4.3科学测量：用多用电表测量电学量（重难点专练）物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 高中物理科学测量专项训练，以多用电表测量电学量为核心，通过系统方法提炼与递进式知识逻辑，培养科学思维与实验探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |多用电表各挡位原理与操作规范|1典例+3举一反三|四大挡位测量原理、标准操作步骤、操作规范|从原理（分流/分压/整流/闭合电路欧姆定律）到操作（插孔/选挡/调零/读数）的规范流程| |欧姆挡测电阻、倍率选择与调零操作|1典例+3举一反三|闭合电路欧姆定律应用、倍率选择原则、调零原理、误差分析|核心规律（中值电阻）→操作要点（倍率选择与调零）→误差来源（电池老化等）的逻辑链| |电压、电流挡测量综合分析|1典例+3举一反三|串并联测量规则、量程选择方法、挡位计算推导|从单一测量（电压/电流挡要点）到综合应用（电路动态分析、电阻率计算）的能力提升|

4.3科学测量：用多用电表测量电学量（重难点专练） 题型01多用电表各挡位原理与操作规范 题型02欧姆挡测电阻、倍率选择与调零操作 题型03多用电表电压、电流挡测量综合分析 ▌题型01多用电表各挡位原理与操作规范 解题必备 1.四大挡位测量原理 (1)直流电流挡：表头并联分流电阻扩量程，串联接入被测电路，测支路电流； (2)直流电压挡：表头串联分压电阻扩量程，并联在被测元件两端； (3)交流电压挡：内置整流电路，将交流电转为直流电后测量； (4)欧姆挡：内置电源+调零电阻+表头串联，利用闭合电路欧姆定律，被测电阻作为外电阻构成回路。 2.标准操作步骤 ①测量前检查表笔插孔，红+黑-插好； ②根据测量对象旋转选择开关，选定对应挡位、合适量程； ③电流/电压测量：直接接入电路，无需调零；欧姆挡：红黑表笔短接，旋转欧姆调零旋钮使指针指0Ω； ④读数：视线垂直刻度盘，欧姆刻度反向读取，电流电压正向读取； ⑤测量完毕：选择开关旋至交流电压最高挡或OFF挡。 3.操作规范 (1)测电阻时，被测元件必须与外部电源断开，严禁带电测电阻； (2)切换挡位后，欧姆挡必须重新欧姆调零； (3)不得用欧姆挡直接测量灵敏表头、电容器。 典例精析 例题1、多用电表是高中物理中经常使用的电学仪器，请回答以下几个问题： (1)下面是使用多用电表时表笔部分的操作情况，请问操作正确的是（　　） A．测灯泡灯丝电阻 B．测二极管的正向电阻 C．测电阻的电阻 (2)若多用电表电池用旧了，电动势几乎不变，内阻明显增大，但是仍然可以调零，则调零后用该表测量的电阻的测量值________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。 (3)实验小组为了测量某多用电表内置电源的电动势及欧姆表“”挡的内阻，设计了以下实验。使用的实验器材规格如下： 多用电表（挡位调至“”档，欧姆调零） 电流表A（量程为0.6A，内阻不可忽略） 电压表V（量程为，内阻非常大） 滑动变阻器R 电键K 导线若干 ①请在图上完成电路连线________（在答题卡上将剩余连线补完整）。 ②如图是把测得的8组数据描在了图像上，请在图中正确描线并根据描线得到内置电源电动势为________V，该欧姆表（“”）的内阻为________（两个答案均保留3位有效数字）。 举一反三 1．一号干电池是中学物理实验室常备电源，需要定期检测其电动势和内阻大小。现有一节旧电池，甲乙两位同学采取了不同的检测手段。甲同学利用多用电表测量电池的电动势和内阻的方法如下。 (1)①甲同学将多用电表调至2.5V直流电压档，采用如下图甲所示的电路测量电池的电动势，他的这种方法是否可行？________（填“可行”或“不可行”）。 ②甲同学将多用电表调至×1欧姆档，欧姆调零后，采用如下图乙所示的电路测量电池的内阻，他的这种方法是否可行？________（填“可行”或“不可行”）。 (2)乙同学采用伏安法测量电池的电动势和内阻。他采用的器材有： a．电压表V（选择的量程为3V，内阻） b.电流表A（选择的量程为0.6A，内阻） c.滑动变阻器（量程为，允许通过最大电流为3A） d.导线和电键开关若干 该同学连接的电路实物图如图甲所示。据此请回答如下相关的问题。 ①实验开始前，滑动变阻器的滑片最好是处于实物图甲中的( ) A．最左端      B．中间      C．最右端     D．无所谓何处，对实验均无影响 ②如图乙所示是乙同学记录的一组实验数据的实物图，对应的电压表读数为________V，电流表读数为________A。 ③乙同学记录了多组电压表和电流表对应U-I数据，并采用了如下数据分布建立U-I图表，请将第②小题中的数据描绘在相应位置______，然后观察数据形成的规律，计算出该同学检测的电池电动势为________V，内阻为________。（均保留3位有效数字） 2．J0409型灵敏电流计常用于测量直流电路中微小电流和微小电势差，如用于惠斯通电桥、电磁感应、光电效应等实验中的检流计或改装电表等。某灵敏电流计如甲图所示，测量范围为，分为、两档，两档电阻分别标识为100Ω和2.4kΩ；当电流从电流计“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出时，指针向右偏转。 (1)为了较为精确地验证挡电阻标识数据是否准确。第一小组决定先用多用电表进行粗测，图乙中欧姆挡表盘中间刻度标识为15。在选档操作中，多用电表选择开关应该置于欧姆挡“________”（选填“×10”、“×100”或“”位置），为保证灵敏电流计指针右偏，需将多用电表的红表笔与待测灵敏电流计的________（选填“+接线柱”或“-接线柱”）相连。 (2)为了提高测量精度，第二小组设计了如图丙的电路。在测量操作中，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________（选填“a”或“b”）端；闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测灵敏电流计的示数分别为、I，则待测灵敏电流计内阻________（用、I和电路中的定阻电阻表示）。 (3)第三小组设计如图丁的电路进行测量，其中、、为电阻箱，灵敏电流计挡接入，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大），调节、、，使电压传感器示数为0，则待测灵敏电流计该挡位的阻值________（用、、表示）。 3．如图所示为多用电表的内部部分电路图，用此多用电表测量一个未知阻值的电阻， (1)选择开关应先旋至__________（选填“×10k”或“×100”）档进行欧姆调零； (2)试测后若发现指针偏角过大，则应选择__________（选填“更大”或“更小”）的倍率档； (3)若要增大欧姆表倍率档，应将红、黑表笔分别与接线柱__________（选填“AC”、“BC”或“CB”）相连； (4)由于多用电表内的电池已长时间未更换（电动势不变，内阻变大），电阻的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 ▌题型02欧姆挡测电阻、倍率选择与调零操作 解题必备 1.欧姆挡核心规律 闭合电路欧姆定律：，为欧姆表内阻(电源内阻+表头内阻+调零电阻)；指针指中央刻度时，被测电阻，此数值为该倍率欧姆表中值电阻，测量误差最小。 2.倍率选择原则 优先选择倍率，使指针落在刻度盘中间区域；被测电阻过大换大倍率，过小换小倍率；每更换一次倍率，必须重新短接表笔欧姆调零。 3.欧姆调零原理 短接表笔时，调节调零滑动变阻器，使电路总电阻适配电源电动势，让满偏电流通过表头，指针指向0Ω；若调零旋钮旋至尽头仍无法归零，说明内置电源电量不足，需更换电池。 4.测量误差来源 电池老化电动势下降、手触碰表笔金属端并联人体电阻、未断开外接电源、倍率选择不当指针偏角过大/过小。 典例精析 例题2、实验一  测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率 现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空： （1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。 （2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______，金属丝的电阻_____。（结果均用、、表示） （3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： （） 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 （） 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 （4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。 （5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为______mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 （6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。（保留2位有效数字） 6．实验二 练习使用多用电表 某同学正确测量了一个阻值大约是20Ω的电阻，如图1所示。 （1）该同学继续测量一个阻值大约是的电阻，用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前，应进行哪些操作，请选出必要的操作并写出正确的顺序______（选填选项前的字母）。 A．将红表笔和黑表笔短接             B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置        D．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 （2）在（1）中调节选择开关换挡后，将红、黑表笔短接，发现此时表头的指针指向图1中欧姆零点的右侧。为了解释该现象，此同学查阅欧姆表的内部电路原理图，如图2所示。请结合电路图，分析出现该现象的原因。______ 举一反三 4．某同学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3.0 V，内阻r的标称值为7.0 Ω），电流表G（表头）的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 (1)针对甲图中欧姆表，插孔____________（填“A”或“B”）为红表笔。 (2)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、S2，此时欧姆表处于____________（选填“×1”或“×10”）挡，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____________（选填“0”或“∞”）刻度位置。 (3)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，该同学选用了欧姆表的“×10”挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为____________Ω。 (4)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势或内阻的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势和内阻，该同学先将电阻箱以最大阻值（9999 Ω）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228 Ω时，指针指向“15”刻度位置（即电路中的电流为10 mA）；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置（即电路中的电流为20 mA）。由测量数据计算出电源电动势为____________V。（计算结果均保留2位有效数字）。 5．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)测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。 6．小明同学在实验中发现，电压表（图a）的某一量程使用时指针无偏转。他为了维修此电压表，打开电压表后盖，其内部电路结构如图b所示，并进行以下操作： (1)用多用电表欧姆挡测量电压表两个量程的内阻。将多用电表调至“”挡并欧姆调零，为了保证电压表指针正偏，需将多用电表的________（“红”或“黑”）表笔与电压表的“3V”接线柱接触，另一支表笔与“-”接线柱接触。多用电表指针偏转如图c所示，其读数为________；在测量“15V”量程内阻的过程中，发现多用电表指针不偏转。请判断图b中________（填图b中①或②）处电阻损坏； (2)小明同学为了更准确地测量“3V”量程的内阻，从实验室找到以下实验器材： A、6V学生直流电源 B、滑动变阻器（，0.2A） C、滑动变阻器（，1A） D、电阻箱（最大阻值） E、导线及开关若干 设计了如图d所示的电路测量电压表内阻，应选择________（填“B”或者“C”）滑动变阻器，实验步骤： ①将的阻值调为零，闭合S，调节的滑片，使电压表读数等于3.00V； ②保持的滑片不动，调节，当电压表读数等于1.50V时记录下的阻值为。 则根据电压表内部结构（如图b），需替换损坏电阻的阻值为________。 (3)用维修好的电压表再次测某用电器两端电压，电压表示数为10.0V，则电压真实值应该________（填“大于”、“小于”或“等于”）10.0V，请说明理由_________________________________________。 ▌题型03多用电表电压、电流挡测量综合分析 解题必备 1.直流电压挡测量要点 并联接入被测元件两端，红表笔接高电势，黑表笔接低电势；量程选择遵循“先大量程试测，再换小量程精确测量”；刻度均匀，读数=刻度格数×分度值。 2.直流电流挡测量要点 串联接入被测支路，电流从红表笔流入电表；严禁直接将电流挡接电源两极，会造成表头烧毁；量程越大，内部并联分流电阻阻值越小。 3.交流电压挡特殊点 内部加装二极管整流器，仅测量交流电有效值，不能测直流电流；无内置电源，测量时依靠外部电路供电。 4.挡位综合计算 已知表头满偏电流、内阻，可推导不同电压/电流挡分压、分流电阻阻值；结合电路动态变化，分析电压、电流表示数变化趋势。 典例精析 例题3、小明同学想测量某一未知金属丝的电阻率，进行了如下操作： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，则金属丝的直径为 ___________mm；用刻度尺测得金属丝的长度为L。 (2)用欧姆表粗测金属丝的电阻，测量时选用“×1”挡倍率，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻为___________Ω。 (3)为较准确测出金属丝的电阻，该同学设计了如图丙所示的电路图，若某次测量中，电压表和电流表的读数分别为U和I，请写出电阻率的表达式ρ=___________ （用D、L、U、I表示）。 (4)若考虑两电表的内阻，则小明同学测得的电阻率___________（选填“偏大” “偏小”或“不变”）。 举一反三 7．某同学利用一个灵敏电流计（满偏电流，内阻）、一节干电池（电动势，内阻不计）和一个电阻箱，组装了一个简易欧姆表，电路如图所示。表盘上只标注了电流刻度。 (1)使用该欧姆表测量电阻前，需将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使灵敏电流计指针指到________处（填“”或“”）。 (2)调零后，将一待测电阻接入两表笔间，电流计指针指在刻度处，则________。 (3)为测量阻值较小的电阻，保持电源不变，灵敏电流计应________（填“并联”或“串联”）电阻。正确改装后，欧姆表准确调零，此时欧姆表的内阻为，电流计示数为I时，被测电阻阻值为________（用题中给定字母表示）。 (4)若电源电动势变小，依然可以欧姆调零，电阻测量结果________（偏大，偏小或不影响） 8．。某同学用多用电表测量各物理量，回答下列问题： (1)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___________。 A．改变欧姆表的倍率后，必须重新进行机械调零 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，不需要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)该同学使用多用电表的250mA测电流，指针指在图甲中的位置，此被测电流___________。如果适用50V的量程指针在图甲中位置，根据所示指针位置，此被测电压为___________，测电压时红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势___________（填“高”或“低”）。 (3)如图乙所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表量程为500μA，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器R1最大阻值为5000Ω。调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为___________Ω。使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，则这个电阻的阻值应为___________Ω，其中电池内阻的变化对电阻测量结果___________（填“有”或者“没有”）影响 9．某物理课外实验小组为了测量某未知电阻Rx的阻值，制定了三种测量方案。 (1)方案一： a.在进行正确机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至×1挡，先将红、黑表笔短接，让指针指在_____（选填“左侧”或“右侧”）零刻度线上。 b.欧姆表指针如图甲所示，可得未知电阻Rx的阻值约为_____Ω。 (2)方案二： 设计了如图乙所示的实验电路，电压表的示数为2.8V，电流表的示数为87.5mA，则由此可得未知电阻Rx的阻值为_____Ω。 (3)方案三： a.如图丙所示，将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，使电流表示数为I0，电阻箱的示数为R1=102Ω，其中R0为保护电阻，阻值未知； b.开关S1闭合，断开开关S2，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I0，读出电阻箱的示数为R2=68Ω； c.则电阻Rx=_____Ω。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3科学测量：用多用电表测量电学量（重难点专练） 题型01多用电表各挡位原理与操作规范 题型02欧姆挡测电阻、倍率选择与调零操作 题型03多用电表电压、电流挡测量综合分析 ▌题型01多用电表各挡位原理与操作规范 解题必备 1.四大挡位测量原理 (1)直流电流挡：表头并联分流电阻扩量程，串联接入被测电路，测支路电流； (2)直流电压挡：表头串联分压电阻扩量程，并联在被测元件两端； (3)交流电压挡：内置整流电路，将交流电转为直流电后测量； (4)欧姆挡：内置电源+调零电阻+表头串联，利用闭合电路欧姆定律，被测电阻作为外电阻构成回路。 2.标准操作步骤 ①测量前检查表笔插孔，红+黑-插好； ②根据测量对象旋转选择开关，选定对应挡位、合适量程； ③电流/电压测量：直接接入电路，无需调零；欧姆挡：红黑表笔短接，旋转欧姆调零旋钮使指针指0Ω； ④读数：视线垂直刻度盘，欧姆刻度反向读取，电流电压正向读取； ⑤测量完毕：选择开关旋至交流电压最高挡或OFF挡。 3.操作规范 (1)测电阻时，被测元件必须与外部电源断开，严禁带电测电阻； (2)切换挡位后，欧姆挡必须重新欧姆调零； (3)不得用欧姆挡直接测量灵敏表头、电容器。 典例精析 例题1、多用电表是高中物理中经常使用的电学仪器，请回答以下几个问题： (1)下面是使用多用电表时表笔部分的操作情况，请问操作正确的是（　　） A．测灯泡灯丝电阻 B．测二极管的正向电阻 C．测电阻的电阻 (2)若多用电表电池用旧了，电动势几乎不变，内阻明显增大，但是仍然可以调零，则调零后用该表测量的电阻的测量值________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。 (3)实验小组为了测量某多用电表内置电源的电动势及欧姆表“”挡的内阻，设计了以下实验。使用的实验器材规格如下： 多用电表（挡位调至“”档，欧姆调零） 电流表A（量程为0.6A，内阻不可忽略） 电压表V（量程为，内阻非常大） 滑动变阻器R 电键K 导线若干 ①请在图上完成电路连线________（在答题卡上将剩余连线补完整）。 ②如图是把测得的8组数据描在了图像上，请在图中正确描线并根据描线得到内置电源电动势为________V，该欧姆表（“”）的内阻为________（两个答案均保留3位有效数字）。 【答案】(1)B (2)等于 (3) 2.94/2.95/2.96/2.97/2.98/2.99/3.00 15.0/15.1/15.2/15.3/15.4/15.5/15.6 【详解】（1）A．在测量灯泡电阻时应将两表笔分别接外壳和中间金属片；故A错误； B．由于多用电表内部电源正极接黑表笔，故在测量二极管正向电阻时，应将黑表笔接二极管正极；故B正确； C．在测量电阻时，电阻应与电路断开，故C错误； 故选B。 （2）由于满偏电流Ig不变，由闭合电路欧姆定律，可知欧姆表内阻R中不变，由 可知对应电阻刻度值不变，则测量值不变。 （3）①[1]电路连线如图 ②[1][2]根据描点法将各点连接，得出对应的图像如图所示，根据U=E-Ir可知，电源的电动势：E=2.96V；内阻 举一反三 1．一号干电池是中学物理实验室常备电源，需要定期检测其电动势和内阻大小。现有一节旧电池，甲乙两位同学采取了不同的检测手段。甲同学利用多用电表测量电池的电动势和内阻的方法如下。 (1)①甲同学将多用电表调至2.5V直流电压档，采用如下图甲所示的电路测量电池的电动势，他的这种方法是否可行？________（填“可行”或“不可行”）。 ②甲同学将多用电表调至×1欧姆档，欧姆调零后，采用如下图乙所示的电路测量电池的内阻，他的这种方法是否可行？________（填“可行”或“不可行”）。 (2)乙同学采用伏安法测量电池的电动势和内阻。他采用的器材有： a．电压表V（选择的量程为3V，内阻） b.电流表A（选择的量程为0.6A，内阻） c.滑动变阻器（量程为，允许通过最大电流为3A） d.导线和电键开关若干 该同学连接的电路实物图如图甲所示。据此请回答如下相关的问题。 ①实验开始前，滑动变阻器的滑片最好是处于实物图甲中的( ) A．最左端      B．中间      C．最右端     D．无所谓何处，对实验均无影响 ②如图乙所示是乙同学记录的一组实验数据的实物图，对应的电压表读数为________V，电流表读数为________A。 ③乙同学记录了多组电压表和电流表对应U-I数据，并采用了如下数据分布建立U-I图表，请将第②小题中的数据描绘在相应位置______，然后观察数据形成的规律，计算出该同学检测的电池电动势为________V，内阻为________。（均保留3位有效数字） 【答案】(1) 可行 不可行 (2) C 1.10 0.24/0.25/0.26 1.38-1.45 1.25-1.33 【详解】（1）[1]多用电表的直流电压档可以直接测量电源的电动势，只要量程合适即可，并且红表笔接外部电源的正极，黑表笔接外部电源的负极，他的这种方法是可行。 [2]用多用电表测电阻，待测电阻要与其它电路断开，待测电路不能含有其他电源，所以把多用电表调至欧姆挡，用图乙电路粗测电池的内阻，他的这种方法是不可行。 （2）①[1]由甲图可知，滑动变阻器采用限流式接法，故实验开始前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于使接入电路电阻最大的位置，即实物图甲中的最右端。 故选C。 ②[2]电压表的量程为3V，由乙图可知，电压表的示数为1.10V； [3]电流表的量程为0.6A，由乙图可知，电流表的示数为0.25A； ③[4][5][6]将第②小题中的数据描绘在相应位置，如图所示，并用直线将所有的点连接起来 根据闭合电路欧姆定律有 变形得 可知图像的纵截距表示电源电动势，则有 图像的斜率的绝对值表示内阻，则有 2．J0409型灵敏电流计常用于测量直流电路中微小电流和微小电势差，如用于惠斯通电桥、电磁感应、光电效应等实验中的检流计或改装电表等。某灵敏电流计如甲图所示，测量范围为，分为、两档，两档电阻分别标识为100Ω和2.4kΩ；当电流从电流计“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出时，指针向右偏转。 (1)为了较为精确地验证挡电阻标识数据是否准确。第一小组决定先用多用电表进行粗测，图乙中欧姆挡表盘中间刻度标识为15。在选档操作中，多用电表选择开关应该置于欧姆挡“________”（选填“×10”、“×100”或“”位置），为保证灵敏电流计指针右偏，需将多用电表的红表笔与待测灵敏电流计的________（选填“+接线柱”或“-接线柱”）相连。 (2)为了提高测量精度，第二小组设计了如图丙的电路。在测量操作中，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________（选填“a”或“b”）端；闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测灵敏电流计的示数分别为、I，则待测灵敏电流计内阻________（用、I和电路中的定阻电阻表示）。 (3)第三小组设计如图丁的电路进行测量，其中、、为电阻箱，灵敏电流计挡接入，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大），调节、、，使电压传感器示数为0，则待测灵敏电流计该挡位的阻值________（用、、表示）。 【答案】(1) ×100 -接线柱 (2) a (3) 【详解】（1）[1]由于挡电阻标识为2.4kΩ，根据 可知多用电表选择开关应该置于欧姆挡“×100”； [2]当电流从电流计“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出时，指针向右偏转。由于多用电表的黑表笔接电源的正极，所以为保证灵敏电流计指针右偏，需将多用电表的红表笔与待测灵敏电流计的“-接线柱”相连。 （2）[1]在测量操作中，为了保护电表安全，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端； [2]滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测灵敏电流计的示数分别为、I，根据欧姆定律可得 可得待测灵敏电流计内阻为 （3）当电压传感器示数为0时，根据电阻比例关系可得 可得待测灵敏电流计该挡位的阻值为 3．如图所示为多用电表的内部部分电路图，用此多用电表测量一个未知阻值的电阻， (1)选择开关应先旋至__________（选填“×10k”或“×100”）档进行欧姆调零； (2)试测后若发现指针偏角过大，则应选择__________（选填“更大”或“更小”）的倍率档； (3)若要增大欧姆表倍率档，应将红、黑表笔分别与接线柱__________（选填“AC”、“BC”或“CB”）相连； (4)由于多用电表内的电池已长时间未更换（电动势不变，内阻变大），电阻的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)×100 (2)更小 (3)AC (4)不变 【详解】（1）测量未知电阻时，一般先选择中间倍率档（如 ×100 档）进行试测，方便后续根据指针偏角调整倍率。 （2）指针偏角过大，说明被测电阻阻值较小，根据欧姆表 “倍率越大，测量大电阻；倍率越小，测量小电阻” 的特点，应选择更小的倍率档。 （3）欧姆表倍率档增大，意味着内阻增大。将红、黑表笔分别与接线柱AC相连时，两个电阻R串联后再与表头G并联，之后与另一个滑动变阻器R并联，相比与BC相连，总内阻更大，可增大欧姆表倍率档。 （4）根据，电池电动势E不变，内阻r变大，但欧姆调零时会调整滑动变阻器R，使（包括电池内阻r、表头内阻、滑动变阻器阻值等）满足所以测量时，I与的关系不变，电阻的测量值不变。 ▌题型02欧姆挡测电阻、倍率选择与调零操作 解题必备 1.欧姆挡核心规律 闭合电路欧姆定律：，为欧姆表内阻(电源内阻+表头内阻+调零电阻)；指针指中央刻度时，被测电阻，此数值为该倍率欧姆表中值电阻，测量误差最小。 2.倍率选择原则 优先选择倍率，使指针落在刻度盘中间区域；被测电阻过大换大倍率，过小换小倍率；每更换一次倍率，必须重新短接表笔欧姆调零。 3.欧姆调零原理 短接表笔时，调节调零滑动变阻器，使电路总电阻适配电源电动势，让满偏电流通过表头，指针指向0Ω；若调零旋钮旋至尽头仍无法归零，说明内置电源电量不足，需更换电池。 4.测量误差来源 电池老化电动势下降、手触碰表笔金属端并联人体电阻、未断开外接电源、倍率选择不当指针偏角过大/过小。 典例精析 例题2、实验一  测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率 现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空： （1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。 （2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______，金属丝的电阻_____。（结果均用、、表示） （3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： （） 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 （） 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 （4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。 （5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为______mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 （6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。（保留2位有效数字） 6．实验二 练习使用多用电表 某同学正确测量了一个阻值大约是20Ω的电阻，如图1所示。 （1）该同学继续测量一个阻值大约是的电阻，用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前，应进行哪些操作，请选出必要的操作并写出正确的顺序______（选填选项前的字母）。 A．将红表笔和黑表笔短接             B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置        D．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 （2）在（1）中调节选择开关换挡后，将红、黑表笔短接，发现此时表头的指针指向图1中欧姆零点的右侧。为了解释该现象，此同学查阅欧姆表的内部电路原理图，如图2所示。请结合电路图，分析出现该现象的原因。______ 【答案】5． 0.150/0.151/0.149 5.0 6． CAD 由图2可知，当由“”挡换做“”挡后所接的电阻由39Ω变为了430Ω，电阻变大，当两表笔短接时，电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则通过电流计所在支路的电流变大，即电流计中的电流变大，则指针右偏一些。 【详解】5．[1]将K与2端相连时，电阻两端电压为，因此通过的电流 由于将K与2端相连时，电阻与金属丝串联，因此流过待测金属丝的电流也为。 [2]将K与1端相连，此时电压表读数记为，则金属丝的电阻 [3]由图（b）可知，读数 [4]根据 解得 代入题中数据，联立解得 6．[1]原测量电阻约20Ω，使用挡位为×1；现测量200Ω电阻，使用挡位为×10，因此首先需要选用×10挡（C），之后再进行欧姆调零，即重新短接表笔（A），再调节欧姆调零旋钮归零（D），因此顺序为CAD。 [2]由图2可知，当由“”挡换做“”挡后所接的电阻由39Ω变为了430Ω，电阻变大，当两表笔短接时，电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则通过电流计所在支路的电流变大，即电流计中的电流变大，则指针右偏一些。 举一反三 4．某同学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3.0 V，内阻r的标称值为7.0 Ω），电流表G（表头）的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 (1)针对甲图中欧姆表，插孔____________（填“A”或“B”）为红表笔。 (2)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、S2，此时欧姆表处于____________（选填“×1”或“×10”）挡，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____________（选填“0”或“∞”）刻度位置。 (3)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，该同学选用了欧姆表的“×10”挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为____________Ω。 (4)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势或内阻的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势和内阻，该同学先将电阻箱以最大阻值（9999 Ω）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228 Ω时，指针指向“15”刻度位置（即电路中的电流为10 mA）；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置（即电路中的电流为20 mA）。由测量数据计算出电源电动势为____________V。（计算结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1)A (2) ×1 0 (3)160 (4)2.8 【详解】（1）红表笔应与欧姆表内部电源的负极相连，则由图甲可知，插孔A为红表笔。 （2）[1]闭合开关S1、S2时，将表头G改装为了较大量程的电流表，则此时欧姆表处于“×1”挡 [2]欧姆调零时，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刻度位置。 （3）由图乙可知该电阻的测量值为16×10Ω=160Ω。 （4）根据闭合电路欧姆定律有， 其中、、、 联立解得。 5．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)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 1.6 (2) a (3)1.60 【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]由多用电表使用时，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“×1k”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，则粗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，且为满足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）根据欧姆定律及电路特点可得 解得电压表的阻值表达式 代入测量得到， 则待测电压表内阻 6．小明同学在实验中发现，电压表（图a）的某一量程使用时指针无偏转。他为了维修此电压表，打开电压表后盖，其内部电路结构如图b所示，并进行以下操作： (1)用多用电表欧姆挡测量电压表两个量程的内阻。将多用电表调至“”挡并欧姆调零，为了保证电压表指针正偏，需将多用电表的________（“红”或“黑”）表笔与电压表的“3V”接线柱接触，另一支表笔与“-”接线柱接触。多用电表指针偏转如图c所示，其读数为________；在测量“15V”量程内阻的过程中，发现多用电表指针不偏转。请判断图b中________（填图b中①或②）处电阻损坏； (2)小明同学为了更准确地测量“3V”量程的内阻，从实验室找到以下实验器材： A、6V学生直流电源 B、滑动变阻器（，0.2A） C、滑动变阻器（，1A） D、电阻箱（最大阻值） E、导线及开关若干 设计了如图d所示的电路测量电压表内阻，应选择________（填“B”或者“C”）滑动变阻器，实验步骤： ①将的阻值调为零，闭合S，调节的滑片，使电压表读数等于3.00V； ②保持的滑片不动，调节，当电压表读数等于1.50V时记录下的阻值为。 则根据电压表内部结构（如图b），需替换损坏电阻的阻值为________。 (3)用维修好的电压表再次测某用电器两端电压，电压表示数为10.0V，则电压真实值应该________（填“大于”、“小于”或“等于”）10.0V，请说明理由_________________________________________。 【答案】(1) 黑 4400 ① (2) C 16400.0 (3) 大于 利用半偏法测出的电压表3V档位的内阻偏大，所以改装后的15V电压表内阻也大于理论值，当电压表显示10V时，电压表正负接线柱之间的实际电压值会大于10V。 【详解】（1）[1]多用电表使用时要求电流从红色表笔流入多用电表，从黑色表笔流出多用电表；电压表使用时要求电流从正极（3V和15V接线柱）进入，负极流出。综上，多用电表的黑色表笔应该与电压表的“3V”接线柱接触，构成回路。 [2]根据表盘的指针位置可读出数据为“44”，由于处在“”挡，最终的读数为4400Ω。 [3]在测量“3V”档位时多用电表能正常读数，说明电压表“3V”档位的内部结构正常，在测量“15V”档位时没有示数，说明“3V”与“15V”接线柱之间断路，即填①。 （2）[1]图(d)利用半偏法测量电压表的内阻的电路图。采用分压式接法，滑动变阻器应选择总电阻更小的，故选C。 [2]将的阻值调为零，闭合S，调节的滑片，使电压表读数等于3.00V，此时电压表所在的支路总电压为3.00V。然后保持的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值为4100.0Ω时电压表读数为1.50V，说明电压表与电阻箱串联时各自分得1.50V的电压，即电压表3V档位的内阻也为4100.0欧姆。 根据电压表改装的原理，设3V与15V档位间串联的电阻大小为，则满足 可解得 （3）[1][2]利用第2小问的半偏法测得的电压表内阻值偏大，那么改装的15V量程电压表内阻也是偏大的，当表盘读数为10V时，正负接线柱两端的实际电压大于10V。 ▌题型03多用电表电压、电流挡测量综合分析 解题必备 1.直流电压挡测量要点 并联接入被测元件两端，红表笔接高电势，黑表笔接低电势；量程选择遵循“先大量程试测，再换小量程精确测量”；刻度均匀，读数=刻度格数×分度值。 2.直流电流挡测量要点 串联接入被测支路，电流从红表笔流入电表；严禁直接将电流挡接电源两极，会造成表头烧毁；量程越大，内部并联分流电阻阻值越小。 3.交流电压挡特殊点 内部加装二极管整流器，仅测量交流电有效值，不能测直流电流；无内置电源，测量时依靠外部电路供电。 4.挡位综合计算 已知表头满偏电流、内阻，可推导不同电压/电流挡分压、分流电阻阻值；结合电路动态变化，分析电压、电流表示数变化趋势。 典例精析 例题3、小明同学想测量某一未知金属丝的电阻率，进行了如下操作： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，则金属丝的直径为 ___________mm；用刻度尺测得金属丝的长度为L。 (2)用欧姆表粗测金属丝的电阻，测量时选用“×1”挡倍率，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻为___________Ω。 (3)为较准确测出金属丝的电阻，该同学设计了如图丙所示的电路图，若某次测量中，电压表和电流表的读数分别为U和I，请写出电阻率的表达式ρ=___________ （用D、L、U、I表示）。 (4)若考虑两电表的内阻，则小明同学测得的电阻率___________（选填“偏大” “偏小”或“不变”）。 【答案】(1)0.780 (2)6 (3) (4)偏小 【详解】（1）螺旋测微器的读数为 （2）用“×1”挡测量，该金属丝的电阻为 （3）根据欧姆定律有 根据电阻定律有 联立可得 （4）根据题图可知，实验中采用电流表外接，电压的测量值为准确值，电流的测量值偏大，根据可知电阻测量值偏小，根据电阻定律可知电阻率的测量值偏小。 举一反三 7．某同学利用一个灵敏电流计（满偏电流，内阻）、一节干电池（电动势，内阻不计）和一个电阻箱，组装了一个简易欧姆表，电路如图所示。表盘上只标注了电流刻度。 (1)使用该欧姆表测量电阻前，需将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使灵敏电流计指针指到________处（填“”或“”）。 (2)调零后，将一待测电阻接入两表笔间，电流计指针指在刻度处，则________。 (3)为测量阻值较小的电阻，保持电源不变，灵敏电流计应________（填“并联”或“串联”）电阻。正确改装后，欧姆表准确调零，此时欧姆表的内阻为，电流计示数为I时，被测电阻阻值为________（用题中给定字母表示）。 (4)若电源电动势变小，依然可以欧姆调零，电阻测量结果________（偏大，偏小或不影响） 【答案】(1)500 (2)2000 (3) 并联 (4)偏大 【详解】（1）使用该欧姆表测量电阻前，需将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使灵敏电流计指针偏角最大，即指到处。 （2）根据， 其中，， 解得 （3）[1]为测量阻值较小的电阻，应该使欧姆表内阻减小，根据，保持电源不变，灵敏电流计应该扩大量程，即应并联电阻。 [2]正确改装后，欧姆表准确调零，此时欧姆表的内阻为，则电流计示数为I时有 被测电阻阻值为 （4）若电源电动势变小，依然可以欧姆调零，则 因Ig不变，则R内变小；测量电阻时 因R内变小，则I变小，则电阻测量结果偏大。 8．。某同学用多用电表测量各物理量，回答下列问题： (1)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___________。 A．改变欧姆表的倍率后，必须重新进行机械调零 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，不需要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)该同学使用多用电表的250mA测电流，指针指在图甲中的位置，此被测电流___________。如果适用50V的量程指针在图甲中位置，根据所示指针位置，此被测电压为___________，测电压时红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势___________（填“高”或“低”）。 (3)如图乙所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表量程为500μA，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器R1最大阻值为5000Ω。调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为___________Ω。使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，则这个电阻的阻值应为___________Ω，其中电池内阻的变化对电阻测量结果___________（填“有”或者“没有”）影响 【答案】(1)B (2) 高 (3) 3000 280 没有 【详解】（1）A．改变欧姆挡倍率后，只需重新欧姆调零，不需要重新机械调零，故A错误； B．多用电表所有挡位都要求电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故B正确； C．测量电路中的电阻必须将电阻与外电路断开，否则外电路会干扰测量，甚至损坏电表，故C错误； D．欧姆挡指针偏转角过小，说明被测电阻阻值较大，应换用更大倍率挡位，重新调零后测量，故D错误。 故选B。 （2）[1]250mA量程，满偏对应250mA，分度值为5mA，指针在位置，则读数为93mA； [2]50V量程，满偏对应50V，分度值为1V，指针在位置，则读数为10.0V； [3]多用电表电流为“红进黑出”，测电压时电流从高电势流向低电势，因此红表笔接触点电势比黑表笔高。 （3）[1]欧姆表调零后内阻 指针指在中央时，电流 代入可得 [2]电池老化后，调零得新内阻 欧姆表读数对应表头偏转（电流）相同，因此满足 代入数据解得 [3]欧姆表调零时，会通过调零变阻器抵消电池内阻的变化，总内阻仍满足 因此电池内阻的变化对测量结果没有影响，只有电动势变化会带来误差。 9．某物理课外实验小组为了测量某未知电阻Rx的阻值，制定了三种测量方案。 (1)方案一： a.在进行正确机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至×1挡，先将红、黑表笔短接，让指针指在_____（选填“左侧”或“右侧”）零刻度线上。 b.欧姆表指针如图甲所示，可得未知电阻Rx的阻值约为_____Ω。 (2)方案二： 设计了如图乙所示的实验电路，电压表的示数为2.8V，电流表的示数为87.5mA，则由此可得未知电阻Rx的阻值为_____Ω。 (3)方案三： a.如图丙所示，将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，使电流表示数为I0，电阻箱的示数为R1=102Ω，其中R0为保护电阻，阻值未知； b.开关S1闭合，断开开关S2，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I0，读出电阻箱的示数为R2=68Ω； c.则电阻Rx=_____Ω。 【答案】(1) 右侧 36 (2)32 (3)34 【详解】（1）[1]在进行正确机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至×1挡，先将红、黑表笔短接，让指针指在右侧（欧姆）零刻度线上。 [2]欧姆表指针如图甲所示，可得未知电阻Rx的阻值约为 （2）设计了如图乙所示的实验电路，电压表的示数为2.8V，电流表的示数为87.5mA，根据欧姆定律可得未知电阻Rx的阻值为 （3）闭合开关S1和S2，由闭合电路欧姆定律可得 开关S1闭合，断开开关S2，由闭合电路欧姆定律可得 联立可得 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $