专题11 实验:练习使用多用电表 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-05-22
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2份
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58页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 5. 实验:练习使用多用电表 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 多用电表 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.28 MB |
| 发布时间 | 2026-05-22 |
| 更新时间 | 2026-05-22 |
| 作者 | 清开灵物理数学工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57993512.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦“练习使用多用电表”核心实验,系统梳理多用电表测电压、电流、电阻的原理(基于闭合电路欧姆定律)、操作步骤(机械调零、欧姆调零等)及数据处理方法,延伸至黑箱故障检测,构建从基础操作到综合应用的完整知识支架。
资料通过10道典型例题(如双挡位欧姆表改装、土壤湿度计制作)强化科学探究,结合误差分析(如电池电动势变化对电阻测量的影响)培养科学思维,实验规范(如换挡调零、表笔使用)渗透科学态度。课中辅助教师演示讲解,课后助力学生巩固操作要点、弥补实验技能短板。
内容正文:
专题11 实验:练习使用多用电表
【基础回顾】
一、实验目的
1.掌握多用电表的使用方法。
2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。
3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理
1.电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)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。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I= 。
(3)电阻表内阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在满偏电流Ig处,电阻表内阻RΩ=Rg+r+R=。
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
①一般方法:待测电阻为Rx,I=,此时Rx=-RΩ=-。
②三个特殊位置
a.当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ 0”。(图甲)
b.当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ∞”。(图乙)
c.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。
(5)系统误差分析:电阻表内电池用久了以后,电动势E会减小,内阻会增大。由I==可知,随着E减小,I减小,故Rx的测量值偏大。
2.多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
②多用电表面板上还有:电阻表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔( 红表笔插入“+”插孔, 黑 表笔插入“-”插孔)。
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示,当选择开关掷到1、2时为电流表,掷到3、4时为电阻表,掷到5、6时为电压表。
(3)换档原理:根据中值电阻=内阻=。不同倍率中值电阻之比就是倍率之比。
一方面:可以通过改变电源电动势E的大小:量程之比等于两个电动势之比。
另一方面:电动势不变,只能改变,只能通过改表进行。给电流表并联上一个电阻,使变大,但中值电阻却变小,倍率变小,所以并联的电阻越小,倍率越小,不并联的倍率是最大的。也就是说电流表的量程和倍率成反比。也可以说电表总内阻越小,倍率越小。
三、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、小螺丝刀。
四、实验步骤
1.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。
2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
3.测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡 ,测小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于 直流电流挡 ,测量通过小灯泡的电流。
4.用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
(2)欧姆调零: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。
(3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。
(4)读数:指针示数乘以倍率。
(5)使用完毕:选择开关置于OFF档或交流电压最高档,长期不用应取出电池。
5.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)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡,欧姆调零之后将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)。
②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡,欧姆调零之后将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)。
五、数据处理
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等,或5、0.5、0.05、0.005等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可,并按二分之一或五分之一估读,即把最小刻度分成二等份或五等份,观察判断指针靠近哪一个等分线,进而估读到该等分线对应的数值。
►考点01 实验
多用电表使用时的注意事项
1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2.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指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
3.电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
5.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7.使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或 “OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。
【例题精讲】
1.(2026•甘肃二模)某实验小组设计了一个“×1”和“×10”倍率的双挡位欧姆表,内部结构如图所示。其中,G为表头,S为单刀双掷开关,R为调零电阻,R1、R2为定值电阻,表头G的满偏电流为Ig=1mA,内阻为Rg,电源电动势E=1.5V,内阻为r。组装过程中,先将表头G改装为10mA和100mA两个不同量程的电流表并重新标度;再将改装后的电流表与电源、调零电阻等串联改装为欧姆表,并将表盘上的电流刻度再次标度为电阻刻度。改装后的欧姆表,每次换挡都要进行欧姆调零(将两表笔短接,调节调零电阻,使表盘指针满偏)。请回答下列问题:
(1)改装后,欧姆表的两支表笔中, a (选填“a”或“b”)表笔是红表笔;
(2)将表头改装为10mA量程电流表时,单刀双掷开关S应与触点 2 (选填“1”或“2”)接通;
(3)改装后,用欧姆表“×1”倍率挡测电阻时,其内阻为 15 Ω。
【答案】(1)a;(2)2;(3)15。
【分析】(1)由电表电流的“红进黑出”确定;
(2)由并联电路的特点确定;
(3)由闭合电路的欧姆定律确定。
【解答】解:(1)红表笔接表内部电源负极,因此a表笔是红表笔。
(2)将单刀双掷开关S置于2时,R1、R2串联后作为分流电阻, 与G表头并联,下面分流电阻最大(即R1+R2),故分流较小,则改装表量程较小,所以将开关S置于“2”挡时,并联的分流电阻大,分流更小,对应量程更小,故量程为10mA;
(3)将单刀双掷开关S置于1时,改装表量程较大(即为100mA),对应欧姆表内阻较小的状态,对应是小倍率,故欧姆表倍率为“×1”,因此欧姆表内阻为。
故答案为:(1)a;(2)2;(3)15。
2.(2026•乐山模拟)某同学打算利用一个已无法欧姆调零的欧姆表制作简易土壤湿度计,拆开该欧姆表后发现其内部结构如图1所示,电流表A(量程200μA,内阻未知),电源E(电动势4.5V,内阻可忽略),发现变阻器R0阻值保持20kΩ不变。
(1)想要先测量电流表A的精确电阻,实验室提供器材如下:
①待测电流表A(0~200μA,内阻约500Ω);
②电流表G(0~400μA,内阻约300Ω);
③定值电阻R1,阻值为500Ω;
④定值电阻R2,阻值为10Ω;
⑤滑动变阻器R3,最大阻值为1000Ω;
⑥滑动变阻器R4,最大阻值为20Ω;
⑦保护电阻R;
⑧干电池E′(电动势为1.5V,内阻较小);
⑨开关S及导线若干。
实验要求可以多测几组数据,并方便操作,请你选择恰当的实验仪器,将图2方框内的电路图补充完整。定值电阻应选 ③ ,滑动变阻器应选 ⑥ (在空格内填写序号)。若电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则测出电流表A内阻表达式为 (用题目所给字母符号表示)。
(2)测得电流表A内阻的准确值为500Ω后,将欧姆表两表笔以合适的间距和深度插入待测土壤,如图3所示,测得不同湿度下电极间的电阻数据如下表:
土壤干湿状态
浸水
偏湿
湿度适中
偏干
干燥
R/kΩ
<5
5~15
15~50
50~200
>200
(3)在欧姆表表盘上对应位置划分出“浸水”、“偏湿”、“湿度适中”、“偏干”、“干燥”。
(4)与土壤“浸水”对应的电流表A示数范围为 176 μA~200μA(保留三位有效数字)。
【答案】(1)
③,⑥,;(4)176。
【分析】(1)根据实验原理分析判断画出电路图,根据方便调节选择滑动变阻器;根据串并联电路规律计算;
(4)根据闭合电路欧姆定律计算。
【解答】解:(1)定值电阻R1阻值与待测电流表内阻相当,实验中可以将定值电阻与待测电表并联,然后跟电流表G串联,使得两电表能同时达到满偏,可以多测几组数据,同时减小实验读数误差,即选③;滑动变阻器采用分压式接法,应选用阻值较小的R4,即选⑥,设计实验电路如图所示
根据串并联电路规律有,解得
(4)由(2)中数据可知,土壤“浸水”情况越严重,电阻越小,土壤“浸水”对应的电阻最小,对应最小电流:
故答案为:(1)
③,⑥,;(4)176。
3.(2026•厦门模拟)小萌同学练习使用多用电表测量电学量。
(1)利用多用电表“直流100mA挡”测量电流时,指针偏转情况如图甲中Ⅰ所示,则读数为 37 mA。
(2)利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时,下列说法正确的是 B 。
A.若测量时指针偏转过大,则需改用更大的倍率
B.测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势
C.改变欧姆表的倍率后,必须重新进行机械调零
(3)在利用多用电表“欧姆挡”测电阻时,小萌同学发现欧姆表的表盘数字模糊不清,她选择欧姆挡“×100”挡,正确进行欧姆调零后将阻值为8000Ω的定值电阻接入红、黑表笔之间,指针偏转情况如图甲中Ⅱ所示,已知欧姆挡的原理电路图如图乙所示,则欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为 20 。
(4)如图丙所示,选择多用电表欧姆挡“×1”挡,将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连,能观察到指针 A 。
A.向右偏转到较大角度后偏角逐渐减小
B.向右偏转到一定角度后保持稳定
【答案】(1)37;(2)B;(3)20;(4)A。
【分析】(1)多用电表“直流100mA挡”的分度值为2mA,根据电流表读数规则读数;
(2)根据欧姆表测电阻的正确操作、内部电流的方向分析作答;
(3)根据闭合电路欧姆定律求解作答;
(4)根据电容器充电的现象分析作答。
【解答】解:(1)多用电表“直流100mA挡”的分度值为2mA,读数为37mA。
(2)A.利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时,若测量时指针偏转过大,指针对应示数小,则需改用更小的倍率,故A错误;
B.欧姆表的内部电流从黑表笔流出,红表笔流入,测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势,故B正确;
C.改变欧姆表的倍率后,必须重新进行欧姆调零,不需要进行机械调零,故C错误。
故选:B。
(3)电流表的满偏电流Ig=100mA,设中央刻度为x
选择欧姆挡“×100”挡,根据闭合电路欧姆定律,欧姆表内阻
欧姆调零后将阻值为R=8000Ω的定值电阻接入红、黑表笔之间,电流
根据闭合电路欧姆定律
联立解得x=20Ω
欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为“20”。
(4)如图丙所示,选择多用电表欧姆挡“×1”挡,将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连,欧姆表内部电源先给电容器充电,电路有充电电流,可以观察到欧姆表指针向右发生较大角度的偏转,充电结束后,充电电流为零,可以观察到指针的偏转角逐渐减小到零,故A正确,B错误。
故选:A。
故答案为:(1)37;(2)B;(3)20;(4)A。
4.(2026•上饶二模)某兴趣小组在练习使用多用电表的实验过程中,进行了以下实验。
(1)某同学先是设计了一个只有一种倍率挡位的欧姆表,内部电路为图(a),已知电源电动势E=1.5V、内阻r=5Ω,灵敏电流计满偏电流Ig=100μA,内阻rg=10Ω,表盘如图(b),欧姆表表盘中值刻度为“15”。将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后欧姆表的内阻为 1.5×104 Ω,将定值电阻Rx接入红、黑表笔间,发现指针的偏转角度如图(b)所示。
(2)该同学重新改装了该欧姆表的内部结构,制作了一个有三种倍率挡位(“×1”、“×10”、“×100”)的欧姆表,如图(c),重新测量定值电阻Rx的阻值,需要调到更合适的倍率挡位,应将开关K与 “1” (选填“1”、“2”或“3”)接通。
(3)欧姆表的电源电动势原为1.5V,使用较长时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表欧姆调零后测得某电阻的阻值为2000Ω,则该电阻的真实值为 1600 Ω。
(4)该同学继续选择用欧姆挡,并将两表笔直接接到原本不带电的电容器两极,则观察到表盘指针的偏转情况是 先向右发生较大角度的偏转,然后逐渐回到左边的“0”刻度线 。
【答案】(1)1.5×104Ω;(2)“1”;(3)1600;(4)先向右发生较大角度的偏转,然后逐渐回到左边的“0”刻度线。
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律求解作答;
(2)电流表的电流越小,欧姆表的内阻越大;三种倍率挡位“×1”、“×10”、“×100”分别对应于开关的接法;根据表盘中央刻度,结合待测电阻值,确定欧姆挡选择的倍率,然后作答;
(3)根据闭合电路欧姆定律求解作答;
(4)根据电容器充电特点分析作答。
【解答】解:(1)根据闭合电路欧姆定律,欧姆表的内阻
(2)根据闭合电路欧姆定律可知,电流表的电流越小,欧姆表的内阻越大;三种倍率挡位“×1”、“×10”、“×100”分别对应于开关接3、2、1;
图(a)中欧姆表的内阻为15000Ω,表盘中央刻度为“15”,因此此时对应的倍率为“1k”,图(b)中欧姆表指针对应示数小,说明对应的倍率大,为了减小误差,应该选择“×100”挡位,因此开关K与“1”接通;
(3)表盘中央刻度为“15”,测量阻值为2000Ω的某电阻,选择的倍率为“100”挡,此时欧姆表的内阻RΩ=15×100Ω=1500Ω
电流表的量程扩大为原来的10倍,即IA=10Ig
电动势下降后欧姆表的内阻
根据闭合电路欧姆定律
代入数据解得Rx=1600Ω
(4)该同学继续选择用欧姆挡,并将两表笔直接接到原本不带电的电容器两极,欧姆表的内部电源先给电容器充电,电路中有充电电流通过,可观察到欧姆表的指针向右发生较大角度的偏转,电容器充电结束,电路中无充电电流,则可以观察到欧姆表指针逐渐回到左边的“0”刻度线,因此整个过程观察到表盘指针的偏转情况是先向右发生较大角度的偏转,然后逐渐回到左边的“0”刻度线。
故答案为:(1);(2)“1”;(3)1600;(4)先向右发生较大角度的偏转,然后逐渐回到左边的“0”刻度线。
5.(2026•成都校级三模)(1)某同学利用欧姆表“×100”挡粗测某一待测元件的电阻,示数如图甲所示,对应的读数是 2000 Ω。
(2)该同学测完电阻后对欧姆表原理产生浓厚的兴趣,想利用图乙所示的电路组装一只多倍率(“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”)的欧姆表,实验室提供以下器材:
A.毫安表(量程0~0.1mA,内阻为99Ω);
B.直流电源E1(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源E2(电动势为15V,内阻为6Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ);
E.滑动变阻器(最大阻值为1kΩ);
F.滑动变阻器(最大阻值为20kΩ);
G.单刀双掷开关两个、导线若干。
①开关S接b对应电流表量程为0~1mA,开关S接c对应电流表量程为0~100mA;开关K接 1 (填“1”或“2”)且开关S接 b (填“b”或“c”)时,欧姆表的倍率为“×100”。
②若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为230Ω的电阻,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为 225 Ω。
③如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果 偏大 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)2000;(2)1,b,225,偏大。
【分析】(1)由欧姆表的读数方法读出;
(2)由闭合电路的欧姆定律,欧姆表的中值电阻确定。
【解答】解:(1)读数是20×100Ω=2000Ω
(2)①Ib=1mA
欧姆表的内阻
欧姆表的中值电阻15Ω
故选电源E1=1.5V
开关 S 应接 b 以接通 1mA 量程
(欧姆表内阻等于其中值电阻×倍率)
且滑动变阻器符合要求。
②待测电阻约 230Ω,为减小误差应使指针指在中央刻度附近,故应选择×10挡,其中值电阻R中=150Ω(对应电源 E2=15V,量程 100mA)
欧姆表内阻R内=R中=150Ω
根据闭合电路欧姆定律,电流
已知
联立解得Rx=1.5R内=1.5×150Ω=225Ω
③欧姆调零时
得
测量电阻 Rx 时电流
当电动势E减小时,由表达式得电流I变小。电流越小欧姆表刻度盘上对应电阻读数越大,故测量结果偏大。
故答案为:(1)2000;(2)1,b,225,偏大。
6.(2026•淄博二模)某欧姆表的内部示意图如图甲所示,该表有“×10”“×100”两个挡位。现用该表测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx。
(1)图甲b为 红 (选填“红”或“黑”)表笔;
(2)欧姆表选择“×10”挡位,选择开关c应与 d (选填“d”或“e”)相连;
(3)测量Rx时,先将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在 电阻 (选填“电流”或“电阻”)零刻度线;
(4)保持欧姆表选择“×10”挡,测量Rx时指针位置如图乙所示,欧姆表读数为 280 Ω。
【答案】(1)红;(2)d;(3)电阻;(4)280。
【分析】(1)根据欧姆表的内部结构进行判断;
(2)根据不同位置内部电路的不同结构结合内阻的大小以及倍率关系进行判断;
(3)根据欧姆调零的要求和特点进行分析解答;
(4)根据欧姆表的读数规则完成读数。
【解答】解:(1)欧姆表内黑表笔接电源正极,红表笔接电源负极,可知图甲b为红表笔;
(2)欧姆表接d时R2与表头串联再与R1并联,接e时R1与R2串联再与表头并联。根据挡位关系,“×10”挡内阻小,应使整体分流效果更好,接d时等效电阻更小,故选择开关c应与d相连。
(3)测量Rx时,先将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电流的最大位置,即电阻零刻度线;
(4)保持欧姆表选择“×10”挡,测量Rx时指针位置如图乙所示,欧姆表读数为28×10Ω=280Ω。
故答案为:(1)红;(2)d;(3)电阻;(4)280。
7.(2026•南京模拟)2B铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成,某小组通过实验测量一段笔芯的电阻。
(1)该小组先用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻,指针偏转如图1虚线所示,更换倍率后再次测量的指针偏转如图1实线所示,规范操作是 AD ;
A.换用“×1”挡倍率
B.换用×100”挡倍率
C.换倍率后旋转a旋钮进行欧姆调零
D.换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零
(2)为更准确的测量铅笔芯的电阻Rx,该小组又找来一些实验器材:
A.恒流源(电流I0恒定,数值未知)
B.电流表:量程0~0.6A
C.电阻箱:量程0~99999Ω,最小分度值为0.1Ω
D.开关,导线(带鳄鱼夹)
(3)该小组设计了如图2所示的电路进行实验,记录了实验数据,并描绘图像,部分数据点已在图3中描出,还有一个数据点未描出,请在图中描出该点后作出图线。
R
5
10
15
20
25
30
0.200
0.100
0.067
0.050
0.040
0.033
I
0.10
0.15
0.20
0.21
0.22
0.24
10.00
6.67
5.00
4.76
4.55
4.17
(4)请写出的关系式 (用I0、I、Rx、R表示);根据图中的数据可以求出笔芯电阻的测量值Rx= 10.6 Ω(保留三位有效数字)。
(5)该小组讨论认为利用以上数据还可以求出恒流源电流I0的值。由于电流表有内阻,I0的测量值可能 等于 (大于、等于或小于)真实值,你的依据 根据并联电路的特点和欧姆定律求解得到表达式,结合图像横截距分析可以得出电流表内阻对图像横截距无影响 。
【答案】(1)AD;
(3)
;
(4);10.6;
(5)等于;根据并联电路的特点和欧姆定律求解得到表达式,结合图像横截距分析可以得出电流表内阻对图像横截距无影响。
【分析】(1)根据欧姆表测电阻的正确操作分析作答;
(3)根据描点法作图;
(4)根据并联电路的特点和欧姆定律求解函数,结合图像横截距和斜率求解作答;
(5)考虑电流表的内阻,根据并联电路的特点和欧姆定律求解函数,结合图像横截距分析作答。
【解答】解:(1)用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻,指针偏转角度大,指针对应示数小,为了减小误差,应换用“×1”挡倍率,换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
(3)根据描点法,所作图像如图所示:
(4)根据并联电路的特点和欧姆定律IRx=(I0﹣I)R
变形得
图像的横截距
图像的斜率
图像的斜率
笔芯电阻的测量值
(5)考虑电流表的内阻,根据并联电路的特点和欧姆定律I(Rx+RA)=(I0﹣I)R
变形得
图像的横截距
由于电流表有内阻,I0的测量值可能等于真实值。
故答案为:(1)AD;
(3)
;
(4);10.6;
(5)等于;根据并联电路的特点和欧姆定律求解得到表达式,结合图像横截距分析可以得出电流表内阻对图像横截距无影响。
8.(2026•渝北区校级模拟)色环电阻是一种可以通过电阻表面的色环颜色来识别阻值的电阻元件。小强在做实验时,发现一个色环电阻的外漆脱落如图甲所示,于是用多用电表测量该电阻Rx。
(1)小强发现选择开关旋转在某挡位时,指针偏角过大,则他接下来正确的操作是 C 。
A.只需把选择开关旋转到倍率更低的挡位
B.只需把选择开关旋转到倍率更高的挡位
C.把选择开关旋转到倍率更低的挡位,并进行欧姆调零
D.把选择开关旋转到倍率更高的挡位,并进行欧姆调零
(2)小强正确操作后,多用电表的挡位及指针位置如图乙所示。他随后查阅资料得知,四环电阻的第一环以及第二环分别表示电阻阻值的第一位和第二位有效值,第三环表示倍率,也就是第二位有效值后面零的个数,第四环表示阻值的误差,不同颜色代表的数字如图丙所示。由此推测第一色环的颜色为 橙 色。
(3)小林认为用多用电表测量电阻误差较大,采用伏安法测量。小林用实验室提供的电源、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电流表(内阻RA约为100Ω)、电压表(内阻Rv约为12000Ω)等器材。小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U﹣I图上,如图丁所示。请你选择一组合理的数据点,求出该色环电阻的电阻为 3.1×103 Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)若小林进一步用此色环电阻与另一内阻已知的电压表串联改装为大量程电压表,则会由于(3)中的测量方案引起系统误差。请问是否可以再加入(3)中所提供的某器材,消除此系统误差? 否 (选填“是”或者“否”)。如果可行,请选出(3)中的器材并说明原因;如果不行,请说明原因 改装大量程电压表需要得到色环电阻的准确阻值。第三问采用电流表内接法,测量值R测=Rx+RA,由于RA是约为100Ω,不是精确值,无法修正得到真实Rx;若采用外接法,测量值,RV也不是精确值,同样无法修正得到真实Rx。故题目提供的原有器材中没有内阻精确已知的电表,因此无法消除系统误差。 。
【答案】(1)C;(2)橙;(3)3.1×103;(4)否,改装大量程电压表需要得到色环电阻的准确阻值。第三问采用电流表内接法,测量值R测=Rx+RA,由于RA是约为100Ω,不是精确值,无法修正得到真实Rx;若采用外接法,测量值,RV也不是精确值,同样无法修正得到真实Rx。故题目提供的原有器材中没有内阻精确已知的电表,因此无法消除系统误差。
【分析】(1)根据减小欧姆表的读数误差判断;
(2)欧姆表的读数为指针所指示数乘以倍率;根据题意判断;
(3)根据误差分析选择电流表的接法,根据电流表接法判断测量值误差,作出U﹣I图像,根据图像斜率计算;
(4)根据电流表和电压表内阻没有准确值分析判断。
【解答】解:(1)欧姆表指针偏角过大,说明被测电阻阻值较小,原所选倍率偏大,需要更换为倍率更低的挡位;且更换欧姆倍率后必须重新进行欧姆调零,故C正确,ABD错误。
故选:C。
(2)由图甲知所选挡位为×100,欧姆表指针读数为34,因此被测电阻阻值Rx=34×100Ω=3400Ω
根据四环电阻规则,第一位有效数字为3,对应色环颜色为橙色。
(3)已知Rx≈3400Ω,RA≈100Ω,RV≈12000Ω,满足
Rx是大电阻,应选择电流表内接法,内接法测量值偏大,对应U﹣I图中斜率更大的叉号点组。计算斜率得。
(4)改装大量程电压表需要得到色环电阻的准确阻值。第三问采用电流表内接法,测量值R测=Rx+RA,由于RA是约为100Ω,不是精确值,无法修正得到真实Rx;若采用外接法,测量值,RV也不是精确值,同样无法修正得到真实Rx。故题目提供的原有器材中没有内阻精确已知的电表,因此无法消除系统误差。
故答案为:(1)C;(2)橙;(3)3.1×103;(4)否,改装大量程电压表需要得到色环电阻的准确阻值。第三问采用电流表内接法,测量值R测=Rx+RA,由于RA是约为100Ω,不是精确值,无法修正得到真实Rx;若采用外接法,测量值,RV也不是精确值,同样无法修正得到真实Rx。故题目提供的原有器材中没有内阻精确已知的电表,因此无法消除系统误差。
9.(2026•沈河区校级三模)如图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(电动势E=1.5V,内阻为0.5Ω);R1、R2、R4、R5是定值电阻,R3是可变电阻;表头G的满偏电流为200μA,内阻为200Ω。单刀双掷开关接1和2时,为直流电流1mA挡或10mA挡,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。
(1)图中的A端与 黑 (填“红”或“黑”)表笔相连接;
(2)如图所示,换挡开关接3,单刀双掷开关接1,当用此挡位测量某电阻阻值时,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为 225 Ω。如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果 偏大 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)黑;(2)225,偏大。
【分析】(1)根据电表电流的“红进黑出”确定;
(2)由闭合电路的欧姆定律,欧姆刻度线的特点确定。
【解答】解:(1)A端接欧姆表内电源的正极,根据电表电流的“红进黑出”,A端接黑表笔;
(2)单刀双掷开关接1,表头并联的分流电阻R1小,电流表为直流10mA挡
由闭合电路的欧姆定律有,即
指针指在满偏电流的五分之二处时,
联立解得Rx=1.5R中=225Ω
欧姆调零时
得
测量电阻Rx时电流
当电动势E减小时,分母变大,电流I变小。欧姆表刻度盘上电流越小对应电阻读数越大,故测量结果偏大。
故答案为:(1)黑;(2)225,偏大。
10.(2026春•浙江期中)(1)小夏同学分别用数字电压表和指针式直流电压表测量一节干电池正负极之间的电压,其测量值均接近1.50V。如图1所示,用这两只电表测量一个自制的土豆电池,数字电压表的示数为0.911V,指针式电压表的示数为 0.65 ;土豆电池的电动势更接近 B 。
A.指针式电压表的示数
B.数字电压表的示数
C.两只电表示数的平均值
(2)小李同学在练习使用指针式多用电表时,意外地发现一个“奇怪”的现象。他用指针式多用电表的欧姆挡的“1k”挡去测量一只直流电压表的电阻,结果发现两个电表的指针都发生了正向偏转,此时电压表的示数为2.60V,欧姆表的示数如图2所示,被测电压表的内阻约 16000 Ω。小李同学肯定把多用电表的红表笔与电压表的 负极 (正极或负极)相连,欧姆表1K档内部连接的电源的电动势约为 9.10 V。
(3)小胡同学在使用指针式多用电表欧姆挡时,把转换开关旋转至1K档,把电表的两支表笔分别与一只电容器的两极相连,发现电表的指针迅速向右发生大角度偏转,然后缓慢回转至表盘的“∞”处,通过分析小胡认为自己的操作损坏了电容器,他的分析 不正确 (选填正确、不正确)。
【答案】(1)0.65;B;(2)16000;负极;9.10;(3)不正确。
【分析】(1)指针式电压表的量程为3V,分度值为0.1V,根据电压表读数规则读数;
(2)根据欧姆表测电阻的读数规则读数;根据“黑出红进”分析作答;根据欧姆表的倍率和表盘中央刻度求解欧姆表的内阻,根据串联电路电压分配与电阻的关系求解作答;
(3)根据电容器充电特征分析作答。
【解答】解:(1)分别用数字电压表和指针式直流电压表测量一个自制的土豆电池两极之间的电压,数字电压表的示数为0.911V,指针式电压表的量程为3V,分度值为0.1V,示数为0.65V;土豆电池的电动势更接近数字电压表的示数,故B正确,AC错误。
故选:B。
(2)用指针式多用电表的欧姆挡的“1k”挡去测量一只直流电压表的电阻,电压表的内阻约RV=16×1000Ω=16000Ω
指针都发生了正向偏转,说明电流从电压表正极流入,根据“黑出红进”的规则,多用电表的红表笔与电压表的负极相连;
欧姆挡表盘中央刻度为“40”,用欧姆挡的“1k”挡测电阻时,欧姆表的内阻R内=40×1000Ω=40000Ω
根据串联电路电压分配与电阻的关系
欧姆表1K档内部连接的电源的电动势约为
(3)小胡同学在使用指针式多用电表欧姆挡时,把转换开关旋转至1K档,把电表的两支表笔分别与一只电容器的两极相连,欧姆表的内部电源先给电容器充电,会发现电表的指针迅速向右发生大角度偏转;充电完成后,电容器两端电压稳定,电容器相对于断路,因此欧姆表的指针缓慢回转至表盘的“∞”处,电容器没有损坏,因此小胡认为自己的操作损坏了电容器,他的分析是不正确的。
故答案为:(1)0.65;B;(2)16000;负极;9.10;(3)不正确。
►考点02 黑箱故障检测
1.断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
(2)用直流电流挡
将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
(3)用电阻挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值说明元件完好,若电阻无穷大说明此元件断路。
2.短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路。
【例题精讲】
1.(2026•广陵区模拟)小明同学在实验中发现,电压表(图a)的某一量程使用时指针无偏转。他为了维修此电压表,打开电压表后盖,其内部电路结构如图b所示,并进行以下操作:
(1)用多用电表欧姆挡测量电压表两个量程的内阻。将多用电表调至“×100”挡并欧姆调零,为了保证电压表指针正偏,需将多用电表的 黑 (“红”或“黑”)表笔与电压表的“3V”接线柱接触,另一支表笔与“﹣”接线柱接触。多用电表指针偏转如图c所示,其读数为 4400 Ω;在测量“15V”量程内阻的过程中,发现多用电表指针不偏转。请判断图b中 ① (填图b中①或②)处电阻损坏;
(2)小明同学为了更准确地测量“3V”量程的内阻,从实验室找到以下实验器材:
A.6V学生直流电源
B.滑动变阻器(20Ω,0.2A)
C.滑动变阻器(10Ω,1A)
D.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
E.导线及开关若干
设计了如图d所示的电路测量电压表内阻,应选择 C (填“B”或者“C”)滑动变阻器,实验步骤:
①将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于3.00V;
②保持R1的滑片不动,调节R2,当电压表读数等于1.50V时记录下R2的阻值为4100.0Ω。则根据电压表内部结构(如图b),需替换损坏电阻的阻值为 17600 Ω。
(3)用维修好的电压表再次测某用电器两端电压,电压表示数为10.0V,则电压真实值应该 大于 (填“大于”、“小于”或“等于”)10.0V,请说明理由 电压表与用电器并联后电阻变小,分压变小 。
【答案】(1)黑,4400,①;(2)C,17600;(3)大于,电压表与用电器并联后电阻变小,分压变小。
【分析】(1)由电表电流的“红进黑出“,欧姆表的读数方法,欧姆定律确定;
(2)由串联电路的分压原理确定;
(3)由并联电阻小于任一分电阻及电阻的分压原理确定。
【解答】解:(1)因电压表的“3V”接线柱为“+“接线柱,根据电表电流的“红进黑出“,又欧姆表黑表笔内接电源的正极,故需将多用电表的黑表笔与电压表的“3V”接线柱接触
读数为44×100Ω=4400Ω,发现多用电表指针不偏转,说明分压电阻损坏,即图b中①处电阻损坏;
(2)分压电阻选最大阻值小,且最大电流满足条件,应选择C滑动变阻器,由半偏法得量程是3.00V电压的内阻为4100Ω,由串联电路的分压原理,故损坏电阻的阻值为17600Ω;
(3)大于,原因电压表与用电器并联后电阻变小,分压变小。
故答案为:(1)黑,4400,①;(2)C,17600;(3)大于,电压表与用电器并联后电阻变小,分压变小。
2.(2026•温州模拟)李辉用多用电表的电阻挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。
(1)测量时,李辉采用“×10”电阻挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转角度过大,此时他应选 ×1 (选填“×1”或“×100”)挡,重新电阻调零后测量,指针位置如图1所示,该线圈电阻阻值为 17 Ω。
(2)如图2所示,刘伟未注意操作规范,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量结束后,正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟觉得有电击感。请简要说明原因? 线圈断电瞬间产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体,刘伟觉得有电击感 。选用的被测线圈匝数越多,电击感越 强 (填“强”或“弱”)。
(3)实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到 OFF挡或交流电压的最高挡 位置。
【答案】(1)×1,17;(2)线圈断电瞬间产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体,刘伟觉得有电击感;强;(3)OFF挡或交流电压的最高挡。
【分析】(1)根据减小欧姆表的读数误差分析判断;欧姆表的读数为指针所指示数乘以倍率;
(2)根据线圈自感分析判断;
(3)根据多用电表的使用方法分析判断。
【解答】解:(1)发现指针偏转角度过大,说明待测电阻较小,应换较低倍率的挡位×1挡。
该线圈电阻阻值为17×1Ω=17Ω
(2)表笔与被测线圈脱离时,通过线圈的电流突然减小,线圈产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体,刘伟觉得有电击感。选用的被测线圈匝数越多,断电瞬间产生的自感电动势越大,电击感越强。
(3)实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到OFF挡或者交流电压的最高挡位置。
故答案为:(1)×1,17;(2)线圈断电瞬间产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体,刘伟觉得有电击感;强;(3)OFF挡或交流电压的最高挡。
3.(2025秋•杭州月考)某实验小组使用如图甲所示的多用电表进行了一系列实验。使用前,该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处。
(1)将电表的选择开关旋至“×10”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的 b (选填“a”或“b”),让指针指在表盘右侧“0Ω”处。接着,用该表测量一个电阻的阻值,测量时指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为 150 Ω。随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,为了较准确地进行测量,接下来的合理操作步骤是 ①④③ (请选择并按合理顺序填写序号)。
①将选择开关旋至“×1”挡
②将选择开关旋至“×100”挡
③将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数
④将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时,将选择开关旋至2.5V直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,则故障原因可能是 C 。
A.开关接触不良
B.灯泡被短路
C.灯泡和底座接触不良
(3)为了测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“×1”挡的内电阻为r=15Ω,再将待测毫安表、电阻箱和“×1”挡的多用电表串联在一起,通过调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表、电阻箱的示数I和R,并作出相应的R关系图线,如图丁所示。根据图像,可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势为E= 1.5 V,待测毫安表的内阻为RmA= 15 Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)b,150,①④③;(2)C;(3,1.5,15。
【分析】(1)根据欧姆调零分析判断;欧姆表的读数为指针所指示数乘以倍率;根据欧姆表的使用方法判断;
(2)根据含电源电路两端的电压分析判断;
(3)根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式,结合图像计算。
【解答】解:(1)将电表的选择开关旋至“×10”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的b(欧姆调零旋钮),让指针指在表盘右侧“0Ω”刻线处。
由图乙可知该电阻的测量值为15×10Ω=150Ω
随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,可知待测电阻阻值较小,应将选择开关旋至“×1”挡,再将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处,然后将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数。故合理操作步骤是①④③。
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。将选择开关旋至2.5V直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,可知E到电池A处连接完好,F到电池B处连接完好,E、F之间断开,所以故障原因可能是灯泡和底座接触不良。
故C正确,AB错误。
故选:C。
(3)根据闭合电路欧姆定律可得E=I(R+RmA+r)
整理可得
由作出的图像可得
当数据,R=120Ω代入可得120Ω=1.5×100Ω﹣RmA﹣15Ω
解得RmA=15Ω
故答案为:(1)b,150,①④③;(2)C;(3)1.5,15。
4.(2025•宜昌开学)某学习小组发现图(a)电路灯泡不亮,用如图(b)所示的多用电表检测电路故障。
(1)旋动部件 S (选填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线;
(2)将K旋转到多用电表直流电压2.5V挡;
(3)将多用电表 黑 (选填“红”或“黑”)表笔接F点,用另一表笔分别探测电路的C、E点;
(4)若电表示数几乎不变,都接近电源电动势,则表明 灯泡 (选填“开关”或“灯泡”)出现 断路 (选填“短路”或“断路”)。
【答案】(1)S;(3)黑;(4)灯泡,断路。
【分析】(1)根据多用电表的使用方法判断;
(3)根据“红进黑出”规律判断;
(4)根据电表示数接近电动势判断。
【解答】解:(1)多用电表使用前需要先进行机械调零,调节指针定位螺丝,即旋动部件S,使指针对准电流的“0”刻线;
(3)根据“红进黑出”规律,电流应从多用电表红表笔流进,从黑表笔流出,故黑表笔接电势低的F点;
(4)红表笔接C、E,电表示数都接近电动势,表明开关与电源连接完好,电路故障为灯泡断路。
故答案为:(1)S;(3)黑;(4)灯泡,断路。
5.(2025春•湖北期末)某学习小组练习使用多用电表测量待测电阻和检测电路故障。
(1)小组同学用如图(a)所示的多用电表测量待测电阻。
①旋动部件 S (选填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线;
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 T (选填“S”或“T”),使指针对准电阻的 0刻线 (填“0刻线”或“∞刻线”);
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 ADC 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”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
(2)小组同学发现图(b)电路灯泡不亮,用多用电表检测电路故障。
①图(b)电路开关闭合,小组同学将K旋转到多用电表 直流2.5V 挡;
②将 黑 表(选填“红”或“黑”)笔接B点,用另一表笔分别探测电路的E、C点;
③若电表示数几乎不变,都接近电源电动势,则表明 灯泡 (选填“开关”或“灯泡”)出现 断路 (选填“短路”或“断路”)。
【答案】(1)①S;③T,0刻线;④ADC;(2)①直流2.5V;②黑,③灯泡,断路。
【分析】(1)①根据多用电表的使用方法判断;③④根据欧姆表的特点和使用方法判断;
(2)①根据电源电动势判断;②根据“红进黑出”规律判断;③根据电表示数接近电动势判断。
【解答】解:(1)①多用电表使用前需要先进行机械调零,调节指针定位螺丝,即旋动部件S,使指针对准电流的“0”刻线;
③功能选择开关打至欧姆挡后,需要再进行欧姆调零,调节欧姆调零旋钮,即将插入“+”、“﹣”插孔的表笔短接,旋动部件T,使指针对准电阻的0刻线;
④测电阻时,指针偏转角度过小,表明待测电阻阻值较大,为了减小读数误差,需要使指针指在中央刻线附近,即需换大倍率挡,应先将选择开关K旋转到电阻挡“×1k”的位置;更换倍率后,需要重新进行欧姆调零,即将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,对电表进行校准。最后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,进行测量。可知,合理正确的操作顺序为ADC。
(2)①电路中电源为一节干电池,电动势大约1.5V左右,检测故障时电路没有和电源断开,故选用“直流2.5V”挡;
②根据“红进黑出”规律,电流应从多用电表红表笔流进,从黑表笔流出,故黑表笔接电势低的 B点;
③红表笔接E、C,电表示数都接近电动势,表明电键与电源连接完好,电路故障为灯泡断路。
故答案为:(1)①S;③T,0刻线;④ADC;(2)①直流2.5V;②黑,③灯泡;断路。
6.(2026•顺义区模拟)多用电表欧姆挡可以测量电阻,检查电路故障,该挡位是在电流表的基础上改装而成的。
(1)测量电阻时,选择×10的挡位,欧姆调零后将待测电阻接红黑表笔之间指针位置如图所示,则待测电阻的阻值为 190 Ω。
(2)某同学按如图所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B两灯泡都不亮,断开开关S后,该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障,检查结果如表所示。由此判断电路故障的可能原因是 B (选填选项前的字母)。
检测点
检测点a、d
a、c
a、b
欧姆表示数
无穷
无穷
10Ω
A.滑动变阻器断路
B.A灯断路
C.B灯断路
(3)多用电表欧姆挡是在电流表的基础上改装而成的,其简化电路如图1所示,电源的电动势E=1.5V,内阻为r,电流表的电阻为Rg,可调电阻为R,电流表满偏电流Ig=5mA。电流表的表盘刻度如图2所示,表盘正中央处对应的阻值应为 300 Ω。若多用电表内部电池的电动势减小了,但仍可进行欧姆调零,电阻的测量值“偏大”“偏小”还是“不变”?并说明原因: 若电池电动势E减小为E′,仍进行欧姆调零,则新的内阻,减小,测量电阻Rx时,实际电流,变小,则测量值偏大。 。
【答案】(1)190;(2)B;(3)300,若电池电动势E减小为E′,仍进行欧姆调零,则新的内阻,减小,测量电阻Rx 时,实际电流,变小,则测量值偏大。
【分析】(1)欧姆表的读数为指针所指示数乘以倍率;
(2)根据检测点间的电阻无穷大说明存在断路判断;
(3)根据闭合电路欧姆定律计算;根据闭合电路欧姆定律分析判断。
【解答】解:(1)欧姆挡倍率为×10,则待测电阻阻值R=19×10Ω=190Ω
(2)A.若滑动变阻器断路,则检测 a,b 两点间电阻应为无穷大,故A错误。
B.若A灯断路,则检测 a,b 两点间电阻为滑动变阻器阻值,检测 a,c 两点和a,d两点间电阻因 A 灯断路而为无穷大,故B正确。
C.若 B 灯断路,则检测 a,c 两点间电阻应为有限值,故C错误。
故选:B。
(3)欧姆表进行欧姆调零时,外电路电阻为零,电流满偏,有,其中 R内为欧姆表总内阻。代入数据得
当指针指在表盘正中央时,电流为 ,根据闭合电路欧姆定律
解得Rx=R内=300Ω
若电池电动势E减小为E′,仍进行欧姆调零,则新的内阻,减小,测量电阻Rx 时,实际电流
变小,则测量值偏大。
故答案为:(1)190;(2)B;(3)300,若电池电动势E减小为E′,仍进行欧姆调零,则新的内阻,减小,测量电阻Rx 时,实际电流,变小,则测量值偏大。
7.(2026•云南模拟)多用电表简化电路图如图甲所示,选择开关S分别与1~5连接点连接构成多用电表的不同挡位,多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。电源电动势E=1.5V,电阻挡倍率为“×10”。
(1)用多用电表的电阻挡测量导体的电阻时,下列说法正确的是 AD 。
A.测量时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,则测量值偏小
B.若红、黑表笔接反了,测量值将偏大
C.若指针偏转角度很小,则应换倍率较小的挡再进行测量
D.测量结束后,要将选择开关置于OFF位置
(2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,闭合开关S后,他用多用电表测得各点间的电压Uab=Ubc=Uac=0、Uef=6V。已知只有一处故障,为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡,分别将红黑表笔接c、e端时,指针位置如图丙所示,则测量值为 180 Ω;他将红黑表笔接e、f端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为 电阻R断路 。
(3)当选择开关与2连接时是多用电表较小电流挡,其量程为 0.01 A;当选择开关与5连接时是较大电压挡,其量程为25V,若虚线框内电阻为100Ω,则R3+R4= 2400 Ω。
【答案】 (1)AD; (2)180;电阻R断路; (3)0.01;2400。
【分析】(1)根据欧姆表的工作原理以及使用要求分析判断;
(2)根据欧姆表的读数规则读出测量值,结合电路故障的分析求此电路故障;
(3)根据欧姆定律求出当选择开关与2连接时多用电表较小电流挡量程;结合串联的电路规律求R3+R4。
【解答】解:(1)在使用欧姆表测量电阻阻值时,若红黑表笔接反了,测量值不变;用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,相当人体与电阻并联,则测量值偏小;用多用电表的欧姆挡测电阻时,若指针偏转角度很小,说明倍率选择过低,则应换倍率较大的挡再进行测量;测量结束后,要将选择开关置于OFF位置,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
(2)将选择开关置于电阻挡,分别将红黑表笔接c、e端时,由图可知读数为180Ω;再测e、f时表针几乎不动,说明从e到f已开路。结合电路图可判定是电阻R断路。
(3)开关接2时对应电流表量程
R内=15×10Ω=150Ω
所以
Im=0.01A;
开关接5时
R=100Ω
所以
R3+R4=2400Ω
故答案为: (1)AD; (2)180;电阻R断路; (3)0.01;2400。
8.(2025秋•沙坪坝区校级期末)艾依钟同学在实验室做电学实验时,设计了如图甲所示的电路。已知电源的电动势约为12V,开关闭合后灯泡不发光,于是该同学拿来一只多用电表进行电路故障的分析,其操作如下:
(1)将多用电表的选择开关指到直流50V的挡位,红、黑表笔分别插入相应的插孔;
(2)将 黑 (选填“红”或“黑”)表笔接在电路中的d点,另一表笔接在电路中的a点,开关闭合与断开的状态下,多用电表的指针均发生偏转,且指针指示的位置如图乙所示,其读数为 11.0 V,表明电源没有问题;
(3)将两表笔分别正确接在电路中的c、d两点,开关断开时,多用电表的指针不偏转;开关闭合时,多用电表的指针指示的位置仍为图乙所示,则表明电学元件 L (选填“S”、“R”或“L”)断路。
【答案】(2)黑,11.0;(3)L。
【分析】(2)根据电表电流的“红进黑出”确定红、黑表笔所接位置,根据电压表的读数方法可读出;
(3)根据部分电路的欧姆定律确定。
【解答】解:(2)根据电表电流的“红进黑出”多用电表测电压时,红表笔接电源正极或者高电位,黑表笔接电源负极或者低电位,故将黑表笔接在电路中的d点,50V的挡位电压表最小分度为1V,故要估读到其下一位,故读数为11.0V;
(3)开关闭合时,灯泡两端有11.0V的电压,但其不发光,由部分电路的欧姆定律得,说明其电阻无穷大或者断路,故断路的L。
故答案为:(2)黑,11.0;(3)L。
9.(2025•东城区校级开学)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 AB 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6V,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图2所示的位置,则该电阻为 18 Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针 几乎不偏转 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为 R断路 。
(3)之后该同学尝试用内阻Rm=20Ω,满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。下列说法正确的是( C )
A.该电源电动势为1.5V
B.该电源电动势为9.0V
C.刻度2.5mA处标注600Ω
D.刻度4mA处标注200Ω
【答案】(1)AB;(2)18,几乎不偏转,R断路;(3)C。
【分析】(1)根据红入黑出的特点分析判断;根据应将待测电阻与电源断开测量阻值判断;根据红黑表笔与内部电源连接情况判断;
(2)欧姆表的读数为指针所指示数乘以倍率;根据ce间电阻不为零分析判断;
(3)根据闭合电路欧姆定律结合题意计算;根据闭合电路欧姆定律结合题中电流和电阻值对应关系判断。
【解答】解:(1)A.根据多用电表的使用方法,测电压时,红表笔应接电势较高的点,故A正确;
B.测电流时,电流从红表笔进入,且串联在电路中,故B正确;
C.测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;
D.测二极管的反向电阻时,红表笔应接二极管正极,黑表笔应接二极管负极,故D错误。
故选:AB。
(2)根据图2可知该电阻为18×1Ω=18Ω
因为ce间电阻为18Ω,可知R0没有短路,因此是R断路,多用电表几乎不偏转。
(3)AB.根据题意可知电动势E=Ig(Rm+r+R)
将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针为3mA,根据闭合电路欧姆定律有
联立解得R+r=580Ω,E=3.0V,故AB错误;
C.当电流刻度为2.5mA时,则有
联立解得R1=600Ω,故C正确;
D.当电流刻度为4mA时,则有
联立解得R2=150Ω,故D错误。
故选:C。
故答案为:(1)AB;(2)18,几乎不偏转,R断路;(3)C。
10.(2025秋•西城区校级月考)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 AB 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压,得到Uab=Ubc=Uce=0、Uef=6V,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图2所示的位置。则该电阻为 18 Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针 几乎不偏转 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”)。
(3)之后该同学用毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。已知毫安表的满偏电流Ig=5mA,将两表笔短接,调节滑动变阻器使毫安表指针满偏,此后将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。则刻度2.5mA处应标注 600 Ω。
【答案】(1)AB;(2)18;几乎不偏转;(3)600。
【分析】(1)根据多用表的正确操作分析作答;
(2)用多用表电压挡检测电路故障,若电压表示数为零,则电压表之外的电路出现断路故障,若电压表有示数,则电压表之外的电路没有断路,根据实验现象分析作答;
根据欧姆表测电阻的读数规则读数;
(3)根据闭合电路欧姆定律求解作答。
【解答】解:(1)A.多用表外部电流从红表笔流入,黑表笔流出,测灯泡两端电压时,多用表与灯泡并联,图甲连接方式红、黑表笔接法正确,故A正确;
B.多用表外部电流从红表笔流入,黑表笔流出,测量通过灯泡的电流时,多用表与灯泡串联,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,要将待测电阻与电路断开,因此图丙连接方式错误,故C错误;
D.欧姆表的内部电流从黑表笔流出,测二极管的反向电阻时,黑表笔与二极管负极相连,因此图丁连接方式错误,故D错误。
故选:AB。
(2)如图1所示的实验电路不能正常工作,用多用电表测量各点间的电压,得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6V,说明ef之间出现断路,因此将红黑表笔接ef端时,指针几乎不偏转;
将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接ce端时,则该电阻为18×1Ω=18Ω;
(3)电流表指针满偏时,根据闭合电路欧姆定律E=IgR内
图乙中,欧姆表红、黑表笔的接入电阻R1=400Ω,电流表的示数为I1=3mA;
根据闭合电路欧姆定律E=I1(R内+R1)
电流表的示数I2=2.5mA时,欧姆表红、黑表笔的接入电阻为R2;
根据闭合电路欧姆定律E=I2(R内+R2)
代入数据联立解得R2=600Ω
因此在刻度2.5mA处应标注600Ω。
故答案为:(1)AB;(2)18;几乎不偏转;(3)600。
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专题11 实验:练习使用多用电表
【基础回顾】
一、实验目的
1.掌握多用电表的使用方法。
2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。
3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理
1.电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)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。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I= 。
(3)电阻表内阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在满偏电流Ig处,电阻表内阻RΩ=Rg+r+R=。
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
①一般方法:待测电阻为Rx,I=,此时Rx=-RΩ=-。
②三个特殊位置
a.当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ 0”。(图甲)
b.当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ∞”。(图乙)
c.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。
(5)系统误差分析:电阻表内电池用久了以后,电动势E会减小,内阻会增大。由I==可知,随着E减小,I减小,故Rx的测量值偏大。
2.多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
②多用电表面板上还有:电阻表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔( 红表笔插入“+”插孔, 黑 表笔插入“-”插孔)。
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示,当选择开关掷到1、2时为电流表,掷到3、4时为电阻表,掷到5、6时为电压表。
(3)换档原理:根据中值电阻=内阻=。不同倍率中值电阻之比就是倍率之比。
一方面:可以通过改变电源电动势E的大小:量程之比等于两个电动势之比。
另一方面:电动势不变,只能改变,只能通过改表进行。给电流表并联上一个电阻,使变大,但中值电阻却变小,倍率变小,所以并联的电阻越小,倍率越小,不并联的倍率是最大的。也就是说电流表的量程和倍率成反比。也可以说电表总内阻越小,倍率越小。
三、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、小螺丝刀。
四、实验步骤
1.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。
2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
3.测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡 ,测小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于 直流电流挡 ,测量通过小灯泡的电流。
4.用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
(2)欧姆调零: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。
(3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。
(4)读数:指针示数乘以倍率。
(5)使用完毕:选择开关置于OFF档或交流电压最高档,长期不用应取出电池。
5.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)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡,欧姆调零之后将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)。
②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡,欧姆调零之后将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)。
五、数据处理
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等,或5、0.5、0.05、0.005等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可,并按二分之一或五分之一估读,即把最小刻度分成二等份或五等份,观察判断指针靠近哪一个等分线,进而估读到该等分线对应的数值。
►考点01 实验
多用电表使用时的注意事项
1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2.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指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
3.电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
5.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7.使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或 “OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。
【例题精讲】
1.(2026•甘肃二模)某实验小组设计了一个“×1”和“×10”倍率的双挡位欧姆表,内部结构如图所示。其中,G为表头,S为单刀双掷开关,R为调零电阻,R1、R2为定值电阻,表头G的满偏电流为Ig=1mA,内阻为Rg,电源电动势E=1.5V,内阻为r。组装过程中,先将表头G改装为10mA和100mA两个不同量程的电流表并重新标度;再将改装后的电流表与电源、调零电阻等串联改装为欧姆表,并将表盘上的电流刻度再次标度为电阻刻度。改装后的欧姆表,每次换挡都要进行欧姆调零(将两表笔短接,调节调零电阻,使表盘指针满偏)。请回答下列问题:
(1)改装后,欧姆表的两只表笔中, (选填“a”或“b”)表笔是红表笔;
(2)将表头改装为10mA量程电流表时,单刀双掷开关S应与触点 (选填“1”或“2”)接通;
(3)改装后,用欧姆表“×1”倍率挡测电阻时,其内阻为 Ω。
2.(2026•乐山模拟)某同学打算利用一个已无法欧姆调零的欧姆表制作简易土壤湿度计,拆开该欧姆表后发现其内部结构如图1所示,电流表A(量程200μA,内阻未知),电源E(电动势4.5V,内阻可忽略),发现变阻器R0阻值保持20kΩ不变。
(1)想要先测量电流表A的精确电阻,实验室提供器材如下:
①待测电流表A(0~200μA,内阻约500Ω);
②电流表G(0~400μA,内阻约300Ω);
③定值电阻R1,阻值为500Ω;
④定值电阻R2,阻值为10Ω;
⑤滑动变阻器R3,最大阻值为1000Ω;
⑥滑动变阻器R4,最大阻值为20Ω;
⑦保护电阻R;
⑧干电池E′(电动势为1.5V,内阻较小);
⑨开关S及导线若干。
实验要求可以多测几组数据,并方便操作,请你选择恰当的实验仪器,将图2方框内的电路图补充完整。定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 (在空格内填写序号)。若电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则测出电流表A内阻表达式为 (用题目所给字母符号表示)。
(2)测得电流表A内阻的准确值为500Ω后,将欧姆表两表笔以合适的间距和深度插入待测土壤,如图3所示,测得不同湿度下电极间的电阻数据如下表:
土壤干湿状态
浸水
偏湿
湿度适中
偏干
干燥
R/kΩ
<5
5~15
15~50
50~200
>200
(3)在欧姆表表盘上对应位置划分出“浸水”、“偏湿”、“湿度适中”、“偏干”、“干燥”。
(4)与土壤“浸水”对应的电流表A示数范围为 μA~200μA(保留三位有效数字)。
3.(2026•厦门模拟)小萌同学练习使用多用电表测量电学量。
(1)利用多用电表“直流100mA挡”测量电流时,指针偏转情况如图甲中Ⅰ所示,则读数为 mA。
(2)利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时,下列说法正确的是 。
A.若测量时指针偏转过大,则需改用更大的倍率
B.测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势
C.改变欧姆表的倍率后,必须重新进行机械调零
(3)在利用多用电表“欧姆挡”测电阻时,小萌同学发现欧姆表的表盘数字模糊不清,她选择欧姆挡“×100”挡,正确进行欧姆调零后将阻值为8000Ω的定值电阻接入红、黑表笔之间,指针偏转情况如图甲中Ⅱ所示,已知欧姆挡的原理电路图如图乙所示,则欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为 。
(4)如图丙所示,选择多用电表欧姆挡“×1”挡,将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连,能观察到指针 。
A.向右偏转到较大角度后偏角逐渐减小
B.向右偏转到一定角度后保持稳定
4.(2026•上饶二模)某兴趣小组在练习使用多用电表的实验过程中,进行了以下实验。
(1)某同学先是设计了一个只有一种倍率挡位的欧姆表,内部电路为图(a),已知电源电动势E=1.5V、内阻r=5Ω,灵敏电流计满偏电流Ig=100μA,内阻rg=10Ω,表盘如图(b),欧姆表表盘中值刻度为“15”。将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后欧姆表的内阻为 Ω,将定值电阻Rx接入红、黑表笔间,发现指针的偏转角度如图(b)所示。
(2)该同学重新改装了该欧姆表的内部结构,制作了一个有三种倍率挡位(“×1”、“×10”、“×100”)的欧姆表,如图(c),重新测量定值电阻Rx的阻值,需要调到更合适的倍率挡位,应将开关K与 (选填“1”、“2”或“3”)接通。
(3)欧姆表的电源电动势原为1.5V,使用较长时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表欧姆调零后测得某电阻的阻值为2000Ω,则该电阻的真实值为 Ω。
(4)该同学继续选择用欧姆挡,并将两表笔直接接到原本不带电的电容器两极,则观察到表盘指针的偏转情况是 。
5.(2026•成都校级三模)(1)某同学利用欧姆表“×100”挡粗测某一待测元件的电阻,示数如图甲所示,对应的读数是 Ω。
(2)该同学测完电阻后对欧姆表原理产生浓厚的兴趣,想利用图乙所示的电路组装一只多倍率(“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”)的欧姆表,实验室提供以下器材:
A.毫安表(量程0~0.1mA,内阻为99Ω);
B.直流电源E1(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源E2(电动势为15V,内阻为6Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ);
E.滑动变阻器(最大阻值为1kΩ);
F.滑动变阻器(最大阻值为20kΩ);
G.单刀双掷开关两个、导线若干。
①开关S接b对应电流表量程为0~1mA,开关S接c对应电流表量程为0~100mA;开关K接 (填“1”或“2”)且开关S接 (填“b”或“c”)时,欧姆表的倍率为“×100”。
②若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为230Ω的电阻,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为 Ω。
③如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
6.(2026•淄博二模)某欧姆表的内部示意图如图甲所示,该表有“×10”“×100”两个挡位。现用该表测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx。
(1)图甲b为 (选填“红”或“黑”)表笔;
(2)欧姆表选择“×10”挡位,选择开关c应与 (选填“d”或“e”)相连;
(3)测量Rx时,先将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在 (选填“电流”或“电阻”)零刻度线;
(4)保持欧姆表选择“×10”挡,测量Rx时指针位置如图乙所示,欧姆表读数为 Ω。
7.(2026•南京模拟)2B铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成,某小组通过实验测量一段笔芯的电阻。
(1)该小组先用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻,指针偏转如图1虚线所示,更换倍率后再次测量的指针偏转如图1实线所示,规范操作是 ;
A.换用“×1”挡倍率
B.换用×100”挡倍率
C.换倍率后旋转a旋钮进行欧姆调零
D.换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零
(2)为更准确的测量铅笔芯的电阻Rx,该小组又找来一些实验器材:
A.恒流源(电流I0恒定,数值未知)
B.电流表:量程0~0.6A
C.电阻箱:量程0~99999Ω,最小分度值为0.1Ω
D.开关,导线(带鳄鱼夹)
(3)该小组设计了如图2所示的电路进行实验,记录了实验数据,并描绘图像,部分数据点已在图3中描出,还有一个数据点未描出,请在图中描出该点后作出图线。
R
5
10
15
20
25
30
0.200
0.100
0.067
0.050
0.040
0.033
I
0.10
0.15
0.20
0.21
0.22
0.24
10.00
6.67
5.00
4.76
4.55
4.17
(4)请写出的关系式 (用I0、I、Rx、R表示);根据图中的数据可以求出笔芯电阻的测量值Rx= Ω(保留三位有效数字)。
(5)该小组讨论认为利用以上数据还可以求出恒流源电流I0的值。由于电流表有内阻,I0的测量值可能 (大于、等于或小于)真实值,你的依据 。
8.(2026•渝北区校级模拟)色环电阻是一种可以通过电阻表面的色环颜色来识别阻值的电阻元件。小强在做实验时,发现一个色环电阻的外漆脱落如图甲所示,于是用多用电表测量该电阻Rx。
(1)小强发现选择开关旋转在某挡位时,指针偏角过大,则他接下来正确的操作是 。
A.只需把选择开关旋转到倍率更低的挡位
B.只需把选择开关旋转到倍率更高的挡位
C.把选择开关旋转到倍率更低的挡位,并进行欧姆调零
D.把选择开关旋转到倍率更高的挡位,并进行欧姆调零
(2)小强正确操作后,多用电表的挡位及指针位置如图乙所示。他随后查阅资料得知,四环电阻的第一环以及第二环分别表示电阻阻值的第一位和第二位有效值,第三环表示倍率,也就是第二位有效值后面零的个数,第四环表示阻值的误差,不同颜色代表的数字如图丙所示。由此推测第一色环的颜色为 色。
(3)小林认为用多用电表测量电阻误差较大,采用伏安法测量。小林用实验室提供的电源、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电流表(内阻RA约为100Ω)、电压表(内阻Rv约为12000Ω)等器材。小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U﹣I图上,如图丁所示。请你选择一组合理的数据点,求出该色环电阻的电阻为 Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)若小林进一步用此色环电阻与另一内阻已知的电压表串联改装为大量程电压表,则会由于(3)中的测量方案引起系统误差。请问是否可以再加入(3)中所提供的某器材,消除此系统误差? (选填“是”或者“否”)。如果可行,请选出(3)中的器材并说明原因;如果不行,请说明原因 。
9.(2026•沈河区校级三模)如图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(电动势E=1.5V,内阻为0.5Ω);R1、R2、R4、R5是定值电阻,R3是可变电阻;表头G的满偏电流为200μA,内阻为200Ω。单刀双掷开关接1和2时,为直流电流1mA挡或10mA挡,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。
(1)图中的A端与 (填“红”或“黑”)表笔相连接;
(2)如图所示,换挡开关接3,单刀双掷开关接1,当用此挡位测量某电阻阻值时,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为 Ω。如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
10.(2026春•浙江期中)(1)小夏同学分别用数字电压表和指针式直流电压表测量一节干电池正负极之间的电压,其测量值均接近1.50v。如图1所示,用这两只电表测量一个自制的土豆电池,数字电压表的示数为0.911V,指针式电压表的示数为 ;土豆电池的电动势更接近 。
A.指针式电压表的示数
B.数字电压表的示数
C.两只电表示数的平均值
(2)小李同学在练习使用指针式多用电表时,意外地发现一个“奇怪”的现象。他用指针式多用电表的欧姆挡的“1k”挡去测量一只直流电压表的电阻,结果发现两个电表的指针都发生了正向偏转,此时电压表的示数为2.60V,欧姆表的示数如图2所示,被测电压表的内阻约 Ω。小李同学肯定把多用电表的红表笔与电压表的 (正极或负极)相连,欧姆表1K档内部连接的电源的电动势约为 V。
(3)小胡同学在使用指针式多用电表欧姆挡时,把转换开关旋转至1K档,把电表的两只表笔分别与一只电容器的两极相连,发现电表的指针迅速向右发生大角度偏转,然后缓慢回转至表盘的“∞”处,通过分析小胡认为自己的操作损坏了电容器,他的分析 (选填正确、不正确)。
►考点02 黑箱故障检测
1.断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
(2)用直流电流挡
将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
(3)用电阻挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值说明元件完好,若电阻无穷大说明此元件断路。
2.短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路。
【例题精讲】
1.(2026•广陵区模拟)小明同学在实验中发现,电压表(图a)的某一量程使用时指针无偏转。他为了维修此电压表,打开电压表后盖,其内部电路结构如图b所示,并进行以下操作:
(1)用多用电表欧姆挡测量电压表两个量程的内阻。将多用电表调至“×100”挡并欧姆调零,为了保证电压表指针正偏,需将多用电表的 (“红”或“黑”)表笔与电压表的“3V”接线柱接触,另一支表笔与“﹣”接线柱接触。多用电表指针偏转如图c所示,其读数为 Ω;在测量“15V”量程内阻的过程中,发现多用电表指针不偏转。请判断图b中 (填图b中①或②)处电阻损坏;
(2)小明同学为了更准确地测量“3V”量程的内阻,从实验室找到以下实验器材:
A.6V学生直流电源
B.滑动变阻器(20Ω,0.2A)
C.滑动变阻器(10Ω,1A)
D.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
E.导线及开关若干
设计了如图d所示的电路测量电压表内阻,应选择 (填“B”或者“C”)滑动变阻器,实验步骤:
①将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于3.00V;
②保持R1的滑片不动,调节R2,当电压表读数等于1.50V时记录下R2的阻值为4100.0Ω。则根据电压表内部结构(如图b),需替换损坏电阻的阻值为 Ω。
(3)用维修好的电压表再次测某用电器两端电压,电压表示数为10.0V,则电压真实值应该 (填“大于”、“小于”或“等于”)10.0V,请说明理由 。
2.(2026•温州模拟)李辉用多用电表的电阻挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。
(1)测量时,李辉采用“×10”电阻挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转角度过大,此时他应选 (选填“×1”或“×100”)挡,重新电阻调零后测量,指针位置如图1所示,该线圈电阻阻值为 Ω。
(2)如图2所示,刘伟未注意操作规范,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量结束后,正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟觉得有电击感。请简要说明原因? 。选用的被测线圈匝数越多,电击感越 (填“强”或“弱”)。
(3)实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到 位置。
3.(2025秋•杭州月考)某实验小组使用如图甲所示的多用电表进行了一系列实验。使用前,该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处。
(1)将电表的选择开关旋至“×10”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的 (选填“a”或“b”),让指针指在表盘右侧“0Ω”处。接着,用该表测量一个电阻的阻值,测量时指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为 Ω。随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,为了较准确地进行测量,接下来的合理操作步骤是 (请选择并按合理顺序填写序号)。
①将选择开关旋至“×1”挡
②将选择开关旋至“×100”挡
③将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数
④将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时,将选择开关旋至2.5V直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,则故障原因可能是 。
A.开关接触不良
B.灯泡被短路
C.灯泡和底座接触不良
(3)为了测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“×1”挡的内电阻为r=15Ω,再将待测毫安表、电阻箱和“×1”挡的多用电表串联在一起,通过调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表、电阻箱的示数I和R,并作出相应的R关系图线,如图丁所示。根据图像,可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势为E= V,待测毫安表的内阻为RmA= Ω。(结果均保留2位有效数字)
4.(2025•宜昌开学)某学习小组发现图(a)电路灯泡不亮,用如图(b)所示的多用电表检测电路故障。
(1)旋动部件 (选填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线;
(2)将K旋转到多用电表直流电压2.5V挡;
(3)将多用电表 (选填“红”或“黑”)表笔接F点,用另一表笔分别探测电路的C、E点;
(4)若电表示数几乎不变,都接近电源电动势,则表明 (选填“开关”或“灯泡”)出现 (选填“短路”或“断路”)。
5.(2025春•湖北期末)某学习小组练习使用多用电表测量待测电阻和检测电路故障。
(1)小组同学用如图(a)所示的多用电表测量待测电阻。
①旋动部件 (选填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线;
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”或“T”),使指针对准电阻的 (填“0刻线”或“∞刻线”);
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“×1k”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
(2)小组同学发现图(b)电路灯泡不亮,用多用电表检测电路故障。
①图(b)电路开关闭合,小组同学将K旋转到多用电表 挡;
②将 表(选填“红”或“黑”)笔接B点,用另一表笔分别探测电路的E、C点;
③若电表示数几乎不变,都接近电源电动势,则表明 (选填“开关”或“灯泡”)出现 (选填“短路”或“断路”)。
6.(2026•顺义区模拟)多用电表欧姆挡可以测量电阻,检查电路故障,该挡位是在电流表的基础上改装而成的。
(1)测量电阻时,选择×10的挡位,欧姆调零后将待测电阻接红黑表笔之间指针位置如图所示,则待测电阻的阻值为 Ω。
(2)某同学按如图所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B两灯泡都不亮,断开开关S后,该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障,检查结果如表所示。由此判断电路故障的可能原因是 (选填选项前的字母)。
检测点
检测点a、d
a、c
a、b
欧姆表示数
无穷
无穷
10Ω
A.滑动变阻器断路
B.A灯断路
C.B灯断路
(3)多用电表欧姆挡是在电流表的基础上改装而成的,其简化电路如图1所示,电源的电动势E=1.5V,内阻为r,电流表的电阻为Rg,可调电阻为R,电流表满偏电流Ig=5mA。电流表的表盘刻度如图2所示,表盘正中央处对应的阻值应为 Ω。若多用电表内部电池的电动势减小了,但仍可进行欧姆调零,电阻的测量值“偏大”“偏小”还是“不变”?并说明原因: 。
7.(2026•云南模拟)多用电表简化电路图如图甲所示,选择开关S分别与1~5连接点连接构成多用电表的不同挡位,多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。电源电动势E=1.5V,电阻挡倍率为“×10”。
(1)用多用电表的电阻挡测量导体的电阻时,下列说法正确的是 。
A.测量时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,则测量值偏小
B.若红、黑表笔接反了,测量值将偏大
C.若指针偏转角度很小,则应换倍率较小的挡再进行测量
D.测量结束后,要将选择开关置于OFF位置
(2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,闭合开关S后,他用多用电表测得各点间的电压Uab=Ubc=Uac=0、Uef=6V。已知只有一处故障,为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡,分别将红黑表笔接c、e端时,指针位置如图丙所示,则测量值为 Ω;他将红黑表笔接e、f端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为 。
(3)当选择开关与2连接时是多用电表较小电流挡,其量程为 A;当选择开关与5连接时是较大电压挡,其量程为25V,若虚线框内电阻为100Ω,则R3+R4= Ω。
8.(2025秋•沙坪坝区校级期末)艾依钟同学在实验室做电学实验时,设计了如图甲所示的电路。已知电源的电动势约为12V,开关闭合后灯泡不发光,于是该同学拿来一只多用电表进行电路故障的分析,其操作如下:
(1)将多用电表的选择开关指到直流50V的挡位,红、黑表笔分别插入相应的插孔;
(2)将 (选填“红”或“黑”)表笔接在电路中的d点,另一表笔接在电路中的a点,开关闭合与断开的状态下,多用电表的指针均发生偏转,且指针指示的位置如图乙所示,其读数为 V,表明电源没有问题;
(3)将两表笔分别正确接在电路中的c、d两点,开关断开时,多用电表的指针不偏转;开关闭合时,多用电表的指针指示的位置仍为图乙所示,则表明电学元件 (选填“S”、“R”或“L”)断路。
9.(2025•东城区校级开学)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6V,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图2所示的位置,则该电阻为 Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为 。
(3)之后该同学尝试用内阻Rm=20Ω,满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。下列说法正确的是( )
A.该电源电动势为1.5V
B.该电源电动势为9.0V
C.刻度2.5mA处标注600Ω
D.刻度4mA处标注200Ω
10.(2025秋•西城区校级月考)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压,得到Uab=Ubc=Uce=0、Uef=6V,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图2所示的位置。则该电阻为 Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”)。
(3)之后该同学用毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。已知毫安表的满偏电流Ig=5mA,将两表笔短接,调节滑动变阻器使毫安表指针满偏,此后将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。则刻度2.5mA处应标注 Ω。
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