第39讲 实验:多用电表的使用(举一反三讲义)2027年高考物理一轮复习举一反三系列
2026-06-25
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 多用电表 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.89 MB |
| 发布时间 | 2026-06-25 |
| 更新时间 | 2026-06-25 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-06-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58495406.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中物理高考复习教案聚焦“多用电表的使用”实验专题,涵盖构造原理、测量操作(电压/电流/电阻)、二极管判断及电路故障检测等核心考点,按原型实验到拓展实验(黑箱问题、故障诊断)逻辑架构知识,通过考点梳理、模型精讲、真题训练及分层练习,帮助学生构建完整实验能力体系。
教案突出科学思维与科学态度培养,如用“操作口诀”强化规范步骤,结合黑箱问题训练推理能力,设置易错点专项突破(如欧姆调零、读数倍率),分层练习适配不同学生需求,有效提升实验题应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰路径。
内容正文:
第39讲 实验:多用电表的使用
目录
1
4
考点一 原型实验 4
考点二 拓展实验 9
12
基础巩固练 12
综合提升练 15
核心考点
1.多用电表的基本构造与原理:
核心元件:表头(小量程电流表);选择开关(切换测量功能及量程);欧姆挡内部电路(内含电池和可变电阻)。
欧姆表原理:基于闭合电路欧姆定律。被测电阻Rₓ越大,流过表头的电流I越小,指针偏角越小(刻度反向、不均匀)。
中心刻度:欧姆挡表盘中央的刻度对应的电阻值等于该挡位的内部总电阻,即中值电阻。
2.多用电表的使用步骤与方法:
测量电压/电流:红表笔接“+”插孔(高电势),黑表笔接“-”插孔(低电势);读数时注意量程和分度值。红进黑出。
测量电阻(欧姆挡):
①机械调零(表盘水平时,用小螺丝刀调指针左侧0位)。
②选挡:估计待测电阻,选合适倍率(使指针指在中央刻度附近,读数最精确)。
③欧姆调零:两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在右侧电阻0刻度。
④测量:两表笔接触待测电阻两端,读数。每换一次挡位,都必须重新欧姆调零。
⑤读数=指针示数×倍率。
判断二极管正负极:用欧姆挡(通常是×100或×1k挡),测量电阻:若示数很小(导通),则红表笔(接表内电池负极)接的是二极管负极,黑表笔(接表内电池正极)接的是二极管正极。若示数很大(截止),则反之。
3.测量后的操作:
使用完毕后,应将选择开关旋至“OFF”挡(或最高电压挡、交流电压最大挡)。目的是防止误用欧姆挡测电压损坏电表,且保护内部电池。
4.电路故障检测。
考情透析
1.题型与难度:是高考的中频考点,在单独的实验题或“电学实验”大题(如测电阻率、电源电动势内阻)中常以填空或简答形式出现。难度中档,主要考查操作规范性和原理理解。
2.命题规律:
高频考查:欧姆表的原理与使用步骤(机械调零、选挡、欧姆调零、读数、换挡再调零)、二极管正负极的判断、多用电表的读数(特别是欧姆挡读数)、使用后的档位选择。
常规考法:给出电路或多用表示意图,要求判断操作的正误,或指出缺少的步骤(如忘记欧姆调零),或根据指针偏转大小选择合适挡位。
创新考法:
与黑箱问题结合,通过测量不同接线柱间的电阻和电压,推断内部电路结构(如判断有无电源、电阻的串并联关系)。
在电路故障检测题中,要求用多用电表找出短路或断路的具体位置。
在电表改装或设计性实验中,要求改装后的电表与多用电表一起使用,进行数据校准或比较。
3.考查方向:侧重欧姆表的工作原理(闭合电路欧姆定律)、欧姆挡操作步骤的规范性和完整性(尤其“欧姆调零”和“换挡调零”)、从欧姆表刻度盘正确读数(注意倍率和示数)、利用多用电表判断电路故障和二极管极性。
素养对接
1.模型建构:理解多用电表的本质是将电流表通过转换开关组合电压表、欧姆表等功能的一体化仪表。其欧姆挡电路本身就是“电源+内阻”的闭合电路模型。培养从复杂仪器中识别并抽象出物理模型的能力。
2.等效与转换:将测量电阻的原理转化为测量电流(通过I与Rₓ的一一对应关系);将判断二极管极性的问题转化为“电流从哪端流入”的判断(黑表笔接表内电池正极)。培养等效转换的思维。
3.规范操作与科学态度:培养严格按照顺序(先选挡、再调零、后测量)进行实验操作的科学规范性;理解“每次换挡必须调零”、“用后关OFF挡”背后的物理原理,形成严谨的实验习惯和责任感。
4.分析与推理:在面对黑箱问题或电路故障时,需结合多点测量数据进行逻辑推理,逆向构建内部电路或定位故障点。培养逆向思维与演绎推理能力。
学习目标
1.知识目标:
能说出多用电表测电压、电流和电阻时的正确操作步骤(选挡、连接、读数、归位)。
能说出欧姆挡内部结构和中值电阻的物理意义(挡位内部电阻)。
能说出用欧姆挡判断二极管正负极的方法,并解释原理(内部电池的正负极与表笔的关系)。
能说出使用多用电表完毕后应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡的原因。
2.能力目标:
规范操作能力:能独立、规范地使用多用电表进行电压、电流、电阻的测量,并能正确进行机械调零和欧姆调零。
读数能力:能根据不同挡位和量程,正确读出电压、电流的数值;能根据挡位倍率和指针位置,读出电阻的数值(特别注意换挡计算)。
故障诊断能力:能用电压法或电阻法对简单电路进行故障判断(断路/短路定位)。
原理分析能力:能通过对欧姆挡内部电路的分析,理解为什么指针偏角与待测电阻成反比(不均匀),以及为什么“中值电阻”等于内阻。
备考建议
1.熟记“欧姆挡”的操作步骤与注意事项,这是重中之重:
操作口诀:“先机械,再选挡,后调零,测电阻,用完要归位”。
无法省略的步骤:
机械调零(仅测电阻前指针不在左端时必须进行)。
欧姆调零(每次换挡后必须进行)。
读数乘以倍率(千万不能忘记乘倍率)。
核心注意事项:
被测电阻要脱离电路(断开电源)。
双手不能同时接触表笔的金属部分和电阻两端(否则相当于身体电阻并联,导致测量值偏小)。
指针尽量指在中央刻度附近(读数更精确)。
2.一定要理解并能解释“二极管”的测量:
原理:多用电表的黑表笔接内部电池的正极,红表笔接内部电池的负极(“红进黑出”仅适用于电压/电流档)。
判断:用欧姆挡测量时,若示数很小(导通),则红表笔接的是二极管负极,黑表笔接的是二极管正极;若示数很大(截止),则红表笔接的是正极。
3.必须理清“欧姆表”的刻度特征,这是失分重灾区:
刻度线方向:与电流电压挡相反。0Ω在最右端,∞在最左端。
刻度线疏密:不均匀(左密右疏)。待测电阻越大,电流变化越慢,指针偏转越小,刻度越密集,读数误差越大。中央区域分辨率最高。
中值电阻:当指针指在中央刻度时,Rₓ=R内。因此,欧姆表的刻度是以中值电阻为中心向两侧展开的。
4.强化易错点专项训练:
易错点一:忘记欧姆调零。换个倍率挡后,没有短接调零就直接测量,结果几乎必错。
易错点二:读数时用错刻度线。欧姆挡读取最上面的一条刻度线(那条不均匀的线),不能用中间均匀的电压/电流刻度线。
易错点三:忘记乘以倍率。读完指针示数后,直接当成电阻值,没有乘以选择的挡位倍率(如×100)
易错点四:使用完毕后选择开关位置错误。很多人放在“直流电压”或“电流”档,但标准做法是放在“OFF”档或交流电压最高档(防止下次误用欧姆档时内部电池耗电或烧表)。
易错点五:混淆测量电压/电流与测电阻的接线。测电压/电流时红表笔接高电势(正极),是“红进黑出”;但测电阻时,黑表笔接的是内部电池的正极(流出电流),红表笔接内部电池的负极(流入电流),这并未改变欧姆表内部接线,只是要基于此判断二极管极性和电池方向。
考点一 原型实验
【必备知识回顾】
一、原理装置图
1.内部电路简化图
2.测量原理
根据闭合电路欧姆定律可知:
(1)当红、黑表笔短接时,Ig=。
(2)当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=。
(3)当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。
二、操作要求
1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。
2.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。
3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
4.测量小灯泡的电压和电流
(1)将多用电表选择开关置于直流电压挡,按如图甲所示的电路图连好电路,测量小灯泡两端的电压。
(2)将多用电表选择开关置于直流电流挡,按如图乙所示的电路图连好电路,测量通过小灯泡的电流。
5.测量定值电阻
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的“0”刻度处。
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(3)用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果。
(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6.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。
(2)用电阻挡判断二极管的正负极
将多用电表欧姆调零之后,若多用电表指针偏角很大,则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);若多用电表指针偏角很小,则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)。
三、注意事项
1.使用前要机械调零。
2.两表笔在使用时,要保证电流总是“红笔流入,黑笔流出”。
3.测量电阻时
(1)指针指在中值附近误差较小,否则换挡。
(2)每换一挡必须重新进行欧姆调零。
(3)读出的示数要乘以倍率。
4.使用完毕,选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·湖北省·单元测试)某同学在实验室练习使用多用电表,图甲为多用电表示意图。
在使用多用电表时,下列说法正确的是 。
A.红表笔应该插入代表的插孔
B.若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处,应旋转旋钮进行调零
C.测量某电阻时发现指针偏转角度过大,则应当减小倍率,重新进行欧姆调零后再测量
D.多用电表使用完毕,应该拔出红、黑表笔,选择开关旋转至“档”
某次测量时多用电表指针位置如图乙所示,若此时选择开关旋转至“”档,则多用电表读数为 ;若此时选择开关旋转至“”档,则多用电表读数为 。
若用多用电表的欧姆档去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很小,则与二极管正极相连的是多用电表的 。选填“红表笔”或“黑表笔”
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·内蒙古自治区·期末考试)某学习小组练习使用测量工具。
该小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径,示数如图所示,其直径为 ;再用游标卡尺测其长度,示数如图所示,其长度为 。
该小组用多用电表初步测量金属丝的电阻。金属丝的电阻约几十欧姆,测量步骤如下:
先调节指针定位螺丝,使指针对准“直流电流、电压”的刻线。
将选择开关转到电阻挡的的位置。
将红、黑表笔插入“”、“”插孔,再短接两表笔,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准“电阻”的刻线。
将两表笔分别与待测电阻相接、电表的示数如图所示,则合金丝的阻值为 。
如果某次用多用电表测量另一未知电阻阻值时,采用“”的电阻挡正确操作后,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,再完成待测电阻的测量。选出正确的操作顺序
将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
A.
如图中关于多用电表的使用,操作正确的是
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
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.按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
【变式2】(2026·福建省泉州市·期末考试)如图所示虚线框内为一多用电表欧姆挡的内部电路。若已知干电池,调零电阻,电流表为“电流表”或“电流表”中的一只,则应该选电流表 选填“”或“”
下列说法正确的是
A.选择开关置于欧姆挡“”,先后测量电阻甲和乙,在测完甲的阻值后,不改变挡位再测量电阻乙,无需重新进行电阻调零。
B.为减小误差,测量电阻时指针的偏角要尽量大一些
C.表盘上直接读取的示数,即为待测电阻的阻值
D.如果不能估计未知电阻的大小时,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量
换用另一只多用电表来测量电压表的内阻,如图所示
电压表的正极与多用电表的 选填“红表笔”或“黑表笔”相连。
若欧姆挡的中值刻度为“”,选择欧姆挡“”,测量时发现指针指在最大偏角的处,则电压表的内阻 。此时,电压表的示数为,则干电池的电动势 用字母表示。
【变式3】(2026·四川省·模拟题)为测量一电阻的阻值,一物理兴趣小组的同学利用以下器材组装一个欧姆表:
灵敏电流计内阻,满偏电流
定值电阻
滑动变阻器最大阻值为
电源电动势,内阻不计
导线若干
该兴趣小组的同学将各元件按如图电路连接、为表笔端点,并进行调试。将、表笔短接,调节滑动变阻器,使电流计的示数为,此时欧姆表的总内阻 ,滑动变阻器接入电路的阻值为 。用调试好的欧姆表测量待测电阻,表盘指针示数为,可计算出 。
用该电表粗测一待测电阻,用“”挡正确测量,指针偏转如图甲所示,则多用电表的示数为 。
如图所示,发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。其“长脚”为正极,“短脚”为负极。当电流正向流经发光二极管时从正极流入,其电阻较小,可以发光。现利用欧姆表测量发光二极管电阻,发现二极管可以发光,则可知红表笔连接二极管的 填写“长脚”或“短脚”。
此欧姆表使用一段时间后,电源内阻明显增大,电动势不变,但仍可进行欧姆调零。此时用欧姆表测电阻,将会导致测量值 填写“偏大”、“偏小”或“无影响”。
考点二 拓展实验
【必备知识回顾】
探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数,说明无电源
电阻
电阻挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
电阻挡
正接时示数很小,反接时示数很大
【重难模型精讲】
【典例2】(2026·湖北省武汉市·月考试卷)某实验小组为探究欧姆表的倍率挡原理,设计了如图所示的欧姆表电路。某同学通过控制开关和调节电阻箱,使欧姆表具有“”和“”两种倍率,所用器材如下:
A.干电池:电动势,内阻不计
B.电流表:满偏电流,内阻
C.电阻箱和:最大阻值都为
D.开关一个,红、黑表笔各支,导线若干
图中电源正极处应接 填红或黑表笔;
开关断开,将红、黑表笔短接,调节电阻箱 ,使电流表达到满偏,此时对应的是 填“”或“”挡;
开关闭合,保持不变,把电阻箱调至 ,就变成另一倍率挡的欧姆表;结果保留一位小数
开关闭合后,在红、黑表笔间接入某一电阻,电流表指针指向图所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值应为 。
【变式训练与拓展】
【变式4】(2026·四川省·同步练习)“黑盒子”表面有、、三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;
第二步:用电阻“”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图所示。
第一步测量结果表明盒内 。
图标出了图甲和乙中电阻表指针所处的位置,其对应的阻值是 ;图标出了图丙中电阻表指针所指的位置,其对应的阻值是 。
请在图中的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
【变式5】(2026·湖北省·模拟题)某同学设计了一个双量程的欧姆表,其电路图如图甲所示,表盘刻度示意图如图乙所示,其中央刻度标“”。已知电流计满偏电流,内阻,电源电动势,内阻。电阻箱阻值调节范围为,滑动变阻器的最大阻值为。
用该欧姆表来测量某二极管通反向电流时的阻值时,应该将 选填“”或“”端与二极管的正极相接触,另一端与二极管的负极相接触
电键断开,将图甲中的、端短接,调节使电流计满偏,此时接入电路中的阻值为 ,欧姆表对应的档位为 选填“”或“”。若测量某电阻阻值时,电流计指针指在处,则测得该电阻阻值
将电键闭合,为了使欧姆表对应的档位为“”,应将电阻箱阻值调为 ,进行欧姆调零后测得某电阻阻值为,可由于表内电池用旧,电源电动势实际只有电源内阻不变,则该电阻的真实阻值为 。
【变式6】(2026·江西省·联考题)某同学根据实验室提供的实验器材自制了“”“”“”三个倍率的欧姆表,电路如图所示,电路中电源的电动势,电流计的量程为内阻可忽略不计,、为电阻箱,为滑动变阻器,为单刀多掷开关。将两个表笔分别插入、插孔。
红表笔应插 选填“”或“”插孔。
已知开关合向时,对应的是“”挡位,则开关合向时,对应的是 选填“”或“”挡位。将开关合向,将两表笔短接,调节滑动变阻器,使电流计指针满偏,这时欧姆表的内阻为 ,改装成的欧姆表中间刻度值为 。
若电源由于使用时间较长,内阻略有增大,电动势仍为,则用此欧姆表测电阻时,电阻测量值相对真实值 选填“偏大”“等大”或“偏小”。
基础巩固练
1.(2026·四川省·同步练习)如图所示为一简易多用电表的内部电路图,其包含量程的电流表、量程的电压表和电阻表,共三个选择挡位。已知灵敏电流计的内阻、满偏电流,多用电表内部电源的电压为。
此多用电表作为量程的电压表使用时,选择开关应拨到挡位 选填“”“”“”;
图中 计算结果保留位有效数字;
此多用电表作为电阻表使用时,选择开关拨到电阻表对应的挡位。接入待测电阻前,应先将两表笔短接,调节电阻挡调零旋钮,使指针指到表盘 选填“左端”或“右端”零刻度线处。调好后,将两表笔与待测电阻两端接触,进行测量。
2.(2026·福建省·同步练习)二极管加正向电压时电阻很小,加反向电压未击穿时电阻很大。某同学用多用电表测量二极管的反向电阻,多用电表上有如图所示的选择开关和两个部件、。请根据下列步骤完成电阻测量:
先进行机械调零,旋动 选填“”或“”使指针对准表盘的 选填“左边”或“右边”零刻度后将旋转到电阻挡“”的位置,并完成欧姆调零。
该同学先后用红、黑表笔按图方式接触二极管的、两端,由多用电表指针偏转情况可知二极管的 选填“”或“”端为正极。
用多用电表“”挡测量二极管的反向电阻,发现指针偏转角度过小,为得到更准确的测量结果,可将旋转到电阻挡 选填“”或“”的位置,完成欧姆调零后再次测量。
3.(2026·福建省·同步练习)某实验小组的同学在实验室练习多用电表的使用。
关于多用电表的使用,下列接法正确的是 。
A.图甲是用直流电压挡测量小灯泡两端的电压
B.图乙是用直流电流挡测量电路中的电流
C.图丙是用电阻挡测量小灯泡的电阻
D.图丁是用电阻挡测量二极管的反向电阻
某同学用多用电表的电流挡,测得电流如图戊指针所示,此时电流为,则该同学所选电流表量程为 。
若用多用电表的电阻挡正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个大约为的电阻,请选出正确且需要的选项并按操作顺序排列 。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的定位螺丝,使表针指向“”
B.将红表笔与黑表笔接触
C.把选择开关旋转到“”
D.把选择开关旋转到“”
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
4.(2026·福建省·同步练习)如图甲所示,某兴趣小组搭建了有“”、“”、“”三挡位的“欧姆表”电路。其中电池的电动势,内阻可忽略不计表头量程、内阻,、为电阻箱,为滑动变阻器,为单刀多掷开关。
电路中表笔Ⅰ应为 选填“红”或“黑”表笔。
设定对应“”挡位,对应“”挡位。
该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻的阻值,进行了如下操作:
先将拨到,两表笔短接调零,即调节使表头指针指在 刻度处。
把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙处,有同学提出此时指针偏角较小,想增大指针偏角,应将开关拨至 选填“”或“”。
将选择开关拨至新的位置后,重复步骤后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙处,可知阻值为 。
若干电池由于长时间使用,内阻略有增大,电动势仍为,则电阻测量值相对真实值 选填“偏大”“等大”或“偏小”。其理由为 。
5.(2026·四川省·同步练习)如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱,黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件,但任意两个接线柱间最多只连接有一个元件。
某同学要用多用电表探测黑箱,探测的第一步应该是 。
A.用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻
B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压
C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流
探测结果表明,黑箱里没有电源,并测得任两个接线柱间的电阻如下表所示:
红表笔
黑表笔
测得阻值
由此可以判断,黑箱里的元件一定有 ,用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接。
多用电表的表盘如图乙所示,在上面探测、两接线柱间电阻时,红表笔接接线柱,黑表笔接接线柱,这时电流从 填“”或“”接线柱流进黑箱为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,测电阻的挡位选择的应是 填“”“”或“”。
综合提升练
1.(2024·河南·高考真题)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选______(填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻______(用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻______(结果保留3位有效数字)。
2.(2024·浙江·高考真题)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极:选用挡时,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’或’’)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)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接________接线柱(选填“a"“b”“c”或“d”),Q应连接_________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=__________mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是__________元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在_________V范围。
3.(2017·全国III卷·高考真题)图甲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。
(1)图甲中的A端与________(填“红”或“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
(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为__________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为____________。(结果均保留3位有效数字)
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是_________。(单选,填正确答案标号)
A.①③④ B.②③④ C.②④③ D.①④③
(2)若将一个内阻为、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个_________的电阻。
(3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻及一个电阻()组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表:
接线柱
1和2
2和3
3和4
1和4
2和4
1和3
U/V
0
1.53
0
0.56
1.05
0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于_________之间,电容器C处于_________之间,电阻处于_________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
5.(2025·湖南·高考真题)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为__________。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E电动势,内阻可忽略,电压表量程,内阻约,电流表量程,内阻约。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图2中完成余下导线的连接__________。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率__________(用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率,作出图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在__________两端(填“”或“”)。
(6)若电源E使用时间过长,电动势变小,上压力大于或等于时,报警器启动,则__________(填“大于”“小于”或“等于”)。
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第39讲 实验:多用电表的使用
目录
1
4
考点一 原型实验 4
考点二 拓展实验 11
16
基础巩固练 16
综合提升练 22
核心考点
1.多用电表的基本构造与原理:
核心元件:表头(小量程电流表);选择开关(切换测量功能及量程);欧姆挡内部电路(内含电池和可变电阻)。
欧姆表原理:基于闭合电路欧姆定律。被测电阻Rₓ越大,流过表头的电流I越小,指针偏角越小(刻度反向、不均匀)。
中心刻度:欧姆挡表盘中央的刻度对应的电阻值等于该挡位的内部总电阻,即中值电阻。
2.多用电表的使用步骤与方法:
测量电压/电流:红表笔接“+”插孔(高电势),黑表笔接“-”插孔(低电势);读数时注意量程和分度值。红进黑出。
测量电阻(欧姆挡):
①机械调零(表盘水平时,用小螺丝刀调指针左侧0位)。
②选挡:估计待测电阻,选合适倍率(使指针指在中央刻度附近,读数最精确)。
③欧姆调零:两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在右侧电阻0刻度。
④测量:两表笔接触待测电阻两端,读数。每换一次挡位,都必须重新欧姆调零。
⑤读数=指针示数×倍率。
判断二极管正负极:用欧姆挡(通常是×100或×1k挡),测量电阻:若示数很小(导通),则红表笔(接表内电池负极)接的是二极管负极,黑表笔(接表内电池正极)接的是二极管正极。若示数很大(截止),则反之。
3.测量后的操作:
使用完毕后,应将选择开关旋至“OFF”挡(或最高电压挡、交流电压最大挡)。目的是防止误用欧姆挡测电压损坏电表,且保护内部电池。
4.电路故障检测。
考情透析
1.题型与难度:是高考的中频考点,在单独的实验题或“电学实验”大题(如测电阻率、电源电动势内阻)中常以填空或简答形式出现。难度中档,主要考查操作规范性和原理理解。
2.命题规律:
高频考查:欧姆表的原理与使用步骤(机械调零、选挡、欧姆调零、读数、换挡再调零)、二极管正负极的判断、多用电表的读数(特别是欧姆挡读数)、使用后的档位选择。
常规考法:给出电路或多用表示意图,要求判断操作的正误,或指出缺少的步骤(如忘记欧姆调零),或根据指针偏转大小选择合适挡位。
创新考法:
与黑箱问题结合,通过测量不同接线柱间的电阻和电压,推断内部电路结构(如判断有无电源、电阻的串并联关系)。
在电路故障检测题中,要求用多用电表找出短路或断路的具体位置。
在电表改装或设计性实验中,要求改装后的电表与多用电表一起使用,进行数据校准或比较。
3.考查方向:侧重欧姆表的工作原理(闭合电路欧姆定律)、欧姆挡操作步骤的规范性和完整性(尤其“欧姆调零”和“换挡调零”)、从欧姆表刻度盘正确读数(注意倍率和示数)、利用多用电表判断电路故障和二极管极性。
素养对接
1.模型建构:理解多用电表的本质是将电流表通过转换开关组合电压表、欧姆表等功能的一体化仪表。其欧姆挡电路本身就是“电源+内阻”的闭合电路模型。培养从复杂仪器中识别并抽象出物理模型的能力。
2.等效与转换:将测量电阻的原理转化为测量电流(通过I与Rₓ的一一对应关系);将判断二极管极性的问题转化为“电流从哪端流入”的判断(黑表笔接表内电池正极)。培养等效转换的思维。
3.规范操作与科学态度:培养严格按照顺序(先选挡、再调零、后测量)进行实验操作的科学规范性;理解“每次换挡必须调零”、“用后关OFF挡”背后的物理原理,形成严谨的实验习惯和责任感。
4.分析与推理:在面对黑箱问题或电路故障时,需结合多点测量数据进行逻辑推理,逆向构建内部电路或定位故障点。培养逆向思维与演绎推理能力。
学习目标
1.知识目标:
能说出多用电表测电压、电流和电阻时的正确操作步骤(选挡、连接、读数、归位)。
能说出欧姆挡内部结构和中值电阻的物理意义(挡位内部电阻)。
能说出用欧姆挡判断二极管正负极的方法,并解释原理(内部电池的正负极与表笔的关系)。
能说出使用多用电表完毕后应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡的原因。
2.能力目标:
规范操作能力:能独立、规范地使用多用电表进行电压、电流、电阻的测量,并能正确进行机械调零和欧姆调零。
读数能力:能根据不同挡位和量程,正确读出电压、电流的数值;能根据挡位倍率和指针位置,读出电阻的数值(特别注意换挡计算)。
故障诊断能力:能用电压法或电阻法对简单电路进行故障判断(断路/短路定位)。
原理分析能力:能通过对欧姆挡内部电路的分析,理解为什么指针偏角与待测电阻成反比(不均匀),以及为什么“中值电阻”等于内阻。
备考建议
1.熟记“欧姆挡”的操作步骤与注意事项,这是重中之重:
操作口诀:“先机械,再选挡,后调零,测电阻,用完要归位”。
无法省略的步骤:
机械调零(仅测电阻前指针不在左端时必须进行)。
欧姆调零(每次换挡后必须进行)。
读数乘以倍率(千万不能忘记乘倍率)。
核心注意事项:
被测电阻要脱离电路(断开电源)。
双手不能同时接触表笔的金属部分和电阻两端(否则相当于身体电阻并联,导致测量值偏小)。
指针尽量指在中央刻度附近(读数更精确)。
2.一定要理解并能解释“二极管”的测量:
原理:多用电表的黑表笔接内部电池的正极,红表笔接内部电池的负极(“红进黑出”仅适用于电压/电流档)。
判断:用欧姆挡测量时,若示数很小(导通),则红表笔接的是二极管负极,黑表笔接的是二极管正极;若示数很大(截止),则红表笔接的是正极。
3.必须理清“欧姆表”的刻度特征,这是失分重灾区:
刻度线方向:与电流电压挡相反。0Ω在最右端,∞在最左端。
刻度线疏密:不均匀(左密右疏)。待测电阻越大,电流变化越慢,指针偏转越小,刻度越密集,读数误差越大。中央区域分辨率最高。
中值电阻:当指针指在中央刻度时,Rₓ=R内。因此,欧姆表的刻度是以中值电阻为中心向两侧展开的。
4.强化易错点专项训练:
易错点一:忘记欧姆调零。换个倍率挡后,没有短接调零就直接测量,结果几乎必错。
易错点二:读数时用错刻度线。欧姆挡读取最上面的一条刻度线(那条不均匀的线),不能用中间均匀的电压/电流刻度线。
易错点三:忘记乘以倍率。读完指针示数后,直接当成电阻值,没有乘以选择的挡位倍率(如×100)
易错点四:使用完毕后选择开关位置错误。很多人放在“直流电压”或“电流”档,但标准做法是放在“OFF”档或交流电压最高档(防止下次误用欧姆档时内部电池耗电或烧表)。
易错点五:混淆测量电压/电流与测电阻的接线。测电压/电流时红表笔接高电势(正极),是“红进黑出”;但测电阻时,黑表笔接的是内部电池的正极(流出电流),红表笔接内部电池的负极(流入电流),这并未改变欧姆表内部接线,只是要基于此判断二极管极性和电池方向。
考点一 原型实验
【必备知识回顾】
一、原理装置图
1.内部电路简化图
2.测量原理
根据闭合电路欧姆定律可知:
(1)当红、黑表笔短接时,Ig=。
(2)当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=。
(3)当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。
二、操作要求
1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。
2.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。
3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
4.测量小灯泡的电压和电流
(1)将多用电表选择开关置于直流电压挡,按如图甲所示的电路图连好电路,测量小灯泡两端的电压。
(2)将多用电表选择开关置于直流电流挡,按如图乙所示的电路图连好电路,测量通过小灯泡的电流。
5.测量定值电阻
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的“0”刻度处。
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(3)用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果。
(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
6.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。
(2)用电阻挡判断二极管的正负极
将多用电表欧姆调零之后,若多用电表指针偏角很大,则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);若多用电表指针偏角很小,则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)。
三、注意事项
1.使用前要机械调零。
2.两表笔在使用时,要保证电流总是“红笔流入,黑笔流出”。
3.测量电阻时
(1)指针指在中值附近误差较小,否则换挡。
(2)每换一挡必须重新进行欧姆调零。
(3)读出的示数要乘以倍率。
4.使用完毕,选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·湖北省·单元测试)某同学在实验室练习使用多用电表,图甲为多用电表示意图。
在使用多用电表时,下列说法正确的是 。
A.红表笔应该插入代表的插孔
B.若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处,应旋转旋钮进行调零
C.测量某电阻时发现指针偏转角度过大,则应当减小倍率,重新进行欧姆调零后再测量
D.多用电表使用完毕,应该拔出红、黑表笔,选择开关旋转至“档”
某次测量时多用电表指针位置如图乙所示,若此时选择开关旋转至“”档,则多用电表读数为 ;若此时选择开关旋转至“”档,则多用电表读数为 。
若用多用电表的欧姆档去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很小,则与二极管正极相连的是多用电表的 。选填“红表笔”或“黑表笔”
【答案】
红表笔
【解析】
A.红表笔应该插入代表的插孔;故A正确;
B.若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处,应旋转旋钮进行调零;故B错误;
C.测量某电阻时发现指针偏转角度过大,则应当减小倍率,重新进行欧姆调零后再测量;故C正确;
D.多用电表使用完毕,应该拔出红、黑表笔,选择开关旋转至“档”;故D正确。
选择开关旋转至“”档,最小精确度为;多用电表读数为;若此时选择开关旋转至“”档,则多用电表读数为。
电流从二极管正极流入时,二极管导通,正向电阻小;用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很小,说明二极管的电阻大;欧姆表的内部电流从黑表笔流出,红表笔流入,因此与二极管正极相连的是多用电表红表笔。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·内蒙古自治区·期末考试)某学习小组练习使用测量工具。
该小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径,示数如图所示,其直径为 ;再用游标卡尺测其长度,示数如图所示,其长度为 。
该小组用多用电表初步测量金属丝的电阻。金属丝的电阻约几十欧姆,测量步骤如下:
先调节指针定位螺丝,使指针对准“直流电流、电压”的刻线。
将选择开关转到电阻挡的的位置。
将红、黑表笔插入“”、“”插孔,再短接两表笔,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准“电阻”的刻线。
将两表笔分别与待测电阻相接、电表的示数如图所示,则合金丝的阻值为 。
如果某次用多用电表测量另一未知电阻阻值时,采用“”的电阻挡正确操作后,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,再完成待测电阻的测量。选出正确的操作顺序
将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
A.
如图中关于多用电表的使用,操作正确的是
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
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.按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
【答案】
【解析】螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以直径为
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以长度为 ;
欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以合金丝的阻值为 ;
欧姆表指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应换大倍率挡进行测量,但换挡后需要重新进行欧姆调零,所以正确的操作顺序是将选择开关旋转到电阻挡“”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零,再将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接。
故选D。
根据多用电表使用时,电流从红表笔流入,黑表笔流出,即“红进黑出”可知,测电压时,图甲中红、黑表笔接法正确,故A错误;
B.测电流时,应按图乙连接方式测量,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.按图丁连接方式,电流正向通过二极管,可测得二极管的正向电阻,而不是反向电阻,故D错误。
故选B。
【变式2】(2026·福建省泉州市·期末考试)如图所示虚线框内为一多用电表欧姆挡的内部电路。若已知干电池,调零电阻,电流表为“电流表”或“电流表”中的一只,则应该选电流表 选填“”或“”
下列说法正确的是
A.选择开关置于欧姆挡“”,先后测量电阻甲和乙,在测完甲的阻值后,不改变挡位再测量电阻乙,无需重新进行电阻调零。
B.为减小误差,测量电阻时指针的偏角要尽量大一些
C.表盘上直接读取的示数,即为待测电阻的阻值
D.如果不能估计未知电阻的大小时,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量
换用另一只多用电表来测量电压表的内阻,如图所示
电压表的正极与多用电表的 选填“红表笔”或“黑表笔”相连。
若欧姆挡的中值刻度为“”,选择欧姆挡“”,测量时发现指针指在最大偏角的处,则电压表的内阻 。此时,电压表的示数为,则干电池的电动势 用字母表示。
【答案】
黑表笔
【解析】若用电流表,则需调零电阻
若用电流表,则需调零电阻
则应该选电流表。
先后测量电阻甲和乙时,因不改变挡位,则无需重新进行电阻调零,A正确。
B.为减小误差,测量电阻时指针的偏角要尽量指在中间位置附近,B错误;
C.表盘上读取的示数乘以倍率为待测电阻的阻值,C错误;
D.如果不能估计未知电阻的大小时,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量;若指针偏角过大,则应该换成较低挡位;若指针偏转过小,则应换成较高挡位,D正确。
故选AD。
根据“红进黑出”,则电压表的正极与多用电表的黑表笔相连。
若欧姆挡的中值刻度为“”,选择欧姆挡“”,则欧姆表内阻为内,则由 ,
则电压表的内阻。
此时,电压表的示数为,则干电池的电动势 。
【变式3】(2026·四川省·模拟题)为测量一电阻的阻值,一物理兴趣小组的同学利用以下器材组装一个欧姆表:
灵敏电流计内阻,满偏电流
定值电阻
滑动变阻器最大阻值为
电源电动势,内阻不计
导线若干
该兴趣小组的同学将各元件按如图电路连接、为表笔端点,并进行调试。将、表笔短接,调节滑动变阻器,使电流计的示数为,此时欧姆表的总内阻 ,滑动变阻器接入电路的阻值为 。用调试好的欧姆表测量待测电阻,表盘指针示数为,可计算出 。
用该电表粗测一待测电阻,用“”挡正确测量,指针偏转如图甲所示,则多用电表的示数为 。
如图所示,发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。其“长脚”为正极,“短脚”为负极。当电流正向流经发光二极管时从正极流入,其电阻较小,可以发光。现利用欧姆表测量发光二极管电阻,发现二极管可以发光,则可知红表笔连接二极管的 填写“长脚”或“短脚”。
此欧姆表使用一段时间后,电源内阻明显增大,电动势不变,但仍可进行欧姆调零。此时用欧姆表测电阻,将会导致测量值 填写“偏大”、“偏小”或“无影响”。
【答案】
短脚
无影响
【解析】根据闭合电路欧姆定律,调零时总内阻为
由总内阻,解得滑动变阻器阻值
根据闭合电路欧姆定律得,解得。
欧姆表用“ ”挡,则读数为。
结合题意,根据欧姆表“红进黑出”的原理可知,二极管发光,黑笔接长脚,红笔接短脚。
此欧姆表使用一段时间后,电源内阻明显增大,电动势不变,但仍可进行欧姆调零。由于欧姆调零后,电动势不变,欧姆内阻也不变,所以此时用欧姆表测电阻,将对测量值无影响。
考点二 拓展实验
【必备知识回顾】
探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数,说明无电源
电阻
电阻挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
电阻挡
正接时示数很小,反接时示数很大
【重难模型精讲】
【典例2】(2026·湖北省武汉市·月考试卷)某实验小组为探究欧姆表的倍率挡原理,设计了如图所示的欧姆表电路。某同学通过控制开关和调节电阻箱,使欧姆表具有“”和“”两种倍率,所用器材如下:
A.干电池:电动势,内阻不计
B.电流表:满偏电流,内阻
C.电阻箱和:最大阻值都为
D.开关一个,红、黑表笔各支,导线若干
图中电源正极处应接 填红或黑表笔;
开关断开,将红、黑表笔短接,调节电阻箱 ,使电流表达到满偏,此时对应的是 填“”或“”挡;
开关闭合,保持不变,把电阻箱调至 ,就变成另一倍率挡的欧姆表;结果保留一位小数
开关闭合后,在红、黑表笔间接入某一电阻,电流表指针指向图所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值应为 。
【答案】黑
【解析】解:电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出,根据图电路,电流从电源正极流出电表,所以图所示的左端电源正极处应接黑表笔。
开关断开,根据闭合电路欧姆定律得:,代入数据解得:,欧姆表内电阻为;闭合后,欧姆表的变小,由于欧姆表倍率越大内阻越大,所以开关断开时对应的是“”挡。
根据闭合电路欧姆定律:,欧姆表内阻,
欧姆表内阻等于中值电阻,即,可知,
因为对应的是“”倍率挡的欧姆表,中间对应刻度值应为,
闭合时,对应的是“”挡,则,根据 ,可知,,
总电流变为,
由欧姆定律得:,代入数据解得:。
由闭合电路欧姆定律知:,由图可知电流表分度值是,读数,
电流表的满偏电流,则,即,欧姆表内阻,
代入数据解得:。
故答案为:黑;;;;。
【变式训练与拓展】
【变式4】(2026·四川省·同步练习)“黑盒子”表面有、、三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;
第二步:用电阻“”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图所示。
第一步测量结果表明盒内 。
图标出了图甲和乙中电阻表指针所处的位置,其对应的阻值是 ;图标出了图丙中电阻表指针所指的位置,其对应的阻值是 。
请在图中的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
【答案】不存在电源
【解析】使用电压挡进行测量,目的是看盒内是否有电源,由于指针不发生偏转,因此盒内不存在电源。
使用电阻表读数时注意其零刻度在右侧,读出数据然后乘挡位倍率即为所测电阻阻值。所以图示数为,图示数为。
使用电阻挡进行测量时,注意黑表笔是和多用电表内部电源的正极相连的,观察题图中的甲、乙可知,在测量、之间的电阻时,对两个接线柱进行正反测量,其阻值相同,说明、之间接有一个定值电阻;观察题图中的丙、丁可知,在测量、之间电阻时,黑表笔接时电阻很小,接时电阻很大,说明、之间有二极管,而且应该接二极管的正极;观察题图戊可知,黑表笔接时的电阻比丙中黑表笔接时的电阻大,说明了、之间串联了二极管和电阻两个元件,由题图己可知,从到电阻无穷大,综上,盒内元件的连接如图所示。
【变式5】(2026·湖北省·模拟题)某同学设计了一个双量程的欧姆表,其电路图如图甲所示,表盘刻度示意图如图乙所示,其中央刻度标“”。已知电流计满偏电流,内阻,电源电动势,内阻。电阻箱阻值调节范围为,滑动变阻器的最大阻值为。
用该欧姆表来测量某二极管通反向电流时的阻值时,应该将 选填“”或“”端与二极管的正极相接触,另一端与二极管的负极相接触
电键断开,将图甲中的、端短接,调节使电流计满偏,此时接入电路中的阻值为 ,欧姆表对应的档位为 选填“”或“”。若测量某电阻阻值时,电流计指针指在处,则测得该电阻阻值
将电键闭合,为了使欧姆表对应的档位为“”,应将电阻箱阻值调为 ,进行欧姆调零后测得某电阻阻值为,可由于表内电池用旧,电源电动势实际只有电源内阻不变,则该电阻的真实阻值为 。
【答案】
【解析】电流从欧姆表的端流出,测量某二极管通反向电流时的阻值时,应该端接二极管负极,端接二极管正极。
根据闭合电路欧姆定律有,解得,
此时欧姆表内阻为中间刻度,所以此时欧姆表对应的档位为“”。
根据闭合电路欧姆定律有,解得。
将电键闭合,为了使欧姆表对应的档位为“”,则欧姆表内阻为,则干路的满偏电流,根据并联电路特点可知。
根据闭合电路欧姆定律,
电动势变为后,欧姆表内阻为,则,
解得
【变式6】(2026·江西省·联考题)某同学根据实验室提供的实验器材自制了“”“”“”三个倍率的欧姆表,电路如图所示,电路中电源的电动势,电流计的量程为内阻可忽略不计,、为电阻箱,为滑动变阻器,为单刀多掷开关。将两个表笔分别插入、插孔。
红表笔应插 选填“”或“”插孔。
已知开关合向时,对应的是“”挡位,则开关合向时,对应的是 选填“”或“”挡位。将开关合向,将两表笔短接,调节滑动变阻器,使电流计指针满偏,这时欧姆表的内阻为 ,改装成的欧姆表中间刻度值为 。
若电源由于使用时间较长,内阻略有增大,电动势仍为,则用此欧姆表测电阻时,电阻测量值相对真实值 选填“偏大”“等大”或“偏小”。
【答案】
等大
【解析】红进黑出,红表笔应接插孔。
由可知,改装的电流表量程越大,对应欧姆表的内阻越小,对应的倍率越小,由于接时电流表量程最小,因此倍率最大为,则开关合向时,对应的是挡
将开关合向,将两表笔短接,调节滑动变阻器,使电流计指针满偏,这时欧姆表的内阻为,由于倍率为,因此改装成的欧姆表中间刻度值为。
电阻调零时,电源内阻增大可通过减小调零电阻的阻值,保证欧姆表内阻恒定,欧姆表内阻不变,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
基础巩固练
1.(2026·四川省·同步练习)如图所示为一简易多用电表的内部电路图,其包含量程的电流表、量程的电压表和电阻表,共三个选择挡位。已知灵敏电流计的内阻、满偏电流,多用电表内部电源的电压为。
此多用电表作为量程的电压表使用时,选择开关应拨到挡位 选填“”“”“”;
图中 计算结果保留位有效数字;
此多用电表作为电阻表使用时,选择开关拨到电阻表对应的挡位。接入待测电阻前,应先将两表笔短接,调节电阻挡调零旋钮,使指针指到表盘 选填“左端”或“右端”零刻度线处。调好后,将两表笔与待测电阻两端接触,进行测量。
【答案】
右端
【解析】将灵敏电流计改装为电压表时应串联一个电阻,所以选择开关应拨到挡位;
根据欧姆定律得 代入数据解得;
此多用电表作为电阻表使用时,选择开关拨到电阻表对应的挡位。接入待测电阻前,应先将两表笔短接,调节电阻调零旋钮,使指针指到表盘右端零刻度线处。调好后,将两表笔分别与待测电阻两端接触,进行测量。
2.(2026·福建省·同步练习)二极管加正向电压时电阻很小,加反向电压未击穿时电阻很大。某同学用多用电表测量二极管的反向电阻,多用电表上有如图所示的选择开关和两个部件、。请根据下列步骤完成电阻测量:
先进行机械调零,旋动 选填“”或“”使指针对准表盘的 选填“左边”或“右边”零刻度后将旋转到电阻挡“”的位置,并完成欧姆调零。
该同学先后用红、黑表笔按图方式接触二极管的、两端,由多用电表指针偏转情况可知二极管的 选填“”或“”端为正极。
用多用电表“”挡测量二极管的反向电阻,发现指针偏转角度过小,为得到更准确的测量结果,可将旋转到电阻挡 选填“”或“”的位置,完成欧姆调零后再次测量。
【答案】
左边
【解析】先进行机械调零,旋动使指针对准表盘的左边零刻度后将旋转到电阻挡“”的位置,并完成欧姆调零。
该同学先后用红、黑表笔按题图方式接触二极管、两端,当黑表笔接端时电阻很小,说明二极管加的正向电压,当黑表笔接端时电阻很大,说明二极管加的反向电压,由多用电表指针偏转情况可知二极管的端为正极。
用多用电表“”挡测量二极管的反向电阻,发现指针偏转角度过小,说明倍率挡选择过小,为得到更准确的测量结果,可将旋转到电阻挡“”的位置,完成欧姆调零后再次测量。
3.(2026·福建省·同步练习)某实验小组的同学在实验室练习多用电表的使用。
关于多用电表的使用,下列接法正确的是 。
A.图甲是用直流电压挡测量小灯泡两端的电压
B.图乙是用直流电流挡测量电路中的电流
C.图丙是用电阻挡测量小灯泡的电阻
D.图丁是用电阻挡测量二极管的反向电阻
某同学用多用电表的电流挡,测得电流如图戊指针所示,此时电流为,则该同学所选电流表量程为 。
若用多用电表的电阻挡正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个大约为的电阻,请选出正确且需要的选项并按操作顺序排列 。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的定位螺丝,使表针指向“”
B.将红表笔与黑表笔接触
C.把选择开关旋转到“”
D.把选择开关旋转到“”
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
【答案】
【解析】题图甲中用直流电压挡测量小灯泡两端的电压时,电流应该从黑表笔流出多用电表,从红表笔流入多用电表,故A错误题图乙中用直流电流挡测量电路中的电流时,电流从红表笔流进多用电表,从黑表笔流出多用电表,故B正确题图丙中用电阻挡测量小灯泡的电阻时,应将小灯泡与电源断开,故C错误根据多用电表“红进黑出”的原则可知,题图丁中用电阻挡测量的是二极管的反向电阻,故D正确。
根据多用表的读数可知,所选电流表的量程为。
由于欧姆表的中值电阻为左右,所以要测量左右的电阻时,首先应换挡,把选择开关旋到“”的位置,然后再重新调零,即操作顺序应是。
4.(2026·福建省·同步练习)如图甲所示,某兴趣小组搭建了有“”、“”、“”三挡位的“欧姆表”电路。其中电池的电动势,内阻可忽略不计表头量程、内阻,、为电阻箱,为滑动变阻器,为单刀多掷开关。
电路中表笔Ⅰ应为 选填“红”或“黑”表笔。
设定对应“”挡位,对应“”挡位。
该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻的阻值,进行了如下操作:
先将拨到,两表笔短接调零,即调节使表头指针指在 刻度处。
把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙处,有同学提出此时指针偏角较小,想增大指针偏角,应将开关拨至 选填“”或“”。
将选择开关拨至新的位置后,重复步骤后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙处,可知阻值为 。
若干电池由于长时间使用,内阻略有增大,电动势仍为,则电阻测量值相对真实值 选填“偏大”“等大”或“偏小”。其理由为 。
【答案】黑
等大
欧姆调零时电池内阻不能忽略,可通过减小调零电阻的阻值,保证电阻表内阻恒定。欧姆表内阻不变,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
【解析】电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接,可知应为黑表笔。
先将拨到,两表笔短接调零,即调节使表头指针满偏,即指在刻度处。
把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于题图乙处,有同学提出此时指针偏角较小,说明倍率挡选择过低,因挡为“”挡,则想增大指针偏角,应将开关拨至。
将选择开关拨至新的位置后,重复后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于题图乙处,因接时的中值电阻,可知阻值为。
欧姆调零时电池内阻不能忽略,可通过减小调零电阻的阻值,保证电阻表内阻恒定。欧姆表内阻不变,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
5.(2026·四川省·同步练习)如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱,黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件,但任意两个接线柱间最多只连接有一个元件。
某同学要用多用电表探测黑箱,探测的第一步应该是 。
A.用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻
B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压
C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流
探测结果表明,黑箱里没有电源,并测得任两个接线柱间的电阻如下表所示:
红表笔
黑表笔
测得阻值
由此可以判断,黑箱里的元件一定有 ,用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接。
多用电表的表盘如图乙所示,在上面探测、两接线柱间电阻时,红表笔接接线柱,黑表笔接接线柱,这时电流从 填“”或“”接线柱流进黑箱为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,测电阻的挡位选择的应是 填“”“”或“”。
【答案】
电阻、二极管
或者
【解析】因黑盒子内部可能有电源,则不能先用多用电表的电阻挡测量,可先用电压挡判断内部是否有电源,故选B。
根据题表中的测量值可以断定:、间肯定有电阻,、之间肯定有二极管,、间肯定有电阻和二极管的串联,电路连接如图所示。
或
在上面探测、两接线柱间电阻时,红表笔接接线柱,黑表笔接接线柱,这时电流从接线柱流进黑箱为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,指针应指在中值附近,测电阻的挡位选择的应是“”。
综合提升练
1.(2024·河南·高考真题)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选______(填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻______(用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻______(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) CAB 负极、正极 ×100 1.6
(2) a
(3)
(4)1.57
【详解】(1)[1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A选项;进行欧姆调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。
故首先操作顺序为CAB。
[2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
[3]读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
[4]测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为
(2)[1]图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
[2]为保护电路,且测量电路部分电压从零开始条件,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
(4)测量得到,带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻
2.(2024·浙江·高考真题)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极:选用挡时,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’或’’)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)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接________接线柱(选填“a"“b”“c”或“d”),Q应连接_________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=__________mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是__________元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在_________V范围。
【答案】(1) ×1k 负极
(2) a d 45.0
(3) 非线性 1.9-2.5
【详解】(1)[1][2]指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用挡继续实验;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)[1][2]实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图C可知电压表选取量程,故Q接d;
[3]多用电表量程为50 mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为
(3)[1][2]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,根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9V-2.5V范围。
3.(2017·全国III卷·高考真题)图甲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。
(1)图甲中的A端与________(填“红”或“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
(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为__________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为____________。(结果均保留3位有效数字)
【答案】(1)黑
(2)B
(3) 160 880
(4) 1.41 mA 1.10×103 Ω 2.82 V
【详解】(1)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)A.在使用多用电表之前,调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,选项A错误;
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,选项B正确;
C.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。
故选B。
(3)[1][2]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,=3
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后的总电阻为120 Ω,两端电压为0.12 V,则R4两端电压为0.88 V,由串联电路中电压与电阻成正比知:R4电阻为880 Ω。
(4)[1]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1.41mA。
[2]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。
[3]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2.82 V。
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是_________。(单选,填正确答案标号)
A.①③④ B.②③④ C.②④③ D.①④③
(2)若将一个内阻为、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个_________的电阻。
(3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻及一个电阻()组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表:
接线柱
1和2
2和3
3和4
1和4
2和4
1和3
U/V
0
1.53
0
0.56
1.05
0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于_________之间,电容器C处于_________之间,电阻处于_________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
【答案】(1)B
(2) 串联
(3) 2和3 1和4 1和2
【详解】(1)要测量一个阻值约为的电阻,需要选择电阻“”挡,即把选择开关旋转到“”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零。
故选B。
(2)[1][2]将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
(3)[1][2][3]用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为,3和4之间电阻为。
5.(2025·湖南·高考真题)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为__________。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E电动势,内阻可忽略,电压表量程,内阻约,电流表量程,内阻约。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图2中完成余下导线的连接__________。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率__________(用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率,作出图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在__________两端(填“”或“”)。
(6)若电源E使用时间过长,电动势变小,上压力大于或等于时,报警器启动,则__________(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 8000 见解析 大于
【详解】(1)[1]多用电表选择开关旋转到“”挡,故根据图1可知读数为;
(2)[2]长方体导电水泥块样品的电阻,故采用电流表内接法;实验中要求滑动变阻器采用分压接法,故连接实物图如图
(3)[3]根据电阻定律
可知
(5)[4]根据图3可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增加,电压增加,电压减小,而报警器在两端电压大于或等于时启动,故应将报警器并联在两端;
(6)[5]电源电动势E减小,要使报警器启动,即两端电压要仍为3V,根据串联分压有
可知E减小需要R1更小,又因为F越大R1越小,可知F1需要大于F0。
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