必修 第三册 第2单元 实验4 多用电表的原理和使用（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

实验4　多用电表的原理和使用 实验目的 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。 [对应学生用书P44] 一、实验原理与操作 1．实验原理图 (1)电阻表构造 如图所示，电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 电阻表内部：电流表、电池、调零电阻串联。 外部：接被测电阻Rx。 全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx。 (2)工作原理 闭合电路的欧姆定律I＝。 (3)刻度的标定 红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫作欧姆调零。 ①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。(如图甲所示) ②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”。(如图乙所示) ③当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于电阻表的内阻值，Rx叫中值电阻。 2．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。 3．操作原理 (1)测量小灯泡的电压和电流 ①观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。 ②检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零刻度，则用小螺丝刀进行机械调零。 ③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 ④按图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，闭合开关，测小灯泡两端的电压。 ⑤按图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，闭合开关，测量通过小灯泡的电流。 (2)测定值电阻的阻值 ①调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度线。 ②将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向“∞”。 ③将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。 ④将选择开关置于“×100”挡，重新进行欧姆调零。 ⑤再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。 ⑥测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或OFF挡。 (3)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用电阻挡判断二极管的正负极 将多用电表电阻挡调零之后，若多用电表的指针偏角很大，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)；若多用电表的指针偏角很小，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)。 二、注意事项 1．红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔。 2．区分“两个零点”：机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，用表盘下边中间的定位螺丝调零；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，用电阻挡的调零旋钮调零。 3．测电阻时需要注意“五点” (1)待测电阻与电源一定要断开。 (2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 (3)指针指在中值附近较准，否则需要换挡。 (4)每换一挡必须重新欧姆调零。 (5)读出示数要乘以倍率。 4．使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。 [对应学生用书P45] 命题点一　教材原型实验 考向1多用电表的使用及读数 [典例1] (2025·嘉兴检测)多用电表在电学中有很多应用，既可以测电阻，也可以测电压和电流。 (1)测灯泡电阻的实验中，下列说法正确的是______(多选)。 A．图甲，欧姆调零过程中，红黑表笔短接，手直接接触表笔，虽然对调零结果无影响，但这样操作不符合实验规范 B．图乙，对灯泡电阻进行测量，测量结果比真实值偏大 C．图丙，利用所示旋钮进行欧姆调零 D．图丁，实验完成后，挡位调至所示位置直流最高压 (2)若要测某电阻阻值时，他把选择开关打到如图戊所示挡位，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确测量，应换到______挡，换挡后正确操作，再次测量，表盘的示数如图己，则该电阻的阻值是______ Ω。 (3)多用电表自带电源，可将某挡位下的多用电表等效为一直流电源，一同学把多用电表和电流表及滑动变阻器串联，则红表笔应接电流表的______(填“正”或“负”)接线柱。 (4)该同学调节滑动变阻器得到多组电阻表和电流表的示数R和I，将测得的多组数据描点连线，如图庚所示，由图像可知该挡位下多用电表的内部电源电动势为______V，内阻为______ Ω(均保留2位小数)。 答案：(1)AC　(2)×1 kΩ　22 000　(3)负 (4)1.44(1.43～1.45)　10.80(10.00～11.00) 解析：(1)欧姆调零过程中，红、黑表笔短接，手直接接触表笔时，相当于将人短路，这样做仍然可以等效为红黑表笔短接，对调零结果无影响，但这样操作不符合实验规范，A正确；题图乙中测电阻时，手直接接触表笔，相当于待测电阻与人并联，所测的是并联部分的等效电阻，其测量结果比真实值偏小，B错误；欧姆调零时，应调节欧姆调零旋钮，即利用题图丙所示旋钮进行欧姆调零，C正确；题图丁，实验完成后，挡位应调至交流电压最高挡位，D错误。 (2)测量电阻时，采用的是“×100 Ω”，表头指针偏转角度很小，表明待测电阻的阻值较大，为了使得指针指在中央刻线附近，则需采用高倍率挡位，即“×1 kΩ”；结合电阻表的读数方法，该读数为22×1 000 Ω＝22 000 Ω。 (3)根据电流“红进黑出”与“＋进－出”规律，可知红表笔应接电流表的负接线柱。 (4)根据U＝E－Ir，U＝IR，则有IR＝E－Ir， 将图线延长与坐标轴相交，如图所示： 根据图像与函数式可知E≈1.44 V，r≈ Ω＝10.80 Ω。 考向2使用多用电表判断二极管正负极 [典例2] 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________(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、“×1 k”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________(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“×1 k”挡，多用电表的内阻越来越大，根据闭合电路欧姆定律I＝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。 命题点二　实验拓展与创新 [典例3] 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 V　0.3 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 V ②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)接着用电阻表的“×1”挡测电阻，电阻表经过“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)①B　②A　(2)①断开　②6　e、f　12.7 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，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，A正确。 (2)①用电阻表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连；②电阻表的读数为6×1 Ω＝6 Ω，因为c、d间断路，知测量的是e、f间的电阻。根据R＝得，小灯泡正常发光时的电阻为R＝ Ω≈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)。 [典例4] 如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请画出黑箱内的电路图。 红表笔 A A B C C B 黑表笔 B C C B A A 阻值/Ω 100 150 50 2 000 2 100 100 答案：见解析 解析：先由二极管的反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理可知在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间的正向电阻，说明A、C间包含电阻；而接A、B和B、A时电阻不变；故说明A、B间只有电阻，B、C间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。 学科网（北京）股份有限公司 $$