专题47 实验：练习使用多用电表 讲义-2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习资料聚焦“练习使用多用电表”实验专题，涵盖多用电表原理（闭合电路欧姆定律、内阻与中值电阻）、测量操作（电压、电流、电阻）及黑箱探测（元件判断、故障检测）等高考核心考点，按“基础原理-实验步骤-综合应用”逻辑架构知识，通过基础回顾梳理考点、题型精讲指导方法、例题训练强化应用，帮助学生系统突破实验难点。 资料采用分层例题设计与情境化探究策略，如在多用电表内阻测量中结合图像法分析数据，培养学生科学思维与模型建构能力，黑箱检测通过表格数据推理元件种类，提升科学探究与问题解决能力。设置基础到综合的例题梯度，配合即时方法总结，确保学生高效掌握实验要点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

专题47 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)换挡原理：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的，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档或交流电压最高挡　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。 题型一 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．某实验小组使用多用电表进行实验。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）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω的电阻Rx。 ①以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，把你认为正确的步骤选出来，并将其按合理的顺序填写在横线上 　 　 （填步骤前的字母）。 A.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k挡位 B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 C.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100挡位 D.将两表笔短接，调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔 E.旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔 ②根据图甲所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为 　 　 Ω。 ③下列关于使用多用电表欧姆挡测量电阻的说法中正确的是 　 　 。（多选） A.测阻值不同的电阻时必须重新进行欧姆调零 B.电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出 C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开 D.若指针偏转角过小，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 （2）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，并作出相应的关系图线，如图乙所示。根据图像，可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势E＝ 　 　 V，待测毫安表的内阻RmA＝ 　 　 Ω。（结果均保留两位有效数字） 2．某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 （1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节　 　 （填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 （2）将选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻Rx的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至　 　 （填“×1”或“×100”）倍率，然后欧姆调零，再测量Rx，指针指在图1中的实线位置，则Rx＝　 　 Ω。 （3）图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，R1和R2为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是　 　 （填“×1”或“×10”）倍率。 （4）若图2中电源电动势E＝1.5V，表头满偏电流Ig＝1.0mA，内阻Rg＝90.0Ω，欧姆表的中值刻度是15.0，则R2＝　 　 Ω（结果保留2位有效数字）。 3．如图甲所示，是某同学设计的多用电表的内部电路。虚线框中S为一单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中电流表G（表头）的满偏电流Ig为100mA，内阻Rg＝30Ω。 （1）S接通触点1时，多用电表是量程为0～0.6A的电流表，则R1＝　 　 Ω。（保留一位有效数字） （2）若要测量一阻值约为20Ω的电阻，图中S应接通　 　 （填“触点2”或“触点3”），正确操作后多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为　 　 Ω。 （3）该同学为测量图甲中电源的电动势，把S接通触点2后，在两表笔间串联接入一电阻箱（最大阻值为99.0Ω）。改变电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的读数Rx和对应多用电表的电流读数I，画出图像如图丙所示。若已知图线的斜率为k，则测得电源电动势E＝　 　 （用题中物理量符号表示）。 4．某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程为0～0.1A）、电压表V（量程为0～3V）、滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）、定值电阻R1＝20Ω、定值电阻R2＝60Ω、多用电表、开关和导线若干。 （1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的　 　 （选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“×1挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图所示，则电流表内阻为RA＝　 　 Ω（结果保留到小数点后一位）。 （2）该同学利用题中部分实验器材设计了另外一种测量方案。 ①为了保证更精确的测量结果，如图最合理的是　 　 。 ②电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻RA＝　 　 。（用题中所给物理量字母符号表示） ③上述方案中，不考虑两电表读数误差带来的影响，电流表内阻的测量值与真实值相比　 　 （选填“偏大”，“偏小”，“相等”）。 5．某同学利用实验室久置的器材设计了一个具有两种挡位（“×1”挡和“×10”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E的标称值为3V，内阻r＝7Ω），电流表G（表头）的满偏电流Ig＝20mA，内阻为45Ω，定值电阻R0＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 （1）测量前，要进行欧姆调零，将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向　 　 （填“0”或“∞”）刻度位置，理论上接入滑动变阻器的阻值为　 　 Ω； （2）制作时老师提醒该同学电池组已使用较长时间，电动势变小，内阻增大，所以该同学用该欧姆表对阻值为150Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的　 　 （填“×1”或“×10”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针会指向图乙中的　 　 （填“15左侧”、“15”或“15右侧”）位置； （3）该同学为了测出电源电动势，先将电阻箱以最大阻值（9999Ω）接在两表笔间，接着闭合S1，断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为237Ω时，指针指向“15”刻度位置；当电阻箱的阻值调为92Ω时，指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动势为　 　 V。（结果保留两位有效数字） 6．某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成倍率可调为“×10”或“×100”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）甲图中黑红表笔未画，接线柱A应需连接　 　 （填“黑表笔”或“红表笔”），请根据图甲中的电路原理图，连接图乙中的实物图。 （2）S接1时为“×10”的挡位，当S由接1变成接2进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P　 　 （填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则　 　 。 （3）更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“×100”倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻度k2，已知该表盘的中间刻度为k1，则该欧姆表内部电源的电动势E　 　 （用字母U、k1、k2表示）。 （4）若测量电阻前指针静止在电阻“∞”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值　 　 该电阻的真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 7．某同学设计具有“×1”、“×10”和“×100”三种倍率的简易欧姆表电路如图甲所示，图乙是电流表G的表盘刻度，已知：干电池电动势E＝1.5V，电流表G量程为100μA，定值电阻R1、R2、R3。 （1）图甲中表笔a为 　 　 表笔（填“红”或“黑”）； （2）在图乙中标记电阻刻度时，表盘上电流值为20μA处的电阻刻度应为 　 　 Ω； （3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，发现指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的阻值，下列操作正确的是 　 　 （填选项前字母）； A．换用“×100”挡，直接测量 B．换用“×100”挡，重新进行欧姆调零后测量 C．换用“×1”挡，重新进行机械调零后测量 D．换用“×1”挡，重新进行欧姆调零后测量 （4）当电键K与1接通时，欧姆表的倍率为 　 　 （填“×1”、“×10”或“×100”）； （5）在欧姆调零过程中，当电键K与3接通时通过电阻R1的电流是K与1接通时通过R1电流的 　 　 倍。 8．某同学设计了两种倍率的欧姆表，其内部电路如图甲所示，已知表头内阻Rg＝400Ω，电源电动势未知，内阻不可忽略，则： （1）开关S　 　 （选填“闭合”或者“断开”）时，倍率较大； （2）选择开关S断开时，进行欧姆调零后，A、B两表笔之间接不同的标准电阻Rx时，表头G的示数I与Rx的关系如图乙所示，电源的电动势E＝　 　 ； （3）再把开关S闭合，两表笔短接发现表头指针刚好半偏，R1＝　 　 ； （4）电源由于长时间使用，电动势略有减小，内阻略有增大，用该表测电阻时测量值会　 　 （选填偏小、偏大或不变）。 9．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 10．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　 　 。 题型二 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．某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势E＝1.5V，表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝360Ω。现用该表测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx。 （1）图甲a为　黑　 （选填“红”或“黑”）表笔，要测量Rx，选择开关c应与　d　 （选填“d”或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为　320　 Ω。 （2）若c与e相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝　40　 Ω。 （3）如图所示，实验中有一个黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D，某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。 ①用多用电表的　直流电压挡　 （选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）测量所有接线柱组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。 ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如表所示： 测量端口 红表笔接左 黑表笔接左 左 右 A B 0.7kΩ ∞ A C 2.2kΩ 2.2kΩ A D ∞ ∞ B C ∞ 2.9kΩ B D ∞ ∞ C D ∞ ∞ 根据实验推断黑箱子中的电路有可能是　BD　 。（填选项标号） 【答案】（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。 【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，因此图中a为黑表笔； 欧姆表的表盘中央刻度为“15”，测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx，为了较小测量误差，需要选择“×10”的挡位；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表为大量程；根据电流表的改装原理，选择开关c应与d相连，然后进行欧姆调零。 图乙中的读数为Rx＝32×10Ω＝320Ω （2）若c与e相连，为电阻“×100Ω”挡，此时欧姆表的内阻R内′＝15×100Ω＝1500Ω 干路中流过的电流最大值 根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg＝（I﹣Ig）（R1+R2） 解得 （3）①电池提供直流电压，要判断黑箱子内有无电池，用多用电表直流电压挡测量所有接线柱组合，无电压显示则无电池； ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，欧姆表黑表笔接二极管正极，二极管导通，电阻小，欧姆表黑表笔接二极管负极，二极管截止，电阻很大，但不是无穷大；欧姆表接电阻两端，电阻物变化，若欧姆表红黑表笔接在电容器两端，电阻无穷大； 根据实验表格数据分析可知A、B接线柱之间有二极管和电阻，A、C接线柱之间有电阻，B、D接线柱之间可能有电容器，也可能空，故AC错误，BD正确。 故选：BD。 故答案为：（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。 2．如图甲所示的指针式多用电表在中学物理实验中用途广泛，以下为实验小组利用多用电表设计的两种实验方案。 （1）利用多用电表探究黑箱内的电路 如图乙所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，已知黑箱内是由R1、R2和R3三个电阻构成的电路，且R1：R2：R3＝1：2：3。实验小组进行如下操作： ①将选择开关B旋转到“×10”挡，按正确的操作步骤测量其中两接线柱间的电阻，发现表盘指针偏角过小，此时应将选择开关B旋转到 　×100　 挡（选填“×1”或“×100”），　需要　 （选填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。 ②经过合理的操作，实验小组测得1、2接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3接线柱之间的电阻约为600Ω。请在图乙的虚线框中画出黑箱中电阻的连接方式。 （2）利用多用电表检测电路故障 为完成某项实验，实验小组设计了如图丙所示的实验电路，正确连接电路后，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，由此表明 　开关　 （选填“开关”“电阻”或“滑动变阻器”）一定没有断路。在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B旋转到 　直流电压　 （选填“欧姆”或“直流电压”）挡，然后将红表笔与 　a　 （选填“a”或“b”）接线柱接触，若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻 　无　 （选填“有”或“无”）断路。 【答案】（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。 【解答】解：（1）①将选择开关B旋转到“×10”挡，发现表盘指针偏角过小，则欧姆表指针对应示数过大，此时应将选择开关B旋转到“×100”的挡位；根据欧姆表的使用规则，每次换挡都需要重新进行欧姆调零。 ②实验小组测得1、2接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3接线柱之间的电阻约为600Ω，由此推断电阻R1＝900Ω，R2＝1800Ω，R3＝2700Ω； 黑盒子内部结构如图所示： （2）电压表与开关串联后并联在电源两端，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，说明电压表所在回路没有断路；移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，说明滑动变阻器或者电阻出现断路，由此表明开关一定没有断路； 在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B旋转到直流电压挡；将多用表的黑表笔与电源的负极相连，红表笔与滑动变阻器的a接线柱接触，若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻无断路。 故答案为：（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。 3．某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图 　见解析　 ，并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片P向 　上　 （选填“上”或“下”）移动； （2）将单刀双掷开关S与2接通后，先短接，再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接，表针指向表盘中央图丁中的a位置处，然后用另一电阻Rx代替R0，结果发现表针指在b位置，则Rx＝　　 Ω； （3）该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式（一种即可） 　见解析　 。 【答案】（1）见解析；上；（2）；（3）见解析。 【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此A接黑表笔，B接红表笔，根据电路图连接实物图如下： 将欧姆表的红黑表笔短接，欧姆调零时，电流表的指针应达到最大值；现电流表的指针未达到最大值，说明通过电流表的电流偏小； 设电流表与电阻R1和R2串联后的并联电阻为R并，由于电流表内阻和电阻R1、R2的电阻不变，电流的分配不变，为了增大通过电流表的电流，就应该增加干路电流； 根据闭合电路的欧姆定律，电路中的总电流 当滑动变阻器的电阻减小时，电路中的总电流就会增大，因此滑动变阻器的滑动片应向上滑动； （2）当红黑表笔短接时，根据闭合电路的欧姆定律 当两表笔之间解电阻R0时，电流表指针位于a位置，根据欧姆定律 当两表笔之间解电阻Rx时，电流表指针位于b位置，根据欧姆定律 代入数据联立解得待测电阻 （3）由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值，所以第一情况：1、2之间接一个5Ω电阻，2、3之间接两个5Ω电阻串联，电路图如图所示： 所以第二种情况：1、2之间接两个10Ω电阻并联，2、3之间接一个10Ω电阻，电路图如图所示： 故答案为：（1）见解析；上；（2）；（3）见解析。 4．学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律。实验室提供如下器材： A．黑盒 B．电流表A（0.6A，内阻的0.5Ω） C．电压表V1（3V，内阻约3kΩ） D．电压表V2（6V，内阻约6kΩ） E．滑动变阻器R（0～20Ω） F．开关，导线若干 （1）学习小组设计了如图甲所示的电路闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片，记录相应的电压表示数U和电流表示数I如下表，请根据表中数据在图乙中作出U﹣I图线。 U/V 1.95 1.73 1.52 1.30 1.10 0.88 I/A 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34 0.38 （2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势E0＝ 　2.95　 V（结果保留三位有效数字）。 （3）图甲中电压表应选用 　C　 （选填“C”或“D”）。 （4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻R1＝7.5Ω，R2＝7.5Ω，R3＝10.0Ω，电池E（电动势9.0V，内阻不计）。甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，电阻R4的阻值最接近 　C　 。 A．2.0Ω B．10.0Ω C．50.0Ω 【答案】（1） （2）2.95 （3）C （4）C。 【解答】解：（1）根据表中数据在图乙中作出U﹣I图线，如图： （2）由图甲，将黑盒视为一个电源，由闭合电路欧姆定律可得：E＝U+Ir 可得：U＝E﹣Ir 由U﹣I图线，可得黑盒的等效电动势：E0＝2.95V； （3）因黑盒的等效电动势为2.95V，电压表应选用C； （4）黑盒中电池电动势为9.0V，R1＝R2＝7.5Ω，所以R2两端电压： 设电池负极电势为零，则：φb＝4.5V 甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，则：φa＞φb 所以：Uab＝φa﹣φb＝2.95V 解得：φa＝7.45V 所以 则 解得：R4＝48.1Ω 故选C。 故答案为：（1） （2）2.95 （3）C （4）C。 5．用多用电表测量一个定值电阻的阻值，测量步骤如下： （1）请将测量步骤补充完整。 ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上； ②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置； ③将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准 　欧姆表零刻度线　 ； ④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，多用电表的指针位置如图甲所示，此时应选择 　×1　 （选填“×1”或“×100”）挡重新测量，选挡后 　需要　 （选填“需要”或“不需要”）进行欧姆调零，然后重新测量； ⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。 （2）黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内只有一个由三个阻值均为3Ω的定值电阻构成的电路。用多用电表测得1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电阻均为2Ω，请在图乙的虚线框中画出电阻的连接方式。 【答案】（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2） 【解答】解：（1）欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准欧姆表零刻度线；测量过程中，如果指针偏转角过大，说明电阻值较小，欧姆挡的倍率选择较大，故换倍率较小的挡位×1挡，进行欧姆调零，然后重新测量； （2）黑箱内的电路由3个阻值均为3Ω的定值电阻构成，用多用电表测得1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电阻均为2Ω，说明1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电路结构相同，可知黑箱内电阻的连接方式如图所示． 故答案为：（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2） 6．（1）如图1所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻值Rx测量的某些操作步骤如下： ①首先调节部件 　S　 （选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向电流0刻度处。 ②然后把选择开关旋到欧姆挡位置×10“挡位，测量时指针偏转如图2所示。以下是接下来的测量过程： a.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔 b.旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c.将选择开关旋到“×1”挡 d.将选择开关旋到“×100”挡 e.将选择开关旋到“×1k”挡 f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是 　dafb　 （选填步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图3所示位置，被测电阻的测量值为 　2200　 Ω。 （3）如图4，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为图5中 　A　 。 连接方式 红a黑b 红b黑a 红b黑c 红c黑b 红c黑b 红a黑c 阻值/Ω ∞ 80 300 300 380 ∞ 【答案】（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。 【解答】解：（1）使用多用电表时，应先调节多用电表“S”处的指针定位螺丝，使电表指针指向电流0刻度处。 图中显示指针偏转角度过小，表盘读数过大，应该换用稍高倍率“×100”的挡位。更换挡位后需要进行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将电表归位。则实验步骤中的正确顺序是dafb。 （2）被测电阻的阻值为 Rx＝22×100Ω＝2200Ω （3）由表格中的数据可知，红黑表笔在b、c点互换时，阻值不变，故b、c间应为定值电阻300Ω，红b黑a时阻值为80Ω，说明a、b间接二极管，二极管处于导通状态，a端接正极，b端接负极，结合多用表的内部结构可知，黑表笔与电源正极相接。故A正确，BCD错误。 故选：A。 故答案为：（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。 7．（1）某同学用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转；选用 　×1k　 挡（选填“×10”或“×1K”）重新测试，指针仍不偏转；更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 　负极　 （选填“正极”或“负极”）。 （2）某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（A）所示，则电流I＝　45.0　 mA； （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（B）所示，说明该二极管是 　非线性　 元件（选填“线性”或“非线性”）。 （4）该同学继续用多用电表测量黑箱内部结构，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。 【答案】（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4） 【解答】解：（1）指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用×1k挡继续实验；根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。 （2）多用电表量程为50mA，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为45.0mA。 （3）根据图像可知，I随U非线性变化，故说明该二极管是非线性元件。 （4）根据已知1、2间电阻为1.0Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如图所示 故答案为：（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4） 8．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管），为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如下表。 红表笔 A B B C A C 黑表笔 B A C B C A 阻值 有阻值 阻值同AB测量值 很大 很小 很大 略大于AB间电阻 （1）在虚线框中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图3，将e、f按照正确方式与A、B相连，并在A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出多组对应的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，电压表改接入A、C间，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　或　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　　 ，二极管正向电阻值为 　　 。 【答案】（1）电路结构图如图所示： （4）或，，。 【解答】解：（1）AB与BA间电阻相同，说明AB间是定值电阻，在测量BC之间电阻时，黑表笔接B时电阻很小，接C时电阻很大，说明BC之间有二极管，而且B接二极管的正极，则电路如图所示： （2）将e、f按照正确方式与A、B相连时，设电源电动势为E，定值电阻为R0，则 即 则 将e、f按照正确方式与A、C相连，此时AC之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压，设电源电动势为E，二极管正向电阻的电压为RD，定值电阻阻值为R0，则由题意得： 则 故电源电动势 电阻 二极管正向电阻 故答案为：（1）电路结构图如图所示： （4）或，，。 9．（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式 　如图所示　 。 A、B 红表笔接A黑表笔接B 红表笔接B黑表笔接A 开始很小，然后变为很大 B、C 红表笔接B黑表笔接C 红表笔接C黑表笔接B 逐渐由大变小，最终稳定在某一值 C、D 红表笔接C黑表笔接D 红表笔接D黑表笔接C 恒定值 （2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，R0为保护电阻，阻值R0＝5.0Ω，电流表A的内阻RA＝9.0Ω。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以I（R+R0）为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 ①由图2可知，甲同学绘制的是图线 　a　 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 　1.5　 V，内阻为 　1.0　 Ω。 ②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。 【答案】（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。 【解答】解：（1）接AB之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB之间为电容器； 接BC之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC之间为电感线圈； 接CD之间电阻为恒定值，可知CD之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图， （2）由闭合回路欧姆定律可得：E＝I（R+RA+R0+r） 甲图线对应的U、I关系式为：U＝E﹣I（RA+R0+r） 乙图线对应的U、I关系式为：U＝E﹣I（RA+r） 可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。 关系式结合图线可得：E＝1.5V， ，解得：r＝1Ω 由闭合回路欧姆定律可得：I 变形得： 可知与R呈线性关系，当R＝15Ω时， 当R＝0时： 故作图如下， 故答案为：（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。 10．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管）。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A，B，C连接，测量结果如下表： 红表笔 A C C B A B 黑表笔 C A B C B A 阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻 （1）在虚线框（图2）中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图，将e与 　B　 （填“A”或“B”）相连，f与 　A　 （填“A”或“B”），A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，闭合开关，改变电阻箱R1的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　或　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　或　 ，二极管正向电阻值为 　或　 。 【答案】（1）见解析；（2）B；A；（4）或；或；或。 【解答】解：（1）由表中数据可知，欧姆表的红黑表笔正接和反接，AC之间的阻值相同，说明A、C之间只接有电阻； 黑表笔接B、红表笔接C时，电阻很大，反接时电阻很小，说明B、C间只接有二极管，且C接二极管的正极； 黑表笔接B，红表笔接A时电阻很大，反接时电阻接近AC间的电阻，说明A、B间串联接有二极管和电阻，电路如图所示： （2）由图3可知，f与电源的正极相连，将电源、电阻箱、开关连接，为了使二极管导通，应将e与B相连，f与A连接； A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1应的电压表读数，记录为U1，电路图如图所示： （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，如图所示： （4）在步骤（2）中，折定值电阻为R′，二极管正向电阻为r 根据闭合电路欧姆定律 变形得 图像的纵截距 解得电动势 图像的斜率 解得 在步骤（3）中，根据闭合电路的欧姆定律 变形得 图像的纵截距 解得电动势 图像的斜率 解得定值电阻 联立 解得二极管正向电阻 由于， 因此两直线的纵截距a1＝a2 所以二极管的正向电阻。 故答案为：（1）见解析；（2）B；A；（4）或；或；或。 1 / 38 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题47 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“ 　”。(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 　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( 　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)换挡原理：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的，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 　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 　，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 　，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 　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 　极，右端为 　极。 特点：当给二极管加正向电压时电阻 　，当给二极管加反向电压时电阻 　。 (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 　极，红表笔接触二极管的 　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 　极，红表笔接触二极管的 　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。 题型一 实验 多用电表使用时的注意事项 1．表内电源正极接 　表笔，负极接 　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 　。 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 　或 　。长期不用，应把表内电池取出。 【例题精讲】 1．某实验小组使用多用电表进行实验。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）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω的电阻Rx。 ①以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，把你认为正确的步骤选出来，并将其按合理的顺序填写在横线上 　 　 （填步骤前的字母）。 A.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k挡位 B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 C.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100挡位 D.将两表笔短接，调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔 E.旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔 ②根据图甲所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为 　 　 Ω。 ③下列关于使用多用电表欧姆挡测量电阻的说法中正确的是 　 　 。（多选） A.测阻值不同的电阻时必须重新进行欧姆调零 B.电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出 C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开 D.若指针偏转角过小，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 （2）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，并作出相应的关系图线，如图乙所示。根据图像，可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势E＝ 　 　 V，待测毫安表的内阻RmA＝ 　 　 Ω。（结果均保留两位有效数字） 2．某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 （1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节　 　 （填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 （2）将选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻Rx的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至　 　 （填“×1”或“×100”）倍率，然后欧姆调零，再测量Rx，指针指在图1中的实线位置，则Rx＝　 　 Ω。 （3）图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，R1和R2为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是　 　 （填“×1”或“×10”）倍率。 （4）若图2中电源电动势E＝1.5V，表头满偏电流Ig＝1.0mA，内阻Rg＝90.0Ω，欧姆表的中值刻度是15.0，则R2＝　 　 Ω（结果保留2位有效数字）。 3．如图甲所示，是某同学设计的多用电表的内部电路。虚线框中S为一单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中电流表G（表头）的满偏电流Ig为100mA，内阻Rg＝30Ω。 （1）S接通触点1时，多用电表是量程为0～0.6A的电流表，则R1＝　 　 Ω。（保留一位有效数字） （2）若要测量一阻值约为20Ω的电阻，图中S应接通　 　 （填“触点2”或“触点3”），正确操作后多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为　 　 Ω。 （3）该同学为测量图甲中电源的电动势，把S接通触点2后，在两表笔间串联接入一电阻箱（最大阻值为99.0Ω）。改变电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的读数Rx和对应多用电表的电流读数I，画出图像如图丙所示。若已知图线的斜率为k，则测得电源电动势E＝　 　 （用题中物理量符号表示）。 4．某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程为0～0.1A）、电压表V（量程为0～3V）、滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）、定值电阻R1＝20Ω、定值电阻R2＝60Ω、多用电表、开关和导线若干。 （1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的　 　 （选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“×1挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图所示，则电流表内阻为RA＝　 　 Ω（结果保留到小数点后一位）。 （2）该同学利用题中部分实验器材设计了另外一种测量方案。 ①为了保证更精确的测量结果，如图最合理的是　 　 。 ②电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻RA＝　 　 。（用题中所给物理量字母符号表示） ③上述方案中，不考虑两电表读数误差带来的影响，电流表内阻的测量值与真实值相比　 　 （选填“偏大”，“偏小”，“相等”）。 5．某同学利用实验室久置的器材设计了一个具有两种挡位（“×1”挡和“×10”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E的标称值为3V，内阻r＝7Ω），电流表G（表头）的满偏电流Ig＝20mA，内阻为45Ω，定值电阻R0＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 （1）测量前，要进行欧姆调零，将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向　 　 （填“0”或“∞”）刻度位置，理论上接入滑动变阻器的阻值为　 　 Ω； （2）制作时老师提醒该同学电池组已使用较长时间，电动势变小，内阻增大，所以该同学用该欧姆表对阻值为150Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的　 　 （填“×1”或“×10”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针会指向图乙中的　 　 （填“15左侧”、“15”或“15右侧”）位置； （3）该同学为了测出电源电动势，先将电阻箱以最大阻值（9999Ω）接在两表笔间，接着闭合S1，断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为237Ω时，指针指向“15”刻度位置；当电阻箱的阻值调为92Ω时，指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动势为　 　 V。（结果保留两位有效数字） 6．某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成倍率可调为“×10”或“×100”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）甲图中黑红表笔未画，接线柱A应连接　 　 （填“黑表笔”或“红表笔”），请根据图甲中的电路原理图，连接图乙中的实物图。 （2）S接1时为“×10”的挡位，当S由接1变成接2进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P　 　 （填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则　 　 。 （3）更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“×100”倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻度k2，已知该表盘的中间刻度为k1，则该欧姆表内部电源的电动势E　 　 （用字母U、k1、k2表示）。 （4）若测量电阻前指针静止在电阻“∞”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值　 该电阻的真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 7．某同学设计具有“×1”、“×10”和“×100”三种倍率的简易欧姆表电路如图甲所示，图乙是电流表G的表盘刻度，已知：干电池电动势E＝1.5V，电流表G量程为100μA，定值电阻R1、R2、R3。 （1）图甲中表笔a为 　 　 表笔（填“红”或“黑”）； （2）在图乙中标记电阻刻度时，表盘上电流值为20μA处的电阻刻度应为 　 　 Ω； （3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，发现指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的阻值，下列操作正确的是 　 　 （填选项前字母）； A．换用“×100”挡，直接测量 B．换用“×100”挡，重新进行欧姆调零后测量 C．换用“×1”挡，重新进行机械调零后测量 D．换用“×1”挡，重新进行欧姆调零后测量 （4）当电键K与1接通时，欧姆表的倍率为 　 　 （填“×1”、“×10”或“×100”）； （5）在欧姆调零过程中，当电键K与3接通时通过电阻R1的电流是K与1接通时通过R1电流的 　　 倍。 8．某同学设计了两种倍率的欧姆表，其内部电路如图甲所示，已知表头内阻Rg＝400Ω，电源电动势未知，内阻不可忽略，则： （1）开关S　　 （选填“闭合”或者“断开”）时，倍率较大； （2）选择开关S断开时，进行欧姆调零后，A、B两表笔之间接不同的标准电阻Rx时，表头G的示数I与Rx的关系如图乙所示，电源的电动势E＝　　 ； （3）再把开关S闭合，两表笔短接发现表头指针刚好半偏，R1＝　　 ； （4）电源由于长时间使用，电动势略有减小，内阻略有增大，用该表测电阻时测量值会　 　 （选填偏小、偏大或不变）。 9．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　　 。 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 10．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　 　 。 题型二 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．某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势E＝1.5V，表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝360Ω。现用该表测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx。 （1）图甲a为　　 （选填“红”或“黑”）表笔，要测量Rx，选择开关c应与　　 （选填“d”或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为　　 Ω。 （2）若c与e相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝　　 Ω。 （3）如图所示，实验中有一个黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D，某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。 ①用多用电表的　 　 （选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）测量所有接线柱组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。 ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如表所示： 测量端口 红表笔接左 黑表笔接左 左 右 A B 0.7kΩ ∞ A C 2.2kΩ 2.2kΩ A D ∞ ∞ B C ∞ 2.9kΩ B D ∞ ∞ C D ∞ ∞ 根据实验推断黑箱子中的电路有可能是　 　 。（填选项标号） 2．如图甲所示的指针式多用电表在中学物理实验中用途广泛，以下为实验小组利用多用电表设计的两种实验方案。 （1）利用多用电表探究黑箱内的电路 如图乙所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，已知黑箱内是由R1、R2和R3三个电阻构成的电路，且R1：R2：R3＝1：2：3。实验小组进行如下操作： ①将选择开关B旋转到“×10”挡，按正确的操作步骤测量其中两接线柱间的电阻，发现表盘指针偏角过小，此时应将选择开关B旋转到 　 　 挡（选填“×1”或“×100”），　 　 （选填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。 ②经过合理的操作，实验小组测得1、2接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3接线柱之间的电阻约为600Ω。请在图乙的虚线框中画出黑箱中电阻的连接方式。 （2）利用多用电表检测电路故障 为完成某项实验，实验小组设计了如图丙所示的实验电路，正确连接电路后，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，由此表明 　 　 （选填“开关”“电阻”或“滑动变阻器”）一定没有断路。在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B旋转到 　 　 （选填“欧姆”或“直流电压”）挡，然后将红表笔与 　　 （选填“a”或“b”）接线柱接触，若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻 　　 （选填“有”或“无”）断路。 3．某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图 　　 ，并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片P向 　　 （选填“上”或“下”）移动； （2）将单刀双掷开关S与2接通后，先短接，再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接，表针指向表盘中央图丁中的a位置处，然后用另一电阻Rx代替R0，结果发现表针指在b位置，则Rx＝　 Ω； （3）该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式（一种即可） 　 　 。 4．学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律。实验室提供如下器材： A．黑盒 B．电流表A（0.6A，内阻的0.5Ω） C．电压表V1（3V，内阻约3kΩ） D．电压表V2（6V，内阻约6kΩ） E．滑动变阻器R（0～20Ω） F．开关，导线若干 （1）学习小组设计了如图甲所示的电路闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片，记录相应的电压表示数U和电流表示数I如下表，请根据表中数据在图乙中作出U﹣I图线。 U/V 1.95 1.73 1.52 1.30 1.10 0.88 I/A 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34 0.38 （2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势E0＝ 　　 V（结果保留三位有效数字）。 （3）图甲中电压表应选用 　　 （选填“C”或“D”）。 （4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻R1＝7.5Ω，R2＝7.5Ω，R3＝10.0Ω，电池E（电动势9.0V，内阻不计）。甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，电阻R4的阻值最接近 　　 。 A．2.0Ω B．10.0Ω C．50.0Ω 5．用多用电表测量一个定值电阻的阻值，测量步骤如下： （1）请将测量步骤补充完整。 ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上； ②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置； ③将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准 　　 ； ④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，多用电表的指针位置如图甲所示，此时应选择 　　 （选填“×1”或“×100”）挡重新测量，选挡后 　　 （选填“需要”或“不需要”）进行欧姆调零，然后重新测量； ⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。 （2）黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内只有一个由三个阻值均为3Ω的定值电阻构成的电路。用多用电表测得1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电阻均为2Ω，请在图乙的虚线框中画出电阻的连接方式。 6．（1）如图1所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻值Rx测量的某些操作步骤如下： ①首先调节部件 　　 （选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向电流0刻度处。 ②然后把选择开关旋到欧姆挡位置×10“挡位，测量时指针偏转如图2所示。以下是接下来的测量过程： a.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔 b.旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c.将选择开关旋到“×1”挡 d.将选择开关旋到“×100”挡 e.将选择开关旋到“×1k”挡 f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是 　　 （选填步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图3所示位置，被测电阻的测量值为 　　 Ω。 （3）如图4，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为图5中 　　 。 连接方式 红a黑b 红b黑a 红b黑c 红c黑b 红c黑b 红a黑c 阻值/Ω ∞ 80 300 300 380 ∞ 7．（1）某同学用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转；选用 　　 挡（选填“×10”或“×1K”）重新测试，指针仍不偏转；更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 　　 （选填“正极”或“负极”）。 （2）某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（A）所示，则电流I＝　　 mA； （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（B）所示，说明该二极管是 　　 元件（选填“线性”或“非线性”）。 （4）该同学继续用多用电表测量黑箱内部结构，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。 8．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管），为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如下表。 红表笔 A B B C A C 黑表笔 B A C B C A 阻值 有阻值 阻值同AB测量值 很大 很小 很大 略大于AB间电阻 （1）在虚线框中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图3，将e、f按照正确方式与A、B相连，并在A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出多组对应的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，电压表改接入A、C间，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　 ，二极管正向电阻值为 　 。 9．（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有 元件及其连接方式 　 　 。 A、B 红表笔接A黑表笔接B 红表笔接B黑表笔接A 开始很小，然后变为很大 B、C 红表笔接B黑表笔接C 红表笔接C黑表笔接B 逐渐由大变小，最终稳定在某一值 C、D 红表笔接C黑表笔接D 红表笔接D黑表笔接C 恒定值 （2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，R0为保护电阻，阻值R0＝5.0Ω，电流表A的内阻RA＝9.0Ω。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以I（R+R0）为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 ①由图2可知，甲同学绘制的是图线 　　 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 　　 V，内阻为 　　 Ω。 ②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。 10．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管）。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A，B，C连接，测量结果如下表： 红表笔 A C C B A B 黑表笔 C A B C B A 阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻 （1）在虚线框（图2）中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图，将e与 　　 （填“A”或“B”）相连，f与 　　 （填“A”或“B”），A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，闭合开关，改变电阻箱R1的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　 ，二极管正向电阻值为 　 。 1 / 38 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题47 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)换挡原理：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的，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档或交流电压最高挡　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。 题型一 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．某实验小组使用多用电表进行实验。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）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω的电阻Rx。 ①以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，把你认为正确的步骤选出来，并将其按合理的顺序填写在横线上 　CDBE　 （填步骤前的字母）。 A.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k挡位 B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 C.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100挡位 D.将两表笔短接，调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔 E.旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔 ②根据图甲所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为 　1900　 Ω。 ③下列关于使用多用电表欧姆挡测量电阻的说法中正确的是 　BC　 。（多选） A.测阻值不同的电阻时必须重新进行欧姆调零 B.电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出 C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开 D.若指针偏转角过小，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 （2）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，并作出相应的关系图线，如图乙所示。根据图像，可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势E＝ 　1.5　 V，待测毫安表的内阻RmA＝ 　15　 Ω。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）①CDBE；②1900；③BC；（2）1.5；15。 【解答】解：（1）①表盘中央刻度为“15”，用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω的电阻Rx；首先选择欧姆挡的倍率，旋转S使其尖端对准欧姆挡×100挡位，对应于C；其次进行欧姆调零，将两表笔短接，调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔，对应于D；进行电阻测量，将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔，对应于B；最后整理器材，旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔，对应于E，因此顺序为CDBE； ②欧姆挡的倍率为“100”，被测电阻的阻值约为1900Ω。 ③A.若不换挡位，测阻值不同的电阻时不需要重新进行欧姆调零，故A错误； B.欧姆表内部电流从黑表笔流出，从红表笔流入多用电表，故B正确； C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开，防止其他电阻的影响，故C正确； D.若欧姆表指针偏转角过小，说明所选欧姆挡的倍率小，应将选择开关S拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量，故D错误。 故选：BC。 （2）根据闭合电路欧姆定律E＝I（R+RmA+r） 变形得 图像的斜率表示电动势 当R＝120Ω时， 代入数据解得RmA＝15Ω。 故答案为：（1）①CDBE；②1900；③BC；（2）1.5；15。 2．某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 （1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节　机械调零　 （填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 （2）将选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻Rx的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至　×100　 （填“×1”或“×100”）倍率，然后欧姆调零，再测量Rx，指针指在图1中的实线位置，则Rx＝　1300　 Ω。 （3）图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，R1和R2为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是　×10　 （填“×1”或“×10”）倍率。 （4）若图2中电源电动势E＝1.5V，表头满偏电流Ig＝1.0mA，内阻Rg＝90.0Ω，欧姆表的中值刻度是15.0，则R2＝　9.0　 Ω（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）机械调零；（2）×100；1300；（3）×10；（4）9.0。 【解答】解：（1）使用多用电表前，若指针未对齐左端“0”刻度线，则需进行机械调零。 （2）多用电表欧姆挡“×10”倍率测电阻，欧姆表指针偏转角度小，说明待测电阻的阻值较大，应换“×100”倍率； 待测电阻为Rx＝13×100Ω＝1300Ω （3）开关K接“1”时并联电阻为（R1+R2），电流表为小量程，开关接“2”时并联电阻为R1，电流表为大量程，即I1＜I2 根据闭合电路欧姆定律可知R内1＞R内2 开关K接“1”时电流表量程小，欧姆挡为倍率较大的×10倍率挡； （4）根据闭合电路欧姆定律可知“×1”倍率和“×10”倍率的电流为10倍关系，即I2m＝10I1m 开关K接“2”时为×1倍率挡，此时欧姆表的内阻R内＝15.0Ω 根据闭合电路欧姆定律 开关K接“2”时为×1倍率挡，根据并联电路特点和欧姆定律IgRg＝（I1m﹣Ig）（R1+R2） 开关K接“1”时为×10倍率挡，根据并联电路特点和欧姆定律Ig（Rg+R2）＝（I2m﹣Ig）R1 联立解得R1＝1.0Ω，R2＝9.0Ω。 故答案为：（1）机械调零；（2）×100；1300；（3）×10；（4）9.0。 3．如图甲所示，是某同学设计的多用电表的内部电路。虚线框中S为一单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中电流表G（表头）的满偏电流Ig为100mA，内阻Rg＝30Ω。 （1）S接通触点1时，多用电表是量程为0～0.6A的电流表，则R1＝　6　 Ω。（保留一位有效数字） （2）若要测量一阻值约为20Ω的电阻，图中S应接通　触点2　 （填“触点2”或“触点3”），正确操作后多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为　19　 Ω。 （3）该同学为测量图甲中电源的电动势，把S接通触点2后，在两表笔间串联接入一电阻箱（最大阻值为99.0Ω）。改变电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的读数Rx和对应多用电表的电流读数I，画出图像如图丙所示。若已知图线的斜率为k，则测得电源电动势E＝　　 （用题中物理量符号表示）。 【答案】（1）6；（2）触点2；19；（3）。 【解答】解：（1）根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg＝（I﹣Ig）R1 解得 （2）S接2为欧姆挡，因此要测量一阻值约为20Ω的电阻，图中S应接通触点2； 多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为19Ω； （3）电流表G的满偏电流Ig为100mA，改装电流表的量程为0.6A，量程扩大为原来的6倍，即I干＝6I 根据闭合电路欧姆定律 变形得 图线的斜率为 电源电动势。 故答案为：（1）6；（2）触点2；19；（3）。 4．某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程为0～0.1A）、电压表V（量程为0～3V）、滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）、定值电阻R1＝20Ω、定值电阻R2＝60Ω、多用电表、开关和导线若干。 （1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的　负　 （选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“×1挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图所示，则电流表内阻为RA＝　9.0　 Ω（结果保留到小数点后一位）。 （2）该同学利用题中部分实验器材设计了另外一种测量方案。 ①为了保证更精确的测量结果，如图最合理的是　C　 。 ②电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻RA＝　　 。（用题中所给物理量字母符号表示） ③上述方案中，不考虑两电表读数误差带来的影响，电流表内阻的测量值与真实值相比　相等　 （选填“偏大”，“偏小”，“相等”）。 【答案】（1）负，9.0；（2）C，，相等。 【解答】解：（1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，多用电表内部电源的正极与黑表笔相连，电源的负极与红表笔相连，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的负接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。 将欧姆表倍率调为“×1”挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流表内阻为RA＝9.0×1Ω＝9.0Ω （2）①由欧姆定律可知，当电压表、电流表均满偏时，此时电路中的电阻为 此时R0＝R﹣RA＝30Ω﹣9.0Ω＝21.0Ω 故定值电阻选择R1＝20Ω较合理，定值电阻与电流表的内阻之和大于滑动变阻器的最大阻值，所以采用分压式，所以最合理的电路图是C； ②由欧姆定律可得 可得 ③上述方案中，R1为定值电阻，I是通过电流表支路的真实电流，U是电流表与定值电阻R1串联后的真实电压，所以电流表的测量值与真实值相比相等。 故答案为：（1）负，9.0；（2）C，，相等。 5．某同学利用实验室久置的器材设计了一个具有两种挡位（“×1”挡和“×10”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E的标称值为3V，内阻r＝7Ω），电流表G（表头）的满偏电流Ig＝20mA，内阻为45Ω，定值电阻R0＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 （1）测量前，要进行欧姆调零，将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向　0　 （填“0”或“∞”）刻度位置，理论上接入滑动变阻器的阻值为　98　 Ω； （2）制作时老师提醒该同学电池组已使用较长时间，电动势变小，内阻增大，所以该同学用该欧姆表对阻值为150Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的　×10　 （填“×1”或“×10”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针会指向图乙中的　15左侧　 （填“15左侧”、“15”或“15右侧”）位置； （3）该同学为了测出电源电动势，先将电阻箱以最大阻值（9999Ω）接在两表笔间，接着闭合S1，断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为237Ω时，指针指向“15”刻度位置；当电阻箱的阻值调为92Ω时，指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动势为　2.9　 V。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）0，98；（2）×10，15左侧；（3）2.9。 【解答】解：（1）欧姆调零调到0刻度，此时电流表达到满偏，有Ig（R+r+Rg）＝E 则滑动变阻器理论接入阻值为 （2）阻值为150Ω的标准电阻进行试测，为减小误差应选×10挡。 电源电动势变小，内阻增大，测量同一电阻时，电流变小，指针较之前左偏，即15左侧。 （3）由闭合电路欧姆定律，有，E＝Ig（r变+Rg+R2） 解得电源电动势E＝2.9V 故答案为：（1）0，98；（2）×10，15左侧；（3）2.9。 6．某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成倍率可调为“×10”或“×100”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）甲图中黑红表笔未画，接线柱A应连接　黑表笔　 （填“黑表笔”或“红表笔”），请根据图甲中的电路原理图，连接图乙中的实物图。 （2）S接1时为“×10”的挡位，当S由接1变成接2进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P　向下移动　 （填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则　9　 。 （3）更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“×100”倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻度k2，已知该表盘的中间刻度为k1，则该欧姆表内部电源的电动势E　　 （用字母U、k1、k2表示）。 （4）若测量电阻前指针静止在电阻“∞”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值　大于　 该电阻的真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】（1）黑表笔； ； （2）向下移动；9；（3）；（4）大于。 【解答】解：（1）根据图甲可知，A接电源正极，结合红进黑出可知，A接黑接线柱； 实物图如下图 （2）倍率由“×10”挡位换成“×100”挡位，流经回路总电流变小，多用电表的内阻需变大，则P应该向下滑动。多用电表欧姆调零之时，流经“×10”挡的回路总电流是“×100”挡位总电流的10倍，故满足以下关系： ， 则 化简得 10R1＝R1+R2 故 9R1＝R2 则9 （3）两次指针指得的刻度对应电阻大小分别是100k1和100k2，根据串联关系 所以 （4）由于忘记机械调零，故测量时进行欧姆表调零，欧姆表的内阻偏小，在测一个电阻时，指针偏左，故测量值大于真实值。 故答案为：（1）黑表笔； ； （2）向下移动；9；（3）；（4）大于。 7．某同学设计具有“×1”、“×10”和“×100”三种倍率的简易欧姆表电路如图甲所示，图乙是电流表G的表盘刻度，已知：干电池电动势E＝1.5V，电流表G量程为100μA，定值电阻R1、R2、R3。 （1）图甲中表笔a为 　红　 表笔（填“红”或“黑”）； （2）在图乙中标记电阻刻度时，表盘上电流值为20μA处的电阻刻度应为 　60　 Ω； （3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，发现指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的阻值，下列操作正确的是 　B　 （填选项前字母）； A．换用“×100”挡，直接测量 B．换用“×100”挡，重新进行欧姆调零后测量 C．换用“×1”挡，重新进行机械调零后测量 D．换用“×1”挡，重新进行欧姆调零后测量 （4）当电键K与1接通时，欧姆表的倍率为 　×100　 （填“×1”、“×10”或“×100”）； （5）在欧姆调零过程中，当电键K与3接通时通过电阻R1的电流是K与1接通时通过R1电流的 　111　 倍。 【答案】（1）红；（2）60；（3）B；（4）×100；（5）111。 【解答】解：（1）电流由多用电表的红表笔流入黑表笔流出，由图示电路图可知，图甲中表笔a是红色的。 （2）由闭合电路的欧姆定律得R内，则电流表量程越大，欧姆表内阻越小，欧姆表中值电阻越小，欧姆表倍率越小，欧姆表选择×1倍率时欧姆表倍率最长，此时电流表量程最大，由图a所示电路图可知，电键K应接3，由图乙所示表盘可知，选择×1倍率时中值电阻R中3＝15×1Ω＝15Ω，欧姆表内阻等于中值电阻，则R内3＝R中3＝15Ω，则Ig3A＝0.1A＝1000Ig，表盘上电流值为20μA时，I3＝1000×20μA＝20000μA＝0.02A，由闭合电路的欧姆定律得I3，代入数据解得Rx＝60Ω，则表盘上电流值为20μA处的电阻刻度应为60Ω。 （3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的阻值，应选择×100倍率，重新进行欧姆调零后再测量，故B正确，ACD错误。 故选：B。 （4）由闭合电路的欧姆定律得R内，则电流表量程越小，欧姆表内阻越大，欧姆表倍率越大，由图甲所示电路图可知，电键K接通1时，电流表量程最小，欧姆表倍率最大，则此时欧姆表倍率为×100。 （5）由图甲所示电路图可知，当电键K接3时电流表量程最大，欧姆表内阻最小，倍率最小，为×1倍率，由（1）可知Ig3＝1000Ig，由并联电路特点可知，流过R1的电流为流过表头电流的999倍；当电键K接1时电流表量程最小，欧姆表内阻最大，欧姆表倍率最大为×100，此时欧姆表中值电阻R中1＝15×100Ω＝1500Ω，由闭合电路的欧姆定律得Ig1A＝0.001A＝10Ig，此时流过R1的电流为流过表头电流的9倍，则当电键K与3接通时通过电阻R1的电流是K与1接通时通过R1电流的111倍。 故答案为：（1）红；（2）60；（3）B；（4）×100；（5）111。 8．某同学设计了两种倍率的欧姆表，其内部电路如图甲所示，已知表头内阻Rg＝400Ω，电源电动势未知，内阻不可忽略，则： （1）开关S　断开　 （选填“闭合”或者“断开”）时，倍率较大； （2）选择开关S断开时，进行欧姆调零后，A、B两表笔之间接不同的标准电阻Rx时，表头G的示数I与Rx的关系如图乙所示，电源的电动势E＝　3V　 ； （3）再把开关S闭合，两表笔短接发现表头指针刚好半偏，R1＝　240Ω　 ； （4）电源由于长时间使用，电动势略有减小，内阻略有增大，用该表测电阻时测量值会　偏大　 （选填偏小、偏大或不变）。 【答案】（1）断开；（2）3V；（3）240Ω；（4）偏大。 【解答】解：（1）当开关S闭合时，表头满偏时的电路电流比开关S断开时大，电源电动势不变，电路中的电流与电阻成反比关系，则开关S断开时所测电阻倍率较大。 （2）根据题意Rx＝0时，Rx＝2000Ω时I＝1×10﹣3A，则根据闭合电路欧姆定律E＝I（Rg+R+R0）+IRx 代入数据，解得E＝3V，R+R0＝600Ω （3）闭合开关S，两表笔短接，则有，解得R1＝240Ω （4）设欧姆表内部电路总电阻为RΩ，流经待测电阻的电流为I，实验时内阻增大可以通过欧姆调零时调节R消除电源内阻变化带来的影响。但若电动势减小，根据E＝IRΩ+IRx，计算时使用的电动势大于实际值，导致电阻测量值偏大。 故答案为：（1）断开；（2）3V；（3）240Ω；（4）偏大。 9．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。 【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 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。 10．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）1.5×104；（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。 【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。 题型二 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．某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势E＝1.5V，表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝360Ω。现用该表测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx。 （1）图甲a为　黑　 （选填“红”或“黑”）表笔，要测量Rx，选择开关c应与　d　 （选填“d”或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为　320　 Ω。 （2）若c与e相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝　40　 Ω。 （3）如图所示，实验中有一个黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D，某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。 ①用多用电表的　直流电压挡　 （选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）测量所有接线柱组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。 ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如表所示： 测量端口 红表笔接左 黑表笔接左 左 右 A B 0.7kΩ ∞ A C 2.2kΩ 2.2kΩ A D ∞ ∞ B C ∞ 2.9kΩ B D ∞ ∞ C D ∞ ∞ 根据实验推断黑箱子中的电路有可能是　BD　 。（填选项标号） 【答案】（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。 【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，因此图中a为黑表笔； 欧姆表的表盘中央刻度为“15”，测量一个阻值约为300Ω的定值电阻Rx，为了减小测量误差，需要选择“×10”的挡位；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表为大量程；根据电流表的改装原理，选择开关c应与d相连，然后进行欧姆调零。 图乙中的读数为Rx＝32×10Ω＝320Ω （2）若c与e相连，为电阻“×100Ω”挡，此时欧姆表的内阻R内′＝15×100Ω＝1500Ω 干路中流过的电流最大值 根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg＝（I﹣Ig）（R1+R2） 解得 （3）①电池提供直流电压，要判断黑箱子内有无电池，用多用电表直流电压挡测量所有接线柱组合，无电压显示则无电池； ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，欧姆表黑表笔接二极管正极，二极管导通，电阻小，欧姆表黑表笔接二极管负极，二极管截止，电阻很大，但不是无穷大；欧姆表接电阻两端，电阻无变化，若欧姆表红黑表笔接在电容器两端，电阻无穷大； 根据实验表格数据分析可知A、B接线柱之间有二极管和电阻，A、C接线柱之间有电阻，B、D接线柱之间可能有电容器，也可能空，故AC错误，BD正确。 故选：BD。 故答案为：（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。 2．如图甲所示的指针式多用电表在中学物理实验中用途广泛，以下为实验小组利用多用电表设计的两种实验方案。 （1）利用多用电表探究黑箱内的电路 如图乙所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，已知黑箱内是由R1、R2和R3三个电阻构成的电路，且R1：R2：R3＝1：2：3。实验小组进行如下操作： ①将选择开关B旋转到“×10”挡，按正确的操作步骤测量其中两接线柱间的电阻，发现表盘指针偏角过小，此时应将选择开关B旋转到 　×100　 挡（选填“×1”或“×100”），　需要　 （选填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。 ②经过合理的操作，实验小组测得1、2接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3接线柱之间的电阻约为600Ω。请在图乙的虚线框中画出黑箱中电阻的连接方式。 （2）利用多用电表检测电路故障 为完成某项实验，实验小组设计了如图丙所示的实验电路，正确连接电路后，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，由此表明 　开关　 （选填“开关”“电阻”或“滑动变阻器”）一定没有断路。在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B旋转到 　直流电压　 （选填“欧姆”或“直流电压”）挡，然后将红表笔与 　a　 （选填“a”或“b”）接线柱接触，若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻 　无　 （选填“有”或“无”）断路。 【答案】（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。 【解答】解：（1）①将选择开关B旋转到“×10”挡，发现表盘指针偏角过小，则欧姆表指针对应示数过大，此时应将选择开关B旋转到“×100”的挡位；根据欧姆表的使用规则，每次换挡都需要重新进行欧姆调零。 ②实验小组测得1、2接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3接线柱之间的电阻约为600Ω，由此推断电阻R1＝900Ω，R2＝1800Ω，R3＝2700Ω； 黑盒子内部结构如图所示： （2）电压表与开关串联后并联在电源两端，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，说明电压表所在回路没有断路；移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，说明滑动变阻器或者电阻出现断路，由此表明开关一定没有断路； 在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B旋转到直流电压挡；将多用表的黑表笔与电源的负极相连，红表笔与滑动变阻器的a接线柱接触，若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻无断路。 故答案为：（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。 3．某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 （1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图 　见解析　 ，并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片P向 　上　 （选填“上”或“下”）移动； （2）将单刀双掷开关S与2接通后，先短接，再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接，表针指向表盘中央图丁中的a位置处，然后用另一电阻Rx代替R0，结果发现表针指在b位置，则Rx＝　　 Ω； （3）该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式（一种即可） 　见解析　 。 【答案】（1）见解析；上；（2）；（3）见解析。 【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此A接黑表笔，B接红表笔，根据电路图连接实物图如下： 将欧姆表的红黑表笔短接，欧姆调零时，电流表的指针应达到最大值；现电流表的指针未达到最大值，说明通过电流表的电流偏小； 设电流表与电阻R1和R2串联后的并联电阻为R并，由于电流表内阻和电阻R1、R2的电阻不变，电流的分配不变，为了增大通过电流表的电流，就应该增加干路电流； 根据闭合电路的欧姆定律，电路中的总电流 当滑动变阻器的电阻减小时，电路中的总电流就会增大，因此滑动变阻器的滑动片应向上滑动； （2）当红黑表笔短接时，根据闭合电路的欧姆定律 当两表笔之间解电阻R0时，电流表指针位于a位置，根据欧姆定律 当两表笔之间解电阻Rx时，电流表指针位于b位置，根据欧姆定律 代入数据联立解得待测电阻 （3）由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值，所以第一情况：1、2之间接一个5Ω电阻，2、3之间接两个5Ω电阻串联，电路图如图所示： 所以第二种情况：1、2之间接两个10Ω电阻并联，2、3之间接一个10Ω电阻，电路图如图所示： 故答案为：（1）见解析；上；（2）；（3）见解析。 4．学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律。实验室提供如下器材： A．黑盒 B．电流表A（0.6A，内阻的0.5Ω） C．电压表V1（3V，内阻约3kΩ） D．电压表V2（6V，内阻约6kΩ） E．滑动变阻器R（0～20Ω） F．开关，导线若干 （1）学习小组设计了如图甲所示的电路闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片，记录相应的电压表示数U和电流表示数I如下表，请根据表中数据在图乙中作出U﹣I图线。 U/V 1.95 1.73 1.52 1.30 1.10 0.88 I/A 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34 0.38 （2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势E0＝ 　2.95　 V（结果保留三位有效数字）。 （3）图甲中电压表应选用 　C　 （选填“C”或“D”）。 （4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻R1＝7.5Ω，R2＝7.5Ω，R3＝10.0Ω，电池E（电动势9.0V，内阻不计）。甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，电阻R4的阻值最接近 　C　 。 A．2.0Ω B．10.0Ω C．50.0Ω 【答案】（1） （2）2.95 （3）C （4）C。 【解答】解：（1）根据表中数据在图乙中作出U﹣I图线，如图： （2）由图甲，将黑盒视为一个电源，由闭合电路欧姆定律可得：E＝U+Ir 可得：U＝E﹣Ir 由U﹣I图线，可得黑盒的等效电动势：E0＝2.95V； （3）因黑盒的等效电动势为2.95V，电压表应选用C； （4）黑盒中电池电动势为9.0V，R1＝R2＝7.5Ω，所以R2两端电压： 设电池负极电势为零，则：φb＝4.5V 甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，则：φa＞φb 所以：Uab＝φa﹣φb＝2.95V 解得：φa＝7.45V 所以 则 解得：R4＝48.1Ω 故选C。 故答案为：（1） （2）2.95 （3）C （4）C。 5．用多用电表测量一个定值电阻的阻值，测量步骤如下： （1）请将测量步骤补充完整。 ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上； ②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置； ③将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准 　欧姆表零刻度线　 ； ④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，多用电表的指针位置如图甲所示，此时应选择 　×1　 （选填“×1”或“×100”）挡重新测量，选挡后 　需要　 （选填“需要”或“不需要”）进行欧姆调零，然后重新测量； ⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。 （2）黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内只有一个由三个阻值均为3Ω的定值电阻构成的电路。用多用电表测得1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电阻均为2Ω，请在图乙的虚线框中画出电阻的连接方式。 【答案】（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2） 【解答】解：（1）欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准欧姆表零刻度线；测量过程中，如果指针偏转角过大，说明电阻值较小，欧姆挡的倍率选择较大，故换倍率较小的挡位×1挡，进行欧姆调零，然后重新测量； （2）黑箱内的电路由3个阻值均为3Ω的定值电阻构成，用多用电表测得1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电阻均为2Ω，说明1和2接线柱、1和3接线柱、2和3接线柱之间的电路结构相同，可知黑箱内电阻的连接方式如图所示． 故答案为：（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2） 6．（1）如图1所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻值Rx测量的某些操作步骤如下： ①首先调节部件 　S　 （选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向电流0刻度处。 ②然后把选择开关旋到欧姆挡位置×10“挡位，测量时指针偏转如图2所示。以下是接下来的测量过程： a.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔 b.旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c.将选择开关旋到“×1”挡 d.将选择开关旋到“×100”挡 e.将选择开关旋到“×1k”挡 f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是 　dafb　 （选填步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图3所示位置，被测电阻的测量值为 　2200　 Ω。 （3）如图4，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为图5中 　A　 。 连接方式 红a黑b 红b黑a 红b黑c 红c黑b 红c黑b 红a黑c 阻值/Ω ∞ 80 300 300 380 ∞ 【答案】（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。 【解答】解：（1）使用多用电表时，应先调节多用电表“S”处的指针定位螺丝，使电表指针指向电流0刻度处。 图中显示指针偏转角度过小，表盘读数过大，应该换用稍高倍率“×100”的挡位。更换挡位后需要进行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将电表归位。则实验步骤中的正确顺序是dafb。 （2）被测电阻的阻值为 Rx＝22×100Ω＝2200Ω （3）由表格中的数据可知，红黑表笔在b、c点互换时，阻值不变，故b、c间应为定值电阻300Ω，红b黑a时阻值为80Ω，说明a、b间接二极管，二极管处于导通状态，a端接正极，b端接负极，结合多用表的内部结构可知，黑表笔与电源正极相接。故A正确，BCD错误。 故选：A。 故答案为：（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。 7．（1）某同学用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转；选用 　×1k　 挡（选填“×10”或“×1K”）重新测试，指针仍不偏转；更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 　负极　 （选填“正极”或“负极”）。 （2）某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（A）所示，则电流I＝　45.0　 mA； （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（B）所示，说明该二极管是 　非线性　 元件（选填“线性”或“非线性”）。 （4）该同学继续用多用电表测量黑箱内部结构，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。 【答案】（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4） 【解答】解：（1）指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用×1k挡继续实验；根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。 （2）多用电表量程为50mA，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为45.0mA。 （3）根据图像可知，I随U非线性变化，故说明该二极管是非线性元件。 （4）根据已知1、2间电阻为1.0Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如图所示 故答案为：（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4） 8．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管），为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如下表。 红表笔 A B B C A C 黑表笔 B A C B C A 阻值 有阻值 阻值同AB测量值 很大 很小 很大 略大于AB间电阻 （1）在虚线框中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图3，将e、f按照正确方式与A、B相连，并在A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出多组对应的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，电压表改接入A、C间，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　或　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　　 ，二极管正向电阻值为 　　 。 【答案】（1）电路结构图如图所示： （4）或，，。 【解答】解：（1）AB与BA间电阻相同，说明AB间是定值电阻，在测量BC之间电阻时，黑表笔接B时电阻很小，接C时电阻很大，说明BC之间有二极管，而且B接二极管的正极，则电路如图所示： （2）将e、f按照正确方式与A、B相连时，设电源电动势为E，定值电阻为R0，则 即 则 将e、f按照正确方式与A、C相连，此时AC之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压，设电源电动势为E，二极管正向电阻的电压为RD，定值电阻阻值为R0，则由题意得： 则 故电源电动势 电阻 二极管正向电阻 故答案为：（1）电路结构图如图所示： （4）或，，。 9．（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式 　如图所示　 。 A、B 红表笔接A黑表笔接B 红表笔接B黑表笔接A 开始很小，然后变为很大 B、C 红表笔接B黑表笔接C 红表笔接C黑表笔接B 逐渐由大变小，最终稳定在某一值 C、D 红表笔接C黑表笔接D 红表笔接D黑表笔接C 恒定值 （2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，R0为保护电阻，阻值R0＝5.0Ω，电流表A的内阻RA＝9.0Ω。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以I（R+R0）为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 ①由图2可知，甲同学绘制的是图线 　a　 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 　1.5　 V，内阻为 　1.0　 Ω。 ②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。 【答案】（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。 【解答】解：（1）接AB之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB之间为电容器； 接BC之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC之间为电感线圈； 接CD之间电阻为恒定值，可知CD之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图， （2）由闭合回路欧姆定律可得：E＝I（R+RA+R0+r） 甲图线对应的U、I关系式为：U＝E﹣I（RA+R0+r） 乙图线对应的U、I关系式为：U＝E﹣I（RA+r） 可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。 关系式结合图线可得：E＝1.5V， ，解得：r＝1Ω 由闭合回路欧姆定律可得：I 变形得： 可知与R呈线性关系，当R＝15Ω时， 当R＝0时： 故作图如下， 故答案为：（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。 10．如图1所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管）。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A，B，C连接，测量结果如下表： 红表笔 A C C B A B 黑表笔 C A B C B A 阻值 有阻值 阻值同AC测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻 （1）在虚线框（图2）中画出黑箱内的电路结构图； 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验： （2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图，将e与 　B　 （填“A”或“B”）相连，f与 　A　 （填“A”或“B”），A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1的电压表读数，记录为U1； （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，闭合开关，改变电阻箱R1的大小，读出对应的电压表读数，记录为U2； （4）分别作出和图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别为k1，k2，则电源电动势为 　或　 ，黑箱内定值电阻阻值为 　或　 ，二极管正向电阻值为 　或　 。 【答案】（1）见解析；（2）B；A；（4）或；或；或。 【解答】解：（1）由表中数据可知，欧姆表的红黑表笔正接和反接，AC之间的阻值相同，说明A、C之间只接有电阻； 黑表笔接B、红表笔接C时，电阻很大，反接时电阻很小，说明B、C间只接有二极管，且C接二极管的正极； 黑表笔接B，红表笔接A时电阻很大，反接时电阻接近AC间的电阻，说明A、B间串联接有二极管和电阻，电路如图所示： （2）由图3可知，f与电源的正极相连，将电源、电阻箱、开关连接，为了使二极管导通，应将e与B相连，f与A连接； A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1应的电压表读数，记录为U1，电路图如图所示： （3）将e、f按照正确方式与A、C相连，如图所示： （4）在步骤（2）中，设定值电阻为R′，二极管正向电阻为r 根据闭合电路欧姆定律 变形得 图像的纵截距 解得电动势 图像的斜率 解得 在步骤（3）中，根据闭合电路的欧姆定律 变形得 图像的纵截距 解得电动势 图像的斜率 解得定值电阻 联立 解得二极管正向电阻 由于， 因此两直线的纵截距a1＝a2 所以二极管的正向电阻。 故答案为：（1）见解析；（2）B；A；（4）或；或；或。 1 / 38 学科网（北京）股份有限公司 $