11.5 实验:练习使用多用电表 讲义及课时强化练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-08-11
|
2份
|
58页
|
335人阅读
|
4人下载
普通
摘要:
该高中物理讲义以“练习使用多用电表”实验为核心,通过知识框架系统梳理实验目的、原理、步骤及注意事项,用表格归纳测电压、电流、电阻的操作要点,思维导图呈现电阻表与多用电表的内在联系,突出欧姆调零、故障检测等重难点。
讲义亮点在于“题型分层+创新应用”的练习设计,如教材实验题强化基础操作(例测二极管正反向电阻),创新实验题结合电路故障检测培养科学探究与科学思维,真题回顾对接高考提升综合能力。分层训练满足不同学生需求,助力教师实施精准复习教学。
内容正文:
11.5实验:练习使用多用电表
【题型精讲练】 1
题型1 教材实验 1
题型2 创新实验 11
【真题回顾】 19
【题型精讲练】
题型1 教材实验
一、实验目的
1.掌握多用电表的使用方法。
2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。
3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理
1.电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造
如图所示,电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I= 。
(3)电阻表内阻
Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在满偏电流Ig处,电阻表内阻RΩ=Rg+r+R=。
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
①一般方法:待测电阻为Rx,I=,此时Rx=-RΩ=-。
②三个特殊位置
a.当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ ”。(图甲)
b.当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ”。(图乙)
c.当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于电阻表的内阻值,Rx叫 电阻。
(5)系统误差分析:电阻表内电池用久了以后,电动势E会减小,内阻会增大。由I==可知,随着E减小,I减小,故Rx的测量值偏大。
2.多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
②多用电表面板上还有:电阻表的欧姆调零旋钮(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( 表笔插入“+”插孔, 表笔插入“-”插孔)。
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示,当选择开关掷到1、2时为电流表,掷到3、4时为电阻表,掷到5、6时为电压表。
(3)换档原理:根据中值电阻=内阻=.不同倍率中值电阻之比就是倍率之比。
一方面:可以通过改变电源电动势E的大小:量程之比等于两个电动势之比。
另一方面:电动势不变,只能改变,只能通过改表进行。给电流表并联上一个电阻,使变大,但中值电阻却变小,倍率变小,所以并联的电阻越小的,倍率越小,不并联的倍率是最大的。也就是说电流表的量程和倍率成反比。也可以说电表总内阻越小,倍率越小。
要注意每次换档(欧姆调零)都会对应一个新式子:
三、实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个、小螺丝刀。
四、实验步骤
1.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度 端的零位置。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.测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于 ,测小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于 ,测量通过小灯泡的电流。
4.用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
(2)欧姆调零: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。
(3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。
(4)读数:指针示数乘以倍率。
(5)使用完毕:选择开关置于 ,长期不用应取出电池。
5.用多用电表测二极管的正、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 极,右端为 极。
特点:当给二极管加正向电压时电阻 ,当给二极管加反向电压时电阻 。
(2)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡,欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的 极,红表笔接触二极管的 极(如图甲)。
②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡,欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的 极,红表笔接触二极管的 正 极(如图乙)。
五、数据处理
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等,或5、0.5、0.05、0.005等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可,并按二分之一或五分之一估读,即把最小刻度分成二等份或五等份,观察判断指针靠近哪一个等分线,进而估读到该等分线对应的数值。
六、多用电表使用时的注意事项
1.表内电源正极接 表笔,负极接 表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2.区分“机械零点”与“欧姆零点”。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指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆 。
3.电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
5.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7.使用完毕,选择开关要置于 或 。长期不用,应把表内电池取出。
【例题精讲】
【例1】(2026高二下·湖南·学业考试)在“练习使用多用电表”的实验中,使用多用电表分别测量小灯泡的电压和通过小灯泡的电流,其中图(a)中的多用电表测量的是________(选填“电流”或“电压”),图(b)中的表笔________(选填“M”或“N”)是多用电表的黑表笔。
【例2】(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)根据图片内容读数:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为L=______cm;
(2)如图2所示,用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d=______mm;
(3)如图3所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×1k”测量,则读数为______Ω;如果用“直流5V”档测量,则读数为______V;
【变式训练1】(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中:
(1)用多用电表测电流或电阻的过程中________(填选项前的字母)。
A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡,其读数为________V;若选择开关处于“”挡,其读数________(选填“大于”“等于”或“小于”)200Ω。
【变式训练2】(2026高三·全国·专题练习)一报警器电路如图甲所示,该电路用标称值为12V的蓄电池为电源(内阻不计),各导线接触良好,热敏电阻的阻值随温度升高而减小。当通过报警器的电流超过某一值时,报警器(内阻不计)就会报警。
(1)断开开关S,用多用电表直流“50V”挡测a、b间电压,稳定后多用电表的指针位置如图乙所示,其读数为________V。
(2)闭合开关S后,发现无论温度高低,报警器都在报警,由此可判断电路中某器件发生________(填“短路”或“断路”)。
(3)保持开关S闭合,维修人员仍使用多用电表直流“50V”挡检测故障,将红表笔接在a点,黑表笔接d点时多用电表示数为零,黑表笔接c点时多用电表示数也如图乙所示,由此可判定发生故障的器件是________(填“热敏电阻”“开关S”或“定值电阻R”)。
【题型强化练】
1.(25-26高二上·重庆沙坪坝·期末)艾依钟同学在实验室做电学实验时,设计了如图甲所示的电路。已知电源的电动势约为12V,开关闭合后灯泡不发光,于是该同学拿来一只多用电表进行电路故障的分析,其操作如下:
(1)将多用电表的选择开关指到直流50V的挡位,红、黑表笔分别插入相应的插孔;
(2)将___________(选填“红”或“黑”)表笔接在电路中的d点,另一表笔接在电路中的a点,开关闭合与断开的状态下,多用电表的指针均发生偏转,且指针指示的位置如图乙所示,其读数为___________V,表明电源没有问题;
(3)将两表笔分别正确接在电路中的c、d两点,开关断开时,多用电表的指针不偏转;开关闭合时,多用电表的指针指示的位置仍为图乙所示,则表明电学元件___________(选填“S”、“R”或“L”)断路。
2.(2026·河南郑州·模拟预测)某实验小组设计的电阻表其电路图如图所示,倍率分别为、、,其中电流表满偏电流,内阻,电源电动势,内阻,滑动变阻器的阻值变化范围为,回答下列问题:
(1)A端接________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)闭合开关,断开开关、,将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器________时,表盘指针指向电阻零刻度,此时倍率为________(选填“”或“”)。
(3)闭合、,断开开关,调节滑动变阻器,使表盘指针仍指向电阻零刻度,此时电阻表的倍率为“”,则________。
(4)断开,再闭合、,此时电阻表为另一倍率,欧姆调零后,在AB端接入某未知电阻,发现指针偏转表盘量程的,则待测电阻的阻值为________。
3.(2026·陕西咸阳·模拟预测)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的______________(选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为______________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线断路 B.滑动变阻器断路
C.导线断路 D.滑动变阻器短路
4.(25-26高二上·河北石家庄·期中)图是某同学连接的实验实物图,其中电源采用4节干电池。闭合开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:
①那么选择开关应置于下列量程的 _____ 挡.(用字母序号表示)
A.2.5V B.10V C. 50V D.250V
②在测试a、b间直流电压时,红笔应接触_____(填“a”或“b”)
③该同学测试结果如表所示,根据测试结果,可以判定故障是 _____ .(假设只有下列中的某一项有故障)
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
A.灯A断路 B.灯B短路 C.d、f段断路
(2)用欧姆挡检查:
①测试前,应将开关S _______ (填“断开”或“闭合”)。
②测量结果如表所示,由此可以断定故障是 _____ .
测量点
表头指针
c、d
d、e
e、f
A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
5.(25-26高二上·北京西城·期中)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图所示,对应的读数是_____。
(2)多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为_____(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“OFF”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
D.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
(3)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的_____(选填“甲”或“乙”)。
(4)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则_____(选填选项前的字母)。
A.导线ab断路
B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路
D.滑动变阻器短路
6.(24-25高三下·湖北武汉·阶段检测)多用电表是电学实验中的常用仪器,它不仅可以当做测量仪器测量电压、电流、电阻,还可以用来检测电路故障、探索黑箱。
(1)利用图甲所示电路测量电源电动势和内电阻,正确连接电路,闭合开关,观测到电压表指针发生偏转,而电流表指针不动,移动变阻器滑动片,电流表指针读数始终为零。不断开电路的情况下,使用多用电表检查电路故障,应将多用表旋钮拨到__________挡(选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”或“交流电压”挡),在间检测,当检查滑动变阻器时,应将红表笔与__________(选填“”或“”)接线柱接触,若此时多用表指针发生偏转,电路故障应是滑动变阻器__________(选填“短路”或“断路”);
(2)图乙所示黑盒子有三个接线柱,用多用电表欧姆挡探究其内部电路结构。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又归零;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针稳定在某位置;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不偏转;则黑盒内电路可能是下列选项中 。
A. B. C. D.
题型2 创新实验
1.断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
(2)用直流电流挡
将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
(3)用电阻挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值说明元件完好,若电阻无穷大说明此元件断路。
2.短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路。
【例题精讲】
【例1】(25-26高三上·北京海淀·期末)多用电表可用来测量电流、电压和电阻。
(1)用多用电表的欧姆挡测量一阻值约为2kΩ的电阻,应把选择开关旋转到________(选填“”或“”)位置,经过正确的操作后,表针位置如图所示,其对应的阻值是________Ω。
(2)用多用电表的直流电流挡测量电流时,红表笔的电势________黑表笔的电势;用多用电表的直流电压挡测量电压时,红表笔的电势________黑表笔的电势。(选填“高于”或“低于”)
(3)某同学用电池、开关和灯泡组成如图所示的电路。闭合开关,发现灯泡不发光。该同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表直流电压挡进行电路故障检测。他将红表笔接a,黑表笔分别试触b、c、d、e、f,检测结果如下表所示。
试触
b
c
d
e
f
示数
接近1.5V
接近1.5V
0
0
0
若电路中仅有一处故障,则故障可能是________。
A.开关接触不良 B.灯泡断路 C.f处接触不良
【例2】(25-26高二上·广东广州·阶段检测)多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。
(1)如图2,多用电表选择开关此时指向直流电流10mA挡,则此时所测电流为______mA;若多用电表选择开关此时指向直流电压50V挡,则此时所测电压为___________V。
(2)下图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
(3)某同学按如图3所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前将开关S断开,同时检查结果如表所示,由此可以确定 。
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表
表盘指示
A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路。
(4)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。
【变式训练1】(2026·西藏昌都·二模)小齐通过测绘小灯泡的曲线来探究小灯泡的电阻随电压变化的规律。图甲为测量电路。实验器材如下:
滑动变阻器R(阻值范围);
待测小灯泡L(规格为“6V,3W”);
电压表V(量程9V,内阻约);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);
电源E(电动势8V,内阻不计);
开关S,导线若干。
(1)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最______端(填“左”或“右”)。
(2)已知各元器件均无故障,闭合开关S后,滑片P由一端滑到另一端,小灯泡始终不亮,电流表的示数几乎为0,但电压表示数有明显变化,其原因是______点至______点的导线没有连接好。(填写图甲中的数字)
(3)排除故障后,测量小灯泡关系的实验数据如下:
U(V)
0.00
0.30
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
I(A)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.37
0.42
0.46
0.50
根据表中测量数据,在答题卡图乙中的方格纸内补全数据点并画出小灯泡的曲线______;分析曲线可知,小灯泡的电阻随电压U增大而______(填“增大”,“减小”或“不变”)。
(4)做实验时,小齐与同学进行了读数的练习,如图甲所示,螺旋测微器的读数为______mm,如图乙所示,游标卡尺的读数为______mm;如图丙所示选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,读数为______Ω。
【变式训练2】(2026·湖北荆州·模拟预测)掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时又具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且几乎不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将一表笔接在处,将另一表笔先后接在、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中存在的故障是_______________;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【题型强化练】
1.(25-26高二下·浙江杭州·期中)某同学按图甲所示的电路图进行实验。连接好电路元件后闭合开关,发现两个灯泡均不亮。于是,该同学使用图乙中的多用电表检测图甲电路的故障。
(1)该多用电表使用前,其指针位置如图丙所示,应该调节图乙中的________(选填“”或“”),让指针指在________(选填“电流”或“电阻”)零刻度处。
(2)正确调零后,该同学将多用电表的选择开关打到了直流电压挡。然后,该同学将图甲中的开关闭合,把多用电表的________(选填“红”或“黑”)表笔接在点,用另一个表笔依次接触电路中的、、、、点,多用电表的读数情况如表所示,则故障原因是________(选填“”、“”、“”或“”)间断路。
表笔接触位置
读数
接近3V
接近3V
接近3V
接近3V
0
(3)多用电表使用完成后,可以把选择开关打到OFF挡,还可以把选择开关打到图戊中的________(选填“×1kΩ”、“10mA”或“交流500V”)挡。
2.(25-26高一上·上海·课堂例题)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,使用多用电表的直流电压挡进行检查,选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表所示,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
(2)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如下表所示,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
3.(25-26高二上·上海静安·阶段检测)当用指针式多用表的欧姆挡进行故障排查时:
(1)首先应该将电键______,然后将选择开关置于欧姆挡的“”,再将红、黑表笔短接,观察指针偏转,调节______旋钮,使指针指向电阻的零刻度处。
(2)当将红、黑表笔分别接触、两处时,指针指向电阻的无穷大刻度处,这表明导线可能______。
4.(2025·浙江杭州·一模)某实验小组使用如图甲所示的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。
(1)将电表的选择开关旋至“”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的__________(选填“”或“”),让指针指在表盘右侧“”处。接着,用该表测量一个电阻的阻值,测量时指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为_____。随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,为了较准确地进行测量,接下来的合理操作步骤是__________(请选择并按合理顺序填写序号)。
①将选择开关旋至“×1”挡
②将选择开关旋至“×100”挡
③将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数
④将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时,将选择开关旋至直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,则故障原因可能是__________。
A.开关接触不良
B.灯泡被短路
C.灯泡和底座接触不良
(3)为了测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“”挡的内电阻为,再将待测毫安表、电阻箱和“”挡的多用电表串联在一起,通过调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表、电阻箱的示数和,并作出相应的关系图线,如图丁所示。根据图像,可求得多用电表“”挡内部电源的电动势为_____V,待测毫安表的内阻为__________。(结果均保留2位有效数字)
5.(25-26高二上·上海静安·阶段检测)如图是某同学做电路实验的实物连接图(灯泡A、B的规格均为“1.5V 1W”)。闭合电键后A、B两灯都不亮。
(1)当用指针式多用表的直流电压挡进行故障排查时:
选择开关应置于______
A.2.5V挡 B.10V挡 C.50V挡 D.250V挡
(2)测试、间电压时,红表笔应该接触______
A. B.
(3)该同学在不同点间测得的电压情况如下表所示
测试点
、
、
、
、
电压示数
示数不为零
示数不为零
示数为零
示数不为零
由此可以判定,故障是( )
A.灯A短路 B.灯B短路 C.、间断路 D.、间断路
6.(2026·云南昆明·二模)多用电表简化电路图如图甲所示,选择开关分别与连接点连接构成多用电表的不同挡位,多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。电源电动势,电阻挡倍率为“×10”。
(1)用多用电表的电阻挡测量导体的电阻时,下列说法正确的是( )
A.测量时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,则测量值偏小
B.若红、黑表笔接反了,测量值将偏大
C.若指针偏转角度很小,则应换倍率较小的挡再进行测量
D.测量结束后,要将选择开关置于OFF位置
(2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,闭合开关后,他用多用电表测得各点间的电压、。已知只有一处故障,为进一步判断电路故障的性质,他断开开关后,将选择开关置于电阻挡,分别将红黑表笔接端时,指针位置如图丙所示,则测量值为__________;他将红黑表笔接.端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为__________。
(3)当选择开关与2连接时是多用电表较小的电流挡,其量程为__________;当选择开关与5连接时是较大电压挡,其量程为,若虚线框内电阻为,则__________。
【真题回顾】
1.(2022·北京·高考真题)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的______________(选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为______________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线断路
B.滑动变阻器断路
C.导线断路
D.滑动变阻器短路
2.(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”)。
3.(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”)
4.(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。
5.(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。
1 / 36
学科网(北京)股份有限公司
$
11.5实验:练习使用多用电表
【题型精讲练】 1
题型1 教材实验 1
题型2 创新实验 17
【真题回顾】 31
【题型精讲练】
题型1 教材实验
一、实验目的
1.掌握多用电表的使用方法。
2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。
3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理
1.电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造
如图所示,电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I= 。
(3)电阻表内阻
Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在满偏电流Ig处,电阻表内阻RΩ=Rg+r+R=。
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
①一般方法:待测电阻为Rx,I=,此时Rx=-RΩ=-。
②三个特殊位置
a.当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ 0 ”。(图甲)
b.当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ∞ ”。(图乙)
c.当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于电阻表的内阻值,Rx叫 中值 电阻。
(5)系统误差分析:电阻表内电池用久了以后,电动势E会减小,内阻会增大。由I==可知,随着E减小,I减小,故Rx的测量值偏大。
2.多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
②多用电表面板上还有:电阻表的欧姆调零旋钮(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)。
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示,当选择开关掷到1、2时为电流表,掷到3、4时为电阻表,掷到5、6时为电压表。
(3)换档原理:根据中值电阻=内阻=.不同倍率中值电阻之比就是倍率之比。
一方面:可以通过改变电源电动势E的大小:量程之比等于两个电动势之比。
另一方面:电动势不变,只能改变,只能通过改表进行。给电流表并联上一个电阻,使变大,但中值电阻却变小,倍率变小,所以并联的电阻越小的,倍率越小,不并联的倍率是最大的。也就是说电流表的量程和倍率成反比。也可以说电表总内阻越小,倍率越小。
要注意每次换档(欧姆调零)都会对应一个新式子:
三、实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个、小螺丝刀。
四、实验步骤
1.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。
2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。
3.测量小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于 直流电压挡 ,测小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于 直流电流挡 ,测量通过小灯泡的电流。
4.用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
(2)欧姆调零: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。
(3)将被测电阻接在红、黑表笔之间。
(4)读数:指针示数乘以倍率。
(5)使用完毕:选择开关置于 OFF挡或交流电压最高挡 ,长期不用应取出电池。
5.用多用电表测二极管的正、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。
特点:当给二极管加正向电压时电阻 很小 ,当给二极管加反向电压时电阻 很大 。
(2)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡,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(如图甲)。
②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡,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(如图乙)。
五、数据处理
1.测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2.测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等,或5、0.5、0.05、0.005等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可,并按二分之一或五分之一估读,即把最小刻度分成二等份或五等份,观察判断指针靠近哪一个等分线,进而估读到该等分线对应的数值。
六、多用电表使用时的注意事项
1.表内电源正极接 黑 表笔,负极接 红 表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2.区分“机械零点”与“欧姆零点”。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指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆 调零旋钮 。
3.电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
5.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7.使用完毕,选择开关要置于 交流电压最高挡 或 “OFF”挡 。长期不用,应把表内电池取出。
【例题精讲】
【例1】(2026高二下·湖南·学业考试)在“练习使用多用电表”的实验中,使用多用电表分别测量小灯泡的电压和通过小灯泡的电流,其中图(a)中的多用电表测量的是________(选填“电流”或“电压”),图(b)中的表笔________(选填“M”或“N”)是多用电表的黑表笔。
【答案】 电流 M
【详解】[1]图(a)中的多用电表串联在干路中,测量的是电流。
[2]图(b)中的多用电表与灯泡并联,测量的是电压,根据“红进黑出”原则,电流由N表笔进入多用电表,则N是多用电表的红表笔,M是多用电表的黑表笔。
【例2】(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)根据图片内容读数:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为L=______cm;
(2)如图2所示,用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d=______mm;
(3)如图3所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×1k”测量,则读数为______Ω;如果用“直流5V”档测量,则读数为______V;
【答案】(1)11.050
(2)6.700
(3) 8000/ 3.30
【详解】(1)该游标卡尺20分度,精度0.05mm ,根据游标卡尺读数规则可知总长度
(2)根据螺旋测微器的读数规则可知金属丝的直径为
(3)[1]欧姆挡,则读数
[2]直流5V挡:量程满偏为5V,表盘分度值为0.1V,指针对应读数为
【变式训练1】(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中:
(1)用多用电表测电流或电阻的过程中________(填选项前的字母)。
A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡,其读数为________V;若选择开关处于“”挡,其读数________(选填“大于”“等于”或“小于”)200Ω。
【答案】(1)AD
(2) 5.4 小于
【详解】(1)A.在测量电阻时,更换倍率后,欧姆表的内部电阻发生了变化,欧姆挡的零刻度在最右边,也就是电流满偏,所以必须重新进行调零,故A正确;
B.在测量电流时,根据电流表的原理,电流的零刻度在左边,更换量程后不需要调零,故B错误;
C.在测量未知电阻时,若先选择倍率最大挡进行试测,当被测电阻较小时,电流有可能过大,所以应从中等倍率的挡进行测试,若指针偏角过小,再换用倍率较大的挡,故C错误;
D.在测量未知电流时,为了电流表的安全,必须先选择电流最大量程进行试测,若指针偏角过小,再换用较小的量程进行测量,故D正确。
故选AD。
(2)[1]选择开关处于“10V”挡,最小分度值为0.2V,所以此时的读数为5.4V。
[2]因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的,越向左,刻度越密集,所以10至30的中间数值一定小于20,若选择开关处于“×10”挡,其读数小于200Ω。
【变式训练2】(2026高三·全国·专题练习)一报警器电路如图甲所示,该电路用标称值为12V的蓄电池为电源(内阻不计),各导线接触良好,热敏电阻的阻值随温度升高而减小。当通过报警器的电流超过某一值时,报警器(内阻不计)就会报警。
(1)断开开关S,用多用电表直流“50V”挡测a、b间电压,稳定后多用电表的指针位置如图乙所示,其读数为________V。
(2)闭合开关S后,发现无论温度高低,报警器都在报警,由此可判断电路中某器件发生________(填“短路”或“断路”)。
(3)保持开关S闭合,维修人员仍使用多用电表直流“50V”挡检测故障,将红表笔接在a点,黑表笔接d点时多用电表示数为零,黑表笔接c点时多用电表示数也如图乙所示,由此可判定发生故障的器件是________(填“热敏电阻”“开关S”或“定值电阻R”)。
【答案】(1)11.5
(2)短路
(3)热敏电阻
【详解】(1)多用电表采用直流“50V”挡,分度值为1V,根据图乙中指针的位置,可知、间电压为11.5V。
(2)闭合开关S后,无论温度高低报警器都在报警,说明电路中电流过大,根据欧姆定律可知电路中电阻过小,所以应是某器件发生短路。
(3)根据(2)中分析知,电路发生短路故障,多用电表接、时,无示数,说明、间短路;接、时示数如图乙,说明、间电路电阻不为零。即定值电阻正常工作,故只有、间短路,发生故障的器件是热敏电阻。
【题型强化练】
1.(25-26高二上·重庆沙坪坝·期末)艾依钟同学在实验室做电学实验时,设计了如图甲所示的电路。已知电源的电动势约为12V,开关闭合后灯泡不发光,于是该同学拿来一只多用电表进行电路故障的分析,其操作如下:
(1)将多用电表的选择开关指到直流50V的挡位,红、黑表笔分别插入相应的插孔;
(2)将___________(选填“红”或“黑”)表笔接在电路中的d点,另一表笔接在电路中的a点,开关闭合与断开的状态下,多用电表的指针均发生偏转,且指针指示的位置如图乙所示,其读数为___________V,表明电源没有问题;
(3)将两表笔分别正确接在电路中的c、d两点,开关断开时,多用电表的指针不偏转;开关闭合时,多用电表的指针指示的位置仍为图乙所示,则表明电学元件___________(选填“S”、“R”或“L”)断路。
【答案】 黑 11.0 L
【详解】[1]多用电表测量电压时,红表笔接电源的正极,黑表笔接电源的负极,所以黑表笔接在电路中的d点;
[2]由于多用电表测量电压时量程为50V,所以表盘刻度一小格为1V,电压读数为11.0V;
[3]d、c间接上多用电表,闭合开关后指针发生偏转,说明开关和定值电阻正常,故灯泡L发生断路。
2.(2026·河南郑州·模拟预测)某实验小组设计的电阻表其电路图如图所示,倍率分别为、、,其中电流表满偏电流,内阻,电源电动势,内阻,滑动变阻器的阻值变化范围为,回答下列问题:
(1)A端接________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)闭合开关,断开开关、,将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器________时,表盘指针指向电阻零刻度,此时倍率为________(选填“”或“”)。
(3)闭合、,断开开关,调节滑动变阻器,使表盘指针仍指向电阻零刻度,此时电阻表的倍率为“”,则________。
(4)断开,再闭合、,此时电阻表为另一倍率,欧姆调零后,在AB端接入某未知电阻,发现指针偏转表盘量程的,则待测电阻的阻值为________。
【答案】(1)黑
(2) 1409 ×100
(3)10
(4)30
【详解】(1)电阻表内电源正极与黑表笔相连,电流由端流出,因此端接黑表笔。
(2)[1] 红、黑表笔短接且仅闭合时,电流表满偏,电阻表内阻为
由
整理得
[2] 电阻表中值电阻等于其内阻,因此倍率与内阻成正比。仅闭合时内阻为,为三种接法中的最大值,故倍率为
(3)由倍率与内阻成正比,倍率为时电阻表内阻为
红、黑表笔短接且电流表满偏时,干路电流为
通过的电流为
由并联支路电压相等得
解得
(4)闭合、时对应剩余的倍率,电阻表内阻为
设欧姆调零时干路电流为,接入待测电阻后干路电流为。表头与的分流比不变,由指针偏转量为满偏的
整理得
由闭合电路欧姆定律有
由关系式
联立得
解得
3.(2026·陕西咸阳·模拟预测)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的______________(选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为______________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线断路 B.滑动变阻器断路
C.导线断路 D.滑动变阻器短路
【答案】(1)甲
(2)ADCB
(3)C
【详解】(1)由于待测电阻只有5Ω左右,要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是电流表外接电路,故选图甲。
(2)多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,应该将选择开关置于“”位置,将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”,将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开,将选择开关置于“OFF”位置,即实验步骤正确的操作顺序为ADCB。
(3)闭合开关后,却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表示数始终为零,可能是电路中出现断路,电压表的示数不变化,说明电压表串联在电路中;当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的,试触d时,电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路,故选C。
4.(25-26高二上·河北石家庄·期中)图是某同学连接的实验实物图,其中电源采用4节干电池。闭合开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:
①那么选择开关应置于下列量程的 _____ 挡.(用字母序号表示)
A.2.5V B.10V C. 50V D.250V
②在测试a、b间直流电压时,红笔应接触_____(填“a”或“b”)
③该同学测试结果如表所示,根据测试结果,可以判定故障是 _____ .(假设只有下列中的某一项有故障)
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
A.灯A断路 B.灯B短路 C.d、f段断路
(2)用欧姆挡检查:
①测试前,应将开关S _______ (填“断开”或“闭合”)。
②测量结果如表所示,由此可以断定故障是 _____ .
测量点
表头指针
c、d
d、e
e、f
A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
【答案】(1) B a C
(2) 断开 D
【详解】(1)①.[1]由图示电路图可知,电源电动势为6V,用电压表检查电路故障,电压表应选择10V量程,故选B;
②.[2]根据“红进黑出”,则在测试a、b间直流电压时,红笔应接触a 。
③.[3]电压表接a、b,电压表有示数,说明a、b两点与电源间无断路;电压表接c、b,电压表有示数,说明c、b两点与电源间无断路;电压表接c、d,电压表无示数,说明c、d两点与电源间存在断路;电压表接d、f,电压表有示数,说明d、f两点与电源两极间无断路;
综合以上分析可知,电路出现在d、f间,故选C;
(2)①.[1]用欧姆表检查电路故障,测试前,应将开关断开,避免烧坏电表。
②.[2]欧姆表右偏说明两接触点之间没断路,不偏转,说明两接触点之间断路了,即d、e间导线断路,故D正确。
5.(25-26高二上·北京西城·期中)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图所示,对应的读数是_____。
(2)多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为_____(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“OFF”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
D.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
(3)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的_____(选填“甲”或“乙”)。
(4)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则_____(选填选项前的字母)。
A.导线ab断路
B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路
D.滑动变阻器短路
【答案】(1)6
(2)BCDA
(3)乙
(4)C
【详解】(1)欧姆表的读数是
(2)测量过程中应该先选择合适挡位,根据题意选择“”挡位,然后进行欧姆调零,再进行测量,测量完成后要将开关置于“OFF”位置,故顺序为BCDA。
(3)因为待测电阻约为,而
故为了减小误差应该采用电流表的内接法,即选用乙图。
(4)某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数,说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数,则说明导线cd断路。
故选C。
6.(24-25高三下·湖北武汉·阶段检测)多用电表是电学实验中的常用仪器,它不仅可以当做测量仪器测量电压、电流、电阻,还可以用来检测电路故障、探索黑箱。
(1)利用图甲所示电路测量电源电动势和内电阻,正确连接电路,闭合开关,观测到电压表指针发生偏转,而电流表指针不动,移动变阻器滑动片,电流表指针读数始终为零。不断开电路的情况下,使用多用电表检查电路故障,应将多用表旋钮拨到__________挡(选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”或“交流电压”挡),在间检测,当检查滑动变阻器时,应将红表笔与__________(选填“”或“”)接线柱接触,若此时多用表指针发生偏转,电路故障应是滑动变阻器__________(选填“短路”或“断路”);
(2)图乙所示黑盒子有三个接线柱,用多用电表欧姆挡探究其内部电路结构。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又归零;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针稳定在某位置;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不偏转;则黑盒内电路可能是下列选项中 。
A. B. C. D.
【答案】(1) 直流电压 c 断路
(2)A
【详解】(1)[1][2][3]使用多用电表检查电路故障,应将多用表旋钮拨到直流电压挡,在间检测,当检查滑动变阻器时,根据“红进黑出”,则应将红表笔与接线柱接触,若此时多用表指针发生偏转,电路故障应是滑动变阻器断路;
(2)当黑、红表笔分别接触1、2时,电表指针发生瞬间偏转后又归零,说明1、2间有电容器,电容器进行短暂充电后电路断开,电表指针不会发生稳定的偏转角度;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针稳定在某位置,说明2、3之间有固定地电阻;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不偏转,属于截断状态,说明2、3间有二极管且加上了反向电压。故电路为A。
故选A。
题型2 创新实验
1.断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
(2)用直流电流挡
将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
(3)用电阻挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值说明元件完好,若电阻无穷大说明此元件断路。
2.短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路。
【例题精讲】
【例1】(25-26高三上·北京海淀·期末)多用电表可用来测量电流、电压和电阻。
(1)用多用电表的欧姆挡测量一阻值约为2kΩ的电阻,应把选择开关旋转到________(选填“”或“”)位置,经过正确的操作后,表针位置如图所示,其对应的阻值是________Ω。
(2)用多用电表的直流电流挡测量电流时,红表笔的电势________黑表笔的电势;用多用电表的直流电压挡测量电压时,红表笔的电势________黑表笔的电势。(选填“高于”或“低于”)
(3)某同学用电池、开关和灯泡组成如图所示的电路。闭合开关,发现灯泡不发光。该同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表直流电压挡进行电路故障检测。他将红表笔接a,黑表笔分别试触b、c、d、e、f,检测结果如下表所示。
试触
b
c
d
e
f
示数
接近1.5V
接近1.5V
0
0
0
若电路中仅有一处故障,则故障可能是________。
A.开关接触不良 B.灯泡断路 C.f处接触不良
【答案】(1) 1800
(2) 高于 高于
(3)B
【详解】(1)[1]由于欧姆表的刻度盘的中心刻度为15,所以要测量2kΩ左右的电阻时首先应换挡,把选择开关旋到×100的位置;
[2]由图可知,欧姆表的读数为
(2)[1][2]用多用电表的直流电流挡测量电流和用多用电表的直流电压挡测量电压时,电流均从红表笔流入,从黑表笔流出,红表笔电势高于黑表笔。
(3)A.若开关接触不良,则、c间电压为零,与题意不符,故A错误;
B.若灯泡断路,则、b与、c间电压不为零,其他电压为零,与题意相符,故B正确;
C.若f处接触不良,则、c间电压为零,与题意不符,故C错误。
故选B。
【例2】(25-26高二上·广东广州·阶段检测)多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。
(1)如图2,多用电表选择开关此时指向直流电流10mA挡,则此时所测电流为______mA;若多用电表选择开关此时指向直流电压50V挡,则此时所测电压为___________V。
(2)下图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
(3)某同学按如图3所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前将开关S断开,同时检查结果如表所示,由此可以确定 。
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表
表盘指示
A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路。
(4)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。
【答案】(1) 7.4 37.4/37.5/37.6
(2)B
(3)D
(4)等于
【详解】(1)[1]若多用电表选择开关此时指向直流电流“10mA”挡,则最小分度值为0.2mA,读数保留到十分位,则电流为7.4mA;
[2]若多用电表选择开关此时指向直流电压“50V”挡,则最小分度值为1V,则估读到下一位,所以电压为37.4V。
(2)A.测电压时,电压表与待测元件并联,根据“红进黑出”的规律,图甲中红、黑表笔接法正确,故A错误;
B.测电流时,电流表与待测元件串联,根据“红进黑出”的规律,图甲中红、黑表笔接法正确,即测电流时,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,应将待测元件与电源断开,可知测电阻时,不能够按图丙连接方式测量,故C错误;
D.根据欧姆表“红进黑出”的规律,测二极管的反向电阻时,红表笔应与二极管的正极连接,黑表笔应与二极管的负极连接,可知按图丁连接方式测得方式不是二极管的反向电阻,而是二极管的正向电阻,故D错误。
故选B。
(3)由图知在bf、be、de之间存在断路,而bd之间电阻较小,说明bd之间没有断路,因此判断de间发生断路,D正确;
故选D。
(4)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。
【变式训练1】(2026·西藏昌都·二模)小齐通过测绘小灯泡的曲线来探究小灯泡的电阻随电压变化的规律。图甲为测量电路。实验器材如下:
滑动变阻器R(阻值范围);
待测小灯泡L(规格为“6V,3W”);
电压表V(量程9V,内阻约);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);
电源E(电动势8V,内阻不计);
开关S,导线若干。
(1)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最______端(填“左”或“右”)。
(2)已知各元器件均无故障,闭合开关S后,滑片P由一端滑到另一端,小灯泡始终不亮,电流表的示数几乎为0,但电压表示数有明显变化,其原因是______点至______点的导线没有连接好。(填写图甲中的数字)
(3)排除故障后,测量小灯泡关系的实验数据如下:
U(V)
0.00
0.30
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
I(A)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.37
0.42
0.46
0.50
根据表中测量数据,在答题卡图乙中的方格纸内补全数据点并画出小灯泡的曲线______;分析曲线可知,小灯泡的电阻随电压U增大而______(填“增大”,“减小”或“不变”)。
(4)做实验时,小齐与同学进行了读数的练习,如图甲所示,螺旋测微器的读数为______mm,如图乙所示,游标卡尺的读数为______mm;如图丙所示选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,读数为______Ω。
【答案】(1)左
(2) 7 10
(3) 增大
(4)
【详解】(1)本实验滑动变阻器为分压式接法,开关闭合前,需要让待测小灯泡两端电压为0,保护电路,因此滑片应置于输出电压最小的最左端。
(2)[1][2]小灯泡不亮,电流表示数几乎为0,说明小灯泡支路发生断路;电压表示数随滑片移动明显变化,说明电压表两端与电源是连通的,结合电路图,可知7点到10点的导线没有连接好。
(3)[1]依题意,在方格纸内补全对应的数据点,并画出小灯泡的曲线如图所示
[2]根据欧姆定律
可知,曲线上的点与原点连线的斜率表示电阻大小,则小灯泡的电阻随电压增大而增大。
(4)[1]由图甲可知,螺旋测微器的读数为
[2]由图乙可知,这是20分度游标卡尺,精度为,则游标卡尺的读数为
[3]由图丙可知,倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,读数为
【变式训练2】(2026·湖北荆州·模拟预测)掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时又具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且几乎不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将一表笔接在处,将另一表笔先后接在、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中存在的故障是_______________;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2) 欧姆调零 间的导线断路
(3) 无影响
【详解】(1)根据图甲的电路图,连接图乙的实物图,其中多用电表红表笔接定值电阻侧,黑表笔接电流表侧,满足“红进黑出”原则,接线如图所示
(2)[1]多用电表选择开关旋至欧姆挡时,测量电阻之前,需要先进行欧姆调零,即从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行欧姆调零,使指针指在欧姆挡的零刻度处;
[2]若将另一表笔先后置于、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中一定存在的故障是间的导线断路。
(3)[1]根据测量过程,利用欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
结合图像有
解得
[2]若电流表的内阻不可忽略,结合上述有
根据电阻定律
联立解得
可知,该函数对应图像的斜率不变。因此,若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果无影响。
【题型强化练】
1.(25-26高二下·浙江杭州·期中)某同学按图甲所示的电路图进行实验。连接好电路元件后闭合开关,发现两个灯泡均不亮。于是,该同学使用图乙中的多用电表检测图甲电路的故障。
(1)该多用电表使用前,其指针位置如图丙所示,应该调节图乙中的________(选填“”或“”),让指针指在________(选填“电流”或“电阻”)零刻度处。
(2)正确调零后,该同学将多用电表的选择开关打到了直流电压挡。然后,该同学将图甲中的开关闭合,把多用电表的________(选填“红”或“黑”)表笔接在点,用另一个表笔依次接触电路中的、、、、点,多用电表的读数情况如表所示,则故障原因是________(选填“”、“”、“”或“”)间断路。
表笔接触位置
读数
接近3V
接近3V
接近3V
接近3V
0
(3)多用电表使用完成后,可以把选择开关打到OFF挡,还可以把选择开关打到图戊中的________(选填“×1kΩ”、“10mA”或“交流500V”)挡。
【答案】(1) 电流
(2) 红 EF
(3)交流
【详解】(1)[1][2]该多用电表使用前,其指针位置如图丙所示,应该进行机械调零,应调节图乙中的,让指针指在电流零刻度处。
(2)[1][2]该同学将图甲中的开关S闭合,根据“红进黑出”,则把多用电表的红表笔接在点,用另一个表笔依次接触B、C、D、E点时电压表读数都接近3V,说明两表笔之间的电路没问题,接触F点时电压表读数为零,说明EF之间有断路,则故障原因是EF间断路。
(3)多用电表使用完成后,可以把选择开关打到OFF挡,还可以把选择开关打到图戊中的交流500V挡。
2.(25-26高一上·上海·课堂例题)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,使用多用电表的直流电压挡进行检查,选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表所示,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
(2)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如下表所示,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
【详解】(1)[1]在测试c、d间直流电压时,根据“红进黑出”,可知红表笔应接触c;
[2]电压表接a、b,电压表有示数,说明a、b两点与电源间无断路;
电压表接b、c,电压表有示数,说明c、b两点与电源间无断路;
电压表接c、d,电压表无示数,说明c、d两点与电源间存在断路;
电压表接d、f,电压表有示数,说明d、f两点与灯泡A、电键、电源两极间以及滑动变阻器之间无断路;
综合以上分析可知,断路出现在d、f段(与灯泡B连接的一段)。
故选D。
(2)欧姆表右偏说明两接触点之间没断路,不偏转,说明两接触点之间断路了,即d、e间导线断路,由表2所示可知,e、f间电阻为零,说明ef间短路,即灯B短路,故AC错误,BD正确。
故选BD。
3.(25-26高二上·上海静安·阶段检测)当用指针式多用表的欧姆挡进行故障排查时:
(1)首先应该将电键______,然后将选择开关置于欧姆挡的“”,再将红、黑表笔短接,观察指针偏转,调节______旋钮,使指针指向电阻的零刻度处。
(2)当将红、黑表笔分别接触、两处时,指针指向电阻的无穷大刻度处,这表明导线可能______。
【答案】(1) 断开 欧姆调零
(2)断路
【详解】(1)[1][2]当用指针式多用表的欧姆挡进行故障排查时,首先应该将电键断开。然后将选择开关置于欧姆挡的“”,再将红、黑表笔短接,观察指针偏转,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度处。
(2)当将红、黑表笔分别接触、两处时,指针指向电阻的无穷大刻度处,这表明导线可能断路了。
4.(2025·浙江杭州·一模)某实验小组使用如图甲所示的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。
(1)将电表的选择开关旋至“”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的__________(选填“”或“”),让指针指在表盘右侧“”处。接着,用该表测量一个电阻的阻值,测量时指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为_____。随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,为了较准确地进行测量,接下来的合理操作步骤是__________(请选择并按合理顺序填写序号)。
①将选择开关旋至“×1”挡
②将选择开关旋至“×100”挡
③将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数
④将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时,将选择开关旋至直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,则故障原因可能是__________。
A.开关接触不良
B.灯泡被短路
C.灯泡和底座接触不良
(3)为了测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻,该小组同学先从表盘上读出多用电表“”挡的内电阻为,再将待测毫安表、电阻箱和“”挡的多用电表串联在一起,通过调节电阻箱阻值,记录下多组毫安表、电阻箱的示数和,并作出相应的关系图线,如图丁所示。根据图像,可求得多用电表“”挡内部电源的电动势为_____V,待测毫安表的内阻为__________。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) 150 ①④③
(2)C
(3) 1.5/1.4/1.6 15/14/16
【详解】(1)[1]将电表的选择开关旋至“”挡,然后将红黑表笔短接,通过调节图甲中的(欧姆调零旋钮),让指针指在表盘右侧“”处。
[2]接着,用该表测量一个电阻的阻值,测量时指针位置如图乙所示,则该电阻的测量值为
[3]随后又用此挡位去测量另一个电阻,发现指针偏转角度过大,可知待测电阻阻值较小,应将选择开关旋至“×1”挡,再将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处,然后将两表笔与被测电阻两端接触,读取示数。故合理操作步骤是①④③。
(2)如图丙,电池、开关和灯泡接成串联电路,开关闭合后发现灯泡不亮。将选择开关旋至直流电压挡,并将红、黑表笔分别与E、F接触,发现指针有明显偏转,可知E到电池A处连接完好,F到电池B处连接完好,E、F之间断开,所以故障原因可能是灯泡和底座接触不良。
故选C。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
由作出的图像可得
当数据,代入可得
解得
5.(25-26高二上·上海静安·阶段检测)如图是某同学做电路实验的实物连接图(灯泡A、B的规格均为“1.5V 1W”)。闭合电键后A、B两灯都不亮。
(1)当用指针式多用表的直流电压挡进行故障排查时:
选择开关应置于______
A.2.5V挡 B.10V挡 C.50V挡 D.250V挡
(2)测试、间电压时,红表笔应该接触______
A. B.
(3)该同学在不同点间测得的电压情况如下表所示
测试点
、
、
、
、
电压示数
示数不为零
示数不为零
示数为零
示数不为零
由此可以判定,故障是( )
A.灯A短路 B.灯B短路 C.、间断路 D.、间断路
【答案】(1)B
(2)A
(3)D
【详解】(1)由图可知,四节干电池的总电动势为6V,应用多用表的直流电压挡10V测量。
故选B。
(2)测试、间电压时,红表笔应该接触,根据电流必须从红表笔进入多用电表。所以测试、间电压时,红表笔应该接触。
故选A。
(3)、之间电压表示数不为0,说明电源正极到点,电源负极到点间的用电器及导线没有断路,即电源、开关及之间的导线没有断路。同理、之间电压表示数不为0,即电源、开关、灯及之间的导线没有断路。、之间电压表示数不为0,即电源、开关、灯、滑动变阻器及之间的导线没有断路,而、之间电压表示数为0,说明此时没有电流流过、之间,、之间没有断路,而且电路中肯定是某处断路了。综上所述,即故障是、间断路。
故选D。
6.(2026·云南昆明·二模)多用电表简化电路图如图甲所示,选择开关分别与连接点连接构成多用电表的不同挡位,多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。电源电动势,电阻挡倍率为“×10”。
(1)用多用电表的电阻挡测量导体的电阻时,下列说法正确的是( )
A.测量时,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,则测量值偏小
B.若红、黑表笔接反了,测量值将偏大
C.若指针偏转角度很小,则应换倍率较小的挡再进行测量
D.测量结束后,要将选择开关置于OFF位置
(2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,闭合开关后,他用多用电表测得各点间的电压、。已知只有一处故障,为进一步判断电路故障的性质,他断开开关后,将选择开关置于电阻挡,分别将红黑表笔接端时,指针位置如图丙所示,则测量值为__________;他将红黑表笔接.端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为__________。
(3)当选择开关与2连接时是多用电表较小的电流挡,其量程为__________;当选择开关与5连接时是较大电压挡,其量程为,若虚线框内电阻为,则__________。
【答案】(1)AD
(2) 断路
(3)
【详解】(1)(1)[1]A.人是导体,若两手同时分别接触两表笔的金属杆,测量的是电阻和人体的并联电阻阻值,并联电阻总阻值小于任何一个支路电阻,故测量结果将偏小,A正确;
B.测量电阻时,如果红、黑表笔接反了,不会影响测量结果,B错误;
C.用电阻挡测量电阻时,若指针偏转角度很小,说明待测电阻比较大,应将选择开关拨至倍率更大的挡位,C错误;
D.测量结束后,需要将选择开关置于OFF挡或者交流电压最高挡,D正确。
故选AD。
(2)(2)[2]电阻挡倍率为“×10”,由图丙可得读数为;
[3]因为各点间的电压、
可知故障在之间,结合用电阻挡测量端时,指针几乎不偏转,电路故障为电阻断路。
(3)(3)[4]多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”,且电阻挡倍率为“×10”,可知多用电表电阻挡总内阻为,故当选择开关与2连接时是多用电表较小电流挡,其量程为
[5] 当选择开关与5连接时是较大电压挡,量程,则根据串联电路规律有
解得
【真题回顾】
1.(2022·北京·高考真题)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的______________(选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为______________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线断路
B.滑动变阻器断路
C.导线断路
D.滑动变阻器短路
【答案】 甲 ADCB C
【详解】(1)[1]因为待测电阻约为,而
故为了减小误差应该采用电流表的外接法,即选用甲图;
(2)[2]测量过程中应该先选择合适挡位,根据题意选择“”挡位,然后进行欧姆调零,再进行测量,测量完成后要将开关置于“”挡,故顺序为ADCB。
(3)[3]闭合电键后,却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表示数始终为零,可能是电路中出现断路,电压表的示数不变化,说明电压表串联在电路中;当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的,试触d时,电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路,故选C。
2.(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 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。
3.(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。
4.(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。
5.(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。
1 / 36
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。