第3节 科学测量：用多用电表测量电学量-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版）

该高中物理课件聚焦多用电表的构造、原理及电学量测量，从闭合电路欧姆定律切入，衔接电路知识，通过探究过程梳理搭建学习支架，助力学生掌握欧姆表原理、读数方法及实验操作。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过五分、二分、十分估读细化读数规则，结合实验步骤指导与典型例题分析，培养学生模型建构与实验操作能力。资料既助学生形成物理观念，又为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

第3节　科学测量：用多用电表测量电学量 　　　　 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 探究过程　梳理要点 1 合作交流　应用拓展 2 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 探究过程　梳理要点 返回 一、认识多用电表 1．欧姆表的构造 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。欧姆表内部电路如图所示，由表头G、电源、调零电阻R1(一个可变电阻)三者串联而成。在欧姆表外部，红、黑表笔间接上被测电阻后，就与欧姆表内部电路一起组成了闭合电路。 2．欧姆表的原理 (1)欧姆表测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所以通过表头的电流为I＝，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表(如图丙)。其中，R1叫调零电阻，R1＋Rg＋r为欧姆表的内阻。 (2)当红、黑表笔断开时(如图乙)， 电流表中电流为零，此时表笔间 电阻无穷大，所以在表盘上电流 为零处标电阻“∞”；当红、黑 表笔短接时(如图甲)，调节欧姆 调零电阻，使电流表指针满偏， 所以在电流满偏处标电阻“0”。 (3)I与Rx不是线性关系，欧姆表的刻度不均匀。 (4)欧姆表指针偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大，表明被测电阻越小。 (5)中值电阻：当外加电阻Rx＝r＋Rg＋R1时，电流为I＝Ig，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻。 3．多用电表的外部结构  如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。表盘上还有机械调零旋钮、欧姆调零旋钮红黑表笔插孔等。 二、多用电表的读数 1．五分估读：如图所示，在测量直流电压时，若选择开关对应的量程为2.5 V，看第二排刻度线，由此量程可确定刻度每大格值为0.5 V，每小格值为0.05 V，即测量精度为0.05 V。读数时要估读到分度值的五分之一，也就是由指针位置可读得电压准确值为2.1 V，估读值为小格值的，即0.02 V，所以电压测量值为2.12 V。 2．二分估读：如图所示，在测量直流电流时，若选择开关对应的量程为100 mA，看第二排刻度线，由此量程可确定刻度每大格值为20 mA，每小格值为2 mA，即测量精度为2 mA。读数时要估读到测量精度的二分之一，这时要求“半格估读”，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出或整格读出。图中指针位置接近92 mA，所以电流测量值为92 mA。 3．十分估读：在测量电阻时，若选择倍率“×10”指针位置如图所示，看第一排刻度线，由刻度10～15有5小格，可确定每小格值为1，读数时要估读到分度值的十分之一，由图中指针位置可读得刻度值为10.6，倍率为“×10”，电阻测量值为106 Ω。 三、用多用电表测量电学量 1．实验目的 (1)用多用电表测量电路元件的电压值。 (2)用多用电表测量电路元件的电流值。 (3)用多用电表测量电阻的电阻值。 2．实验器材 多用电表、不同阻值的电阻、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线等。 3．实验原理与设计 如图是一种测量直流电流、电压和电阻 的多用电表原理示意图。 (1)当选择开关拨至触点1或2，表头与电 阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联 阻值的大小不同，量程也不同，1的量 程较大。 (2)当选择开关拨至触点3或4时，表头与 电阻串联，所以3、4为电压挡。由于串 联阻值的大小不同，量程也不同。 (3)当选择开关拨至触点5时，接通内部电源，此时为欧姆挡。 4．实验步骤 (1)用多用电表测量电路元件的电压值 ①观察多用电表指针是否在零刻度，若不在零刻度，则用螺丝刀转动机械调零旋钮，使指针停于左端零刻度。 ②用直流电源对小灯泡正常供电。根据待测电压的估计值，将选择开关旋转到直流电压挡的适当量程。 ③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，用红、黑表笔使多用电表并联在小灯泡两端，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根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。 测量直流电压 (2)用多用电表测量通过电路元件的电流值 ①根据待测电流的估计值(未知时，从最大量程试测)。将选择开关旋转到直流电流挡的适当量程。 ②将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将多用电表串联在电路中，使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出。检查无误后再闭合开关S，如图所示。 ③根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。 测量直流电流 (3)用多用电表测量电阻的电阻值 ①检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的“0”刻度线处。若不指“0”，可用小螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零。 ②将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 ③根据被测电阻阻值，选择合适的倍率，把两表笔短接，观察指针是否指在电阻挡的“0”刻度位置，若没有，则调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡的“0”刻度位置——也叫欧姆调零。 ④将被测电阻接在两表笔之间，如果指针偏角过小(大)，需要更换更大(小)倍率欧姆挡。 ⑤待指针稳定在表盘中央刻度附近后，读出指针在刻度盘上所指的欧姆数，根据选择开关所对应的电阻挡的倍率，用欧姆数乘以倍率，即得测量结果。 ⑥重复③～⑤，测量下一个电阻。 ⑦测量完毕，应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡；若长期不用，应取出电池。 返回 5．注意事项 (1)在不知道待测电阻的估计值时，应先从高倍率开始。 (2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 (3)指针稳定时指表盘刻度中央附近较准，应选用合适挡位，每次换挡后再次测量前必须重新欧姆调零。 (4)测量时必须将待测电阻与电源和其他元件断开，使红、黑表笔分别与电阻两端接触良好。 合作交流　应用拓展 返回 类型一　教材原型实验 一、多用电表的读数 如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：   例1 (1)所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 (2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA。 (3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V。 思路点拨：(1)测电阻时，读数要乘以对应的倍率才是电阻值。 (2)测电流、电压时要注意不同的量程，对应着不同的精确度。 (1)所测电阻的阻值为_________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是______(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 1.5×103　 ×1 k　 欧姆表读数：对应刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；测2.0×104 Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡。 (2)用此多用电表进行测量，当选用 量程为50 mA的电流挡测量电流时， 表针指于图示位置，则所测电流为 ______________________mA；当 选用量程为250 mA的电流挡测量电 流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____mA。 30.8(30.7～30.9都正确)　 154　 选50 mA电流挡，则每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA，指针对应的读数为154 mA。 (3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_____V。 6.2 选择10 V电压挡，则每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V，指针对应的读数为6.2 V。 针对练．如图为一正在测量中的多用电表表盘。 (1)如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为_____Ω。 (2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为_____mA。 (3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为______V。 60　 7.2　 3.60 (1)因为选的是“×10”挡，所以读数为6×10 Ω ＝60 Ω。 (2)因为用直流10 mA挡测电流，所以对应下面10 mA挡读数为7.2 mA(注意从直流刻度区读)。 (3)用直流5 V挡测时，电压为3.60 V。 二、 多用电表的结构与原理 如图(a)所示，某同学根据所学知识制作了一个简易的欧姆表，表盘刻度如图(b)所示，中间刻度为15，表头G的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，电源电动势E＝4.5 V。 (1)图(a)中A端应接______(选填“红”或“黑”)表笔。 例2 黑　 流过表头G的电流方向从右向左，A端应接黑表笔。 (2)将旋钮旋到×1 k挡，进行欧姆调零后，该欧姆表的内阻为______kΩ。 15　 将旋钮旋到×1 k挡时，有R内＝R中＝15×1 kΩ＝15 kΩ。 (3)将旋钮旋到×10挡，欧姆调零后接入一待测电阻，指针如图(b)所示，则示数为______Ω，若继续接入另一电阻测量时发现指针偏角过大，则应换用________(选填“×1挡”或“×100挡”)。 140　 ×1挡　 旋钮旋到×10挡，示数为14.0×10 Ω＝140 Ω；若继续接入另一电阻测量时发现指针偏角过大，则应换用更小的挡位，即更换为×1挡。 (4)图(a)中R2＝_______Ω(计算结果保留三位有效数字)。 1.01　 旋钮旋到×10挡时R内′＝R中′＝150 Ω，则I＝，所以I2＝I－Ig，根据欧姆定律有R2＝≈1.01 Ω。 (5)若该欧姆表使用一段时间后电池老化，内阻变大，电动势变小，但仍可进行欧姆调零，则测量结果将 ______(选填“偏大” “偏小”或“不变”)。 偏大 若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势E变小，内阻变大，欧姆调零时，有Ig＝，用欧姆表测电阻时，电流I＝，故电动势E变小会导致电流I偏小，即指针偏左，测量结果偏大。 　掌握多用电表原理的两点注意 1．多用电表是根据闭合电路欧姆定律I＝，得到的Rx与电流I的对应关系。 2．R＋Rg＋r为欧姆表的内阻。　　 特别提醒 针对练．把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图所示，现备有如下器材：A．电源E＝3 V(内阻不计)；B．滑动变阻器0～100 Ω；C．滑动变阻器0～500 Ω；D．红表笔；E．黑表笔。 (1)滑动变阻器选用_____(填字母)。 C　 两表笔直接接触时，调节滑动变阻器阻值使电流达到满偏Ig＝，解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选C； (2)红表笔接_____端，黑表笔接_____端。 N　 红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端； M　 (3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________。 1 000 Ω 电流I＝2 mA时，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω。 三、用多用电表测量电学量 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Ⓖ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。 例3 (a) (b) (1)图(a)中的A端与_____(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。 (a) 黑　 当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。 (2)关于R6的使用，下列说法正确的是______(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 (a) B　 在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表 指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错 误；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，选 项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电 路中，调节无效，选项C错误。 (a) (3)根据题给条件可得R1＋R2＝______ Ω，R4＝______Ω。 160　 880　 根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表 头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程 1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻 成反比知，，解得R1＋R2＝ 160 Ω。 当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串 联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω。 (a) (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”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字) (b) 1.47 mA 1.10 kΩ　 2.95 V 若此时B端是与“1”连接的，多用电表作 为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为 1.47 mA。 若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为 欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ。 若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为 直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。 (a) 针对练．在练习使用多用电表的实验中： (1)某同学连接的电路如图所示。 ①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡， 此时测得的是通过______的电流； ②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其 尖端对准电阻挡，此时测得的是_________ _______________________________的电阻； ③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡， 闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是__________两端的电压。 R1　 滑动变阻器R1接入电路的阻值和R2串联　 R2(或电源) 解题关键在于：当开关断开时，多用电表测 量的是电阻；开关闭合时，电表测量的是电 压或电流。 ①多用电表作为电流表测电流时应与待测电 阻串联，因此测的是流过R1的电流；②断开 开关，两个电阻串联，此时多用电表作为欧 姆表测量的是滑动变阻器R1接入电路的阻值 与R2串联之后的总电阻；③滑动变阻器的滑 片移到最左端时，R1无阻值接入，外电阻就剩一个R2，此时多用电表测的就是R2分得的电压或路端电压。 (2)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时，若 A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量 C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间，则测量值小于25 Ω D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 √ 若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体 与待测电阻并联之后的总电阻，测量值将偏 小，A选项错误；测量时发现指针偏离中央 刻度过大，分两种情况：若偏转角过大，应 减小倍率；若偏转角过小，应增大倍率，因 此B选项错误；由于欧姆表刻度线右侧稀左 侧密，选择“×10”倍率挡，在20与30刻度 正中间的电阻值应小于250 Ω，C选项错误。 只有D选项正确。 类型二　实验拓展与创新 (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示)： 例4 次序 操作步骤 现象和结论 1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 2 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路 3 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路 以上操作和判断正确的是 A．1 B．2 C．3 D．都不正确 √ √ 选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的。而3显然正确，故选项A、C正确。 返回 随堂演练　对点落实 返回 1．用万用表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入万用表的正(＋)插孔，则 A．测电压时电流从红表笔流入万用表；测电阻时电流从红表笔流出万用表 B．测电压、测电阻时电流均从红表笔流入万用表 C．测电压、测电阻时电流均从红表笔流出万用表 D．测电压时电流从红表笔流出万用表；测电阻时电流从红表笔流入万用表 √ 当电压表使用时，电流从正接线柱流入；当欧姆表使用时，电流也从正接线柱流入，因为此时红表笔接的是电源的负极。 2．如图所示为一多用电表表盘。 (1)如果用直流10 V挡测量电压，则读数为______V。 (2)如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。 6.6　 800 (1)直流10 V挡，读表盘上第二排刻度“0～10”，最小分度为“0.2 V”，读数为6.6 V。 (2)电阻“×100”挡，读表盘上第一排刻度，测量值为8×100 Ω＝800 Ω。 3．如图所示是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用多用电表的欧姆挡检查故障。 (1)测试前，应将开关S_______(选填“断开”或“闭合”)。 断开　 用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。 (2)测量结果如表所示，由此可以断定故障是______。 A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 测试点 表头指针 c、d d、e e、f D 根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。 4．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。 请根据下列步骤完成电阻测量： (1)旋动部件______(选填“S”“K”或“T”)，使指针对准电流的“0”刻线。 S　 使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S。 (2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。 (3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件_____(选填“S”“K”或“T”)，使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。 T　 0刻线　 使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T。 (4)将两表笔分别与待测电阻相接，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，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量。 A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 ADC 测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的 阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近 “中值”的原则知，应换用较大倍率的挡位， 每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的 金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合 理顺序为ADC。 5．(1)如图所示是某同学用多用电表欧姆挡测量一个电阻阻值时的示数和挡位情况，则这个电阻的阻值约为______Ω。为了测量得更精确些，该同学进行了第二次测量，请选择下面列出的有关步骤，并按先后顺序写出：_______。 A．将两表笔短接，欧姆调零 B．将两表笔分别跟被测电阻两端接 触，观察指针位置，记下电阻值 C．将面板上的旋钮旋至“×10”挡 D．将面板上的旋钮旋至“×1 k”挡 200　 CAB　 选用欧姆挡倍率为“×100”挡时，待测电阻的阻值约为2×100 Ω＝200 Ω。因为选择欧姆挡倍率时应使待测电阻的阻值在中值电阻附近，以减小读数误差，所以测该电阻时欧姆挡倍率应为“×10”挡。 (2)如果此图是该同学用直流5 mA挡测量的电流，则电流为________mA。 4.50 可先将50 mA的量程换算成5 mA的量程，再进行读数，得电流为4.50 mA。 6．如图1所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。 图1 (1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图2中多用电表的_____(选填“A”“B”或“C”)。 图2 A　 使用多用电表前应先调整机械调零螺丝A，使指针指到左边的“0”刻度线处。 (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应______(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。 图2 短暂　 为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。 (3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图2所示。 请将记录表补充完整，并在图1所示的黑箱中画出一种可能的电路。 两表笔接的接点 多用电表的示数 a，b ________ Ω a，c 10.0 Ω b，c 15.0 Ω 图2 5.0　 答案： 欧姆表的读数为5.0×1 Ω＝5.0 Ω；每对接点间正、反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计的电路图，如图所示。 返回 谢 谢 观 看 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 $