第十一章 5.实验练习使用多用电表 -【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用Word（人教版）

本讲义聚焦“练习使用多用电表”核心实验，系统梳理从认识多用电表结构、功能区域，到测量电压、电流、电阻及二极管正反向电阻的操作流程，结合误差分析与注意事项，构建完整实验技能学习支架。 资料以科学探究为核心，通过规范实验步骤、典型例题（如电路故障检测、黑箱元件判断）培养学生操作能力与科学思维，课中辅助教师演示教学，课后练习题助力学生巩固测量技巧、查漏补缺，深化对仪器使用原理的理解。

5.实验：练习使用多用电表 课标要求 素养目标 会使用 多用电表 1.认识多用电表的结构。（物理观念） 2.学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻。（科学探究） 一、实验目的 1.认识多用电表表盘刻度和各功能区域。 2.掌握多用电表的使用方法。 3.会用多用电表测量电压、电流。 4.掌握用多用电表测量二极管的正、反向电阻和一般电阻的方法。 二、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。 1.认识多用电表 一种多用电表的表盘、选择开关，开关周围各功能区域及量程如图所示。 2.数字式多用电表 如图所示，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内都装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。 三、实验步骤 使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指向零刻度。 1.测量直流电压 （1）将选择开关旋转到直流电压挡。 （2）根据待测电压的估计值选择量程。 （3）测量时，用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示。 （4）根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。 2.测量直流电流 （1）多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。 （2）红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔。测量时，使电流从红表笔流入（即红表笔接与电源的正极相接的一端），从黑表笔流出（即黑表笔接与电源负极相接的一端），如图所示。 （3）需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。 （4）选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。 3.测量导体的电阻 （1）选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适倍率。 （2）欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处。 （3）测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。 （4）测另一电阻时重复（1）（2）（3）三步。 （5）实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 4.测量二极管的正反向电阻 （1）测量正向电阻 将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，把读得的数值乘以欧姆挡倍率，即为二极管的正向电阻。 （2）测量反向电阻 将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，把读得的数值乘以欧姆挡倍率，即为二极管的反向电阻。 四、误差分析 1.欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。 2.由于欧姆表刻度的不均匀性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指向中央刻度线附近。 3.读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。 五、注意事项 1.用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。 2.需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。 3.测电阻时应注意的问题 （1）选挡后要进行欧姆调零。 （2）换挡后要重新进行欧姆调零。 （3）被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。 （4）被测电阻的阻值等于指针示数乘以倍率。 （5）操作完成后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。 （6）选择倍率时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。 　　 题型一 多用电表的使用和读数 【典例1】　在“多用电表的使用”实验中： （1）如图所示为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“×100”测量，则读数为6×102Ω；如果用“直流5 V”挡测量，则读数为3.60V。 （2）甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为ADC（填写选项前的字母）。 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 Ω” 解析：（1）多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为600 Ω；测电压时，由于精度为0.1 V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.60 V。 （2）欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为ADC。 题型二 用多用电表测二极管的正反向电阻 【典例2】　某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻（二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大）。完成下列测量步骤： （1）检查多用电表的机械零点。 （2）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，接b端时偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的a（选填“a”或“b”）端。 解析：将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，说明电阻很大，测量的是二极管的反向电阻，接b端时偏转角度很大，说明电阻很小，测量的是二极管的正向电阻，则b端为二极管的负极，a端为二极管的正极，所以为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的a端。 （3）将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量。则该同学应选择×1 k（选填“×10”或“×1 k”）挡，然后重新欧姆调零，再进行测量。测量后示数如图所示，则测量结果为30 kΩ。 解析：将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，表针偏角较小，说明所选挡位太小，应选择“×1 k”挡，然后重新欧姆调零，再进行测量。测量结果为30×1 kΩ＝30 kΩ。 （4）测量完成后，将选择开关拨向OFF（或交流电压最高）挡位置。 解析：测量完成后，将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置。 题型三 用多用电表检测电路故障 【典例3】　在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。 （1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的欧姆挡。 （2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电压，则表明开关可能有故障。 （3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否断路的方法：①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作，并进行欧姆调零；③测量小灯泡的电阻，如电阻为无穷大，表明小灯泡断路。 解析：（1）用多用电表欧姆挡检测时必须将待测电路与电源断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量。 （2）在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电压，可知开关可能出现故障。 （3）把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的。 题型四 实验拓展与创新 【典例4】　如图所示，一个黑箱有A、B、C三个接点，且每两个接点间最多只接一个电器元件。已知黑箱内的电器元件是一个电阻 和一个二极管。某同学利用多用电表的欧姆挡，用正确的操作方法依次进行了6次测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表。 红表笔接 A A B B C C 黑表笔接 B C A C A B 测得阻值/Ω 100 10 k 100 10.1 k 90 190 由表中的数据可以判定： （1）电阻接在A、B两点间，阻值为100Ω。 （2）二极管接在A、C两点间，其正极接在A点。二极管的正向阻值为90Ω，反向阻值为10 kΩ。 解析：（1）当两表笔正接、反接A、B两点间时，阻值相同，故电阻应接在A、B两点之间，阻值为100 Ω。 （2）当两表笔正接、反接A、C两点或B、C两点间时，阻值变化均很大，但A、C间电阻小于B、C间电阻，且黑表笔接A点时的电阻要远小于红表笔接A点时的电阻，因此A、C间接二极管，且二极管的正极接在A点。 创新角度分析 利用多用电表判断黑箱内的电路元件和连接方式是本题的创新点。 1.某同学在练习使用多用电表时连接的电路如图甲所示。 （1）若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是C。 A.R1的电阻 B.R2的电阻 C.R1和R2串联的总电阻 D.R1和R2并联的总电阻 解析：断开电路中的开关，多用电表选择欧姆挡，此时R1与R2串联，多用电表两表笔接在其两端，故测得的是R1与R2串联的总电阻，故选C。 （2）将选择开关旋转至“×100”的位置，测量时指针指到刻度盘0 Ω附近，为了提高测量的精确度，有下列可供选择的步骤： A.将两根表笔短接 B.将选择开关拨至“×10”（选填“×1 k”或“×10”）的位置 C.将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数 D.调节欧姆调零旋钮，使指针指到0 Ω刻度线 E.将选择开关拨至交流电压最高挡 ①补全步骤B。 ②将上述步骤中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是BADCE（填写步骤的代号）。 ③若操作正确，上述步骤C中，指针偏转情况如图乙所示，则所测电阻大小为160Ω。 解析：用电阻“×100”挡测电阻时，指针指到刻度盘0 Ω附近，说明所选挡位倍率太大，为准确测量电阻阻值，应换用更小倍率的挡位，即“×10”挡，然后重新进行欧姆调零，再测电阻阻值，使用完毕后，要把选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡，因此合理的实验步骤是BADCE。 由题图可知，待测电阻阻值为16×10 Ω＝160 Ω。 2.某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值为12 V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。 （1）断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为11.5（11.2～11.8）　V，说明蓄电池正常（选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”）。 　 解析：多用电表直流50 V的量程读表头中间均匀部分，共50格，每格1 V，应该估读到0.1 V，指针在11～12之间，读数为11.5 V。开关断开时，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的。 （2）红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是小灯（选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”）。 解析：两表笔接b、c，闭合开关后测试电压与接a、c时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，发生故障的器件是小灯。 3.某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值为100～200 Ω，材料未知。实验过程如下： （1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示。该电阻丝的直径为1.413（1.411～1.414均可）mm。 解析：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以电阻丝的直径为d＝1 mm＋41.3×0.01 mm＝1.413 mm。 （2）对多用电表进行机械调零。 （3）将多用电表的选择开关旋至×10（选填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”）倍率的电阻挡。 解析：使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值为100～200 Ω，而表盘中央刻度为15，所以应选择×10倍率的电阻挡。 （4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。 （5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图乙所示。该电阻丝的电阻值为160Ω。 解析：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以电阻丝的直径为d＝1 mm＋41.3×0.01 mm＝1.413 mm。 该电阻丝的电阻值为R＝16×10 Ω＝160 Ω。 （6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。 （7）实验测得的该电阻丝电阻率为3.13×10－4（3.12×10－4～3.14×10－4均可）Ω·m（结果保留三位有效数字）。 解析：由电阻定律有R＝ρ＝ρ，故该电阻丝的电阻率ρ＝＝ Ω·m＝3.13×10－4 Ω·m。 1.某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下： （1）若选择开关的位置如a所示，则测量的物理量是直流电压，测量结果为1.25 V。 解析：若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5 V，测量结果为1.25 V。 （2）若选择开关的位置如b所示，则测量的物理量是直流电流，测量结果为50 mA。 解析：若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA。 （3）若选择开关的位置如c所示，则测量的物理量是电阻，测量结果为1.7 kΩ。 解析：若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为17×100 Ω＝1.7 kΩ。 （4）若选择开关的位置如c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么应选择×1 k挡测电阻。 解析：若选择开关的位置如c所示，指针的偏转角很小，说明所测量的电阻的阻值很大，应该选择更大倍率的挡位，即“×1 k”挡。 2.现想用指针式多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。 （1）实验前将多用电表调至“×1”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在电阻零刻度处； 解析：在进行欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处。 （2）连接电路，并将黑表笔接二极管的正极； 解析：根据多用电表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑表笔接二极管的正极。 （3）在图甲中补全二极管的正向接法： 答案：如图所示　 （4）若多用电表的指针偏转情况如图乙所示，则二极管的正向电阻为16 Ω。 解析：多用电表的读数为R＝16×1 Ω＝16 Ω。 3.某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ，步骤如下： （1）用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度L＝13.75mm。 解析：由题图甲可知，游标卡尺主尺示数为13 mm，游标尺示数为15×0.05 mm＝0.75 mm，游标卡尺示数为13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图乙可知其直径d＝0.950　mm。 解析：由题图乙可知，螺旋测微器固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为45.0×0.01 mm＝0.450 mm，螺旋测微器示数为0.5 mm＋0.450 mm＝0.950 mm。 （3）用多用电表的电阻“×10挡”，按正确的操作步骤粗测此电阻丝的电阻，表盘的示数如图丙所示，则其阻值约为R0＝110Ω。 解析：用多用电表的电阻“×10”挡，由题图丙可知，电阻阻值为11×10 Ω＝110 Ω。 （4）该同学用伏安法更精确地测量出其电阻R，则该新材料的电阻率的表达式ρ＝（用R、d、L表示）。 解析：根据电阻定律可知R＝ρ，因为S＝，所以该新材料的电阻率的表达式ρ＝。 4.某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡是“×10”挡位，发现指针偏转角度较小。现将旋钮调至另外一挡，进行第二次测量，使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的过程中可能进行的操作： A.将两表笔短接，并调零 B.将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置 C.将多用电表选择开关旋转到“×100”挡 D.将多用电表选择开关旋转到“×1”挡 E.随即记下表盘的读数，乘以欧姆挡的倍率，测得电阻值 （1）根据上述有关操作，请选择合理的实验步骤并按操作顺序写出CABE。 （2）使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图甲中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500Ω。 （3）两位同学使用完多用电表后，分别把选择开关置于图乙和图丙位置，你认为图乙的位置比较好。 解析：（1）第一次选择的是“×10”的欧姆挡，发现指针偏转角度较小，说明选择的倍率挡拉太低，应选择高倍率的挡位，即“×100”。第二次测量的过程中实验步骤为：将多用电表选择开关旋转到“×100”挡→两表笔短接，并调零→将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置是否在理想位置→记下表盘的读数，乘以欧姆挡的倍率，测得电阻值。故合理的实验步骤及操作顺序是CABE。 （2）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50×10 Ω＝500 Ω。 （3）使用完多用电表后，应把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡位，由题图可知，选择开关置于图乙的位置比较好。 5.一同学在某次实验中，通过导线把完好的电流表、滑动变阻器、电阻R0及三节干电池连成如图甲所示的电路。他共用了5根导线，分别为导线ab、cd、ef、gh和ij，由于混进了一根内部断开的导线，当合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表读数均为零。 （1）若用多用电表的直流电压挡进行检查，合上开关S，那么选择开关最好置于的挡位是B。 A.1 V　　B.5 V C.25 V　　D.250 V （2）接下来在测量gh两端的直流电压时，红表笔应接g端。若测试结果如图乙所示，则gh两端的直流电压是4.50V，其他四根导线两端的电压测量值为零，可以断定导线gh内部断开。 （3）若改用多用电表的电阻挡进行检查，请写出操作步骤：见解析。 解析：（1）因三节干电池的电动势之和为4.5 V，则选择开关最好置于“5 V”挡，故B正确。 （2）电流由红表笔流入，则红表笔接g端，题图乙的示数为4.50 V，电压表有示数，可知与电压表串联的电路是通路，则导线gh内部断开。 （3）用多用电表电阻挡检测电路故障的步骤：①选择“×1”挡并进行欧姆调零；②断开开关；③依次测量每段导线的电阻；④指针无偏转的为断开的导线。 6.下列是关于使用多用电表的两个实验操作，请完成两题。 （1）黑箱上有三个连线柱A、B、C如图所示，已知里面装的元件只有两个（可能的元件是电池、电阻或二极管），并且两个接线柱之间最多只接一个元件，现用多用电表去进行检测，其检测结果如下： ①用直流电压挡测量，A、B、C三个接线柱之间均无电压； ②用欧姆挡测量，A、C之间正、反接电阻值不变； ③用欧姆挡测量，红表笔接A，黑表笔接B，有电阻，黑表笔接A，红表笔接B，电阻值很大； ④用欧姆挡测量，黑表笔接B，红表笔接C，有电阻，阻值比②步测得的大，反接电阻值很大。 画出箱内两个元件的接法。 答案：见解析图 解析：由三个接线柱之间均无电压可知箱内无电池；对电阻来讲，无论表笔怎么接，数值都不变，所以A、C之间接电阻；二极管有单向导电性，正向电阻较小，而反向电阻较大，由A、B间的读数知二极管接在A、B之间，且正极接在B点，则箱内电路如图所示。 （2）有关使用多用电表测电阻的说法正确的是BD。 A.用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的 B.测量过程中，每换一次挡位，一定要重新调整“欧姆零点” C.测量结束后，只要拔出红、黑表笔即可 D.测量电路中某个电阻的阻值时，一定要把该电阻从外电路中断开 解析：使用多用电表测电阻时，指针指在中央刻度线附近时测量误差较小，用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，指针偏角不同，误差大小不同，故A错误；每一次换挡，需重新进行欧姆调零，故B正确；多用电表使用结束后必须将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡，故C错误；根据欧姆表的工作原理以及使用方法可知，在使用欧姆表测量电阻的阻值时，应该把该电阻与外电路断开，故D正确。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $