第四章 第四节 练习使用多用电表（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本高中物理讲义聚焦“练习使用多用电表”核心知识点，从多用电表的基本结构（指针式与数字式）入手，通过电阻挡测量原理（基于闭合电路欧姆定律）的推导，逐步过渡到电压、电流、电阻及二极管的测量方法，最终延伸至电路故障检测，构建从认识仪器到原理理解再到实际应用的完整学习支架。 该资料以问题链驱动科学思维，如通过满偏、半偏电流计算引导学生推导欧姆表原理，培养模型建构与科学推理能力。实验操作步骤详尽，结合二极管正反向电阻测量、电路故障排查等实例，强化科学探究素养。课中辅助教师演示教学，课后通过例题与对点练帮助学生巩固知识，有效查漏补缺。

第四节　练习使用多用电表 [学习目标]　1.了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能(重点)。2.理解多用电表电阻挡测电阻的原理。3.会使用多用电表测量电流、电压和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻(重难点)。4.会排查电路故障(重难点)。 一、多用电表 1.指针式多用电表 (1)认识表盘 (2)选择开关 2.数字式多用电表 如图所示，数字式多用电表的上半部分为读数屏，下半部分是选择开关，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示。 二、多用电表电阻挡的原理 已知电源电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig=10 mA，电流表内阻Rg=7.5 Ω。 (1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？ (2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？ (3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？ (4)通过以上计算，你有何发现？ 答案　(1)由Ig=可得，R1=-(Rg+r)=142 Ω (2)=，解得R0=150 Ω (3)Ix= Rx=-150(Ω) (4)Rx与Ix一一对应，若把电流表的电流刻度都按Rx=-150(Ω)的规律转换成电阻刻度，就可制成一个能直接测量电阻的仪器。 1.多用电表电阻挡(即欧姆表)由表头、电源和可变电阻三部分组成。 2.欧姆表的原理 欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx=0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达到满偏，有I=Ig==，这一过程叫欧姆调零。满偏电流Ig处可标电阻大小为“0”。 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I=0，可以在I=0处标电阻大小为“∞”。 (3)当Rx为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，Ix==，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。 (4)当Rx=Rg+R1+r时，指针偏转到表盘中间，有I=，此时Rx等于欧姆表的内阻RΩ，称为中值电阻。 例1　把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材： A.电源E=3 V(内阻不计)； B.滑动变阻器0~100 Ω； C.滑动变阻器0~500 Ω； D.红表笔； E.黑表笔。 (1)滑动变阻器选用　　　　。(填器材前的序号)  (2)红表笔接　　　　端，黑表笔接　　　　端。(均选填“M”或“N”)  (3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为　　　　；若指针指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为　　　　。  答案　(1)C　(2)N　M　(3)1 000 Ω　500 Ω 解析　(1)两表笔直接接触时，调节滑动变阻器的阻值使电流达到满偏Ig=，解得R0=400 Ω，故滑动变阻器应选C。 (2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端。 (3)电流I=2 mA时，有I=，解得Rx=1 000 Ω。电流I'=3 mA时，I'=，解得Rx'=500 Ω。 三、多用电表的使用 1.多用电表内部构造 如图所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、电流表电路、电压表电路、欧姆表电路以及选择开关S等部分组成，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端。测量时，黑表笔插入“-”插孔，红表笔插入“+”插孔，选择开关S旋转到待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。 2.使用前，应调节多用电表的机械调零旋钮，使指针正对电流的零刻度。 使用后，要把选择开关拨至“OFF”挡或最大交流电压挡。 3.使用多用电表测量电压、电流和电阻。 (1)测电压： ①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 ②将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高。 ③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值。 (2)测电流： ①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 ②断开开关，把多用电表串联在电路中，注意电流应从红表笔流入多用电表。 ③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度。 (3)测电阻： ①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准电阻挡的合适挡位。选择倍率时，应使指针尽可能指在刻度盘中间区域。 ②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0”。 ③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值。 ④测另一电阻时重复①②③三步。 4.多用电表测二极管的正、反向电阻 (1)认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极。 特点：二极管具有单向导电性。电流从正极流入时为正向电阻，电阻很小(填“很小”或“很大”)，而从负极流入时为反向电阻，电阻很大(填“很大”或“很小”)，接近断路。 (2)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。 (3)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。 例2　(2025·佛山市高二检测)多用电表在选择不同的挡位时，在电路中有不同的连接方式，则下列叙述正确的是(　　) A.当多用电表调至电压挡时按电路图甲连接，然后闭合开关 B.当多用电表调至电流挡时按电路图乙连接，然后闭合开关 C.当多用电表调至电阻挡时按电路图丙连接，且要断开开关 D.当多用电表测量二极管的反向电阻时，按电路图丁连接 答案　C 解析　测电压时，多用电表的红表笔应接在待测电阻的高电势点，故A错误； 测电流时应将待测电阻与多用电表串联，且电流应从红表笔流入，从黑表笔流出，故B错误； 测电阻时，应将待测电阻与电路断开后测量，故C正确； 因为多用电表的黑表笔与内部电池的正极相连，所以测量二极管反向电阻时，应将黑表笔与二极管的负极相连，故D错误。 例3　(2024·汕尾市高二期末)如图甲所示是指针式多用电表的电路简图，它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及选择开关S等部分组成，小兰和实验小组成员一起练习使用多用电表，设计了如下实验： (1)图甲公共端接入的是　　　　　　(选填“红表笔”或“黑表笔”)，选择开关接到“2”时是　　　　　(选填“电流表”或“电压表”)，已知电流计G的量程是300 mA，内阻是220 Ω，电阻R1+R2=11 Ω，R3=100 Ω，则选择开关接到“2”时的量程是　　　　　　、选择开关接到“3”时的量程是　　　　　　。  (2)小兰同学用多用电表测量电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线所示，为了使测量更加准确，这时应该采用　　　　　　(填“×10”或“×1k”)倍率，换完倍率以后需要　　　　　　　　　，如果此时读数如图乙中实线所示，则读数是　　　　 Ω。  答案　(1)黑表笔　电流表　6.3 A　696 V (2)×10　重新欧姆调零　120 解析　(1)“红进黑出”，公共端接入的是黑表笔；选择开关接到“2”时，R1与R2组成的串联支路和电流计G并联，起分流作用，所以是电流表；通过电阻R1与R2组成串联支路的电流I==6 A 电流表的量程为I2=I+IG=6.3 A 接到“3”时是电压表，电压表的量程为U=IGRG+I2R3=696 V (2)指针指到表盘靠近中间位置时比较准确，虚线所指电阻较小，改用“×10”倍率； 根据欧姆表的使用规则，换完倍率以后需要重新进行欧姆调零； 指针所指为12，再乘以倍率10，所以读数为120 Ω。 四、多用电表的读数 1.读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆表刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线。 2.电压表、电流表的读数要看清选择开关所选择的量程，确定每一小格表示多少及应读到的有效数字位数。 例4　(2023·汕头市高二期中)如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为　　　　 Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是　　　　(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。  (2)当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为　　　　 mA。  (3)当选用量程为10 V的电压挡测量直流电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为　　　　 V。  答案　(1)800　×1 k　(2)35.0　175　(3)7.0 解析　(1)用倍率为“×100”的电阻挡测电阻，由图示可知，电阻阻值为8×100 Ω=800 Ω； 多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是“×1 k”。 (2)选用量程为50 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为1 mA，示数为35.0 mA； 选用量程为250 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为5 mA，示数为175 mA； (3)选用量程为10 V的电压挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，示数为7.0 V。 五、用多用电表检测电路故障 1.电压表检测法 将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好。若电路断路，将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点。若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路。 2.欧姆表检测法 断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明该部分电路正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分电阻极大，说明该部分断路。 例5　如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表甲所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触　　　　　(选填“c”或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是　　　　。  A.灯A短路 B.灯B短路 C.cd段断路 D.df段断路 表甲 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 表乙 测试点 指针偏转情况 c、d d、e e、f (2)将开关断开，再选择电阻挡测试，测量结果如表乙所示，那么检查出的故障是　　　　。  A.灯A断路 B.灯B短路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路 答案　(1)c　D　(2)BD 解析　(1)对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出c点电势高于d点电势，知红表笔应接触c点。由表甲可知d、f间有示数，则d—c—a—电池—b—f间无断路，C错误；若仅灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，A、B错误；若df段断路，则与测试结果相符，D正确。 (2)由表乙可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。 课时对点练 [分值：60分] [1、3、4题，每题4分] 1.一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间。用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为(　　) A.1 000 Ω B.5 000 Ω C.1 500 Ω D.2 000 Ω 答案　A 解析　设欧姆表的内阻为R内，由闭合电路欧姆定律知：3×10-3 A=，1.5×10-3 A=，所以R内=500 Ω，E=1.5 V，又1×10-3 A=，所以Rx=1 000 Ω，故选A。 2.(6分)如图为一正在测量中的多用电表表盘： (1)(2分)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为　　　　 V；  (2)(2分)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为　　　　 mA；  (3)(2分)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为　　　　 Ω。  答案　(1)3.4　(2)1.70　(3)3 000 解析　(1)如果是用直流10 V挡测量电压，则表盘分度值为0.2 V，需要估读到0.1 V，所以读数为U=3.4 V。 (2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则表盘分度值为0.1 mA，需要估读到0.01 mA，所以读数为 I=1.70 mA。 (3)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为R=30×100 Ω=3 000 Ω。 3.(2024·广州市高二期中)如图为简易多用电表的电路图。电源E为直流电源，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻；表头G的满偏电流为5 mA，内阻为20 Ω；虚线方框为换挡开关；A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表共有5个挡，分别为直流电压5 V挡和10 V挡，直流电流10 mA挡和25 mA挡，电阻×10 Ω挡。则以下说法中正确的是(　　) A.多用电表的B端应与黑表笔相连接 B.若换挡开关与“3”相连，测量中，表盘指针稳定时如图(b)所示，则其读数为11 Ω C.若换挡开关与“2”相连，为直流电流25 mA挡 D.若要使用直流电压5 V挡，则换挡开关应与“4”相连 答案　D 解析　设想当电阻挡接入电路时，考虑到电流表的接线规则，电流从电源正极流出经A接线柱到待测电阻，根据“红进黑出”可知，多用电表的B端应与红表笔相连接，故A错误； 当换挡开关接“3”时，为欧姆表，使用的倍率为×10 Ω，所以欧姆表的示数为11×10 Ω=110 Ω，故B错误； 由题意知，直流电流挡位分别为10 mA和25 mA挡，由电流表的改装原理知，并联的分流电阻越小，则量程越大，由题图(a)可知，接“2”时为10 mA挡，故C错误； 由题意，直流电压有5 V和10 V两个挡位，由电压表的改装原理，串联的分压电阻越大，量程越大，所以使用直流电压5 V挡时换挡开关应接“4”，故D正确。 4.(多选)如图所示为简易欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=300 μA，内阻Rg=100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω，下列说法正确的是(　　) A.与接线柱A相连的是红表笔 B.按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=10 kΩ C.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，测量Rx的阻值时，则测量值比真实值大 D.测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量 答案　ACD 解析　根据电流从红表笔进黑表笔出可知图中与接线柱A相连的是红表笔；根据题意可知，欧姆表的内阻r内== Ω=5 kΩ，按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，即电流为，有=，可得Rx=5 kΩ；电池电动势变小，但此表仍能调零，由于电流表的满偏电流不变，由公式Ig=可知欧姆表内阻应调小，由于待测电阻是通过电流表示数体现的，I===，当欧姆表内阻调小时，电流测量值变小，则电阻测量值偏大；测量电阻时，如果指针偏转角度过大，说明表盘刻度示数较小，选用的倍率过大，则应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量，故选A、C、D。 5.(8分)(2024·清远市高二段考)探究光电传感器的实验器材有光敏电阻、多用电表、手电筒、导线等。实验步骤如下： (1)(2分)将多用电表选择开关置于　　　　　挡(填“电流”“电压”或“电阻”)。  (2)(2分)选择适当的　　　　　(填“量程”或“倍率”)。  (3)(2分)进行　　　　　(填“指针”或“欧姆”)调零。  (4)将光敏电阻与多用电表按图甲的电路连接。 (5)改变光敏电阻受光面的光照程度(照度)，记录相关数据，并将实验数据填入相应的表格。 (6)(2分)某同学根据测量的几组数据画出的“电阻—照度”图像如图乙所示，由图像可知：光敏电阻的阻值随光照亮度增大而　　　　　(填“增大”或“减小”)。  答案　(1)电阻　(2)倍率　(3)欧姆　(6)减小 解析　(1)多用电表测量光敏电阻的电阻值，选择开关置于电阻挡； (2)再选择适当的倍率； (3)测量电阻前进行欧姆调零； (6)由题图乙可知光敏电阻的阻值随光照亮度增大而减小。 6.(12分)(2024·广州市高二检测)如图甲所示为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图；如图乙所示为欧姆表测电阻Rx的原理示意图；用多用电表直接测量电阻约为1 300 Ω的电灯泡的电阻，其电路连接图如图丙所示，回答下列问题： (1)(4分)对甲图，在测量电阻前需要将红、黑表笔短接，进行　　　　调零，需要调整　　　　(选填“A”“B”或“C”)。  (2)(4分)对乙图，若电源的电动势为E，满偏电流为Im，当接上待测电阻Rx后，表头的示数为I，则欧姆表的内阻为　　　　，待测电阻Rx的阻值为　　　　。  (3)(4分)对丙图，实验时选择开关所处的挡位是　　　　　　(选填“×10”“×100”或“×1 000”)，灯泡阻值的读数为　　　　 Ω。  答案　(1)欧姆　B　(2)　 (3)×100　1 200 解析　(1)对题图甲，在测量电阻前需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，需要调整欧姆调零旋钮B。 (2)对题图乙，电源的电动势为E，满偏电流为Im，由欧姆定律可得欧姆表的内阻为R内=，当接上待测电阻Rx，表头的示数为I，则有I=，可得Rx= (3)对题图丙，因为电灯泡的电阻约为1 300 Ω，欧姆表的指针所指的刻度为12，则实验时选择开关所处的挡位是“×100”，灯泡阻值的读数为1 200 Ω。 7.(10分)(2024·汕头市高二期末)如图甲所示，4节干电池串联，小灯泡A和B的规格均为“5 V　0.5 A”，合上开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A和B都不亮。 甲 (1)(2分)现用多用电表的电压挡检查故障，则选择开关置于下列　　　　量程较为合适；  A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V (2)(2分)测得a、b间电压为5.8 V，c、d间电压为0，则故障可能是　　　　；  A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.B灯短路 D.4节干电池电压太低，无法使两灯亮起 (3)(6分)将B灯泡从电路中拆除，将欧姆表打到电阻“×1”挡，欧姆表经过欧姆调零后，测量灯泡的电阻，某次测量结果如图乙所示，读数为　　　　 Ω，根据小灯泡的规格计算出电阻为　　　　 Ω，它不等于测量值，原因是灯泡未正常工作时，温度低，其电阻　　　　(选填“大”或“小”)。  乙 答案　(1)B　(2)A　(3)7　10　小 解析　(1)4节干电池串联，则电路中电动势约为6 V，现用多用电表的电压挡检查故障，为了保证安全，且使指针偏转角度较大，则选择开关置于10 V量程较为合适，故选B。 (2)测得a、b间电压为5.8 V，c、d间电压为0，可知a端到正极间均是通路，b端到负极间也是通路，且A、B两灯均不亮，则故障可能是A灯丝断开，故选A。 (3)将欧姆表打到电阻“×1”挡，由题图乙可知读数为7 Ω。 A和B的规格均为“5 V　0.5 A”，则根据欧姆定律知灯泡正常发光时的电阻R==10 Ω 它不等于测量值，原因是灯泡未正常工作时，温度低，电阻率小，其电阻小。 8.(12分)(2024·广州市高二期末)某同学手边没有电流表，有一个电压表(量程0~5 V，内阻为5×103 Ω)，电池(电动势为8 V、内阻为10 Ω)、总电阻足够大的滑动变阻器R0，他利用以上器材制成一个可以直接测量电阻的欧姆表，如图甲所示。图乙是电压表的刻度盘。 (1)(3分)图甲中，d为　　　　　(选填“红”或“黑”)表笔。  (2)(3分)测量外电阻的阻值之前，需要调零。按正确的操作，调零时，R0接入电路的阻值是　　　　　 Ω。  (3)(3分)现对电压表刻度重新赋值，则4 V处应标注　　　　　 Ω。  (4)(3分)该同学发现改装后的欧姆表如果去测量几十欧的电阻很不精确，此时需要对该欧姆表进行改进。以下改进措施中最合理的是　　　　　。  A.电源换成电动势E=10 V的电池 B.电源换成电动势E=6 V的电池 C.用一个50 Ω的电阻与电压表并联 D.用一个50 Ω的电阻与电压表串联 答案　(1)黑　(2)2 990　(3)2 000　(4)C 解析　(1)题图甲电路中c与电源负极连接，多用电表电流“红进黑出”，故c为红表笔，d为黑表笔。 (2)调零时，R0接入电路的阻值是 R0=-r-RV=2 990 Ω (3)现对电压表刻度重新赋值，则4 V处应标注Rx=-r-RV-R0=2 000 Ω (4)改装后的欧姆表如果去测量几十欧的电阻很不精确，是因为欧姆表的内阻太大，导致测几十欧的电阻时欧姆表指针偏角太大，测量不精确。若将电源电动势换成6 V或10 V，内阻仍然很大，只有用一个50 Ω的电阻与电压表并联可以减小内阻，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $