摘要:
**基本信息**
聚焦多用电表测量核心,以“操作-原理-探究”三级逻辑构建训练体系,覆盖基础操作、原理推导及黑箱探索,融合模拟、创新与真题,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础演练|15题|多用电表使用步骤、欧姆表原理计算、黑箱元件判断|从仪器操作到原理理解(闭合电路欧姆定律),再到综合探究,形成完整认知链|
|重难创新|2题|色环电阻识别、多量程欧姆表设计|结合实际应用拓展,深化原理迁移能力|
|真题实战|3题|高考高频考点(欧姆表调零、伏安特性测量)|对接考情,强化关键能力与物理观念|
内容正文:
实验13 用多用电表测量电学中的物理量
目录
模拟·基础演练 1
题型01 多用电表的使用 1
题型02 欧姆表原理及应用 7
题型03 用多用电表探索黑箱内的电学元件 14
重难·创新演练 22
真题·实战演练 26
模拟·基础演练
考查重点:多用电表的使用方法、欧姆表的是工作原理及使用、多用电表探测黑箱问题。
⏳题型01 多用电表的使用
1.(2026·云南红河·三模)某学习小组用如图甲所示的多用电表做“练习使用多用电表”实验,进行了如下操作:
(1)先利用多用电表测量电阻。在用欧姆挡“×100”倍率测量某电阻时,发现指针偏转到如图乙中虚线所示位置,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1k”或“×10”)的倍率,然后将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”后重新测量。重新测量后结果如图乙中实线所示,读数为________Ω。
(2)然后用多用电表欧姆挡“×100”倍率探测一只完好的二极管的正、负极。正确操作后,当两表笔分别接二极管的正、负极时,发现表针指在如图乙中的虚线的位置,此时红表笔接触的是二极管的________极(选填“正”或“负”)。
(3)实验中某同学注意到多用电表表盘上电阻的刻度线分布是不均匀的,而电流、电压的刻度线分布是均匀的。为了弄清楚原因,他通过查阅资料得到多用电表欧姆档测量未知电阻时的电路图如图丙所示。已知灵敏电流计满偏电流为,电源电动势为E,正确测量电阻时电流计示数为I,则待测电阻与电流计示数I的关系为________(用、E、I表示)。
【答案】(1) ×1k 6000
(2)正
(3)
【详解】(1)[1]用电阻挡“×100”的测量时发现指针偏转角度过小,说明待测电阻比较大。为了得到比较准确的测量结果,将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置
[2]由图乙中的实线可知,用电阻挡“×1k”测量,则读数为
(2)由图2中的虚线位置可知,此时测的是二极管的反向电阻,此时红表笔接触的是二极管的正极
(3)欧姆调零时,将两表笔短接,则有
测电阻时,根据闭合电路欧姆定律可得所以
2.(2026·福建厦门·模拟预测)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8000 Ω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
【答案】(1)37
(2)B
(3)20
(4)A
【详解】(1)多用电表直流100mA挡,应读取表盘中间的均匀刻度线。量程为100mA,则实际电流为 。
(2)A.若测量时指针偏转过大,说明被测电阻阻值较小,电流较大,为使读数更准确,应换用更小的倍率,使指针指在表盘中央附近,故A错误;
B.欧姆表内部电源的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,测量时电流从黑表笔流出,经被测电阻从红表笔流入,所以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,欧姆表的内阻发生变化,必须重新进行欧姆调零,而机械调零是在使用前进行的,故C错误。故选B。
(3)由图甲中Ⅱ可知,指针指在直流电流刻度满偏的处。设欧姆表内阻为,满偏电流为,电源电动势为,则接入 时,电流
联立解得
欧姆表表盘正中间刻度对应电流半偏,此时外接电阻等于内阻,即中值电阻
因选择的是“×100”挡,故表盘正中间刻度应标定的数字为
(4)用欧姆挡测电容器时,刚接触瞬间,电容器开始充电,相当于短路,电路中充电电流最大,指针向右偏转角度最大。随着电容器充电,两极板间电压升高,充电电流逐渐减小,指针向左偏转。充电完毕后,电路断路,电流为零,指针指在左侧处。故观察到指针向右偏转到较大角度后偏角逐渐减小。
故选A。
3.(2026·山东聊城·二模)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_______位置时,电表可测量直流电流,且量程较大。
(2)该多用电表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能欧姆调零,正确使用欧姆挡测量某一个电阻时,测得的电阻值相比真实值____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为9.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程600μA,内阻90Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻;
E.导线若干,红、黑表笔各一只
①若在图乙中,保持断开,表盘上300μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②若在图乙中,闭合,这相当于欧姆表换挡,则换挡前、后倍率之比为____________。
【答案】(1)1
(2)偏大
(3)
【详解】(1)当S旋到位置1时,与表头G并联的电阻较小,此时电流表量程较大。
(2)当电池电动势变小、内阻变大时,由于虚线框内的满偏电流不变,所以重新进行欧姆调零后,由公式可知欧姆表内阻变小,待测电阻的测量值是通过虚线框内的电流示数体现出来的,由可知,当变小时,变小,指针跟原来的位置相比偏左了,故欧姆表的示数变大了,测得的电阻值将偏大。
(3)[1]欧姆表内阻
又有
解得刻度线对应的电阻刻度值。
[2]电流计内阻为,给电流计并联的电阻,则电流计满偏时两端的电压为
此时经过滑动变阻器的电流为
因电流表量程扩大10倍,用该电流表改装成欧姆表,同一刻度对应的电阻值变为原来的,欧姆表换挡前、后倍率之比等于。
4.(2026·天津和平·二模)研究小组同学利用多用电表测量金属丝的阻值。
(1)先用欧姆表粗测其阻值。两位同学分别选用多用电表“”和“”挡,将两个表笔短接,进行欧姆调零,然后将表笔分别接在电阻的两端,多用电表指针如图1中的虚线及实线所示,则电阻的阻值为________。
(2)之后同学们设计了如图2所示电路利用多用电表再次开展测量,学生电源使用直流输出挡,所用多用电表的挡位设置如图3,则电路中的表应选用________量程,表应选用________量程。
(3)正确选择了挡位和量程后,电路中电表和电表的指针偏转如图4和图5所示,由此可计算得到电阻的阻值为________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)190
(2) 2.5V 10mA
(3)191
【详解】(1)由图1可知,选用多用电表“”挡时多用电表指针对应图中的虚线,则指针偏转较小,说明挡位选小了,故应选用多用电表“”挡,即多用电表指针对应图中的实线,可得
(2)[1]由图3可知,M表并联在两端,故M表测电压,学生电源输出为 2V,所以M表应选用直流电压2.5V量程;
[2]由图3可知,N表与串联,故N表测电流,结合电源电压和电路电阻,电流较小,应选用直流电流10mA量程。
(3)直流电压的量程为2.5V,由图4可知,电表的读数为
直流电流的量程为10mA,由图5可知,电表N的读数为
根据欧姆定律,可得
5.(2026·湖南·模拟预测)某同学利用一满偏电流,内阻的灵敏电流计,设计了一个多倍率电阻表(“”“”“”“”),其内部电路如图所示,电源电动势,内阻。
(1)关于电阻表的使用,下列说法正确的是__________。(单选)
A.使用此表测量电阻时,若指针偏角过小,应换用更小倍率挡位
B.测量定值电阻时,可直接将表笔接在电路中的电阻两端,无需断开电路电源和其他元件
C.电阻表内部电源的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,电流从黑表笔流出多用电表
(2)当开关与“4”端接通时,进行欧姆调零后,可调电阻接入电路的阻值为:__________;
(3)与3端接通时,电阻表的倍率为__________(选填“”、“”、“”、“”);
(4)设电源电动势未衰减时,与“4”端接通时欧姆表的内阻为。若电源电动势衰减至原值的倍(),内阻保持不变,该同学仍使用此挡位测量电阻,未重新进行欧姆调零。为表盘直接读数,为被测电阻实际阻值,试推导与的关系式:__________(用、、表示)。
【答案】(1)C
(2)
(3)
(4)()
【详解】(1)A.使用此表测量电阻时,若指针偏角过小,说明待测电阻较大,应换更大倍率挡位,故A错误;
B.测量定值电阻时,需断开电路电源和其他元件,再将表笔接在电阻的两端,故B错误;
C.电阻表内部电源的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,电流从黑表笔流出多用电表,故C正确。
故选C。
(2)由闭合电路的欧姆定律
解得,此时
(3)由小问(2)知,与3端接通时,串联电阻多,欧姆表总内阻大,倍率大,故电阻表的倍率为
(4)由上述分析可得
电源电动势未衰减时,由全电路欧姆定律得电源电动势衰减至原值的倍(),内阻保持不变,且未重新进行欧姆调零指针指在同一位置
解得()
⏳题型02 欧姆表原理及应用
6.(2026·山东·三模)某学习小组想要设计一个“×10”和“×100”双倍率的欧姆表,可供使用的实验器材如下:
直流电源(电动势为1.5 V,内阻为1 Ω)
灵敏电流计(满偏电流为1 mA,内阻为150 Ω)
滑动变阻器(阻值变化范围为0~9999 Ω)
定值电阻(阻值为1200 Ω)
定值电阻
红、黑表笔,开关、,导线若干
(1)按照如图所示的电路连接实验器材,其中黑表笔应接在__________端(选填“A”或者“B”);
(2)闭合,断开,使外接电阻为0时灵敏电流计达到满偏。红黑表笔接待测电阻时,灵敏电流计指针示数为满偏电流的,则__________。
(3)外接电阻为0时,闭合时灵敏电流计恰好满偏,则流过的电流为__________。
(4)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”)。
【答案】(1)B
(2)1
(3)9
(4)偏大
【详解】(1)欧姆表内部电源的正极应接黑表笔,电流从黑表笔流出。电流从电源正极流出,经过并联电路和滑动变阻器后到达B端,再经过外接电阻从A端流回电源负极。因此B端电势高,电流从B端流出,故黑表笔应接在B端。
(2)闭合断开时,电路为串联结构。欧姆调零时外接电阻为0,灵敏电流计满偏,有
解得欧姆表内阻
接入待测电阻后,电流
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
(3)该欧姆表设计为“×10”和“×100”双倍率,断开时中值电阻,对应"挡(对应表盘中间示数为15),闭合时,与表头支路并联,总电流增大,内阻减小,对应"10"档,其中值电阻应为。此时欧姆调零满偏总电流
因灵敏电流计满偏电流,根据并联电路电流规律,流过的电流
(4)电池电动势减小,内阻增大。欧姆调零时满足
因减小,调零后的欧姆表内阻必然减小。测量电阻时,电流
由于减小,电流减小,指针偏转角度变小。欧姆表刻度盘左侧阻值大,右侧阻值小,指针偏左意味着读数偏大。
7.(2026·江西吉安·模拟预测)某同学自制了一个双量程的欧姆表,该简易欧姆表有“×1”、“×10”两个倍率,电表电路如图所示,A、B分别接表笔。所用器材如下:
A、电流表G(满偏电流Ig=2 mA,内阻Rg=200 Ω);
B、定值电阻R1=5 Ω、R2=45 Ω;
C、滑动变阻器R(最大阻值为120 Ω);
D、电源(电动势为1.5 V,内阻不计);
E、单刀双掷开关S;
F、红黑表笔各一支、导线若干。
(1)B端接____________(填“红表笔”或“黑表笔”)。
(2)将S接接线柱1时,应为__________(填“×10”或“×1”)倍率。
(3)现将S接接线柱2,经过欧姆调零后,将待测电阻Rx接在A、B间,发现指针指在表盘的正中央刻度处,该待测电阻的阻值为__________Ω。(结果保留三位有效数字)
(4)若因长时间使用,欧姆表内电池的电动势略有下降,但仍可欧姆调零。当开关S接接线柱2时,欧姆调零后,实际阻值为270 Ω的标准电阻的测量值为300 Ω,分析可知表内电池的电动势等于_____V。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)红表笔
(2)×1
(3)150
(4)1.35
【详解】(1)欧姆表内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔。由电路图可知,电源的负极通过滑动变阻器与B端相连,电源的正极通过开关S与内部电路相连,电流从A端流出经外部电阻流入B端,故B端接红表笔。
(2)当S接1时,电阻与并联,改装后的电流表满偏电流
此时欧姆表内阻
当S接2时,与并联,满偏电流
内阻
S接1时内阻较小,对应倍率较小,故为×1倍率。
(3)S接2时,欧姆表内阻即中值电阻
指针指在表盘正中央,说明电流为满偏电流的一半,根据闭合电路欧姆定律
当时,
(4)设新电动势为,原电动势,原内阻,满偏电流。欧姆调零后,新内阻
测量值为时,对应电流
该电流也是接入真实电阻时的实际电流,即
联立解得
解得
8.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)某兴趣小组自制了一个多用电表。图乙是其中的欧姆表部分,有四个挡位(“×1”“×10”“×100”和“×1k”)。
(1)某同学欲测量1000 Ω左右的电阻,需将选择开关调至_________挡位,欧姆调零后,进行测量,如图甲所示,则电阻阻值为_______。
(2)该小组讨论后,设计的欧姆表内部结构如图乙所示,已知电源为一节干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),其a端应为电源的________。(选填“正极”或“负极”)
(3)已知电流计的量程为,内阻,经计算,可求出4个定值电阻的阻值,则______。
【答案】(1) 1100/1100.0
(2)正极
(3)900
【详解】(1)[1]欧姆表的中央刻度约为$15$,为使指针指在中央刻度附近以减小读数误差,测量左右的电阻时,应选择“”挡位。 [2]由图甲可知,欧姆表刻度盘上指针指在数字$11$处,则测得电阻阻值为
(2)根据欧姆表的内部结构和原理可知,黑表笔与内部电源的正极相连,红表笔与内部电源的负极相连。由图乙可知红表笔接在端,则端应为内部电源的正极。
(3)由图甲可知,欧姆表的中央刻度值为$15$。欧姆表的中值电阻等于其内阻,则选择“”挡位和“”挡位时,欧姆表内阻分别为和。根据图乙多量程电流表改装原理可知,开关S接4时,表头并联的分流电阻最大,电流表量程最小,对应满偏电流较小的“”挡位;同理开关S接3时对应“”挡位。根据闭合电路欧姆定律,两挡位对应的满偏电流分别有,
代入数据解得和
根据并联电路规律,开关S接4和接3时分别有,
联立方程并代入数据解得
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关S1接b时,c、d端接入回路中作为量程分别为1mA和10mA的电流表使用;②单刀双掷开关S1接a时,可作为“×100”和“×1k”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流Ig=100μA,内阻Rg=720Ω;电源电动势为1.5V,内阻为1Ω。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻R1=______Ω,R2=______Ω。
(2)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻R可选下面两个滑动变阻器中的______。
A.电阻范围0~200Ω B.电阻范围0~2000Ω
(3)某次测量欧姆调零后将待测电阻Rx接在c、d间,发现挡位不合适,断开电路将开关S2接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关S2接1时电流表指针偏转角______(选填“太大”或“太小”)。开关S2接2后再次欧姆调零时滑动变阻器R接入回路的阻值为______Ω。
【答案】(1) 8 72
(2)B
(3) 太小 1427
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,接1时为10mA电流表,接2时为1mA电流表,则有,
代入数据可得,
解得,
(2)欧姆表需要进行欧姆调零,所以单刀双掷开关接a,接1时,欧姆表的内阻
单刀双掷开关接a,接2时,欧姆表的内阻
由于,
其中,
解得,
即调零电阻R需要调出为,可知,调零电阻R应选择滑动变阻器电阻范围0~2000Ω。
故选B。
(3)[1]单刀双掷开关接1时为大量程电流表,其对应欧姆表的内阻较小,所以接a、接1时为小倍率欧姆表,对应的挡位是;单刀双掷开关接2时为小量程电流表,其对应欧姆表的内阻较大,所以接a、接2时为大倍率欧姆表,对应的挡位是;断开电路将开关S2接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,说明现在测量的是一个大电阻,此时量程太小,所以开关S2接1时出现的情况应该是电流表指针偏转角太小。
[2]结合上述可知,开关S2接2后再次欧姆调零时滑动变阻器R接入回路的阻值为
10.(2026·陕西榆林·二模)某实验小组的同学设计了一简易欧姆表,该欧姆表能进行欧姆调零,其实验器材为:
A.干电池(电动势,内阻不计)
B.电流表G(满偏电流,内阻)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.定值电阻、
E.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干
(1)插孔应插入________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)若两定值电阻中的一个为,另一个为,电键S断开,欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为,开关S闭合,欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为,已知,则________,________;
(3)该实验小组的同学利用该简易欧姆表测量电压表的内阻,将开关S闭合,电路接通后,电流表的指针刚好指在正中央,电压表指针偏转的角度为满偏的,电压表的内阻为________,电压表的量程为________V。
【答案】(1)红
(2) 50 600
(3) 500 3
【详解】(1)欧姆表内部电源的正极应接黑表笔,负极接红表笔,符合电流表“红进黑出”的原则。因此a插孔应接红表笔。
(2)[1][2]开关S断开时,欧姆调零后,根据闭合电路欧姆定律,有
开关S闭合时,欧姆调零后,根据闭合电路欧姆定律,有
整理得
根据题意,两定值电阻中的一个为,另一个为,又
解得,,,
(3)[1]开关S闭合,电流表的指针刚好指在正中央,根据闭合电路欧姆定律,有
其中欧姆表的内阻解得;
[2]此时流过电压表的电流,电压表此时的电压为
电压表指针偏转的角度为满偏的,则电压表的量程为。
⏳题型03 用多用电表探索黑箱内的电学元件
11.(2026·云南昆明·模拟预测)如图所示,黑箱中有A、B、C三个接线柱,已知黑箱中最多只有2个电学元件,可能有电源、定值电阻或二极管,已知常用的硅二极管在正向导通情况下电阻约为。用
多用电表对黑箱进行如下检测:
①将选择开关调到欧姆挡合适倍率,进行欧姆调零
②将选择开关调到直流电压挡位,两表笔分别检测任意两个接线柱,均无示数
③将选择开关置于OFF挡
④用两表笔进行检测,红黑表笔的位置和测量结果如下表
黑表笔
A
B
A
C
B
C
红表笔
B
A
C
A
C
B
测得阻值/
25.2k
275
975
25.9k
(1)正确的实验操作顺序为_____(填步骤前序号)。
(2)当欧姆表使用时,黑表笔电势_____(填“高”或“低”)。
(3)步骤②说明黑箱内不含有_____(填“电源”“定值电阻”或“二极管”)。
(4)步骤①中选择倍率,测量或间的阻值均如图所示,其读数为_____Ω。
(5)在图中画出可能的电学元件的连接图。
【答案】(1)②①④③
(2)高
(3)电源
(4)700
(5)
【详解】(1)使用多用电表探测黑箱时,应先判断内部有无电源,再进行电阻测量,测量完毕将选择开关置于OFF挡。因此合理顺序为,先将选择开关调到直流电压挡位,两表笔分别检测任意两个接线柱,若均无示数,说明无电源;再选欧姆挡倍率并调零;接着用两表笔测量各接线柱间阻值;最后使用完毕后置于OFF挡。故填②①④③。
(2)欧姆表内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔,因此黑表笔电势高。
(3)用直流电压挡测任意两接线柱均无示数,表明黑箱内无电源,否则会有电压。
(4)选择倍率,指针指在刻度“7”处,读数为
(5)黑表笔接A,红表笔接B时测得阻值;黑表笔接B,红表笔接A时测得阻值,正反向差异巨大,说明AB间为二极管,正向电阻,反向电阻,B接二极管正极;
AC正反接时,测得阻值均为,说明AC间为定值电阻;
黑表笔接B,红表笔接C时测得阻值,正好等于二极管正向电阻加定值电阻阻值;黑表笔接C,红表笔接B时测得阻值,也正好等于二极管反向电阻加定值电阻阻值。因此两个元件串联,且BC间无连接。
综上连接图如图所示:
12.(2026·湖北·模拟预测)图甲为多用电表刻度盘,图乙为多用电表功能选择开关。
(1)使用多用电表前发现其指针出现在图甲①位置,则需要调节图乙中__________(选填“”或“”)处的旋钮。
(2)某同学用欧姆表“×10”倍率的电阻挡测某未知电阻的阻值,指针位于图甲中③位置,为了得到比较准确的测量结果,应选择倍率为__________(选填“×1”或“×100”)的电阻挡,重新进行欧姆调零并完成测量。
(3)该同学粗测一节干电池的电动势,将图乙中挡位旋钮旋至直流电压量程处,红表笔接电池_____(选填“正极”或“负极”),黑表笔接另一极,指针位于图甲中②位置,对应的数值为_____。
(4)某同学用多用电表欧姆挡探测一个不含电源的黑箱中电学元件,如图丙,已知黑箱中只有两个元件,且分别在、和、之间。当红、黑表笔分别接在、或、时,都观察到指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“0”刻线。在图丙的黑箱图中画出电学元件_____。
【答案】(1)
(2)
(3) 正极
(4)
【详解】(1)使用多用电表前,若指针未指向左侧零刻度线,需要进行机械调零,调节的是图乙中的(机械调零旋钮)。
(2)欧姆表用“×10”倍率测量时,指针位于③位置,说明被测电阻阻值较小,所选倍率偏大,应换用更小的倍率,重新欧姆调零后再测量。
(3)测量直流电压时,多用电表红表笔需接高电势,即接电池的正极。
选择直流电压量程时,表盘分度值为,指针位于②位置,对应读数为。
(4)红、黑表笔正反接、时,指针先右摆后回归“”位置,说明、间为电容器(充电时有瞬时电流,充电完成后断路);
接红表笔、接黑表笔时指针指“”(反向截止),接红表笔、接黑表笔时指针指0(正向导通),说明、间为二极管,且接二极管正极、接二极管负极。
13.(25-26高三上·新疆·开学考试)(1)多用电表是电学实验常用的测量仪表,多用电表有红黑两只表笔,无论测量直流电压还是测量电阻,都是电流从红表笔流入电表、从黑表笔流出电表;在测量直流电压,红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势;在测量电阻时红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势。
(2)某同学用毫安表、滑动变阻器、一节干电池和两只表笔组成了一个简单的欧姆表,如图所示。所用毫安表满偏电流,干电池电动势,欧姆表表盘中央刻度称为中值电阻,这个欧姆表的中值电阻为___________,利用这只欧姆表测量电阻时,指针指在电流表刻度的刻度线,则___________。
(3)利用这只欧姆表探究一个具有三个接线柱的黑箱,黑箱内没有电源、没有二极管,只有三只电阻,测量结果表格所示,
红表笔连接
端子1
端子1
端子2
黑表笔连接
端子2
端子3
端子3
测量值
83
133
150
则可判断端子、之间电阻为___________,、之间电阻为___________,,之间的电阻为___________。
【答案】(1) 高于 低于
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2]测量直流电压时,红笔接正极,电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此红表笔电势高。测量电阻时,电流也是电流从红表笔流入,黑表笔流出,表针才不会出现反偏。欧姆表的电池在欧姆表内部,由于必须遵循电流从红表笔流入、黑表笔流出的原则,黑表笔电势要高于红表笔电势。
(2)[1]毫安表满偏时有解得欧姆表的中值电阻为
[2]当电流表刻度的,有解得
(3)[1][2][3]推断黑盒子内部电阻连接如图所示
则端子、之间电阻为;端子、之间电阻为;
端子,之间的电阻为,联立解得,,
则黑盒子内部电阻连接如图所示
则端子、之间电阻为100,、之间电阻为200,,之间的电阻为300
14.(25-26高三上·北京昌平·期末)某同学用多用电表测量电学中的物理量。
(1)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。用该多用电表测量阻值约为20Ω的电阻,选择正确的实验步骤并排序:______(选填选项前的字母)
A.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的“0”刻线。
B.将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据后随即断开。
C.将选择开关置于电阻挡“×1”位置。
D.将选择开关置于OFF位置。
(2)图 1 为多用电表简化电路图,其中A为______(选填 “红” 或 “黑”)表笔。选择开关S分别与1~6 连接点连接构成多用电表的不同挡位。当选择开关 S与______连接,对应多用电表的电压挡,且量程较大;当选择开关S与______连接,对应多用电表的电流挡,且量程较大。
(3)如图2所示,一黑箱中有三只完全相同的电学元件,用多用电表对其进行探测。用电压挡测任意两个接线柱,示数均为零。用电阻挡测量结果如下:Rab=5Ω,Rac=10Ω,Rbc=15Ω。测量中发现,每对连接点间正、反向阻值均相等。根据题目提供的信息,请在图 2 中画出一种可能的电路。
【答案】(1)CABD
(2) 红 6 1
(3)(只要符合题目要求均可)
【详解】(1)用多用电表测电阻时的实验步骤的正确顺序为:选择合适的电阻挡、欧姆调零、测电阻、关闭多用电表。故实验步骤的正确顺序为CABD。
(2)[1]由图1可知,当B与3或4连接时,电流从B流出多用电表,从A流入多用电表,因电流必须从红表笔流入多用电表,故A为红表笔;
[2][3]当选择开关S与1或2连接时,对应多用电表的电流挡,且与1连接时,并联的分流电阻较小,对应电流挡的量程较大;当选择开关S与5或6连接时,对应多用电表的电压挡,且与6连接时,串联的分流电阻较大,对应电压挡的量程较大。
(3)用电压挡测任意两个接线柱,示数均为零,说明黑箱中无电源;每对连接点间正、反向阻值均相等,说明黑箱中无二极管。根据电阻档的测量结果分析可知,黑箱中可能为三个阻值为的电阻,其连接方式如下(只要符合题目要求均可)
15.(2024·新疆·一模)如图甲,A、B、C和D、E、F分别是电学黑箱Ⅰ、Ⅱ的接线柱。现用多用电表探索黑箱内的电学元件。每个黑箱内的元件不超过2个,每两个接线柱之间最多只能接1个元件,且元件的种类只限于定值电阻、干电池和二极管(非理想)。实验操作如下:
(1)如图乙,在使用多用电表之前,发现指针未指左侧“0”刻度线,应先调节_______(选填“a”“b”或“c”)。
(2)探索黑箱Ⅰ。将选择开关拨至“直流电压”挡,对任意两个接线柱测量,将发生正向偏转时对应的接法和数值记录在表中,红表笔接黑表笔接时,电表指针如图丙中P位置所示,将读数填入下表横线处。
红表笔接
A
A
B
黑表笔接
C
B
C
电压表示数
_______
1.5
1.5
(3)探索黑箱Ⅱ。先用“直流电压”挡对D、E、F任意两接线柱正向、反向测量,发现均无偏转。再用欧姆挡进行测量,将连接情况和数据填入下表。选择开关旋至欧姆挡的“”,红表笔接黑表笔接,表盘指针如图丙中位置所示,读出阻值填入下表①处。若最后一组数据漏记,请推出并填入下表②处。
红表笔接
黑表笔接
测得的电阻
①_______
②_______
(4)将探明的电路结构画在虚线框中_________。
【答案】(1)a
(2)3.1/3.2
(3) /900 /1900
(4)
【详解】(1)如图乙,在使用多用电表之前,发现指针未指左侧“0”刻度线,应机械调零,故应先调节a。
(2)电压表示数为
(3)[1]红表笔接黑表笔接,间的阻值为
[2]红表笔接F,黑表笔接E,间的阻值为
(4)红表笔接A,AB间的电压为,则AB间接入干电池,干电池正极与A相连,同理可得,BC间接入干电池,干电池正极与B相连,黑箱Ⅰ内部结构如图所示。
不管是红黑表笔正接还是反接,DF间的电阻都为,可知DF间接入定值电阻。红表笔接D,黑表笔接E,DE间阻值较小,红表笔接E,黑表笔接D,DE间阻值无穷大,可知DE间接入二极管,且二极管的正极与E相连,黑箱Ⅱ内部结构如图所示。
重难·创新演练
设题创新:结合色环电阻考查多用电表的使用(T16);结合多量程欧姆表考查欧姆表的原理(T17)。
16.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)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 。
(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 ) 、电流表 (内阻 约为 )、电压表 (内阻 约为 ) 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 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_____ (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_____。
【答案】(1)C
(2)橙
(3)
(4) 是 要改装的电压表内阻是已知的,可利用此电压表与(3)中所提供的电流表采用外接法测量此色环电阻,测量值为,这样可消除系统误差。
【详解】(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
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,,,满足
是大电阻,应选择电流表内接法,内接法测量值偏大,对应 图中斜率更大的叉号点组。计算斜率得。
(4)[1]是;
[2]略。
17.(2026·湖南邵阳·二模)(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(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源(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”)。
【答案】(1)2000
(2) 1 b 225 偏大
【详解】(1)读数是
(2)①[1]欧姆表的内阻
欧姆表的中值电阻15故选电源开关 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[2]待测电阻约 ,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(对应电源 ,量程 )欧姆表内阻
根据闭合电路欧姆定律,电流 已知
联立解得
③[3]欧姆调零时
得
测量电阻 时电流
当电动势减小时,分母变大,电流变小。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。
真题·实战演练
高频考点:欧姆表的原理、多用电表的使用。
18.(2025·广西·高考真题)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
【答案】(1) 短接 14.4
(2)10
【详解】(1)[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
19.(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。
20.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
【答案】(1)a
(2)0.377/0.376/0.378
(3)
(4)甲
【详解】(1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.5V的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3)由图可知,当表笔分别连a、c接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则
当表笔分别连a、b接点时测得是元件两端的电压和电流,则
由于
所以相同电流情况下,
故图(b)中乙是曲线。
(4)由题意可知,图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与曲线更接近。
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实验13 用多用电表测量电学中的物理量
目录
模拟·基础演练 1
题型01 多用电表的使用 1
题型02 欧姆表原理及应用 5
题型03 用多用电表探索黑箱内的电学元件 8
重难·创新演练 12
真题·实战演练 14
模拟·基础演练
考查重点:多用电表的使用方法、欧姆表的是工作原理及使用、多用电表探测黑箱问题。
⏳题型01 多用电表的使用
1.(2026·云南红河·三模)某学习小组用如图甲所示的多用电表做“练习使用多用电表”实验,进行了如下操作:
(1)先利用多用电表测量电阻。在用欧姆挡“×100”倍率测量某电阻时,发现指针偏转到如图乙中虚线所示位置,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1k”或“×10”)的倍率,然后将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”后重新测量。重新测量后结果如图乙中实线所示,读数为________Ω。
(2)然后用多用电表欧姆挡“×100”倍率探测一只完好的二极管的正、负极。正确操作后,当两表笔分别接二极管的正、负极时,发现表针指在如图乙中的虚线的位置,此时红表笔接触的是二极管的________极(选填“正”或“负”)。
(3)实验中某同学注意到多用电表表盘上电阻的刻度线分布是不均匀的,而电流、电压的刻度线分布是均匀的。为了弄清楚原因,他通过查阅资料得到多用电表欧姆档测量未知电阻时的电路图如图丙所示。已知灵敏电流计满偏电流为,电源电动势为E,正确测量电阻时电流计示数为I,则待测电阻与电流计示数I的关系为________(用、E、I表示)。
2.(2026·福建厦门·模拟预测)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8000 Ω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
3.(2026·山东聊城·二模)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_______位置时,电表可测量直流电流,且量程较大。
(2)该多用电表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能欧姆调零,正确使用欧姆挡测量某一个电阻时,测得的电阻值相比真实值____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为9.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程600μA,内阻90Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻;
E.导线若干,红、黑表笔各一只
①若在图乙中,保持断开,表盘上300μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②若在图乙中,闭合,这相当于欧姆表换挡,则换挡前、后倍率之比为____________。
4.(2026·天津和平·二模)研究小组同学利用多用电表测量金属丝的阻值。
(1)先用欧姆表粗测其阻值。两位同学分别选用多用电表“”和“”挡,将两个表笔短接,进行欧姆调零,然后将表笔分别接在电阻的两端,多用电表指针如图1中的虚线及实线所示,则电阻的阻值为________。
(2)之后同学们设计了如图2所示电路利用多用电表再次开展测量,学生电源使用直流输出挡,所用多用电表的挡位设置如图3,则电路中的表应选用________量程,表应选用________量程。
(3)正确选择了挡位和量程后,电路中电表和电表的指针偏转如图4和图5所示,由此可计算得到电阻的阻值为________(结果保留3位有效数字)。
5.(2026·湖南·模拟预测)某同学利用一满偏电流,内阻的灵敏电流计,设计了一个多倍率电阻表(“”“”“”“”),其内部电路如图所示,电源电动势,内阻。
(1)关于电阻表的使用,下列说法正确的是__________。(单选)
A.使用此表测量电阻时,若指针偏角过小,应换用更小倍率挡位
B.测量定值电阻时,可直接将表笔接在电路中的电阻两端,无需断开电路电源和其他元件
C.电阻表内部电源的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,电流从黑表笔流出多用电表
(2)当开关与“4”端接通时,进行欧姆调零后,可调电阻接入电路的阻值为:__________;
(3)与3端接通时,电阻表的倍率为__________(选填“”、“”、“”、“”);
(4)设电源电动势未衰减时,与“4”端接通时欧姆表的内阻为。若电源电动势衰减至原值的倍(),内阻保持不变,该同学仍使用此挡位测量电阻,未重新进行欧姆调零。为表盘直接读数,为被测电阻实际阻值,试推导与的关系式:__________(用、、表示)。
⏳题型02 欧姆表原理及应用
6.(2026·山东·三模)某学习小组想要设计一个“×10”和“×100”双倍率的欧姆表,可供使用的实验器材如下:
直流电源(电动势为1.5 V,内阻为1 Ω)
灵敏电流计(满偏电流为1 mA,内阻为150 Ω)
滑动变阻器(阻值变化范围为0~9999 Ω)
定值电阻(阻值为1200 Ω)
定值电阻
红、黑表笔,开关、,导线若干
(1)按照如图所示的电路连接实验器材,其中黑表笔应接在__________端(选填“A”或者“B”);
(2)闭合,断开,使外接电阻为0时灵敏电流计达到满偏。红黑表笔接待测电阻时,灵敏电流计指针示数为满偏电流的,则__________。
(3)外接电阻为0时,闭合时灵敏电流计恰好满偏,则流过的电流为__________。
(4)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”)。
7.(2026·江西吉安·模拟预测)某同学自制了一个双量程的欧姆表,该简易欧姆表有“×1”、“×10”两个倍率,电表电路如图所示,A、B分别接表笔。所用器材如下:
A、电流表G(满偏电流Ig=2 mA,内阻Rg=200 Ω);
B、定值电阻R1=5 Ω、R2=45 Ω;
C、滑动变阻器R(最大阻值为120 Ω);
D、电源(电动势为1.5 V,内阻不计);
E、单刀双掷开关S;
F、红黑表笔各一支、导线若干。
(1)B端接____________(填“红表笔”或“黑表笔”)。
(2)将S接接线柱1时,应为__________(填“×10”或“×1”)倍率。
(3)现将S接接线柱2,经过欧姆调零后,将待测电阻Rx接在A、B间,发现指针指在表盘的正中央刻度处,该待测电阻的阻值为__________Ω。(结果保留三位有效数字)
(4)若因长时间使用,欧姆表内电池的电动势略有下降,但仍可欧姆调零。当开关S接接线柱2时,欧姆调零后,实际阻值为270 Ω的标准电阻的测量值为300 Ω,分析可知表内电池的电动势等于_____V。(结果保留三位有效数字)
8.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)某兴趣小组自制了一个多用电表。图乙是其中的欧姆表部分,有四个挡位(“×1”“×10”“×100”和“×1k”)。
(1)某同学欲测量1000 Ω左右的电阻,需将选择开关调至_________挡位,欧姆调零后,进行测量,如图甲所示,则电阻阻值为_______。
(2)该小组讨论后,设计的欧姆表内部结构如图乙所示,已知电源为一节干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),其a端应为电源的________。(选填“正极”或“负极”)
(3)已知电流计的量程为,内阻,经计算,可求出4个定值电阻的阻值,则______。
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关S1接b时,c、d端接入回路中作为量程分别为1mA和10mA的电流表使用;②单刀双掷开关S1接a时,可作为“×100”和“×1k”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流Ig=100μA,内阻Rg=720Ω;电源电动势为1.5V,内阻为1Ω。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻R1=______Ω,R2=______Ω。
(2)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻R可选下面两个滑动变阻器中的______。
A.电阻范围0~200Ω B.电阻范围0~2000Ω
(3)某次测量欧姆调零后将待测电阻Rx接在c、d间,发现挡位不合适,断开电路将开关S2接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关S2接1时电流表指针偏转角______(选填“太大”或“太小”)。开关S2接2后再次欧姆调零时滑动变阻器R接入回路的阻值为______Ω。
10.(2026·陕西榆林·二模)某实验小组的同学设计了一简易欧姆表,该欧姆表能进行欧姆调零,其实验器材为:
A.干电池(电动势,内阻不计)
B.电流表G(满偏电流,内阻)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.定值电阻、
E.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干
(1)插孔应插入________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)若两定值电阻中的一个为,另一个为,电键S断开,欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为,开关S闭合,欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为,已知,则________,________;
(3)该实验小组的同学利用该简易欧姆表测量电压表的内阻,将开关S闭合,电路接通后,电流表的指针刚好指在正中央,电压表指针偏转的角度为满偏的,电压表的内阻为________,电压表的量程为________V。
⏳题型03 用多用电表探索黑箱内的电学元件
11.(2026·云南昆明·模拟预测)如图所示,黑箱中有A、B、C三个接线柱,已知黑箱中最多只有2个电学元件,可能有电源、定值电阻或二极管,已知常用的硅二极管在正向导通情况下电阻约为。用
多用电表对黑箱进行如下检测:
①将选择开关调到欧姆挡合适倍率,进行欧姆调零
②将选择开关调到直流电压挡位,两表笔分别检测任意两个接线柱,均无示数
③将选择开关置于OFF挡
④用两表笔进行检测,红黑表笔的位置和测量结果如下表
黑表笔
A
B
A
C
B
C
红表笔
B
A
C
A
C
B
测得阻值/
25.2k
275
975
25.9k
(1)正确的实验操作顺序为_____(填步骤前序号)。
(2)当欧姆表使用时,黑表笔电势_____(填“高”或“低”)。
(3)步骤②说明黑箱内不含有_____(填“电源”“定值电阻”或“二极管”)。
(4)步骤①中选择倍率,测量或间的阻值均如图所示,其读数为_____Ω。
(5)在图中画出可能的电学元件的连接图。
12.(2026·湖北·模拟预测)图甲为多用电表刻度盘,图乙为多用电表功能选择开关。
(1)使用多用电表前发现其指针出现在图甲①位置,则需要调节图乙中__________(选填“”或“”)处的旋钮。
(2)某同学用欧姆表“×10”倍率的电阻挡测某未知电阻的阻值,指针位于图甲中③位置,为了得到比较准确的测量结果,应选择倍率为__________(选填“×1”或“×100”)的电阻挡,重新进行欧姆调零并完成测量。
(3)该同学粗测一节干电池的电动势,将图乙中挡位旋钮旋至直流电压量程处,红表笔接电池_____(选填“正极”或“负极”),黑表笔接另一极,指针位于图甲中②位置,对应的数值为_____。
(4)某同学用多用电表欧姆挡探测一个不含电源的黑箱中电学元件,如图丙,已知黑箱中只有两个元件,且分别在、和、之间。当红、黑表笔分别接在、或、时,都观察到指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“0”刻线。在图丙的黑箱图中画出电学元件_____。
13.(25-26高三上·新疆·开学考试)(1)多用电表是电学实验常用的测量仪表,多用电表有红黑两只表笔,无论测量直流电压还是测量电阻,都是电流从红表笔流入电表、从黑表笔流出电表;在测量直流电压,红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势;在测量电阻时红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势。
(2)某同学用毫安表、滑动变阻器、一节干电池和两只表笔组成了一个简单的欧姆表,如图所示。所用毫安表满偏电流,干电池电动势,欧姆表表盘中央刻度称为中值电阻,这个欧姆表的中值电阻为___________,利用这只欧姆表测量电阻时,指针指在电流表刻度的刻度线,则___________。
(3)利用这只欧姆表探究一个具有三个接线柱的黑箱,黑箱内没有电源、没有二极管,只有三只电阻,测量结果表格所示,
红表笔连接
端子1
端子1
端子2
黑表笔连接
端子2
端子3
端子3
测量值
83
133
150
则可判断端子、之间电阻为___________,、之间电阻为___________,,之间的电阻为___________。
14.(25-26高三上·北京昌平·期末)某同学用多用电表测量电学中的物理量。
(1)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。用该多用电表测量阻值约为20Ω的电阻,选择正确的实验步骤并排序:______(选填选项前的字母)
A.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的“0”刻线。
B.将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据后随即断开。
C.将选择开关置于电阻挡“×1”位置。
D.将选择开关置于OFF位置。
(2)图 1 为多用电表简化电路图,其中A为______(选填 “红” 或 “黑”)表笔。选择开关S分别与1~6 连接点连接构成多用电表的不同挡位。当选择开关 S与______连接,对应多用电表的电压挡,且量程较大;当选择开关S与______连接,对应多用电表的电流挡,且量程较大。
(3)如图2所示,一黑箱中有三只完全相同的电学元件,用多用电表对其进行探测。用电压挡测任意两个接线柱,示数均为零。用电阻挡测量结果如下:Rab=5Ω,Rac=10Ω,Rbc=15Ω。测量中发现,每对连接点间正、反向阻值均相等。根据题目提供的信息,请在图 2 中画出一种可能的电路。
15.(2024·新疆·一模)如图甲,A、B、C和D、E、F分别是电学黑箱Ⅰ、Ⅱ的接线柱。现用多用电表探索黑箱内的电学元件。每个黑箱内的元件不超过2个,每两个接线柱之间最多只能接1个元件,且元件的种类只限于定值电阻、干电池和二极管(非理想)。实验操作如下:
(1)如图乙,在使用多用电表之前,发现指针未指左侧“0”刻度线,应先调节_______(选填“a”“b”或“c”)。
(2)探索黑箱Ⅰ。将选择开关拨至“直流电压”挡,对任意两个接线柱测量,将发生正向偏转时对应的接法和数值记录在表中,红表笔接黑表笔接时,电表指针如图丙中P位置所示,将读数填入下表横线处。
红表笔接
A
A
B
黑表笔接
C
B
C
电压表示数
_______
1.5
1.5
(3)探索黑箱Ⅱ。先用“直流电压”挡对D、E、F任意两接线柱正向、反向测量,发现均无偏转。再用欧姆挡进行测量,将连接情况和数据填入下表。选择开关旋至欧姆挡的“”,红表笔接黑表笔接,表盘指针如图丙中位置所示,读出阻值填入下表①处。若最后一组数据漏记,请推出并填入下表②处。
红表笔接
黑表笔接
测得的电阻
①_______
②_______
(4)将探明的电路结构画在虚线框中_________。
重难·创新演练
设题创新:结合色环电阻考查多用电表的使用(T16);结合多量程欧姆表考查欧姆表的原理(T17)。
16.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)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 。
(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 ) 、电流表 (内阻 约为 )、电压表 (内阻 约为 ) 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 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_____ (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_____。
17.(2026·湖南邵阳·二模)(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(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源(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”)。
真题·实战演练
高频考点:欧姆表的原理、多用电表的使用。
18.(2025·广西·高考真题)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
19.(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。
20.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
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实验13 用多用电表测量电学中的物理量
模拟·基础演练
1.【答案】(1) ×1k 6000 (2)正
2.【答案】(1)37 (2)B (3)20 (4)A
3.【答案】(1)1 (2)偏大 (3)
4.【答案】(1)190 (2) 2.5V 10mA (3)191
5.【答案】(1)C (2) (3) (4)()
6.【答案】(1)B (2)1 (3)9 (4)偏大
7.【答案】(1)红表笔 (2)×1 (3)150 (4)1.35
8.【答案】(1) 1100/1100.0 (2)正极 (3)900
9.【答案】(1) 8 72 (2)B (3) 太小 1427
10.【答案】(1)红 (2) 50 600 (3) 500 3
11.【答案】(1)②①④③ (2)高 (3)电源 (4)700 (5)
12.【答案】(1) (2) (3) 正极 (4)
13.【答案】(1) 高于 低于 (2) (3)
14.【答案】(1)CABD (2) 红 6 1 (3)(只要符合题目要求均可)
15.【答案】(1)a (2)3.1/3.2 (3) /900 /1900(4)
重难·创新演练
16.【答案】(1)C (2)橙 (3)
(4) 是 要改装的电压表内阻是已知的,可利用此电压表与(3)中所提供的电流表采用外接法测量此色环电阻,测量值为,这样可消除系统误差。
17.【答案】(1)2000 (2) 1 b 225 偏大
真题·实战演练
18.【答案】(1) 短接 14.4 (2)10
19.【答案】(1) ×1k 负极 (2) a d 45.0 (3) 非线性 1.9-2.5
20.【答案】(1)a (2)0.377/0.376/0.378 (3) (4)甲
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