内容正文:
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实验13用多用电表测量电学中的物理量
考点精讲•靶向突破
一一拆解核心考点,归纳解题范式
考点一欧姆表原理及应用《
。热点考向·破译
考向1欧姆表的读数
例1
【答案】
×12
10.0
【变式训练1】【答案】
红
1483
×100
1600
1.7
考向2欧姆表原理的应用重
例2【答案】()
红
×1
(2)
150
等大(3)
1.5
15
【变式训练2】【答案】(①)15000,(2)1
(3)1600
(④先迅速向右偏转,然后逐渐向左偏转
考点二多用电表的使用、
。热点考向破译
考向1多用电表的基本使用重
例1【答案】(1)ADBE
。
(2)1.5×104
(3)BC
【变式训练1】【答案】(1)红(2)B(3)8,(4)3.50(3.48-3.52均可)
(5)3000
1/3
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考向2用多用电表探索黑箱内的电学元件
例2【答案】(①)
高于
低于
A
(2)
60002
电容器
0
(3)
F
【变式训练2】【答案】(1)
红
×10
(2)5
3)
短接0
16
1必☐
03
(426
213
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真题溯源·考向感知
一朔源真题逻辑,感知高考考向
1.【答案】(1)B
(2)
串联
1980
(3)
2和3
1和4
1和2
2.【答案】(1)
CAB
负极、正极
×100
1.6(2)
a
3)UR,
(4)1.57
U,-U
3/3
实验13 用多用电表测量电学中的物理量
内容导航
对标素养,研判高考命题趋势 201
命题透视·考情前瞻
搭建知识框架,构建系统思维 302
思维建模·脉络梳理
拆解核心考点,归纳解题范式 403
考点精讲·靶向突破脉络梳理
考点一 欧姆表原理及应用 4
核心知识·解构 4
一、欧姆表的构造 4
二、欧姆表的原理 4
易错辨析·AI命题 4
热点考向·破译 5
考向1 欧姆表的读数 5
考向2 欧姆表原理的应用 5
考点二 多用电表的使用 7
核心知识·解构 7
一、多用电表构造及原理图 7
二、多用电表使用 7
三、用多用电表探索黑箱内的电学元件 8
易错辨析·AI命题 9
热点考向·破译 9
考向3 多用电表的基本使用 9
考向4 用多用电表探索黑箱内的电学元件 10
溯源真题逻辑,感知高考考向 1304
真题溯源·考向感知
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
多用电表使用
——
2025·湖南
2025·黑吉蒙辽
2024·新疆河南
2024·江苏
考情分析
题型与考向:近年来,在各地高考物理试卷中,对多用电表测量电学物理量这一实验的考查频率一直较高。其中,考查重点主要集中在多用电表的读数方法上,例如如何正确读取不同量程下的电压、电流或电阻值。相比之下,对于多用电表内部工作原理、电路结构或欧姆挡调零原理等更深层次知识点的考查则相对较少,出现频率不高。
情境与立意:这类题目多以某个电学实验作为命题情境,其核心任务通常是进行电阻的粗略测量或电压的精确测定。
复习目标
1.清楚多用电表构造及原理。
2.理解和掌握用多用电表测量电学中的物理量方法。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
多用电表测量电学物理量
欧姆表原理及应用
欧姆表构造
工作原理
闭合电路欧姆定律
刻度标定
满偏电流Ig处标为“0”
当I=时,电阻值等于欧姆表的内阻值
多用电表的使用
多用电表构造及原理
多用电表使用
机械调零
将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔
测量小电珠的电压和电流
注意事项
红黑表笔的正确插入
区分“两个零点”
测电阻注意事项
探索黑箱内的电学元件
I=0处标为“∞”
用多用电表测电阻
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 欧姆表原理及应用
核心知识·解构
一、欧姆表的构造
构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。
外部:接被测电阻Rx。
二、欧姆表的原理
1.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。
2.刻度的标定: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,这一过程叫欧姆调零。
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ ”。(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ”。(图乙)
(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫 电阻。
易错辨析·AI命题
1.欧姆表内部自带电源,测量电阻时不需要外接电源。( )
2.欧姆表刻度均匀,和电流表、电压表刻度特点一致。( )
3.欧姆调零操作:两表笔短接,调节调零旋钮使指针指到 0Ω 位置。( )
4.测量电阻时,可以直接在通电的电路中进行测量。( )
5.更换欧姆挡倍率后,不需要重新进行欧姆调零。( )
热点考向·破译
考向1 欧姆表的读数
例1 用多用电表粗测金属棒的阻值,当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用___________挡(填“×1 Ω”或“×100 Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图所示,则金属棒的阻值约为___________Ω。
【变式训练1】如图甲为一个多用电表欧姆挡的内部电路示意图。其中电池的电动势、内阻;电流计的满偏电流、内阻;R0为调零电阻(阻值范围是)。
(1)图甲中表笔为____(填“红”或“黑”)表笔。
(2)将图甲中两表笔短接,进行欧姆调零后,调零电阻的有效阻值为___________.
(3)紧接着用该多用电表测量某电阻的阻值,表盘指针如图乙所示,从图中信息可知选择的挡位为___________(填“”或“”)倍率挡,被测电阻的阻值为___________。
(4)某同学利用定值电阻给该欧姆表增加一个“”倍率挡,设计的电路如图丙所示,则定值电阻___________。(结果保留1位小数)
考向2 欧姆表原理的应用
例2某款倍率分别为“×1”和“×10”欧姆表的内部电路如图甲所示,A、B是两个表笔的插孔,某实验小组使用该多用电表进行了一系列实验。使用前,该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处,请回答下列问题:
(1)A插孔应插入_________(选填“红”或“黑”)表笔,开关S合向1时,选择的倍率为_________(选填“×1”或“×10”)。
(2)若选用“×10”挡,用该表测量某电阻的阻值,欧姆调零后,指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为_________Ω,若欧姆表使用一段时间,电源电动势E不变,内阻略有增加,欧姆调零后,该电阻的测量值相对于真实值_________(选填“偏大”“偏小”或“等大”)。
(3)测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“×1”挡的内阻,将待测毫安表、电阻箱和“×1”挡的多用电表串联在一起,调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表的示数I和电阻箱的阻值R,作图像,如图丙所示。根据图像,多用电表“×1”挡内部电源的电动势为_________V,待测毫安表的内阻为_________Ω。(结果均保留2位有效数字)
【变式训练2】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V、内阻,灵敏电流计满偏电流 ,内阻,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________,将定值电阻接入红、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(“”、“”、“”)的欧姆表,如图(c),重新测量定值电阻的阻值,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V,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,则该电阻的真实值为________。
(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_________________。
考点二 多用电表的使用
核心知识·解构
一、多用电表构造及原理图
1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。
2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(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( 笔插入“+”插孔, 笔插入“-”插孔)。
4.原理图:
二、多用电表使用
实验器材:
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
进行实验:
1.机械调零:多用电表的指针若不指 ,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.测量小电珠的电压和电流。
(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的 。
(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的 。
4.用多用电表测电阻
(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。
(2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节 旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。
(4)选择开关改置于×100挡,重新进行 。
(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。
(6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于 电压最高挡或“ ”挡。
5.注意事项:
(1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。
(2)区分“两个零点”:机械零点是表盘刻度 侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘 侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。
(3)测电阻时:
①待测电阻与电源一定要 。
②两手一定 同时接触两表笔金属杆。
③指针指 附近较准,否则换挡。
④每换一挡必须重新 。
⑤读出示数要乘以 。
(4)使用完毕,选择开关要置于“ ”挡或 电压最高挡,长期不用应取出电池。
三、用多用电表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
欧姆挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小,反接时示数很大
电容器
欧姆挡
指针先指“0”后逐渐增大到“∞”,且越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
易错辨析·AI命题
1.使用多用电表测量电压时,红表笔接高电势,黑表笔接低电势。( )
2.选用欧姆档测量完电阻后,可以直接将表笔收起,无需拨至OFF 档或交流电压最高档。( )
3.用多用电表欧姆档正向、反向测量元件,阻值相差很大,黑箱内元件可能是二极管。( )
4.欧姆档测量黑箱元件,正反测量电阻几乎不变,说明一定存在电容器。( )
5.探测黑箱时,优先使用欧姆档直接测量箱内元件,无需先选用电压档判断有无电源。( )
热点考向·破译
考向1 多用电表的基本使用
例1某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值一万多欧的电阻。
(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挡位
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔
C.旋转S使其尖端对准欧姆挡挡位
D.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
E.旋转S使其尖端对准交流电压最高挡,并拔出两表笔
(2)根据图所示指针位置,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_________。
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
【变式训练1】图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,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,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
考向2 用多用电表探索黑箱内的电学元件
例2电学黑箱是指含有多种未知电学元件的系统,通常可以使用多用电表,在不打开和不损坏其结构的情况下来探究其内部结构。已知、、和、、分别是电学黑箱Ⅰ、Ⅱ的接线柱。
(1)多用电表有红黑两只表笔,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)探究黑箱Ⅰ
小明同学先将多用电表调至电压挡、将红黑表笔分别点触点任意两端,发现指针都不偏转。然后他把多用电表调至欧姆挡,将选择开关旋至“×1k”挡,先进行欧姆调零,之后将红黑表笔依次接入、、端,情况如下:
a.红表笔接,黑表笔接时,指针几乎没有偏转,黑表笔接,红表笔接时,多用电表偏转如图乙所示、可知其阻值为________
b.将红黑表笔分别接在和两点,稳定后指针均指向无穷大的位置
c.红表笔接,黑表笔接时,指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至位置的附近,接着把多用电表调至电压挡,将红表笔接在,黑表笔接在,电压表有示数,并且慢慢地偏向零,由此可以断定间为________;
根据以上信息,在答题卡画出一种可能的电路________
(3)探究黑箱Ⅱ
已知黑箱Ⅱ中只有4个相同的电阻,小明同学进一步测量,得到的结果如表格所示
红表笔连接
接线柱
接线柱D
接线柱
黑表笔连接
接线柱
接线柱E
接线柱
测量值
12
9
3
根据以上信息,在答题卡画出一种可能的电路________
【变式训练2】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1所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻不计),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,R为滑动变阻器。设计后表盘如图2所示,中间刻度值为“15”。
(1)图1中表笔a为________表笔(选填“红”或“黑”)。当S打开时,对应的欧姆挡的挡位是________挡(选填“×1”或“×10”)。
(2)根据题中给定物理量的数值,计算出图1中定值电阻的阻值R1=________Ω。
(3)在S闭合情况下进行测电阻操作:
①首先进行欧姆调零:滑动变阻器的阻值调至最大,将红表笔与黑表笔________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向________(选填“0”或“”)刻度位置。
②正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,指针指在图2中虚线位置,则被测电阻的阻值为________Ω。
(4)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均为10 Ω的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为10 Ω,2、3接线柱之间的电阻为15 Ω,1、3接线柱之间的电阻为25 Ω。请在图3的虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(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”)
2.(2024·新疆河南·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)。
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命题透视·考情前瞻
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考点精讲·靶向突破脉络梳理
考点一 欧姆表原理及应用 4
核心知识·解构 4
一、欧姆表的构造 4
二、欧姆表的原理 4
易错辨析·AI命题 4
热点考向·破译 5
考向1 欧姆表的读数 5
考向2 欧姆表原理的应用 6
考点二 多用电表的使用 8
核心知识·解构 8
一、多用电表构造及原理图 8
二、多用电表使用 9
三、用多用电表探索黑箱内的电学元件 10
易错辨析·AI命题 10
热点考向·破译 11
考向3 多用电表的基本使用 11
考向4 用多用电表探索黑箱内的电学元件 14
溯源真题逻辑,感知高考考向 1804
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核心考点
2026年
2025年
2024年
多用电表使用
——
2025·湖南
2025·黑吉蒙辽
2024·新疆河南
2024·江苏
考情分析
题型与考向:近年来,在各地高考物理试卷中,对多用电表测量电学物理量这一实验的考查频率一直较高。其中,考查重点主要集中在多用电表的读数方法上,例如如何正确读取不同量程下的电压、电流或电阻值。相比之下,对于多用电表内部工作原理、电路结构或欧姆挡调零原理等更深层次知识点的考查则相对较少,出现频率不高。
情境与立意:这类题目多以某个电学实验作为命题情境,其核心任务通常是进行电阻的粗略测量或电压的精确测定。
复习目标
1.清楚多用电表构造及原理。
2.理解和掌握用多用电表测量电学中的物理量方法。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
多用电表测量电学物理量
欧姆表原理及应用
欧姆表构造
工作原理
闭合电路欧姆定律
刻度标定
满偏电流Ig处标为“0”
当I=时,电阻值等于欧姆表的内阻值
多用电表的使用
多用电表构造及原理
多用电表使用
机械调零
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测量小电珠的电压和电流
注意事项
红黑表笔的正确插入
区分“两个零点”
测电阻注意事项
探索黑箱内的电学元件
I=0处标为“∞”
用多用电表测电阻
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 欧姆表原理及应用
核心知识·解构
一、欧姆表的构造
构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。
外部:接被测电阻Rx。
二、欧姆表的原理
1.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。
2.刻度的标定: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,这一过程叫欧姆调零。
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)
(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。
易错辨析·AI命题
1.欧姆表内部自带电源,测量电阻时不需要外接电源。(√)
2.欧姆表刻度均匀,和电流表、电压表刻度特点一致。(×)
3.欧姆调零操作:两表笔短接,调节调零旋钮使指针指到 0Ω 位置。(√)
4.测量电阻时,可以直接在通电的电路中进行测量。(×)
5.更换欧姆挡倍率后,不需要重新进行欧姆调零。(×)
热点考向·破译
考向1 欧姆表的读数
例1 用多用电表粗测金属棒的阻值,当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用___________挡(填“×1 Ω”或“×100 Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图所示,则金属棒的阻值约为___________Ω。
【答案】 ×1Ω 10.0
【详解】[1]当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻值较小,所选倍率过大,应该减小倍率,故应换成“×1Ω”挡;
[2]欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积,故图中所测金属棒的阻值为10.0Ω。
【变式训练1】如图甲为一个多用电表欧姆挡的内部电路示意图。其中电池的电动势、内阻;电流计的满偏电流、内阻;R0为调零电阻(阻值范围是)。
(1)图甲中表笔为____(填“红”或“黑”)表笔。
(2)将图甲中两表笔短接,进行欧姆调零后,调零电阻的有效阻值为___________.
(3)紧接着用该多用电表测量某电阻的阻值,表盘指针如图乙所示,从图中信息可知选择的挡位为___________(填“”或“”)倍率挡,被测电阻的阻值为___________。
(4)某同学利用定值电阻给该欧姆表增加一个“”倍率挡,设计的电路如图丙所示,则定值电阻___________。(结果保留1位小数)
【答案】 红 1483 1600 1.7
【详解】(1)[1]根据电流方向“红进黑出”,结合欧姆表内部电源的情况,可以判断为红表笔。
(2)[2]当电表指针满偏时,电表总内阻为又解得
(3)[3][4]表盘指针半偏时则倍率为“”挡;被测电阻的阻值为。
(4)[5]倍率为“”时满偏电流由
得
考向2 欧姆表原理的应用
例2某款倍率分别为“×1”和“×10”欧姆表的内部电路如图甲所示,A、B是两个表笔的插孔,某实验小组使用该多用电表进行了一系列实验。使用前,该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处,请回答下列问题:
(1)A插孔应插入_________(选填“红”或“黑”)表笔,开关S合向1时,选择的倍率为_________(选填“×1”或“×10”)。
(2)若选用“×10”挡,用该表测量某电阻的阻值,欧姆调零后,指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为_________Ω,若欧姆表使用一段时间,电源电动势E不变,内阻略有增加,欧姆调零后,该电阻的测量值相对于真实值_________(选填“偏大”“偏小”或“等大”)。
(3)测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“×1”挡的内阻,将待测毫安表、电阻箱和“×1”挡的多用电表串联在一起,调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表的示数I和电阻箱的阻值R,作图像,如图丙所示。根据图像,多用电表“×1”挡内部电源的电动势为_________V,待测毫安表的内阻为_________Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) 红 ×1
(2) 150 等大
(3) 1.5 15
【详解】(1)[1]欧姆表内部电源的正极连接黑表笔,负极连接红表笔,因此A插孔插入的应是红表笔
[2]欧姆表调零后,由于开关S合向1比合向2时,电路中的最大电流大,因此开关S合向1时,欧姆调零后欧姆表的内阻小,因此倍率小,即倍率为“×1”。
(2)[1]由图可读出该电阻的测量值为
[2]若电源电动势E不变,内阻略有增加,欧姆调零,可通过减小调零电阻的阻值,保证欧姆表内阻恒定,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
整理得
图像斜率即电源电动势,则
将数据,代入,可得
解得
【变式训练2】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V、内阻,灵敏电流计满偏电流 ,内阻,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________,将定值电阻接入红、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(“”、“”、“”)的欧姆表,如图(c),重新测量定值电阻的阻值,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V,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,则该电阻的真实值为________。
(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_________________。
【答案】(1)15000
(2)1
(3)1600
(4)先迅速向右偏转,然后逐渐向左偏转
【详解】(1)多用电表进行欧姆调零时,红黑表笔短接,外电路电阻为零,此时灵敏电流计满偏,根据闭合电路欧姆定律有
解得调零后欧姆表的内阻为
(2)欧姆表的倍率挡位与其中值电阻(即欧姆表内阻)成正比,若要重新测量阻值较大的电阻,需要调到更合适的、更大的倍率挡位,这就要求改装后的欧姆表具有更大的内阻,根据可知,在电源电动势固定的情况下,需要改装后的微安表整体满偏电流更小,观察图(c)的内部结构,这是一个多量程电流表的改装电路,微安表与分流电阻并联,当开关与1接通时,分流电阻为,此时流过干路的满偏电流最小,欧姆表的内阻最大,对应的倍率挡位最高,故应将开关与1接通。
(3)电源电动势下降为后,重新进行欧姆调零,此时干路满偏电流仍为,则新的内阻为
用此欧姆表测某电阻时,指针指在“2000”刻度处,说明表盘对应的干路电流与原电动势下测时的电流相同,根据闭合电路欧姆定律:原状态下对应的电流关系为
新状态下真实的电流关系为
解得该电阻的真实值为
(4)将欧姆表的红、黑表笔直接接到原本不带电的电容器两极时,欧姆表内部的电源会对该电容器进行充电。在刚接通的瞬间,电容器两极板间电压为零,相当于短路,此时电路中电流达到最大,因此会观察到表盘指针迅速向右偏转;随着充电的进行,电容器极板间电压逐渐升高,反向电动势增大,电路中的充电电流逐渐减小,指针随之逐渐向左偏转;当电容器充满电后,电路中电流减小为零,指针最终停留在最左侧的“”刻度处。
考点二 多用电表的使用
核心知识·解构
一、多用电表构造及原理图
1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。
2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(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)。
4.原理图:
二、多用电表使用
实验器材:
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
进行实验:
1.机械调零:多用电表的指针若不指零,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.测量小电珠的电压和电流。
(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的电压。
(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。
4.用多用电表测电阻
(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。
(2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。
(4)选择开关改置于×100挡,重新进行欧姆调零。
(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。
(6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
5.注意事项:
(1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。
(2)区分“两个零点”: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,调整的是欧姆挡的调零旋钮。
(3)测电阻时:
①待测电阻与电源一定要断开。
②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。
③指针指中值附近较准,否则换挡。
④每换一挡必须重新欧姆调零。
⑤读出示数要乘以倍率。
(4)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
三、用多用电表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
欧姆挡
两接线柱正、反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小,反接时示数很大
电容器
欧姆挡
指针先指“0”后逐渐增大到“∞”,且越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
易错辨析·AI命题
1.使用多用电表测量电压时,红表笔接高电势,黑表笔接低电势。(√)
2.选用欧姆档测量完电阻后,可以直接将表笔收起,无需拨至OFF 档或交流电压最高档。(×)
3.用多用电表欧姆档正向、反向测量元件,阻值相差很大,黑箱内元件可能是二极管。(√)
4.欧姆档测量黑箱元件,正反测量电阻几乎不变,说明一定存在电容器。(×)
5.探测黑箱时,优先使用欧姆档直接测量箱内元件,无需先选用电压档判断有无电源。(×)
热点考向·破译
考向1 多用电表的基本使用
例1某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值一万多欧的电阻。
(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挡位
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔
C.旋转S使其尖端对准欧姆挡挡位
D.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
E.旋转S使其尖端对准交流电压最高挡,并拔出两表笔
(2)根据图所示指针位置,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_________。
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
【答案】(1)ADBE
(2)
(3)BC
【详解】(1)由于待测电阻的阻值为一万多欧,为使指针位置接近表盘中央,应先将旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k挡位,再将红黑表笔短接进行欧姆调零(调节P使指针指向欧姆的零刻度),调零完成后连接待测电阻进行测量,测量结束后应将S调整到“OFF”挡或交流电压最高挡并拔出表笔。
所以选出正确步骤并排序为ADBE。
(2)由图可知,此被测电阻的阻值约为
(3)A.测阻值不同的电阻时若不换倍率则不需要重新进行欧姆调零,故A错误;
B.红表笔连接“+”插孔,黑表笔连接“-”插孔,故电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出,故B正确;
C.根据欧姆表测电阻的原理可知,测电路中的电阻时,应先把该电阻与电路断开,故C正确;
D.若指针偏转角过小,说明待测电阻为大电阻,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。
【变式训练1】图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,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,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
【答案】(1)红
(2)B
(3)8
(4)3.50(3.48~3.52均可)
(5)3000
【详解】(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔,与欧姆表内电源负极相连的是红表笔,可知端与红色表笔相连接。
(2)AB.在使用多用电表之前,应该先进行机械调零,调整的是表头指针定位螺丝,再进行欧姆调零。是可变电阻,它的作用是欧姆表调零的作用,也就是使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,故A错误,B正确;
C.使用电流挡时,应该先进行机械调零,不需要调节,故C错误;
故选B。
(3)直流电流挡和挡,接端时,是量程较大的电流表,电流最大值为,有
接2端时,是量程较小的电流表,电流最大值为,有
联立可得
(4)此时B端是与“4”相连的,可知是测电压,根据电压表改装
可知串联电阻越大,电压量程越大,可知与“4”相连的量程为直流电压,最小分度为,读数为
(5)欧姆挡,正中间刻度为15,可知中值电阻为
根据
测量电阻时,接3端时干路电流为
联立解得
电池电动势降低为,内阻不变,有,
此表仍能欧姆调零,有,
以上联立得
可得测量读数为
考向2 用多用电表探索黑箱内的电学元件
例2电学黑箱是指含有多种未知电学元件的系统,通常可以使用多用电表,在不打开和不损坏其结构的情况下来探究其内部结构。已知、、和、、分别是电学黑箱Ⅰ、Ⅱ的接线柱。
(1)多用电表有红黑两只表笔,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)探究黑箱Ⅰ
小明同学先将多用电表调至电压挡、将红黑表笔分别点触点任意两端,发现指针都不偏转。然后他把多用电表调至欧姆挡,将选择开关旋至“×1k”挡,先进行欧姆调零,之后将红黑表笔依次接入、、端,情况如下:
a.红表笔接,黑表笔接时,指针几乎没有偏转,黑表笔接,红表笔接时,多用电表偏转如图乙所示、可知其阻值为________
b.将红黑表笔分别接在和两点,稳定后指针均指向无穷大的位置
c.红表笔接,黑表笔接时,指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至位置的附近,接着把多用电表调至电压挡,将红表笔接在,黑表笔接在,电压表有示数,并且慢慢地偏向零,由此可以断定间为________;
根据以上信息,在答题卡画出一种可能的电路________
(3)探究黑箱Ⅱ
已知黑箱Ⅱ中只有4个相同的电阻,小明同学进一步测量,得到的结果如表格所示
红表笔连接
接线柱
接线柱D
接线柱
黑表笔连接
接线柱
接线柱E
接线柱
测量值
12
9
3
根据以上信息,在答题卡画出一种可能的电路________
【答案】(1) 高于 低于
(2) 6000Ω 电容器
(3)见解析
【详解】(1)[1]测量直流电压时,红表笔接正极,电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此红表笔电势高。
[2]测量电阻时,电流也是从红表笔流入,黑表笔流出,由于欧姆表的电池在欧姆表内部,则红表笔接电源的负极,黑表笔接电源的正极,所以红表笔电势低于黑表笔电势。
(2)[1]由图可知,阻值为。
[2]红表笔接B,黑表笔接C时,指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至位置的附近,可初步判断该元件为电容器,此过程为充电过程。接着把多用电表调至电压挡,测量该元件电压,若元件是电容器,根据“红进黑出”原则,此时C端应为电容器正极板,因此将红表笔接在C,黑表笔接B,电压表有示数,并且慢慢地偏向零,由此可以断定BC间为电容器。
[3]红表笔接,黑表笔接时,指针几乎没有偏转,黑表笔接,红表笔接时,电阻较大,由此可知间元件为二极管;将红黑表笔分别接在AC和CA两点,指针均指向无穷大的位置,说明AC间可能为断路,故可作图如下
(3)由表格数据可知,间电阻等于间和间电阻之和,可知间电阻和间电阻串联之后为间电阻;又有间电阻为间电阻的倍,第一种情况为:间个电阻串联,间个电阻;第二种情况为间个电阻,间个电阻并联,如图所示
【变式训练2】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1所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻不计),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,R为滑动变阻器。设计后表盘如图2所示,中间刻度值为“15”。
(1)图1中表笔a为________表笔(选填“红”或“黑”)。当S打开时,对应的欧姆挡的挡位是________挡(选填“×1”或“×10”)。
(2)根据题中给定物理量的数值,计算出图1中定值电阻的阻值R1=________Ω。
(3)在S闭合情况下进行测电阻操作:
①首先进行欧姆调零:滑动变阻器的阻值调至最大,将红表笔与黑表笔________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向________(选填“0”或“”)刻度位置。
②正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,指针指在图2中虚线位置,则被测电阻的阻值为________Ω。
(4)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均为10 Ω的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为10 Ω,2、3接线柱之间的电阻为15 Ω,1、3接线柱之间的电阻为25 Ω。请在图3的虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
【答案】(1) 红 ×10
(2)5
(3) 短接 0 16
(4)见解析
【详解】(1)[1]图1中表笔a与内部电源的负极连接,则为红表笔。
[2]当S打开时,电路最大电流IG较小,则由可知内阻较大,则对应的挡位较高,即对应的欧姆挡的挡位是×10挡。
(2)由题意可知S闭合时电路的最大电流是S断开时电路的最大电流的10倍,则
(3)①[1][2]首先进行欧姆调零:滑动变阻器的阻值调至最大,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。
②[3]S闭合情况下为×1挡,则被测电阻的阻值为16Ω。
(4)因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻,所以2为中间的结点,又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半,故2、3之间有两个电阻并联,后再与第三个电阻串联,连接方式如图所示;
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(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。
2.(2024·新疆河南·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
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