第十章 实验十四 用多用电表测量电学中的物理量-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

实验十四　用多用电表测量电学中 的物理量 类型一　动脑求真—— 明原理 角度1　多用电表的原理 【典例1】(2024·石家庄模拟)一多用电表的内部电路如图甲所示,已知表头G的内阻为400 Ω,满偏电流为2 mA,R1=1.0 Ω,R2=99.0 Ω,R5=920.0 Ω,R6=9.0×103 Ω, E=1.5 V,E'=9.0 V。 返回 (1)将选择开关S置于“6”时,多用电表测量的是________(选填“电流”或“电压”),其量程为______________。  (2)现将选择开关S置于“3”,将红、黑表笔短接进行欧姆调零后,多用电表的内阻为________Ω。断开两表笔,将一定值电阻Rx接入两表笔间,表盘指针位置如图乙所示,则该电阻的阻值为________Ω。  (3)为进一步精确地测量该电阻的阻值Rx,将多用电表的选择开关S置于“2”,根据图丙所示的电路图正确连接实验电路,已知电源的电压U恒定,多次改变电阻箱的阻值,并记录流经电阻箱的电流I及对应的电阻箱的阻值R,得到R-的关系如图丁所示,则Rx=________Ω(结果保留3位有效数字)。  返回 【解析】(1)表头两端满偏电压U0=400×2×10-3 V=0.8 V,当选择开关置于“6”时,R1和R2串联后与表头并联,然后与R5和R6串联,多用电表测量的是电压。通过R5和R6的最大电流为I=Ig+= 10.0 mA,U1=I(R5+R6)+U0=100 V,其量程为0~100 V。 (2)现将选择开关S置于“3”,将红、黑表笔短接进行欧姆调零后,多用电表的内阻为R==150 Ω,根据电阻表的中值电阻等于其内阻,可知电阻表选择的是“×10”挡,由题图乙可知,电阻的阻值为13×10 Ω=130 Ω。 (3)将多用电表的选择开关S置于“2”时,多用电表的内阻为R内==80 Ω,则有I'=,R=U·-(Rx+R内),由题图丁可知,图像中纵轴截距的绝对值为Rx+R内=200 Ω,故Rx=120 Ω。 答案:(1)电压　0~100 V　(2)150　130　(3)120 返回 角度2　电阻表的原理 【典例2】(2024·福州模拟)其兴趣小组利用实验室中的器材自制一个具有“×1”和“×10”的两种倍率的电阻表,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Ig=1 mA,内阻rg=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 返回 (1)根据上述器材和要求,电路中电阻Rx应选定值电阻________(选填“R1”或 “R2”)。  (2)用“×10”倍率测量电阻时,选挡开关S应置于________(选填“a”或“b”)。测量电阻时,毫安表的指针指在图乙所示位置时被测电阻值为________Ω。  (3)该电阻表用久后,电池老化造成电动势减小、内阻增大,但仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。  返回 【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闭合到a端时,等效电流表的满偏电流为Ia。当开关S闭合到b端时,等效电流表的满偏电流为Ib,根据串联规律可得 (Ia-Ig)Rx=Ig(rg+Ry) (Ib-Ig)(Rx+Ry)=Igrg 由于毫安表的内阻为180 Ω,若Rx=R1,Ry=R2,则有Ia=100Ig,Ib=10Ig 若Rx=R2,Ry=R1,则有Ia=Ig,Ib=10Ig 根据要求自制具有“×1”和“×10”的两种倍率的电阻表,电路中电阻Rx应选定值电阻R1。 返回 (2)根据串、并联电路中电流与电阻的关系,可以看出Ia>Ib,使用电阻表,外接电阻越大,通过等效电流表的值越小,故用“×10”倍率测量电阻时,选挡开关S应置于b。当开关S置于b时,等效电流表Ib=10Ig,设电阻表总的内电阻为R内,由闭合电路欧姆定律得,当毫安表满偏时有E=IbR内=10IgR内,解得R内=150 Ω。如题图乙,当毫安表半偏时有E=IbR内=10(R内+R),解得R=150 Ω。 (3)设等效电流表的电流为IG,电动势减小时,由电阻表原理可得内阻R内=可知,电阻表内阻减小,当测量电阻R时的电流为I==可知,回路中电流减小,指针偏左,对应电阻表的刻度应该偏大,故其测得的电阻值大于其真实值。 答案:(1)R1　(2)b　150　(3)大于 返回 类型二　动手求证—— 探真知 项目 错误操作及原因 正确操作 调零 机械调零时,将红黑表笔短接,旋动部件T,使指针对准电阻的“0”刻线;欧姆调零时,旋动部件S,使指针对准电流的“0”刻线 机械调零时,旋动部件S,使指针对准电流的“0”刻线;欧姆调零时,将红黑表笔短接,旋动部件T,使指针对准电阻的“0”刻线 返回 项目 错误操作及原因 正确操作 调零 　 　 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,手不应该接触表笔 返回 项目 错误操作及原因 正确操作 测量 　 手直接接触并按住表笔对电阻进行测量 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,所以应避免手直接接触表笔 返回 项目 错误操作及原因 正确操作 测量 　 用多用电表的电阻挡测电阻时,按图示连接方式测量 测电阻时,应将待测电阻与电源断开 返回 项目 错误操作及原因 正确操作 测量 用多用电表的电阻挡测某电压表的内阻时,按图示连接方式测量 多用电表的电流满足“红进黑出”的原则,所以 电阻表电流从黑表笔流出电阻表,从电压表正 接线柱流入电压表,所以应按此图连接 返回 项目 错误操作及原因 正确操作 结束 实验完成后,挡位调至所示位置直流最高压 实验完成后,选择开关调至交流电压最高挡或OFF挡。 返回 角度1　用多用电表测电阻 【典例3】在“练习使用多用电表”的实验中,某同学进行了如下操作和思考。 (1)利用多用电表测量未知电阻,用电阻挡“×100” 测量时发现指针示数如图所示,为了得到比较准确的测量结果,下列选项中合理的步骤为________(选填字母代号并按操作顺序排列)。  A.将选择开关旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B.将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置 C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0” 返回 (2)(多选)该同学想进行如图所示的操作,下列说法正确的是________(选填字母代号)。  A.图甲中将选择开关旋转到直流电压挡,选择合适量程可测量小灯泡两端电压 B.图乙中将选择开关旋转到直流电流挡,选择合适量程可测量流经小灯泡的电流 C.图丙中将选择开关旋转到电阻挡,选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻 D.图丁中将选择开关旋转到电阻挡,选择合适量程可观察到此时电阻表的示数很小 返回 (3)该同学在实验室找到一个10 000 μF的电容器,他认为电容器是彼此绝缘的两个极板构成的,用电阻表的两个表笔分别与电容器的两电极相连,电阻表的指针不会发生偏转。该同学准备验证自己的想法,用电阻表的“×10”挡,将红、黑两表笔分别与该电容器的两电极相连。请你分析该同学会看到什么现象,并说明依据: __________________________________________________________________。  返回 【解析】(1)电阻挡测电阻时指针偏转角度过大,是由于挡位过大,需选取小挡位,进行欧姆调零后再测阻值,故顺序为BDC。 (2)题图甲中将选择开关旋转到直流电压挡,选择合适量程可测量小灯泡两端电压,故A正确;题图乙中将选择开关旋转到直流电流挡,选择合适量程可测量流经小灯泡的电流,故B正确;测量小灯泡电阻时,小灯泡必须与外部电路断开,故C错误;由题图结合电阻表的内部电路可知,二极管两端为负向电压,此时二极管电阻无穷大,可观察到此时电阻表的示数很大,故D错误。 返回 (3)会看到电阻表的指针先向右偏转,然后缓慢回到最左端。 现象解释: ①多用电表电阻挡电路中有电源,与电容器连接时,电源给电容器充电,回路中有电流,指针向右偏转; ②电容器充电过程中,电流逐渐减小至0,指针缓慢回到最左端。 答案:(1)BDC　(2)A、B　(3)见解析 返回 角度2　用多用电表判断电路故障 【典例4】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”。闭合开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮。 返回 (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中的________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,测试前,一定要将电路中的开关S________;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___________________________________。  返回 【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)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;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)。 答案:(1)①B　②A　(2)断开　6　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) 返回 $