电压表测量电流表两端的电压，应将电压表的左边接线柱（+接线柱）连接到电阻的左端； 【小问4详解】 接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在阻值最大的最右端位置； 【小问5详解】 金属块A、B间的电阻约为4Ω，若用内阻约为4Ω的微安表测量，其误差要比内阻约为1Ω电流表测量较大,测量值的相对误差约为；测量金属块C、D间约330Ω电阻,测量值得相对误差约为,误差更小，测得的电阻计算电阻率更准确，则小明的说法错误。 【例9】、（2024·北京海淀·一模）图甲所示为某种多用电表内部电路图，图乙为其刻度盘。表头的满偏电流，多用电表选择开关S接1、2时，分别为量程为、的电流表；选择开关S接3、4时，分别为倍率为“”、“”的欧姆表。 某同学用该表测量某定值电阻的阻值，选择不同的倍率时指针位置分别如乙图中的a、b所示，则该电阻阻值为 。 【答案】110 【详解】选择开关S接3、4时，分别为倍率为“×1”、“×10”的欧姆表，为了读数准确，应使指针靠在中间部分，根据图像可知选择的是“×10”挡位，则电阻阻值为110； 第二部分：创新型实验 【例10】、（2023年湖南卷）12. 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）． （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____; （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为_____（用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 0.0 0.5 1.0 1.5 20 2.5 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线_____； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是_____（重力加速度取，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则_____（填“>”“=”或“<”）． 【答案】 ①. 1000#1000.0 ②. ③. ④. 1.7×10-2 ⑤. > 【解析】 【详解】（1）[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω （2）[2]当电压传感器读数为零时，CD两点电势相等，即 即 解得 （3）[3]绘出U-m图像如图 （4）[4]由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g，则 （5）[5]可将CD以外的电路等效为新的电源，电动势E＇，内阻r＇，CD两点电压看做路端电压，因为换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大，此时电压传感器读数 当读数为U＇=200mV时，实际CD间断路（接理想电压传感器时）时的电压等于E＇大于200mV，则此时压力传感器的读数F1>F0。 【例11】、（2024年河北卷）13. 某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。 （1）判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的____________（填“正极”或“负极”）。 （2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的____________、____________、____________接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而____________（填“增大”或“减小”）。 （3）组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应____________（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。 【答案】（1）负极 （2） ①. A ②. A ③. D##C ④. 减小 （3）增大 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。 【小问2详解】 [1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故接滑动变阻器A接线柱,必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。 另若接金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，接接滑动变阻器A接线柱,接滑动变阻器B接线柱也符合题意。 [4]由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。 【小问3详解】 三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。 【例12】、【2025届陕西省西安市西安高新第一中学高三上学期第五次模拟物理试题】1某兴趣小组在实验室练习使用多用电表，并对其原理进行探究。 （1）为了探测图1所示黑箱中的元件，同学们先研究多用电表欧姆挡内部的部分原理图，如图2所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。机械调零后，若将选择开关旋至“×10”，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图3所示，则该电阻的阻值为 　70　Ω。 （2）选择开关旋至“×10”，调零后多用电表的总内阻为 　150　Ω，将另一电阻接入红、黑表笔间，指针指在满偏刻度的处，则另一电阻的阻值为 　300　Ω。 （3）黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在图1虚线框中画出黑箱中的电阻连接的可能方式（一种即可）。 （4）同学们还用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，表笔与二极管的两极连接后，发现电表指针几乎不偏转；对调红、黑表笔后，发现指针有明显偏转。此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 　负极　（选填“正极”或“负极”）。 【答案】（1）70；（2）150；300； （3）如图所示 （4）负极。 【分析】（1）欧姆表指针读数与倍率的乘积是欧姆表的读数。 （2）欧姆表内阻等于中值电阻，根据闭合电路的欧姆定律求出电阻阻值。 （3）题意应用串并联电路特点与规律分析电路结构。 （4）二极管反向偏压内阻很大，正向偏压内阻较小；欧姆表内置电源正极与黑表笔连接，负极与红表笔相连，根据题意分析答题。 【解答】解：（1）选择开关旋至“×10”，由图3所示表盘可知，电阻阻值为7×10Ω＝70Ω。 （2欧姆表表盘中值刻度为“15”，选择开关旋至“×10”，此时欧姆表的中值电阻R中＝15×10Ω＝150Ω 欧姆表内阻等于中值电阻R内＝R中＝150Ω，欧姆表调零时Ig，测电阻时指针指在满刻度的处，则Ig，解得电阻阻值Rx＝300Ω。 （3）1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，则1、2之间为一个5Ω的定值电阻，2、3之间为两个5Ω的定值电阻串联；或者1、2之间为两个10Ω的定值电阻并联，2、3之间为一个10Ω的定值电阻。同时保证了1、3之间的电阻为15Ω。如图所示： （4）欧姆表表笔与二极管两极接触，欧姆表指针明显偏转，此时二极管正向偏压，欧姆表的内置电源负极与红表笔连接，则此时与多用电表红色表笔相连的是二极管的负极。 【点评】本题主要考查了多用电表的相关应用，熟悉多用电表的操作方法，结合多用电表的读数规则结合电路构造分析即可完成解答。 【例13】、（2025·浙江·一模）某实验小组的同学在实验室练习多用电表的使用。 (1)使用多用电表不同挡位进行测量时，下列接法正确的有（　　） A．如图甲所示，用直流电压挡测量小灯泡两端的电压 B．如图乙所示，用直流电流挡测量电路中的电流 C．如图丙所示，用欧姆挡测量小灯泡的工作电阻 D．如图丁所示，用欧姆挡测量二极管的反向电阻 (2)老师告诉同学们：“我们可以根据多用电表的表头，判断旋钮在欧姆挡不同倍率时，欧姆表的内阻。”欧姆挡的电路原理如图戊所示，实验室某个欧姆表的表头照片如图己所示。 ①当旋钮在×10倍率时，正确调零后，欧姆表的内阻为 Ω。 ②若某个多用电表内的电学元件R1（如图戊所示）损坏，换成最大阻值比R1略大的R2， （选填“需要”或“不需要”）更换该多用电表的表头。 (3)使用多用电表探索某个黑箱内的电学元件。如图庚所示，该黑箱有3个接线柱。已知该黑箱内的元件不超过2个，每两个接线柱之间最多只能接1个元件，且元件种类仅限于定值电阻、干电池和二极管。实验操作如下： ①进行 （选填“机械调零”或“欧姆调零”）后，使用直流电压2.5V挡依次接A和B、B和C、A和C，示数均为零。 ②将选择开关旋到欧姆挡，正确调零后，连接情况和所得数据如下表所示。 黑表笔接 A B A C B C 红表笔接 B A C A C B 测得的电阻/Ω 20 20 ∞ 35 ∞ 15 ③根据步骤①、②得到的结果，将黑箱的内部结构画在答题纸相应位置。若有干电池，标出电压；若有定值电阻，标出阻值；若有二极管，标出二极管正向电阻 。 【答案】(1)BD (2) 100 不需要 (3) 机械调零 【详解】（1）A．甲图中，多用电表与小灯泡并联，但由于黑表笔与电源的正极相连，故不可以测量小灯泡的电压，故A错误； B．图乙中，多用电表串联在电路中，红表笔与电源正极相连，可以用直流电流挡测量电路中的电流，故B正确； C．图丙中，若用欧姆挡测量小灯泡的工作电阻，电源不可接入电路中，故C错误； D．图丁中，黑表笔与内部电源的正极相连，所以用的是欧姆挡测量二极管的反向电阻，故D正确。 故选BD。 （2）[1]由图可知，表盘中间刻度为10，所以当倍率为×10时，欧姆表的内阻为 [2]若某个多用电表内的电学元件R1（如图戊所示）损坏，换成最大阻值比R1略大的R2，由于电源电动势不变，满偏电流不变，所以欧姆表的内阻不变，所以不需要更换该多用电表的表头。 （3）[1]由于用多用电表的直流电压挡测量电压，所以测量前应进行机械调零； [2]由于使用直流电压2.5V挡依次接A和B、B和C、A和C，示数均为零，说明黑箱内没有电源；将选择开关旋到欧姆挡，正确调零后，由测量结果可知，AB间正接、反接示数相同，说明AB间存在阻值为20Ω的定值电阻；同理BC间正接、反接示数变化较大，说明BC间存在二极管，且二极管的正向电阻为15Ω；AC间正接、反接示数变化较大，说明AC间存在二极管，且黑表笔接C，红表笔接A时，欧姆表的读数等于定值电阻与二极管正向电阻之和，说明此时二极管与定值电阻串联，故黑箱的结构如图所示 【例14】、某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数的轻质弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的轻质金属滑片（宽度不计），与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑片4位于AB中点，AB全长；直流电源电动势（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻的电压表（）；另有开关、导线若干。 （1）为使滑片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为______的电阻； （2）将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为______m/s2； （3）请在图（b）中画出图像（规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）； （4）若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：______（答出一条合理措施即可）。 【答案】（1） ①. 串联 ②. 12 （2）30 （3） （4）更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块 【解析】 【小问1详解】[1][2]根据串联电路的特点，要增大电压表的量程，需要串联一个定值电阻，根据分压原则可得 代入数据解得 【小问2详解】对滑块受力分析可得 解得 【小问3详解】根据可知加速度与成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数与也成线性关系，可知加速度与电压表示数是线性关系，当滑块处于中点时，电压表示数为7.5V，当加速度向右时，滑块在中点的左边，当加速度向左时，滑块在中点的右边，所以图像如图所示 【小问4详解】滑块所受到的合力最大值由弹簧决定的，与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知，减小滑块的质量，可以增大加速度的测量范围。 【例15】、【2025届广东省深圳市高三下学期2月一模物理试卷】13. 科技小组设计一款自动调光装置，可根据环境光照情况自动调节窗户的透光率。结构如图所示，包括偏振片、光敏电阻、控制电路和驱动装置。光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，由驱动装置调节两个平行放置的偏振片透振方向的夹角，实现对室内照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位） （1）当偏振片、透振方向夹角为________（选填“”或“”）时，透光性最差。 （2）为了设定控制电路具体参数，需要获得不同照度下光敏电阻的阻值，现用如图所示的多用电表进行测量。步骤如下 ①机械调零后，选择开关拨至“”位置，红黑表笔短接，然后调节多用电表面板上的部件________（填“甲”或“乙”），直到指针停在表盘右端0刻度处。 ②某次测量中，指针指示如图所示，则光敏电阻的阻值________，并用照度传感器记录此时的照度值。 ③改变照度多次重复步骤②，得到光敏电阻阻值与照度的对应关系，如表1所示。 表1 光敏电阻阻值与照度对应表 照度 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 120 1.30 ④设计如图所示的控制电路，其中电源电动势，内阻不计。现设定当光敏电阻两端电压时，系统会自动调节透光率，直至为止。那么，当电阻箱阻值________时，可实现控制室内照度在以下。 （3）若要提高室内照度上限，需要________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 【答案】（1） （2） ①. 乙 ②. ③. 250 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 根据光的偏振原理可知，当偏振片、透振方向夹角为时，透光性最差 【小问2详解】 ①[1]机械调零后，选择开关拨至“”位置，红黑表笔短接，然后调节欧姆调零旋钮，即乙元件，直到指针停在表盘右端0刻度处。 ②[2]由图可知光敏电阻的阻值 ④[3] 由表格数据可知，控制室内照度在时电阻为500 ，根据串联电路电压与电阻比例关系可知 解得 【小问3详解】 若要提高室内照度上限，则光敏电阻值变小，需要减小电阻箱的阻值。 典型问题：欧姆表使用一段时间后对测量结果有何影响 【例16】、(2009·天津理综·9(2))如图所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是____色．按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________ kΩ， 若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)． 【答案】 红　 5　 变大 【解析】　由I＝及Ig＝，指针指中央，I＝Ig＝150 μA，Rx＝5 kΩ；欧姆表内电池电动势变小，即；内阻变大，即； 但此表仍能调零，即仍成立 由于,所以 又由得： , 同理： 此表仍能调零，，对同样的电阻值，， 则，即电流变小，故待测电阻的读数应变大。 【例17】、如果欧姆表内电池长期未用，导致内阻增大，但电动势基本不变，且此表仍然能正常进行电阻调零，若按正确使用方法测量某一电阻Rx，这将导致测量的结果________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。 【答案】准确 【解析】欧姆表内电池电动势基本不变，即；内阻变大，即； 但此表仍然能正常进行电阻调零，即仍成立 由于,所以 又由得： , 同理： 此表仍能调零，，对同样的电阻值，， 则，即电流不变，故待测电阻的读数是准确的。 小结：欧姆表使用一段时间后对测量结果有何影响，只要欧姆表仍然能正常进行电阻调零，主要取决于欧姆表内“电池电动势”是否发生了较大的变化。若电动势基本不变，则测量结果仍然准确；若电动势变小，则测量结果偏大。 ( 第 9 页 共 31 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$