第43讲 重点实验:练习使用多用电表 专项训练 -2027届高三物理一轮复习
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摘要:
**基本信息**
聚焦多用电表实验操作与黑箱探测,通过分层训练构建从基础操作到综合应用的知识逻辑链,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|
|----|-----------|----------|----------|
|实验|5题|涵盖电阻测量、电路设计、改装调零,强调操作规范与误差分析|以多用电表使用原理为核心,串联电路分析、仪器选择等知识,形成“原理-操作-数据处理”逻辑链|
|黑箱故障检测|5题|涉及元件判断(电阻/二极管/电容器)、电路结构推断,注重现象分析与证据推理|基于多用电表测量特性,结合元件特性(如二极管单向导电性),构建“测量数据-元件性质-电路模型”推理路径|
内容正文:
第43讲 重点实验:练习使用多用电表
目 录
【题型演练】 1
题型01 实验 1
题型02 黑箱故障检测 7
【课时精练】 17
【真题回顾】 24
【题型演练】
题型01 实验
1.(2026·辽宁·一模)某同学需要测量一定值电阻的阻值(约为几百欧姆),实验室提供的器材有:
电源E(电动势为4.5V,内阻为)
电压表(量程为3V,内阻约为)
电阻箱
滑动变阻器(阻值范围为)
滑动变阻器(阻值范围为)
多用电表
开关、导线若干
(1)用多用电表粗测待测电阻的阻值:经过正确的机械调零和欧姆调零后,当旋钮调节到“”的挡位时,指针指向如图甲所示,则该电阻的阻值______。
(2)准确测量:该同学设计了如图乙所示的电路,要使ef两端电压在实验过程中从零开始且近似呈线性变化,滑动变阻器选用______(填“”或“”)。
(3)请按照设计电路,在图丙中完成实物器材的连线。______
(4)实验操作:
①实验开始前,滑动变阻器的滑片P应移到______(填“a”或“b”)端,电阻箱调至合适阻值,闭合开关。
②开关切换到d,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为;保持滑片P的位置不变,再将开关切换到c,电压表的示数为,电阻箱的阻值为,则该未知电阻______(用题目所给的符号表示)。
③重复步骤②,多次测量结果取平均值,即可准确测量电阻。
【答案】 280
【详解】(1)[1]由多用电表的读数规则可知。
(2)[2]要使得ef两端电压在实验中从零开始且近似成线性变化,则滑动变阻器的阻值应小于待测电阻,越小越好,故选择阻值较小的。
(3)[3]实物图如图所示:
(4)①[4]在闭合开关前,应保护待测电阻和仪表,且要精确测量,故电压从零开始较好,所以滑片应移到端。
②[5]由电路分析可得,题中滑片位置保持不变,则电阻箱与待测电阻两端电压之和保持不变,先让开关接,此时电压表的读数为,然后让开关接,读出电阻箱的读数和电压表的示数,因此可得
解得
2.(2026·黑龙江吉林·模拟预测)某同学为完成电容器系列实验,准备了如下器材:一只电解电容器(标称、)、一块电池(标称)、一个定值电阻(标称)、一块灵敏电流表(量程,内阻)、一块数字多用电表(选用直流挡,内阻为)、一只电感(标称)、一只电压传感器及电脑、一块机械秒表、开关和导线若干。
(1)在“观察电容器的充电现象”实验中,图1是准备过程中的器材及连接方式的局部照片除黑表笔外,电池、开关等均已连接完毕;图2是测量过程中的灵敏电流表照片,读数为_____。实验观察到,灵敏电流表的示数开始阶段逐渐减小,但减小到左右就不再变化。请根据这一现象判断测量过程中黑表笔实际接触的是_____(在“—”和“G”)接线柱;
(2)利用图1电路完成“观察电容器的放电过程”实验,断开开关,利用多用电表的内阻放电。实验时,在多用电表旁边摆放一只机械秒表,读取多组电压值和对应时刻,作出如图3所示的图线。该同学发现图线与课本上氡元素衰变的图线非常相似,则该放电过程的“半衰期”大约是_____s;
(3)利用图3完成“探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验。时电容的放电电流为_____(保留两位有效数字)。由图线得下表:
时间范围
电压变化
电量变化
60s–180s
0.86mC
180s–300s
0.69mC
300s–420s
其中,之间的电量变化是_____(保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)[1]由图可知,灵敏电流表的分度值为,所以读数为
[2]由题意可知,当电容器充电完成后,电容器没有电流通过,但依然有电流通过灵敏电流计,所以电路为灵敏电流计的外接,即黑表笔实际接触的是接线柱。
(2)由图可知,电压从8V降低到4V所用时间为
该放电过程的“半衰期”大约是
(3)[1]因为断开开关,利用多用电表的内阻放电。由图3可知,时电容器两端的电压为
此时的放电电流为
[2]分析前两组数据可知,在误差允许的范围内与的比值近似相等,即在误差允许范围内,与成正比;可得
代入数据,得之间的电量变化是
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.(2026·山东菏泽·二模)某同学设计了两种倍率的欧姆表,其内部电路如图甲所示,已知表头内阻,电源电动势未知,内阻不可忽略,则:
(1)开关S________(选填“闭合”或者“断开”)时,倍率较大;
(2)选择开关S断开时,进行欧姆调零后,A、B两表笔之间接不同的标准电阻时,表头G的示数I与的关系如图乙所示,电源的电动势E=________;
(3)再把开关S闭合,两表笔短接发现表头指针刚好半偏,________;
(4)电源由于长时间使用,电动势略有减小,内阻略有增大,用该表测电阻时测量值会________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
【答案】(1)断开
(2)3V
(3)240Ω
(4)偏大
【详解】(1)当开关S闭合时,表头满偏时的电路电流比开关S断开时大,电源电动势不变,电路中的电流与电阻成反比关系,则开关S断开时所测电阻倍率较大。
(2)根据题意时,时
则根据闭合电路欧姆定律
代入数据,解得,
(3)闭合开关S,两表笔短接,则有
解得
(4)设欧姆表内部电路总电阻为,流经待测电阻的电流为,实验时内阻增大可以通过欧姆调零时调节消除电源内阻变化带来的影响,但若电动势减小根据
计算时使用的电动势大于实际值,导致电阻测量值偏大。
5.(2026·宁夏石嘴山·模拟预测)电流表的满偏电流为,内阻,把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表。电流挡小量程为0~10 mA,大量程为0~100 mA;电压挡小量程为0~10 V,大量程为0~25 V。
(1)若图甲中开关S端是与“2”相连时,电流表的量程是________(填写“10 mA”或“100 mA”),若开关S端是与“6”相连的,某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。则此多用电表的读数为________V;
(2)此多用电表的表笔A为________(“红色”或“黑色”),图中电阻________。
(3)已知图甲中的电源的电动势为15 V,当把开关S接到位置4,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表满偏刻度的处,则该电阻的阻值为________k。
【答案】(1) 10mA 20.0
(2) 红色 290
(3)6
【详解】(1)[1]开关S端与“2”相连时,与电流表并联的电阻阻值较大,根据并联电路的电流分配特点,可知并联电阻分配的电流较小,所以电流表为小量程,即电流表的量程是10mA;
[2]开关S端与“6”相连,作为大量程电压表使用,量程为0~25V,根据电压表读数规则可知,多用电表读数为20.0V。
(2)[1]电流从红表笔流入电表,故多用电表的表笔A为红表笔;
[2]当开关S端接“2”时,电流挡的量程为0~10mA,则有
解得
(3)分析多用电表内部结构,开关S端与“4”相连,则作为欧姆表使用,此时干路电流最大为
设此时欧姆表的内阻为,则根据闭合电路欧姆定律可知,
联立解得
题型02 黑箱故障检测
6.(2025·河北·模拟预测)如图所示,实验中有一黑箱子,黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D。
某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。
①用多用电表的 测量所有接线柱组合均无电压显示,表明黑箱子内无电池。
②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合,得到测量数据如下表所示:
测量端口
红表笔接左
黑表笔接右
左
右
A
B
0.7kΩ
A
C
2.2kΩ
2.2kΩ
A
D
B
C
2.9kΩ
B
D
C
D
③在A、B两端口间施加直流电压(20V,内阻可忽略),用多用电表的直流电压挡,测量C、D两端口,发现电表示数为零。然后测量B、D两端口,电表示数也为零。
④在A、B两端口间施加交流电(20V/50Hz),用多用电表的交流电压挡,测量B、D两端口,电表示数为零,然后测量C、D两端口,电表示数不为零。
(1)将步骤①补充完整__________(选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”)。
(2)甲、乙两图中画出了黑箱子中的部分电路,可能正确的是_________(选填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验推断黑箱子中的电路有可能是 。(填选项标号)
A. B. C. D.
(4)若黑箱子内电路为第(3)小题所选电路,已知电路中电容器的电容,现将B端和C端接入直流电源(E=20V,内阻忽略不计)。A端和D端用导线短接,如下图所示:
先闭合开关S,当电路稳定后,再断开开关S,则断开开关S后,流过A、D两端口间导线的电荷量为_________C.
【答案】(1)直流电压挡
(2)乙
(3)D
(4)
【详解】(1)要判断黑箱子内有无电池,用多用电表直流电压挡测量所有接线柱组合,无电压显示则无电池,因为电池提供直流电压。
(2)二极管具有单向导电性,欧姆挡测量时,红表笔接二极管负极、黑表笔接正极时电阻小,反之电阻大。由测量数据可知,红表笔接时,电阻表现为小电阻,所以乙图正确
(3)根据实验表格数据分析可知、接线柱之间有二极管和电阻,、接线柱之间有电阻,、接线柱之间有电容器,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)闭合开关S后,电容器两端的电压为,,,
7.(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。
8.(2024·湖南岳阳·三模)如图所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管),为了探明盒内元件的连接方式,小华同学用多用电表进行了如下探测:用多用电表欧姆挡进行测量,把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表,
红表笔
A
B
B
C
A
C
黑表笔
B
A
C
B
C
A
阻值
有阻值
阻值同AB测量值
很大
很小
很大
略大于AB间电阻
(1)在虚线框中画出黑箱内的电路结构图______;
小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值,又进行了如下实验:
(2)将电源(电动势未知,内阻不计)、电阻箱、开关连接如图,将e、f按照正确方式与A、B相连,并在A、B之间再接入一个电压表,闭合开关,改变电阻箱R的大小,读出多组对应的电压表读数,记录为;
(3)将e、f按照正确方式与A、C相连,电压表改接入A、C间,闭合开关,改变电阻箱R的大小,读出对应的电压表读数,记录为;
(4)分别作出和图像,发现两图像均为直线,若直线纵截距分别为,;斜率分别为,,则电源电动势为______,黑箱内定值电阻阻值为______,二极管正向电阻值为______。
【答案】
【详解】(1)AB与BA间电阻相同,说明AB间是定值电阻,在测量BC之间电阻时,黑表笔接B时电阻很小,接C时电阻很大,说明BC之间有二极管,而且B接二极管的正极,则电路如图所示:
(2)将e、f按照正确方式与A、B相连时,设电源电动势为E,定值电阻为R0,则
即
则
将e、f按照正确方式与A、C相连,此时AC之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压,设电源电动势为E,二极管正向电阻的电压为RD,定值电阻阻值为R0,则由题意得:
则
故电源电动势
电阻
二极管正向电阻
9.(2024·山东淄博·二模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图______,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻代替,结果发现表针指在b位置,则______;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为,2、3之间的电阻为,1、3之间的电阻为,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可)______。
【答案】(1) 上
(2)
(3)或
【详解】(1)[1]由多用电表红黑表笔的特点,红黑表笔的电流“红入黑出”,B点接红表笔,A点接黑表笔,按照电路图连接实物图如下
[2] 电表调零时,红黑表笔短接,电流表应达到最大值,需要调节滑动变阻器滑片,使电流表指针满偏,当电流表电流增大时,由欧姆定律可得,电流表两端电压
增大,不变时,电流表两端电压增大。由并联电路特点知,、两端的总电压也等于,通过、的电流
增大时,也增大,电路中总电流
电路总电流增大,由闭合电路电压特点可得,滑动变阻器和电源内阻的总电压
滑动变阻器和电源内阻的总电压减小,又有欧姆定律可得滑动变阻器和电源内阻的总电阻
由以上可知滑动变阻器和电源内阻的总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑动变阻器滑片向上移动。
(2)由欧姆表电路的特点及闭合电路的欧姆定律得,当红黑表笔短接时
当电流表处于a、b两位置时
将、、代入以上三式解得
(3)由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值,所以第一情况:1、2之间接一个电阻,2、3之间接两个电阻串联。
所以第二情况:1、2之间接两个电阻并联,2、3之间接一个电阻。
10.(2026·陕西西安·二模)某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量,并探究欧姆表的原理。
(1)某次测量时,多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置,下列说法错误的是( )
A.若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的,应该更换“×10”倍率,欧姆调零后再次进行测量
B.多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的,若选用“×10”倍率测量电阻,则欧姆表内阻约为20Ω
C.测直流电流时,应让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路的负极
D.测二极管正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)该小组进一步探究欧姆表的原理,设计了如图乙所示的电路,通过调节开关S,可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率,可用器材如下:
A.干电池(电动势E=1.5V,内阻不计);
B.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=90Ω);
C.定值电阻R0(阻值为5.0Ω);
D.滑动变阻器R1(最大阻值为150Ω);
E.定值电阻R2(阻值为1.0Ω)、R3未知;
F.开关一个红、黑表笔各一支,导线若干。
虚线框内是双量程电流表,已知当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A;
①定值电阻R3=__________Ω;
②当开关S拨向__________(填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”,欧姆调零后,欧姆表内阻为__________Ω。
③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150Ω,则这个电阻的阻值应为__________Ω。
(3)实验小组又用该多用电表的欧姆挡探测黑箱内的元件,黑箱有A、B、C三个接线柱,箱内有一只定值电阻和一个二极管,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表所示:
红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
阻值(Ω)
2100
120
2000
20
100
100
请在图中画出“黑盒子”内的电路结构图,并在图中标明定值电阻的阻值;
【答案】(1)B
(2) 9 b 150 140
(3)
【详解】(1)A.图中多用电表指针偏转较大,说明待测电阻较小,若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的,应该更换“×10”倍率,欧姆调零后再次进行测量,故A正确;
B.多用电表作欧姆表使用时,是靠内部电源提供电流,中值刻度对应的电阻等于这个倍率下欧姆表的内阻,若选用的是“×10”的倍率测电阻,则欧姆表内阻约为,故B错误;
C.测直流电流时,应该让电流从红表笔流进,从黑表笔流出,以保证表盘指针能够正偏,故必须让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路负极,故C正确。
D.测二极管正向电阻时,多用电表内部电源与黑表笔相连,为保证电流从红表笔流进,从黑表笔流出,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极,故D正确。
本题选错误的,故选B。
(2)[1]当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A,则有
其中
解得
[2][3]当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A,则欧姆表内阻为
当S接b时,对应电流表量程为
则欧姆表内阻为
故当开关S拨向b时,欧姆表的倍率是“×10”,欧姆调零后,欧姆表内阻为。
[4]电动势下降到1.4V,调零后,则欧姆表内阻为
欧姆表读数为150Ω,对应的电流为
解得
(3)BC、CB间测量阻值不变,说明定值电阻在BC间,且阻值为100Ω,AB、AC阻值最大对应二极管反向电压,且AB大于AC,说明AB测的是二极管反向电阻和定值电阻总电阻,内部结构如下
【课时精练】
1.某兴趣小组自制了一个四挡位(“”“”“”和“”)的欧姆表。
(1)小聪同学欲测量100Ω左右的电阻,需将选择开关调至________挡位,________调零后,进行测量,如图甲所示,则电阻阻值为________Ω;
(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(,r=1Ω),其b端应为电源的________;(选填“正极”或“负极”)
(3)已知电流计的量程为60μA,内阻Rg=1000Ω,经计算可求出4个定值电阻的阻值之和R总,则R总=________Ω。
【答案】(1) 欧姆 110
(2)负极
(3)1500
【详解】(1)[1][2][3]欧姆表读数指针需指到表盘中央附近,故需选择“”挡位,欧姆调零后,再进行测量,读数为
(2)表笔的连接为“红进黑出”,故端应为电源的负极。
(3)开关接4时对应最大倍率,该欧姆表表盘中值刻度为15,因此欧姆表总内阻(中值电阻)
满偏总电流
表头满偏电流,因此分流支路(四个定值电阻总电阻)的电流
根据并联电路电压相等
代入数据得
2.(2026·山西·二模)某实验小组使用某种型号多用电表测量导体的电阻以及利用多用电表分析电路故障。
(1)某次测量时,多用电表指针指在图1所示的位置,下列说法正确的 (多选)。
A.若此时选用的是欧姆挡“×100”倍率,则应该更换“×10”倍率重新测量
B.重新选择合适的欧姆挡倍率后,无需欧姆调零即可直接使用
C.用多用电表电流挡测直流电流时,应让红表笔接外电路的负极,黑表笔接外电路的正极
D.测二极管的正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)用多用电表的欧姆挡去测量电压表(0~15V量程)的内阻,将选择开关拨至欧姆“×10k”挡,多用电表和电压表的示数分别如图2、3所示,多用电表的示数为____________kΩ,电压表的示数为____________V。已知多用电表欧姆挡表盘中间刻度值为15,则该多用电表内电池的电动势为____________V(结果保留2位有效数字)。
(3)图4是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数均不变且不为零,电流表的示数始终为零。为查找故障,在其他连接不变的情况下,使用多用电表的直流电压挡进行检测,将红表笔连接在e位置并保持不动,另一表笔分别试触b、c、d三个位置。发现试触b、c时均有示数;试触d时,没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
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)AD
(2) 260 7.0 11
(3)C
【详解】(1)A.图1中指针偏转角度过大,指示阻值较小,说明所选倍率过大,应换用“×10”倍率重新测量,故A正确;
B.欧姆表换挡后必须重新进行欧姆调零,故B错误;
C.使用多用电表电流挡测直流电流时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,故红表笔应接外电路的正极,黑表笔接外电路的负极,故C错误;
D.欧姆表内部电源负极接红表笔,正极接黑表笔,测二极管正向电阻时,电流应从二极管正极流入,故黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,故D正确。
故选AD。
(2)[1]多用电表欧姆挡倍率为“×10k”,指针指在26刻度处,读数为
[2]电压表量程为,分度值为,读数为。
[3]欧姆表内阻等于中值电阻,即
根据闭合电路欧姆定律,
联立得
(3)电流表示数为零,说明电路断路;电压表示数不变且不为零,说明电压表两端与电源连通。用多用电表直流电压挡检测,表笔接e和b、c时有示数,说明b、c点与电源负极连通;表笔接e和d时无示数,故断路位置在c、d之间,即导线cd断路。
故选C。
3.(2026·山西太原·二模)某实验小组利用多用电表欧姆挡、螺旋测微器和毫米刻度尺粗略测量一匀质柱状材料的电阻率,材料总长度约70 cm、总电阻约150 Ω。
回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量该材料的直径d,示数如图,其读数为d=________mm;
(2)用多用电表欧姆挡测电阻,下列实验操作正确的是______;
A.无需进行欧姆调零即可测量
B.该材料必须与其他外接电路断开
C.改变材料的测量长度,若变换挡位后测电阻,需重新进行欧姆调零
(3)将该材料无拉伸平直绝缘固定,测量不同长度L与所对应的电阻R,得到数据如下:
L/cm
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
R/Ω
18
41
59
82
101
119
①以L为横坐标、R为纵坐标,在下图补全数据点并作出R-L图像________;
②由图像可得所作图线的斜率大小________;
(4)由电阻定律,代入数据计算,则该材料的电阻率约为ρ=________Ω·m(保留1位有效数字)。
【答案】(1)5.544/5.545/5.546
(2)BC
(3) 200Ω/m
(4)
【详解】(1)用螺旋测微器测量该材料的直径d=5.5mm+0.01mm×4.5=5.545mm。
(2)A.测量前必须进行欧姆调零即可测量,A错误;
B.根据欧姆表使用规则,该材料必须与其他外接电路断开,B正确;
C.改变材料的测量长度,若变换挡位后测电阻,需重新进行欧姆调零,C正确。
故选BC。
(3)①[1]以L为横坐标、R为纵坐标,补全数据点并作出R-L图像如图
②[2]由图像可得所作图线的斜率大小;
(4)根据,,
可得
4.(2026·甘肃酒泉·二模)某实验小组使用多用电表进行实验。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)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000 Ω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×1k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×100挡位
D.将两表笔短接,调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
E.旋转S使其尖端对准OFF挡,并拔出两表笔
②根据图甲所示指针位置,可知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________。(多选)
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
(2)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“×1”挡的内电阻,再将待测毫安表、电阻箱和“×1”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I和R,并作出相应的关系图线,如图乙所示。根据图像,可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势________V,待测毫安表的内阻________Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) CDBE 1900 BC
(2) 1.5/1.4/1.6 15/14/16
【详解】(1)[1]由于待测电阻的阻值约为2000 Ω,所以要先将旋钮S调到欧姆挡×100挡位,再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,或交流电压的最大挡位处。
因此实验步骤为CDBE。
[2]由多用电表的示数可知待测电阻的阻值为
[3] A.测电阻时每次调到新的挡位时需要重新欧姆调零,同一挡位下测量不同的电阻,不需要再次欧姆调零,故A错误;
B.多用电表使用测电阻挡位时,应该让电流从红色表笔流入多用电表,从黑色表笔流出多用电表,故B正确;
C.测量电路中的某个电阻时,应使电路断开,再接入多用电表的欧姆挡来测量,故C正确;
D.测电阻时如果指针偏转角过小,说明待测电阻较大,应该调节S到倍率更大的挡位,故D错误。
故选BC。
(2)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得
变形可得
结合图像可知,图像的斜率为
将坐标()代入上式解得
5.(2026·河北·三模)某同学自制多用电表的内部结构简化图如图甲所示。该多用电表可选择的量程有“0~10mA”、“0~50mA”、“×10Ω”、“0~3V”、“0~15V”。
(1)接线柱A应接的是______(填“红”或“黑”)表笔。当旋钮B旋转到位置“1”时,多用电表的量程为______。
A.0~10mA B.0~50mA C. 0~3V D.0~15V
(2)某次用多用电表测电阻时,旋钮B旋转至位置“3”,指针位置如图乙所示,则待测电阻的阻值为______Ω。
(3)该多用电表中电池的电动势E=______V。
【答案】(1) 黑 B
(2)110
(3)1.5
【详解】(1)[1] 由图甲可知,A表笔与欧姆表内部电源的正极相连,根据“红进黑出”原则可知,接线柱A应接的是黑表笔。
[2] 由图甲可知,当多用电表旋钮旋转到位置“1”时,与表头并联的电阻更小,根据并联分流的原理可知,此时电流表的量程更大,所以此时多用电表的量程为0~50mA。
故选B。
(2)当旋钮B旋转至位置“3”时,已知欧姆挡的倍率为“×10Ω”,所以待测电阻的阻值为
(3)当旋钮旋转至位置“3”时,表头已经被改装成量程为0~10mA的电流表,即干路中的最大电流为
当欧姆调零完成后,应有
当指针指向表盘中间刻度时,应有
由图乙可知,欧姆表的中值电阻为
联立解得该多用电表中电池的电动势为
【真题回顾】
1.(2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A.与对应的是副线圈 B.与对应的是副线圈
C.实验中采用低压直流电源 D.多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
【答案】(1)34/34.0
(2)AD
(3)C
【详解】(1)从图2可知,多用电表选择开关置于电阻×10挡位,图3中指针指向3.4,所以测得阻值为R=3.4×10=34Ω。
(2)AB.根据变压器电压与匝数的关系,匝数多的线圈电压高;因为变压器由漏磁等损失,又因为,所以n1对应副线圈,故A正确,B错误。
C.变压器的工作原理是电磁感应,需要交流电源,不能用直流电源,C错误。
D.变压器输出的是交流电,测量其电压时,多用电表选择开关应调至交流电压挡,D正确。
故选AD。
(3)由题意可知下层线圈输入的是锯齿波电压,它的变化率(斜率)在每个周期内是恒定的;根据电磁感应原理可知上层线圈的感应电动势,与磁通量的变化率成正比,也就是与输入电压的变化率成正比;输入电压的斜率恒定,所以感应电动势的大小也恒定,对应的波形是方波。故选C。
2.(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。
3.(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,代入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻
4.(2022·湖南·高考真题)小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
【答案】 大于 向上
【详解】(1)[1]根据题意可知,所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻,电源电动势不变,根据可知;
(2)[2]当开关拨向时,全电路的总电阻较大,中值电阻较大,能够接入待测电阻的阻值也更大,所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大,即;
(3)[3]从“”挡位换成“”挡位,即开关从拨向,全电路电阻增大,干路电流减小,①②短接时,为了使电流表满偏,则需要增大通过电流计所在支路的电流,所以需要将的滑片向上调节;
(4)[4]在“”挡位,令与串联部分的总电阻为,上半部分单独叫,电路图结构简化如图
第一次,当①②短接,全电路的总电阻为
通过干路的电流为
电流表满偏,根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第一次和第二次解得
第三次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第二次和第三次,解得
5.(2021·福建·高考真题)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为,材料未知。实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为___________。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡(填“”“”“”或“”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为___________。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为___________(结果保留3位有效数字)。
【答案】 1.414(1.411~1.415均可) 160
【详解】(1)[1]该电阻丝的直径为
(3)[2]使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近,由于该电阻丝的阻值在100~200Ω,而表盘中央刻度在15~20左右 ,所以应选择×10倍率的电阻挡;
(5)[3]15~20之间的分度值为1,所以该电阻丝的电阻值为
(7)[4]根据电阻定律有
解得该电阻丝的电阻率为
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第43讲 重点实验:练习使用多用电表
目 录
【题型演练】 1
题型01 实验 1
题型02 黑箱故障检测 5
【课时精练】 10
【真题回顾】 14
【题型演练】
题型01 实验
1.(2026·辽宁·一模)某同学需要测量一定值电阻的阻值(约为几百欧姆),实验室提供的器材有:
电源E(电动势为4.5V,内阻为)
电压表(量程为3V,内阻约为)
电阻箱
滑动变阻器(阻值范围为)
滑动变阻器(阻值范围为)
多用电表
开关、导线若干
(1)用多用电表粗测待测电阻的阻值:经过正确的机械调零和欧姆调零后,当旋钮调节到“”的挡位时,指针指向如图甲所示,则该电阻的阻值______。
(2)准确测量:该同学设计了如图乙所示的电路,要使ef两端电压在实验过程中从零开始且近似呈线性变化,滑动变阻器选用______(填“”或“”)。
(3)请按照设计电路,在图丙中完成实物器材的连线。______
(4)实验操作:
①实验开始前,滑动变阻器的滑片P应移到______(填“a”或“b”)端,电阻箱调至合适阻值,闭合开关。
②开关切换到d,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为;保持滑片P的位置不变,再将开关切换到c,电压表的示数为,电阻箱的阻值为,则该未知电阻______(用题目所给的符号表示)。
③重复步骤②,多次测量结果取平均值,即可准确测量电阻。
2.(2026·黑龙江吉林·模拟预测)某同学为完成电容器系列实验,准备了如下器材:一只电解电容器(标称、)、一块电池(标称)、一个定值电阻(标称)、一块灵敏电流表(量程,内阻)、一块数字多用电表(选用直流挡,内阻为)、一只电感(标称)、一只电压传感器及电脑、一块机械秒表、开关和导线若干。
(1)在“观察电容器的充电现象”实验中,图1是准备过程中的器材及连接方式的局部照片除黑表笔外,电池、开关等均已连接完毕;图2是测量过程中的灵敏电流表照片,读数为_____。实验观察到,灵敏电流表的示数开始阶段逐渐减小,但减小到左右就不再变化。请根据这一现象判断测量过程中黑表笔实际接触的是_____(在“—”和“G”)接线柱;
(2)利用图1电路完成“观察电容器的放电过程”实验,断开开关,利用多用电表的内阻放电。实验时,在多用电表旁边摆放一只机械秒表,读取多组电压值和对应时刻,作出如图3所示的图线。该同学发现图线与课本上氡元素衰变的图线非常相似,则该放电过程的“半衰期”大约是_____s;
(3)利用图3完成“探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验。时电容的放电电流为_____(保留两位有效数字)。由图线得下表:
时间范围
电压变化
电量变化
60s–180s
0.86mC
180s–300s
0.69mC
300s–420s
其中,之间的电量变化是_____(保留两位有效数字)。
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.(2026·山东菏泽·二模)某同学设计了两种倍率的欧姆表,其内部电路如图甲所示,已知表头内阻,电源电动势未知,内阻不可忽略,则:
(1)开关S________(选填“闭合”或者“断开”)时,倍率较大;
(2)选择开关S断开时,进行欧姆调零后,A、B两表笔之间接不同的标准电阻时,表头G的示数I与的关系如图乙所示,电源的电动势E=________;
(3)再把开关S闭合,两表笔短接发现表头指针刚好半偏,________;
(4)电源由于长时间使用,电动势略有减小,内阻略有增大,用该表测电阻时测量值会________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
5.(2026·宁夏石嘴山·模拟预测)电流表的满偏电流为,内阻,把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表。电流挡小量程为0~10 mA,大量程为0~100 mA;电压挡小量程为0~10 V,大量程为0~25 V。
(1)若图甲中开关S端是与“2”相连时,电流表的量程是________(填写“10 mA”或“100 mA”),若开关S端是与“6”相连的,某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。则此多用电表的读数为________V;
(2)此多用电表的表笔A为________(“红色”或“黑色”),图中电阻________。
(3)已知图甲中的电源的电动势为15 V,当把开关S接到位置4,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表满偏刻度的处,则该电阻的阻值为________k。
题型02 黑箱故障检测
6.(2025·河北·模拟预测)如图所示,实验中有一黑箱子,黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D。
某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。
①用多用电表的 测量所有接线柱组合均无电压显示,表明黑箱子内无电池。
②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合,得到测量数据如下表所示:
测量端口
红表笔接左
黑表笔接右
左
右
A
B
0.7kΩ
A
C
2.2kΩ
2.2kΩ
A
D
B
C
2.9kΩ
B
D
C
D
③在A、B两端口间施加直流电压(20V,内阻可忽略),用多用电表的直流电压挡,测量C、D两端口,发现电表示数为零。然后测量B、D两端口,电表示数也为零。
④在A、B两端口间施加交流电(20V/50Hz),用多用电表的交流电压挡,测量B、D两端口,电表示数为零,然后测量C、D两端口,电表示数不为零。
(1)将步骤①补充完整__________(选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”)。
(2)甲、乙两图中画出了黑箱子中的部分电路,可能正确的是_________(选填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验推断黑箱子中的电路有可能是 。(填选项标号)
A. B. C. D.
(4)若黑箱子内电路为第(3)小题所选电路,已知电路中电容器的电容,现将B端和C端接入直流电源(E=20V,内阻忽略不计)。A端和D端用导线短接,如下图所示:
先闭合开关S,当电路稳定后,再断开开关S,则断开开关S后,流过A、D两端口间导线的电荷量为_________C.
7.(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_________。
8.(2024·湖南岳阳·三模)如图所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管),为了探明盒内元件的连接方式,小华同学用多用电表进行了如下探测:用多用电表欧姆挡进行测量,把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表,
红表笔
A
B
B
C
A
C
黑表笔
B
A
C
B
C
A
阻值
有阻值
阻值同AB测量值
很大
很小
很大
略大于AB间电阻
(1)在虚线框中画出黑箱内的电路结构图______;
小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值,又进行了如下实验:
(2)将电源(电动势未知,内阻不计)、电阻箱、开关连接如图,将e、f按照正确方式与A、B相连,并在A、B之间再接入一个电压表,闭合开关,改变电阻箱R的大小,读出多组对应的电压表读数,记录为;
(3)将e、f按照正确方式与A、C相连,电压表改接入A、C间,闭合开关,改变电阻箱R的大小,读出对应的电压表读数,记录为;
(4)分别作出和图像,发现两图像均为直线,若直线纵截距分别为,;斜率分别为,,则电源电动势为______,黑箱内定值电阻阻值为______,二极管正向电阻值为______。
9.(2024·山东淄博·二模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图______,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻代替,结果发现表针指在b位置,则______;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为,2、3之间的电阻为,1、3之间的电阻为,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可)______。
10.(2026·陕西西安·二模)某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量,并探究欧姆表的原理。
(1)某次测量时,多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置,下列说法错误的是( )
A.若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的,应该更换“×10”倍率,欧姆调零后再次进行测量
B.多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的,若选用“×10”倍率测量电阻,则欧姆表内阻约为20Ω
C.测直流电流时,应让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路的负极
D.测二极管正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)该小组进一步探究欧姆表的原理,设计了如图乙所示的电路,通过调节开关S,可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率,可用器材如下:
A.干电池(电动势E=1.5V,内阻不计);
B.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=90Ω);
C.定值电阻R0(阻值为5.0Ω);
D.滑动变阻器R1(最大阻值为150Ω);
E.定值电阻R2(阻值为1.0Ω)、R3未知;
F.开关一个红、黑表笔各一支,导线若干。
虚线框内是双量程电流表,已知当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A;
①定值电阻R3=__________Ω;
②当开关S拨向__________(填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”,欧姆调零后,欧姆表内阻为__________Ω。
③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150Ω,则这个电阻的阻值应为__________Ω。
(3)实验小组又用该多用电表的欧姆挡探测黑箱内的元件,黑箱有A、B、C三个接线柱,箱内有一只定值电阻和一个二极管,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表所示:
红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
阻值(Ω)
2100
120
2000
20
100
100
请在图中画出“黑盒子”内的电路结构图,并在图中标明定值电阻的阻值;
【课时精练】
1.某兴趣小组自制了一个四挡位(“”“”“”和“”)的欧姆表。
(1)小聪同学欲测量100Ω左右的电阻,需将选择开关调至________挡位,________调零后,进行测量,如图甲所示,则电阻阻值为________Ω;
(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(,r=1Ω),其b端应为电源的________;(选填“正极”或“负极”)
(3)已知电流计的量程为60μA,内阻Rg=1000Ω,经计算可求出4个定值电阻的阻值之和R总,则R总=________Ω。
2.(2026·山西·二模)某实验小组使用某种型号多用电表测量导体的电阻以及利用多用电表分析电路故障。
(1)某次测量时,多用电表指针指在图1所示的位置,下列说法正确的 (多选)。
A.若此时选用的是欧姆挡“×100”倍率,则应该更换“×10”倍率重新测量
B.重新选择合适的欧姆挡倍率后,无需欧姆调零即可直接使用
C.用多用电表电流挡测直流电流时,应让红表笔接外电路的负极,黑表笔接外电路的正极
D.测二极管的正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)用多用电表的欧姆挡去测量电压表(0~15V量程)的内阻,将选择开关拨至欧姆“×10k”挡,多用电表和电压表的示数分别如图2、3所示,多用电表的示数为____________kΩ,电压表的示数为____________V。已知多用电表欧姆挡表盘中间刻度值为15,则该多用电表内电池的电动势为____________V(结果保留2位有效数字)。
(3)图4是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数均不变且不为零,电流表的示数始终为零。为查找故障,在其他连接不变的情况下,使用多用电表的直流电压挡进行检测,将红表笔连接在e位置并保持不动,另一表笔分别试触b、c、d三个位置。发现试触b、c时均有示数;试触d时,没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
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
3.(2026·山西太原·二模)某实验小组利用多用电表欧姆挡、螺旋测微器和毫米刻度尺粗略测量一匀质柱状材料的电阻率,材料总长度约70 cm、总电阻约150 Ω。
回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量该材料的直径d,示数如图,其读数为d=________mm;
(2)用多用电表欧姆挡测电阻,下列实验操作正确的是______;
A.无需进行欧姆调零即可测量
B.该材料必须与其他外接电路断开
C.改变材料的测量长度,若变换挡位后测电阻,需重新进行欧姆调零
(3)将该材料无拉伸平直绝缘固定,测量不同长度L与所对应的电阻R,得到数据如下:
L/cm
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
R/Ω
18
41
59
82
101
119
①以L为横坐标、R为纵坐标,在下图补全数据点并作出R-L图像________;
②由图像可得所作图线的斜率大小________;
(4)由电阻定律,代入数据计算,则该材料的电阻率约为ρ=________Ω·m(保留1位有效数字)。
4.(2026·甘肃酒泉·二模)某实验小组使用多用电表进行实验。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)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000 Ω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×1k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×100挡位
D.将两表笔短接,调节P使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
E.旋转S使其尖端对准OFF挡,并拔出两表笔
②根据图甲所示指针位置,可知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________。(多选)
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
(2)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“×1”挡的内电阻,再将待测毫安表、电阻箱和“×1”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I和R,并作出相应的关系图线,如图乙所示。根据图像,可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势________V,待测毫安表的内阻________Ω。(结果均保留两位有效数字)
5.(2026·河北·三模)某同学自制多用电表的内部结构简化图如图甲所示。该多用电表可选择的量程有“0~10mA”、“0~50mA”、“×10Ω”、“0~3V”、“0~15V”。
(1)接线柱A应接的是______(填“红”或“黑”)表笔。当旋钮B旋转到位置“1”时,多用电表的量程为______。
A.0~10mA B.0~50mA C. 0~3V D.0~15V
(2)某次用多用电表测电阻时,旋钮B旋转至位置“3”,指针位置如图乙所示,则待测电阻的阻值为______Ω。
(3)该多用电表中电池的电动势E=______V。
【真题回顾】
1.(2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A.与对应的是副线圈 B.与对应的是副线圈
C.实验中采用低压直流电源 D.多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
2.(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。
3.(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)。
4.(2022·湖南·高考真题)小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
5.(2021·福建·高考真题)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为,材料未知。实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为___________。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡(填“”“”“”或“”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为___________。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为___________(结果保留3位有效数字)。
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