江苏2027届高考物理一轮复习讲义 专题34 用多用电表测量电学中的物理量

专题34　用多用电表测量电学中的物理量　【江苏专用】 2027年高考物理一轮复习（人教版2019） 专题34　用多用电表测量电学中的物理量 2027年高考物理一轮复习 人教版（2019）　江苏专用 建议用时：45 分钟 题量：20 题 难度：★★★★☆ 版本：原卷版 ● 内容概览 ● 01 　多用电表的原理与使用 　考点一　欧姆表原理与多用电表构造 　考点二　多用电表的使用与读数 02 　多用电表的应用与拓展 　考点三　多用电表测电阻与电学量 　考点四　元件判断与黑箱探索 03 　综合练习 ▎学习目标 1．认识多用电表的结构，理解欧姆表依据闭合电路欧姆定律工作的原理，会解释中值电阻与反向、不均匀刻度。 2．掌握机械调零、欧姆调零及测电压、电流、电阻的规范操作，能正确选择量程、倍率并读数。 3．会用多用电表测电阻、电表内阻，配合电阻箱、螺旋测微器完成电阻率等电学量的测量。 4．能依据电压、欧姆挡的现象判断黑箱内的电源、电阻、二极管、电容等元件，提升证据论证与模型判断能力。 ▎课标与考情 【课标要求】《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》要求：通过实验了解多用电表的原理，会使用多用电表测量电压、电流和电阻，能判断二极管的单向导电性并探索简单黑箱内的电学元件；能根据测量目的选择挡位、规范操作与读数，分析误差来源，发展科学探究、模型建构与证据论证能力。 【考情分析】江苏高考物理自主命题，满分100分、考试时间75分钟：单项选择题10题（每题4分，共40分），非选择题5题（含1道实验题和4道计算题，共60分）。多用电表是江苏卷电学实验的重要内容，常以欧姆表原理与中值电阻、挡位选择与读数、表笔极性、二极管及黑箱判断为核心，并向电池老化、传感器、数字万用表等新情境延伸。复习时应把“原理—挡位—操作—读数—判断”串成一条线，重点练欧姆挡使用与黑箱分析，规范公式书写。 ▎思维导图 图1　多用电表知识网络 考向一　多用电表的原理与使用 本考向学习欧姆表的内部电路、中值电阻与刻度，以及多用电表的挡位选择、规范操作与读数。 考点一　欧姆表原理与多用电表构造 ▎知识梳理 1．多用电表的结构 图1　多用电表的外形与表盘 多用电表由表头（表盘）、选择开关 K、机械调零旋钮 T、欧姆调零旋钮和红、黑表笔插孔组成；红表笔插孔标“＋”，黑表笔插孔标“－”。 2．欧姆表的内部电路与原理 图2　欧姆表内部电路与刻度 欧姆表内部由表头 G、电源和调零电阻串联而成。两表笔短接时调节调零电阻，使指针满偏，完成欧姆调零。 接入待测电阻后，总电阻增大、电流减小，由闭合电路欧姆定律得电流与待测电阻的关系。 3．中值电阻与刻度 ， 指针半偏时待测电阻等于欧姆表内阻，称为中值电阻；欧姆刻度右端标0、左端标∞，且左密右疏、分布不均匀。 挡位 内部处理 测量对象/接法 电流挡（mA） 表头并联分流电阻 串联在被测支路中 欧姆挡（Ω） 接入内部电源，可欧姆调零 两表笔接待测元件，直接读电阻 电压挡（V） 表头串联分压电阻 并联在被测电路两端 ▎重难诠释 欧姆表像一把“反向尺子”：待测电阻越大、电流越小，指针越靠左，所以刻度从右到左由0到∞，且因电流随电阻非线性变化而左密右疏。 测电阻时电流从黑表笔流出、经待测元件后由红表笔流回，即“红进黑出”，黑表笔电势高于红表笔。 记忆点：短接调零看满偏、半偏读中值；中值电阻等于该挡位总内阻，是选倍率和读数的关键。 ▎热点·科技前沿 热点·数字万用表与汽车、家电维修 维修师傅常用数字万用表检测汽车、家电电路：电压挡测电池与线路电压，欧姆挡查线路通断与元件阻值，二极管挡判断极性并显示正向压降。数字表自动量程、数字显示，原理与指针式多用电表相通，只是把磁电式表头换成了模数转换与数字显示。 电动汽车维修中，技术人员用万用表检查高压回路的通断与电压，操作前先断电、确认无电压，与本专题“测电阻先断电、用毕选好挡位”的安全规范一致。 ◆ 例题·变式演练 【例题】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）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡×100“挡，经欧姆调零后进行测量，指针指在如图甲所示的位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡 ________ 挡（选填“×1000”或“×10”）； （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（阻值未知）； 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＝ _______ ； ②测电阻时，B表笔应是 _____ （填“红”或“黑”）表笔； ③当开关S拨向 _____ （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”； ④使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.45V、内阻增大到3Ω，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，则这个电阻的实际阻值应为 ________ Ω。 【变式1】如图甲为某多用电表中“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路，其中电源电动势E＝1.5V，毫安表量程I0＝1mA、内阻R0＝450Ω，R1、R2为电阻箱，R为滑动变阻器，S为单刀多掷开关。图乙为该多用电表的刻度盘。 （1）电路中表笔Ⅰ应为 _____ （选填“红”或“黑”）表笔； （2）若S拨到B时通过电源的最大电流为10mA，则R2接入电路的阻值为 _______ Ω； （3）将S拨到C，经正确操作后表针指在图乙的虚线位置，则待测电阻的阻值为 _________ Ω。 【变式2】多倍率欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×1”“×10”两个倍率。已知电源电动势E＝1.5V，表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝270Ω。现用该表测量一个阻值约为30Ω的定值电阻Rx。 （1）图甲中a表笔为 ________ （选填A.“红表笔”或B.“黑表笔”），要测量Rx，开关c应与 _____ （选填A.“d”或B.“e”）相连，测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表的读数为 _______ Ω。 （2）若c与e相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝ _________ Ω（结果保留三位有效数字）。 （3）欧姆表电源经久未换，测量后发现其电动势小于1.5V，其内阻变大，在正确的操作下，Rx的测量值相较于真实值 _______ （选填A.“偏大”、B.“偏小”或C.“不变”），判断的理由 ____________________ 。 【变式3】某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率。 A.电池（电动势E） B.电流表G（满偏电流Ig＝2mA，内阻Rg＝120Ω） C.滑动变阻器R1 D.定值电阻Ra E.定值电阻Rb F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的 _____ （填“正”或“负”）接线柱。 （2）先将开关S掷向 _____ （填“a”或“b”），欧姆表的倍率是“×10”倍率，将两表笔短接，调节滑动变阻器 R1，使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器的电流为40mA，则定值电阻Ra+Rb＝ ________ Ω。 （3）再将此欧姆表调至“×100”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器R1，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4V，通过计算可知，该电压表内阻为 _________ Ω。 （4）若此欧姆表放置很久后，电源电动势减小、内阻增大，则用此欧姆表测量未知电阻的阻值时，测量值 _______ （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 考点二　多用电表的使用与读数 ▎知识梳理 1．两种调零 使用前先机械调零，使指针指在电流、电压刻度的零刻线；选好欧姆挡后短接表笔做欧姆调零，每次换挡后重做。 2．表笔极性与测量 图3　红、黑表笔的连接 测电压、电流时红表笔接高电势、黑表笔接低电势；测电阻时表笔与内部电源相连，黑表笔为高电势端。 3．读数方法 图4　多用电表表盘 电压、电流读数等于所选量程乘以指针偏转比例；欧姆读数等于表盘示数乘以倍率，应让指针尽量靠近中值。 比较项 测电压 测电流 测电阻 接入方式 并联 串联 表笔直接接元件 内部电源 不使用 不使用 使用表内电源 调零 机械调零 机械调零 机械＋欧姆调零 读数口径 量程×比例 量程×比例 示数×倍率 ▎重难诠释 量程选择遵循“先大后小”：不知大小时先置大量程试测，再换合适量程，使指针偏转角尽量大、读数更准。 内电池用久后电动势下降、内阻增大，虽短接仍可调到满偏，但同一待测电阻的电流变小、读数偏大。 记忆点：用毕将选择开关置于 OFF 或交流电压最高挡，避免下次误用时表头受损，也防止内部电池长期耗电。 ◆ 例题·变式演练 【例题】多用电表可以测量电路中的电压和电流，也可以测量某一电阻的阻值。 （1）如图甲所示，电键闭合，小灯泡正常发光，此时多用电表测量的是小灯泡的_____ 。 A．电压 B．电流 C．电阻 （2）用如图乙所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。旋动部件_____ ，使指针对准电流的“0”刻线。 （3）完成（2）操作后，将K旋转到电阻挡“×100”的位置。将插入“+”、“﹣”插孔的表笔短接，旋动部件_____ ，使指针对准电阻的“0”刻线。 【变式1】在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是×1、×10、×100、×1k，用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到 ________ 挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为 ____________ Ω。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为Ig＝100μA，内阻为Rg，定值电阻R0，电池电动势为E＝4.5V，R为调零电阻，则表盘上30μA刻度线对应的电阻值是 ____________ Ω。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到4.2V、内阻增加了5Ω时仍可调零，调零后，调零电阻R的阻值将变 _____ （填“大”或“小”），若测得某电阻为30kΩ，则这个电阻的真实值为 ____________ Ω。 【变式2】小明在做实验时，发现一个色环电阻的外漆脱落，如图1所示，于是用多用电表测量该电阻Rx。 （1）正确的操作顺序是 __________ 。 A．把选择开关旋转到交流电压最高挡 B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 D．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触 E．把红黑表笔插入多用电表“+、﹣”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0 （2）小明正确操作后，多用电表的指针位置如图2所示，则Rx＝ _________ Ω。 （3）小林认为用多用电表测量电阻误差较大，采用伏安法测量。图3是部分连接好的实物电路图，请用电流表内接法完成接线并在图3中画出。 （4）小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U﹣I图上，如图4所示。请你选择一组合理的数据点，求出该色环电阻的电阻为 ____________ Ω（结果保留两位有效数字）。 （5）因电表内阻影响，测量值 _______ （选填“偏大”或“偏小”），原因是 __________ 。 【变式3】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）（多选）如图1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R1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“×1”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“×1”挡，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3V，内阻非常大） 滑动变阻器R 电键K 导线若干 ①请在图2上完成电路连线（将剩余连线补完整）。 ②图3的两张图是一组实验数据，电流表读数为 _________ A，电压表读数为 _________ V。 ③图4是把测得的8组数据描在了U﹣I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（“×1”）的内阻为 _________ Ω（两个答案均保留3位有效数字）。 考向二　多用电表的应用与拓展 本考向学习用多用电表测电阻与电表内阻，以及判断二极管、探索黑箱内的电学元件。 考点三　多用电表测电阻与电学量 ▎知识梳理 1．测电阻的规范操作 断开被测电路电源，选好倍率并欧姆调零，单手或双手握表笔绝缘部分接触元件，读数后乘以倍率。 2．测电表内阻 用欧姆挡可直接测量电压表、电流表的内阻；测电压表内阻时注意电流从正接线柱流入，读数与标注量程、灵敏度相互印证。 3．配合其他仪器测电学量 配合螺旋测微器测直径、电阻箱作比较，可计算导体电阻率；也可在电路中检测元件阻值与连接是否正常。 测量对象 挡位/倍率选择 关键注意 定值电阻 按阻值选倍率，使指针靠中值 断电测量，手不碰金属杆 电表内阻 选合适欧姆挡，先调零 对照量程、灵敏度判断 导体电阻率 欧姆挡测 R，螺旋测微器测 d 多点测量，用电阻定律计算 电路故障 欧姆挡查通断、电压挡查电压 先断电查电阻，再通电查电压 ▎重难诠释 倍率选择看指针位置：偏角过小（靠左）说明电阻大、应换大倍率，偏角过大（靠右）说明电阻小、应换小倍率，换挡后重新调零。 测量时若双手同时接触表笔金属部分，人体电阻与待测电阻并联使结果偏小；潮湿环境下该分流更明显，务必只握绝缘部分。 记忆点：测电阻“断电、调零、靠中值”三步；配合其他仪器时先确认各仪器读数，再统一代入公式。 ◆ 例题·变式演练 【例题】在测量电压表3V量程内阻的实验中，已知内阻约为3kΩ。 （1）小明用如图1所示的多用电表测量，应先将多用电表的选择开关拨到电阻挡_________ （选填“×10”“×100”或“×1k”）倍率的挡位，再进行欧姆调零。 （2）测量时多用电表红表笔应与电压表的_____ （选填“﹣”“3”或“15”）接线柱相连。 （3）为了精确测量电压表的内阻，小明设计了如图2所示的电路。电源电动势约为3.0V、电阻箱最大阻值9999Ω、滑动变阻器最大阻值50Ω、毫安表量程为0～3mA，内阻约为几欧姆，某次测量时，毫安表指针位置如图3所示，其示数为_________ mA。 （4）调节电阻箱和滑动变阻器，记录多组电阻箱阻值R和对应的电压表示数U、毫安表示数I，作出图像，图线斜率为k，纵截距为﹣b，则电压表内阻为__________________ 。 （5）实验中，改变电阻箱阻值R，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_____ （选填“A”或“B”），请简要说明理由____________________ 。 方案A：10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω 方案B：1000Ω、2000Ω、3000Ω、4000Ω、5000Ω 【变式1】2B铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成，某小组通过实验测量一段笔芯的电阻。 （1）该小组先用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻，指针偏转如图1虚线所示，更换倍率后再次测量的指针偏转如图1实线所示，规范操作是_______ ； A.换用“×1”挡倍率 B.换用×100”挡倍率 C.换倍率后旋转a旋钮进行欧姆调零 D.换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零 （2）为更准确地测量铅笔芯的电阻Rx，该小组又找来一些实验器材： A.恒流源（电流I0恒定，数值未知） B.电流表：量程0～0.6A C.电阻箱：量程0～99999Ω，最小分度值为0.1Ω D.开关，导线（带鳄鱼夹） （3）该小组设计了如图2所示的电路进行实验，记录了实验数据，并描绘图像，部分数据点已在图3中描出，还有一个数据点未描出，请在图中描出该点后作出图线。 R 5 10 15 20 25 30 0.200 0.100 0.067 0.050 0.040 0.033 I 0.10 0.15 0.20 0.21 0.22 0.24 10.00 6.67 5.00 4.76 4.55 4.17 （4）请写出的关系式____________________ （用I0、I、Rx、R表示）；根据图中的数据可以求出笔芯电阻的测量值Rx＝_________ Ω（保留三位有效数字）。 （5）该小组讨论认为利用以上数据还可以求出恒流源电流I0的值。由于电流表有内阻，I0的测量值可能_______ （大于、等于或小于）真实值，你的依据____________________ 。 【变式2】某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱形导体的电阻率”实验。 （1）用螺旋测微器测量圆柱形导体Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d为 __________ mm，再用刻度尺测出圆柱形导体Rx的长度为L； （2）首先用多用电表粗测Rx的电阻，用“×1”挡，一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 _________ Ω；（保留三位有效数字） （3）为了能比较精确地测量Rx的阻值，实验室提供了如下的实验器材，量程为30mA的电流表不能直接用，可将电流表与定值电阻并联，改装成大量程电流表，此时接入定值电阻应选用 _____ ；（填仪器前的字母代号） A.电源（电动势E＝6V，内阻不计） B.电流表（量程为30mA，内阻R1＝9.5Ω） C.定值电阻R2＝5Ω D.定值电阻R3＝0.5Ω E.电压表（量程为6V，理想电压表） F.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为2A） G.开关S，导线若干 （4）根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路图如图丙所示，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则待测电阻的计算式为Rx＝ ____________________ （用题中相关物理量的符号表示）则该合金丝的电阻率ρ＝ ____________________ 。（用Rx、L、d表示） 【变式3】（1）在测电阻的实验中，部分电路按照图1连接。当电压表的右端由试触a点改为试触b点时，发现电流表的示数变化明显，则测电阻时，电压表的右端接在 _____ （选填“a”或“b”）时，测量误差较小。 （2）如果待测电阻Rx约为200Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω。则图1所示的电路中，电压表的右端接在 _____ （选填“a”或“b”）时，测量误差较小。 （3）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为 _________ mA。若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为 ________ Ω。 （4）某小组同学发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，分别画出了下面几种图象，其中可能正确的是 _______ 。（选填选项下面的字母） 实验：练习使用多用电表题库 考点四　元件判断与黑箱探索 ▎知识梳理 1．黑箱探索的一般顺序 图5　黑箱示意 先用电压挡测量各接线柱，有示数则箱内含有电源；确认无电源后，再用欧姆挡交换表笔测量，判断电阻、二极管、电容等。 2．典型元件的判断 图6　黑箱内的电阻与二极管 图7　二极管的 I-U 特性 箱内元件 所用挡位 现象与结论 电源 电压挡 有稳定示数，注意正反向 电阻 欧姆挡 正反交换表笔，阻值相同 二极管 欧姆挡 正接阻值小、反接阻值大 电容 欧姆挡 指针先偏转，再缓慢回到∞ 电感 欧姆挡 示数由∞渐小到一定值 ▎重难诠释 判断口诀“先电压、后欧姆，先电源、后元件”：只有确认无电源，欧姆挡的读数才只反映箱内元件，避免内部电源损坏表头。 二极管利用单向导电，正接时表内电源使它导通、阻值小；反接时近乎截止、阻值大，两次测量差异越明显越易判断。 记忆点：电阻看“同值”、二极管看“差值”、电容看“回摆”；结合各接线柱两两测量即可还原连接方式。 ▎热点·科技前沿 热点·LED、充电宝与生活中的单向导电 发光二极管（LED）只在正向导通时发光，家电、充电器上的指示灯正是利用这一特性；用多用电表判断 LED 正负极，与黑箱中判断二极管的方法完全相同。给手机充电时，充电宝内部的保护电路也靠检测电压、电流和通断来防止反接与短路。 生活中检修充电线、排插时，用欧姆挡查通断、电压挡查有无输出，本质就是一次简单的“黑箱探索”，体现了多用电表在真实电路判断中的实用价值。 ◆ 例题·变式演练 【例题】某同学用多用电表电阻挡判断某发光二极管甲的正负极，他先用多用电表电阻“×100”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，改用电阻“×10k”挡重新测试，电表指针仍不偏转，更换二极管连接方式后，其电表指针偏转情况如图（a）所示。 （1）二极管的正极是_____ （填“1”或“2”）。 （2）该同学把另一型号的某二极管乙、干电池、滑动变阻器、电压表、电流表和若干导线组成闭合电路，图（b）为未完成连接的部分电路，并尝试分别把电压表接电流表负接线柱c或接电流表正接线柱b后调节滑动变阻器滑片位置，闭合开关后得到两条不同的伏安特性曲线p、q，如图（c）所示。补全图（b）中电路。 （3）在图（c）中，I1、U1或I2、U2对应情况下二极管乙均正常发光，则电压表接电流表负接线柱c对应的伏安特性曲线是_____ （填“p”或“q”）。 （4）该同学发现实验室老师已精确测量并标注了电压表的精确内阻为RV，而电流表只标注了大约阻值为RA，则二极管乙的正向电阻为____________________ （用I1、U1、I2、U2、RV、RA全部或某几项的表达式表示）。 （5）半年后，该同学用上述多用电表电阻挡测二极管乙的正向电阻，由于电表内的电池一直没有更换，老师提醒其电动势已经有所下降，内阻有所增大，小明认为：只要电阻挡仍能调零，电阻的测量值就是准确的。你是否同意他的观点，并简要说明理由：____________________ 。 【变式1】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“×100”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_________ Ω；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（20Ω，0.2A） C.滑动变阻器（10Ω，1A） D.电阻箱（最大阻值9999.9Ω） 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R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑片，使电压表读数等于3.00V； ②保持R1的滑片不动，调节R2，当电压表读数等于1.50V时记录下R2的阻值为4100.0Ω。则根据电压表内部结构（如图b），需替换损坏电阻的阻值为__________ Ω。 （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____________________ 。 【变式2】小明利用一金属电阻自制金属电阻温度计。除金属电阻外所用器材如下： 电池组（电动势为3V，内阻约为2Ω）； 电流表（量程0～30mA，内阻约为30Ω）； 电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）； 滑动变阻器（最大阻值为5Ω）； 温度控制器； 多用电表； 开关、导线若干。 （1）先用多用电表粗略测量金属电阻的阻值，选用的欧姆挡是“×10”，指针位置如图1所示，测得阻值为 ________ Ω。 （2）用伏安法测量该金属电阻的阻值，实物电路如图2所示，连接错误的一根导线是 _____ 。（选填“①”或“②”） （3）正确连线后，改变温度，测得金属电阻的阻值Rt与温度t的关系式是Rt＝R0（1+αt），其中α＝0.00385Ω/℃，0℃时金属电阻的阻值为R0＝100Ω。 （4）小明将该电阻与电池（电动势E＝1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg＝100Ω）、电阻箱R′串联，电路如图3所示。将电流表刻度盘上4mA刻度处标记为0℃，电阻箱R′阻值应调为 ________ Ω。保持R′不变，把电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的金属电阻温度计，该温度计的刻度 ________ （选填“均匀”或“不均匀”）。 （5）长时间使用，电池的电动势变小，导致测量不准。小明认为可将温度设置为0℃，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处，此后测量其他温度仍然准确。你是否同意他的观点？请简要说明理由。 ★ 综合练习 ★ 本部分精选5道题，覆盖欧姆表原理、挡位读数、电阻测量、二极管与黑箱判断等内容，请在规定时间内独立完成。 1．小王同学在实验室练习使用多用电表。 （1）她将选择开关调到欧姆挡，先用手指捏着红、黑表笔进行欧姆调零（如图甲），然后用手指压着表笔与待测电阻的引脚测量电阻（如图乙），这两步操作_____ 。 A.甲会影响测量结果 B.乙不会影响测量结果 C.甲、乙均不会影响测量结果 D.甲操作不当，但不会影响测量结果 （2）她将选择开关打在欧姆挡“×10”位置，正确操作情况下指针如图丙所示，待测电阻R＝________ Ω。 （3）她进一步用如图丁所示实验电路探究充电宝的电动势和内阻，并用两只数字多用电表分别作为电压表和电流表，图中电阻R0＝0.5Ω。 ①闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到最_____ 端（填“左”或“右”）； ②图中“数字多用电表1”是_______ 表（填“电流”或“电压”）； ③在充电宝电量接近100%时，实验得到了与干电池相似的U﹣I图像，如图戊所示。由图像可得该充电宝的内阻r＝_________ Ω（结果保留小数点后两位），由此测得的内阻_______ 真实值（选填“大于”、“＝”、“小于”）。 ④研究发现充电宝在电量减少的过程中，电动势几乎不变，小王同学由此推测充电宝内用来储存电能的器件是电容器，小李同学则认为充电宝内储能的器件是电池组。你认为谁的推测正确？说明理由。 2．为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下： （1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为 __________ mm； （2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择 _______ 倍率的电阻挡（选填“×1”或“×100”），欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为 _______ Ω； （3）另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻R随电压U变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为 ________ Ω；当所加电压为3.00V时，材料实际消耗的电功率为 _________ W（结果保留两位有效数字）。 3．（1）用多用电表测某电阻的阻值。当用“×10Ω”挡测量时，发现指针偏转角度过大，他应该换用 ________ 挡（选填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则该电阻的阻值为 _______ Ω。 （2）某同学通过描绘小灯泡的I﹣U图像来研究小灯泡的电流随电压变化的规律。 提供的器材有： 待测小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为几欧） 电压表（量程为0∼3V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程为0∼0.6A，内阻约为0.1Ω） 滑动变阻器R1（0∼10Ω，允许最大电流2.0A） 滑动变阻器R2（0∼500Ω，允许最大电流0.5A） 标有1.5V的干电池两节 开关一个，导线若干 ①滑动变阻器应选择 _______ （选填“R1”或“R2”）。 ②如图为通过实验做出的小灯泡的电流I随电压U的关系变化图像，下列说法正确的是 _____ 。 A.电阻随温度的升高而减小 B.两端电压为0.6V时，消耗电功率为0.12W C.正常工作时电阻为2.0Ω D.正常工作时消耗电功率为3.0W ③为达到实验目的，并尽量减小误差，电路图应选择 _____ 。 4．如图甲，某兴趣小组搭建了有“×1”、“×10”、“×100”三个挡位的“欧姆表”电路。其中电池的电动势E＝1.5V，内阻可忽略不计；表头量程I0＝1mA、内阻R0＝450Ω，R1、R2为电阻箱，R为滑动变阻器，S为单刀多掷开关。 （1）电路中表笔Ⅰ应为 _____ （选填“红”或“黑”）表笔。 （2）设定B对应“×10”挡位，A对应“×1”挡位。 （3）该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻Rx的阻值，进行了如下操作： 步骤①先将S拨到B，两表笔短接调零，即：调节R使表头指针指在 ________ mA刻度处； 步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙a处，有同学提出此时指针偏角较小，想增大指针偏角，应将开关S拨至 _____ （选填“A”或“C”）； 步骤③将选择开关S拨至新的位置后，重复步骤①后，把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙b处，可知Rx阻值为 _________ Ω。 （4）若电池由于长时间使用，内阻略有增大，电动势仍为1.5V，则电阻测量值相对真实值 _______ （选填“偏大”、“等大”或“偏小”）。其理由为 ____________________ 。 5．某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中，先用多用电表进行粗测电阻，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻，后计算金属丝电阻率。 （1）在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是 _______ 。（选填相应序号字母） A.每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零 B.指针越接近刻度盘中央，误差越小 C.在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔 D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量 （2）先用多用表的欧姆挡“×1”按正确操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，读数应记为 ________ Ω。 （3）用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量示数如图乙所示，该金属丝直径的测量值d＝__________ mm。 （4）实验室提供的器材如下： A.待测金属丝的电阻Rx； B.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）； C.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.01Ω）； D.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）； E.电压表V2（量程0～15V，内阻约20kΩ）； F.滑动变阻器R（0～20Ω）； G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）； H.开关、若干导线。 为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 _____ （填“B”或“C”），电压表应选 _____ （填“D”或“E”）。 （5）请你根据图丙所示电路图用笔画线代导线，将图丁所示的实验电路连接完整。 （6）若金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝____________________ （用题目所给字母表示）。 2027年高考物理一轮复习（人教版2019）· 江苏专用 · 专题34 用多用电表测量电学中的物理量 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $专题34　用多用电表测量电学中的物理量　【江苏专用】 2027年高考物理一轮复习（人教版2019） 专题34　用多用电表测量电学中的物理量 2027年高考物理一轮复习 人教版（2019）　江苏专用 建议用时：45 分钟 题量：20 题 难度：★★★★☆ 版本：解析版 ● 内容概览 ● 01 　多用电表的原理与使用 　考点一　欧姆表原理与多用电表构造 　考点二　多用电表的使用与读数 02 　多用电表的应用与拓展 　考点三　多用电表测电阻与电学量 　考点四　元件判断与黑箱探索 03 　综合练习 ▎学习目标 1．认识多用电表的结构，理解欧姆表依据闭合电路欧姆定律工作的原理，会解释中值电阻与反向、不均匀刻度。 2．掌握机械调零、欧姆调零及测电压、电流、电阻的规范操作，能正确选择量程、倍率并读数。 3．会用多用电表测电阻、电表内阻，配合电阻箱、螺旋测微器完成电阻率等电学量的测量。 4．能依据电压、欧姆挡的现象判断黑箱内的电源、电阻、二极管、电容等元件，提升证据论证与模型判断能力。 ▎课标与考情 【课标要求】《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》要求：通过实验了解多用电表的原理，会使用多用电表测量电压、电流和电阻，能判断二极管的单向导电性并探索简单黑箱内的电学元件；能根据测量目的选择挡位、规范操作与读数，分析误差来源，发展科学探究、模型建构与证据论证能力。 【考情分析】江苏高考物理自主命题，满分100分、考试时间75分钟：单项选择题10题（每题4分，共40分），非选择题5题（含1道实验题和4道计算题，共60分）。多用电表是江苏卷电学实验的重要内容，常以欧姆表原理与中值电阻、挡位选择与读数、表笔极性、二极管及黑箱判断为核心，并向电池老化、传感器、数字万用表等新情境延伸。复习时应把“原理—挡位—操作—读数—判断”串成一条线，重点练欧姆挡使用与黑箱分析，规范公式书写。 ▎思维导图 图1　多用电表知识网络 考向一　多用电表的原理与使用 本考向学习欧姆表的内部电路、中值电阻与刻度，以及多用电表的挡位选择、规范操作与读数。 考点一　欧姆表原理与多用电表构造 ▎知识梳理 1．多用电表的结构 图1　多用电表的外形与表盘 多用电表由表头（表盘）、选择开关 K、机械调零旋钮 T、欧姆调零旋钮和红、黑表笔插孔组成；红表笔插孔标“＋”，黑表笔插孔标“－”。 2．欧姆表的内部电路与原理 图2　欧姆表内部电路与刻度 欧姆表内部由表头 G、电源和调零电阻串联而成。两表笔短接时调节调零电阻，使指针满偏，完成欧姆调零。 接入待测电阻后，总电阻增大、电流减小，由闭合电路欧姆定律得电流与待测电阻的关系。 3．中值电阻与刻度 ， 指针半偏时待测电阻等于欧姆表内阻，称为中值电阻；欧姆刻度右端标0、左端标∞，且左密右疏、分布不均匀。 挡位 内部处理 测量对象/接法 电流挡（mA） 表头并联分流电阻 串联在被测支路中 欧姆挡（Ω） 接入内部电源，可欧姆调零 两表笔接待测元件，直接读电阻 电压挡（V） 表头串联分压电阻 并联在被测电路两端 ▎重难诠释 欧姆表像一把“反向尺子”：待测电阻越大、电流越小，指针越靠左，所以刻度从右到左由0到∞，且因电流随电阻非线性变化而左密右疏。 测电阻时电流从黑表笔流出、经待测元件后由红表笔流回，即“红进黑出”，黑表笔电势高于红表笔。 记忆点：短接调零看满偏、半偏读中值；中值电阻等于该挡位总内阻，是选倍率和读数的关键。 ▎热点·科技前沿 热点·数字万用表与汽车、家电维修 维修师傅常用数字万用表检测汽车、家电电路：电压挡测电池与线路电压，欧姆挡查线路通断与元件阻值，二极管挡判断极性并显示正向压降。数字表自动量程、数字显示，原理与指针式多用电表相通，只是把磁电式表头换成了模数转换与数字显示。 电动汽车维修中，技术人员用万用表检查高压回路的通断与电压，操作前先断电、确认无电压，与本专题“测电阻先断电、用毕选好挡位”的安全规范一致。 ◆ 例题·变式演练 【例题】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）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡×100“挡，经欧姆调零后进行测量，指针指在如图甲所示的位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡 ________ 挡（选填“×1000”或“×10”）； （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（阻值未知）； 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＝ _______ ； ②测电阻时，B表笔应是 _____ （填“红”或“黑”）表笔； ③当开关S拨向 _____ （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”； ④使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.45V、内阻增大到3Ω，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，则这个电阻的实际阻值应为 ________ Ω。 【答案】（1）×10；（2）①9Ω；②黑；③b；④145。 【解答】解：（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经欧姆调零后进行测量，指针指在如图甲所示的位置，即指针偏角过大，倍率挡选择过大，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡×10挡； （2）①由电路可知Ig（Rg+R3）＝（I﹣Ig）R2 解得定值电阻R3＝9Ω； ②测电阻时，B表笔接内部电源的正极，可知应是黑表笔。 ③当开关S拨向b时，电流表量程较小，根据 则欧姆表内阻较大，即欧姆表的倍率是“×10”。 ④电池没有老化时，满偏电流Im＝0.1A，当读数为150Ω时对应的电流为I，由闭合电路欧姆定律可知， 电池老化时，指针对应的电流仍为I，由闭合电路欧姆定律可知 ， 解得Rx'＝145Ω 故答案为：（1）×10；（2）①9Ω；②黑；③b；④145。 【易错点】　中值电阻不是“刻度中间的一个固定数”，而是指针半偏时的待测电阻，其数值恰好等于欧姆表该挡位的总内阻，换倍率后中值电阻随之改变。黑表笔接内部电源的正极、红表笔接负极：测电阻时电流“红进黑出”，判断二极管正负极时先想清楚表笔电势高低。 【变式1】如图甲为某多用电表中“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路，其中电源电动势E＝1.5V，毫安表量程I0＝1mA、内阻R0＝450Ω，R1、R2为电阻箱，R为滑动变阻器，S为单刀多掷开关。图乙为该多用电表的刻度盘。 （1）电路中表笔Ⅰ应为 _____ （选填“红”或“黑”）表笔； （2）若S拨到B时通过电源的最大电流为10mA，则R2接入电路的阻值为 _______ Ω； （3）将S拨到C，经正确操作后表针指在图乙的虚线位置，则待测电阻的阻值为 _________ Ω。 【答案】（1）黑；（2）50；（3）1500 【解答】解：（1）电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接，可知应为黑表笔； （2）S拨到B时，R2与毫安表并联，此时若电源通过最大电流，则毫安表处于满偏，通过的电流为1mA，由串并联电路的规律可知R2接入电路的阻值为 （3）将S拨到C，此时欧姆表倍率最大，为“×100”挡位，则待测电阻的阻值为1500Ω。 故答案为：（1）黑；（2）50；（3）1500 【变式2】多倍率欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×1”“×10”两个倍率。已知电源电动势E＝1.5V，表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝270Ω。现用该表测量一个阻值约为30Ω的定值电阻Rx。 （1）图甲中a表笔为 ________ （选填A.“红表笔”或B.“黑表笔”），要测量Rx，开关c应与 _____ （选填A.“d”或B.“e”）相连，测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表的读数为 _______ Ω。 （2）若c与e相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝ _________ Ω（结果保留三位有效数字）。 （3）欧姆表电源经久未换，测量后发现其电动势小于1.5V，其内阻变大，在正确的操作下，Rx的测量值相较于真实值 _______ （选填A.“偏大”、B.“偏小”或C.“不变”），判断的理由 ____________________ 。 【答案】（1）黑表笔；d；32；（2）2.73；（3）偏大；电源电动势减小，欧姆表内阻变小，测电阻时指针偏左，电阻的测量值大于真实值。 【解答】解：（1）由图甲所示电路图可知，a表笔与欧姆表内置电源的正极相连，则a为黑表笔； 待测电阻阻值约为30Ω，应选择×1倍率，欧姆表内阻等于中值电阻，则R中＝R内， 则电流表量程I越大欧姆表内阻越小，欧姆表挡位越小，由图示电路图可知， 开关接d时表头的分流电阻小电流表量程大，此时对应的欧姆表倍率小， 则开关c应与d相连；由图乙所示表盘可知，欧姆表读数为32×1Ω＝32Ω。 （2）若c与e相连，由图甲所示电路图可知，此时表头的分流电阻大， 电流表量程小，欧姆表内阻大，欧姆表倍率大，为×10倍率， 图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则此时欧姆表内阻R内＝15×10Ω＝150Ω， 电流表量程IA＝0.01A，根据图甲所示电路图， 由并联电路特点与欧姆定律得IgRg＝（I﹣Ig）（R1+R2）， 代入数据解得R1+R2≈2.73Ω。 （3）欧姆调零时，由闭合电路的欧姆定律得R内，电源电动势E变小，则欧姆表内阻R内变小， 由闭合电路的欧姆定律得I，由于R内变小，则I变小，指针偏左，电阻测量值大于真实值。 故答案为：（1）黑表笔；d；32；（2）2.73；（3）偏大；电源电动势减小，欧姆表内阻变小，测电阻时指针偏左，电阻的测量值大于真实值。 【变式3】某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率。 A.电池（电动势E） B.电流表G（满偏电流Ig＝2mA，内阻Rg＝120Ω） C.滑动变阻器R1 D.定值电阻Ra E.定值电阻Rb F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的 _____ （填“正”或“负”）接线柱。 （2）先将开关S掷向 _____ （填“a”或“b”），欧姆表的倍率是“×10”倍率，将两表笔短接，调节滑动变阻器 R1，使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器的电流为40mA，则定值电阻Ra+Rb＝ ________ Ω。 （3）再将此欧姆表调至“×100”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器R1，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4V，通过计算可知，该电压表内阻为 _________ Ω。 （4）若此欧姆表放置很久后，电源电动势减小、内阻增大，则用此欧姆表测量未知电阻的阻值时，测量值 _______ （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）负；（2）a，120；（3）1500；（4）大于。 【解答】解：（1）用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则红表笔接电压表的负接线柱； （2）欧姆表的倍率越小时中值电阻越小，则其内阻越小，根据闭合电路欧姆定律可知其满偏电流越大，由电路图可知当开关S掷向a端时，电路的满偏电流较大，所以开关S应掷向a端； 因为a挡位的干路电流是b挡位的干路最大电流的十倍，即b挡位的电流最大值为4mA，此时有4mA，代入数据解得：Ra+Rb＝120Ω； （3）通过电压表的电流，代入数据解得：I，电压表的内阻 （4）电源电动势减小，若按正确方法进行使用，则测量时流过表头的电流偏小，偏角偏大，测量结果偏大。 故答案为：（1）负；（2）a，120；（3）1500；（4）大于。 考点二　多用电表的使用与读数 ▎知识梳理 1．两种调零 使用前先机械调零，使指针指在电流、电压刻度的零刻线；选好欧姆挡后短接表笔做欧姆调零，每次换挡后重做。 2．表笔极性与测量 图3　红、黑表笔的连接 测电压、电流时红表笔接高电势、黑表笔接低电势；测电阻时表笔与内部电源相连，黑表笔为高电势端。 3．读数方法 图4　多用电表表盘 电压、电流读数等于所选量程乘以指针偏转比例；欧姆读数等于表盘示数乘以倍率，应让指针尽量靠近中值。 比较项 测电压 测电流 测电阻 接入方式 并联 串联 表笔直接接元件 内部电源 不使用 不使用 使用表内电源 调零 机械调零 机械调零 机械＋欧姆调零 读数口径 量程×比例 量程×比例 示数×倍率 ▎重难诠释 量程选择遵循“先大后小”：不知大小时先置大量程试测，再换合适量程，使指针偏转角尽量大、读数更准。 内电池用久后电动势下降、内阻增大，虽短接仍可调到满偏，但同一待测电阻的电流变小、读数偏大。 记忆点：用毕将选择开关置于 OFF 或交流电压最高挡，避免下次误用时表头受损，也防止内部电池长期耗电。 ◆ 例题·变式演练 【例题】多用电表可以测量电路中的电压和电流，也可以测量某一电阻的阻值。 （1）如图甲所示，电键闭合，小灯泡正常发光，此时多用电表测量的是小灯泡的_____ 。 A．电压 B．电流 C．电阻 （2）用如图乙所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。旋动部件_____ ，使指针对准电流的“0”刻线。 （3）完成（2）操作后，将K旋转到电阻挡“×100”的位置。将插入“+”、“﹣”插孔的表笔短接，旋动部件_____ ，使指针对准电阻的“0”刻线。 【答案】（1）A；（2）S；（3）T。 【解答】解：（1）图甲中多用电表与小灯泡并联，而电压表的使用规则是并联在被测用电器两端，因此此时测量的是小灯泡的电压。 故选A。 （2）多用电表使用前需要进行机械调零，其方法是旋动部件S（机械调零旋钮）使指针对准电流的“0”刻线。 （3）测量电阻时，选择欧姆挡后，进行欧姆调零，操作方法是将红、黑表笔短接，旋动部件T（欧姆调零旋钮），使指针对准右侧电阻的“0”刻线。 故答案为：（1）A；（2）S；（3）T。 【易错点】　机械调零只在使用前做一次，欧姆调零在每次换挡后都要重做；二者旋钮位置和作用不同，不能互相替代。欧姆读数等于表盘示数乘以倍率，不是直接读示数；指针尽量落在中值附近（约满偏的1/3～2/3），刻度两端误差大。 【变式1】在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是×1、×10、×100、×1k，用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到 ________ 挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为 ____________ Ω。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为Ig＝100μA，内阻为Rg，定值电阻R0，电池电动势为E＝4.5V，R为调零电阻，则表盘上30μA刻度线对应的电阻值是 ____________ Ω。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到4.2V、内阻增加了5Ω时仍可调零，调零后，调零电阻R的阻值将变 _____ （填“大”或“小”），若测得某电阻为30kΩ，则这个电阻的真实值为 ____________ Ω。 【答案】（1）×1k；（2）1.7×104；（3）3.5×104；（4）小；2.8×104。 【解答】解：（1）欧姆表测电阻，测量值＝欧姆表指针所指示数×倍率，用×100挡测量某电阻时，发现表头指针偏转角度很小，说明指针所指示数过大，为了较准确地进行测量，应换到大倍率挡位，即×1k挡； （2）由图甲可知，电阻的测量值R＝17×1kΩ＝17kΩ＝1.7×104Ω （3）根据题意可知，当电流计满偏时，流过电源的电流为3Ig，由闭合回路欧姆定律可得，欧姆表内阻为 则表盘上30μA刻度线对应的电阻值是 （4）根据题意可知，电池的电动势下降到4.2V，则欧姆表内阻为 内阻增加了5Ω时仍可调零，则调零电阻R的阻值将变小。 若测得某电阻为30kΩ，电池电动势为E＝4.5V，欧姆表内阻为15kΩ，则电流计的电流为 电动势下降到4.2V，欧姆表内阻为14kΩ，则这个电阻的真实值为 故答案为：（1）×1k；（2）1.7×104；（3）3.5×104；（4）小；2.8×104。 【变式2】小明在做实验时，发现一个色环电阻的外漆脱落，如图1所示，于是用多用电表测量该电阻Rx。 （1）正确的操作顺序是 __________ 。 A．把选择开关旋转到交流电压最高挡 B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 D．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触 E．把红黑表笔插入多用电表“+、﹣”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0 （2）小明正确操作后，多用电表的指针位置如图2所示，则Rx＝ _________ Ω。 （3）小林认为用多用电表测量电阻误差较大，采用伏安法测量。图3是部分连接好的实物电路图，请用电流表内接法完成接线并在图3中画出。 （4）小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U﹣I图上，如图4所示。请你选择一组合理的数据点，求出该色环电阻的电阻为 ____________ Ω（结果保留两位有效数字）。 （5）因电表内阻影响，测量值 _______ （选填“偏大”或“偏小”），原因是 __________ 。 【答案】（1）EDBCA；（2）3000；（3） （4）3.1×103；（5）偏大，电流表分压。 【解答】解：（1）用多用电表测量该电阻时，应先进行机械调零使指针指0，然后选择合适的挡位，将红、黑表笔短接进行欧姆调零，再进行测电阻读数，测量完毕后要把选择开关旋转到交流电压最高挡，因此正确顺序为EDBCA。 （2）由图可知挡位选择“×100”，则 Rx＝30×100Ω＝3000Ω （3）电流表选用内接法，电压电流从零开始调节，滑动变阻器选用分压接法即可，电路连接如图： （4）待测电阻阻值约为3000Ω，因此电流表选用内接法更合理 （5）因电表内阻影响，测量值偏大，原因是电流表内阻分压。 故答案为：（1）EDBCA；（2）3000；（3） （4）3.1×103；（5）偏大，电流表分压。 【变式3】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）（多选）如图1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R1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“×1”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“×1”挡，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3V，内阻非常大） 滑动变阻器R 电键K 导线若干 ①请在图2上完成电路连线（将剩余连线补完整）。 ②图3的两张图是一组实验数据，电流表读数为 _________ A，电压表读数为 _________ V。 ③图4是把测得的8组数据描在了U﹣I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（“×1”）的内阻为 _________ Ω（两个答案均保留3位有效数字）。 【答案】（1）BC； （2）等于； （3）① ②0.12，1.00； ③， 3.00，15.4。 【解答】解：（1）A.测电阻时手不能触碰表笔的金属部分，因为人体也是一个导体，相当于并联了一个电阻，会使测量值偏小；故A错误； B.黑表笔接电表里电源的正极是高电势，接二极管的正极，二极管导通，用来测其正向电阻，故B正确； C.电阻没有极性，故C正确； 故选：BC。 （2）由，，得，电动势几乎不变，且仍然可以调零，则调零后用该表测量的电阻的测量值等于真实值； （3）① ②其最小分度为0.02A，可不估读或者四舍五入，即超过半格算一格，不足半格的舍去，故读数为0.12A，此电压表的最小分度是0.1V，且要估读到其下一位，故读数为1.00V； ③ 由图得E＝3.00V，内阻为； 故答案为：（1）BC； （2）等于； （3）① ②0.12，1.00； ③， 3.00，15.4。 考向二　多用电表的应用与拓展 本考向学习用多用电表测电阻与电表内阻，以及判断二极管、探索黑箱内的电学元件。 考点三　多用电表测电阻与电学量 ▎知识梳理 1．测电阻的规范操作 断开被测电路电源，选好倍率并欧姆调零，单手或双手握表笔绝缘部分接触元件，读数后乘以倍率。 2．测电表内阻 用欧姆挡可直接测量电压表、电流表的内阻；测电压表内阻时注意电流从正接线柱流入，读数与标注量程、灵敏度相互印证。 3．配合其他仪器测电学量 配合螺旋测微器测直径、电阻箱作比较，可计算导体电阻率；也可在电路中检测元件阻值与连接是否正常。 测量对象 挡位/倍率选择 关键注意 定值电阻 按阻值选倍率，使指针靠中值 断电测量，手不碰金属杆 电表内阻 选合适欧姆挡，先调零 对照量程、灵敏度判断 导体电阻率 欧姆挡测 R，螺旋测微器测 d 多点测量，用电阻定律计算 电路故障 欧姆挡查通断、电压挡查电压 先断电查电阻，再通电查电压 ▎重难诠释 倍率选择看指针位置：偏角过小（靠左）说明电阻大、应换大倍率，偏角过大（靠右）说明电阻小、应换小倍率，换挡后重新调零。 测量时若双手同时接触表笔金属部分，人体电阻与待测电阻并联使结果偏小；潮湿环境下该分流更明显，务必只握绝缘部分。 记忆点：测电阻“断电、调零、靠中值”三步；配合其他仪器时先确认各仪器读数，再统一代入公式。 ◆ 例题·变式演练 【例题】在测量电压表3V量程内阻的实验中，已知内阻约为3kΩ。 （1）小明用如图1所示的多用电表测量，应先将多用电表的选择开关拨到电阻挡_________ （选填“×10”“×100”或“×1k”）倍率的挡位，再进行欧姆调零。 （2）测量时多用电表红表笔应与电压表的_____ （选填“﹣”“3”或“15”）接线柱相连。 （3）为了精确测量电压表的内阻，小明设计了如图2所示的电路。电源电动势约为3.0V、电阻箱最大阻值9999Ω、滑动变阻器最大阻值50Ω、毫安表量程为0～3mA，内阻约为几欧姆，某次测量时，毫安表指针位置如图3所示，其示数为_________ mA。 （4）调节电阻箱和滑动变阻器，记录多组电阻箱阻值R和对应的电压表示数U、毫安表示数I，作出图像，图线斜率为k，纵截距为﹣b，则电压表内阻为__________________ 。 （5）实验中，改变电阻箱阻值R，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_____ （选填“A”或“B”），请简要说明理由____________________ 。 方案A：10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω 方案B：1000Ω、2000Ω、3000Ω、4000Ω、5000Ω 【答案】（1）×100；（2）﹣；（3）2.20；（4）；（5）B；为了使两电表示数有明确变化，电阻箱接入电路中的电阻应该与电压表内阻相当。 【解答】解：（1）表盘中央刻度为“25”，小明用多用电表测量内阻约为3kΩ的电压表内阻，应先将多用电表的选择开关拨到电阻挡×100倍率的挡位，再进行欧姆调零。 （2）多用表电阻挡的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此测量时多用电表红表笔应与电压表的﹣接线柱相连。 （3）量程为3mA电流表的分度值为0.1mA，毫安表指针位置如图3所示，其示数为2.20mA； （4）根据并联电路特点和欧姆定律 变形得 图像纵截距 解得电压表内阻为。 （5）由于电压表内阻约为3kΩ，为了使两电表示数有明确变化，电阻箱接入电路中的电阻应该与电压表内阻相当，因此实验中，改变电阻箱阻值R，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是B。 故答案为：（1）×100；（2）﹣；（3）2.20；（4）；（5）B；为了使两电表示数有明确变化，电阻箱接入电路中的电阻应该与电压表内阻相当。 【易错点】　测电阻必须先断开被测电路的电源，否则外加电压会改变表头电流，轻则读数错误、重则烧坏表头。手指同时捏住两表笔金属杆相当于给待测电阻并联了人体电阻，读数偏小；正确做法是手只接触表笔绝缘部分。 【变式1】2B铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成，某小组通过实验测量一段笔芯的电阻。 （1）该小组先用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻，指针偏转如图1虚线所示，更换倍率后再次测量的指针偏转如图1实线所示，规范操作是_______ ； A.换用“×1”挡倍率 B.换用×100”挡倍率 C.换倍率后旋转a旋钮进行欧姆调零 D.换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零 （2）为更准确地测量铅笔芯的电阻Rx，该小组又找来一些实验器材： A.恒流源（电流I0恒定，数值未知） B.电流表：量程0～0.6A C.电阻箱：量程0～99999Ω，最小分度值为0.1Ω D.开关，导线（带鳄鱼夹） （3）该小组设计了如图2所示的电路进行实验，记录了实验数据，并描绘图像，部分数据点已在图3中描出，还有一个数据点未描出，请在图中描出该点后作出图线。 R 5 10 15 20 25 30 0.200 0.100 0.067 0.050 0.040 0.033 I 0.10 0.15 0.20 0.21 0.22 0.24 10.00 6.67 5.00 4.76 4.55 4.17 （4）请写出的关系式____________________ （用I0、I、Rx、R表示）；根据图中的数据可以求出笔芯电阻的测量值Rx＝_________ Ω（保留三位有效数字）。 （5）该小组讨论认为利用以上数据还可以求出恒流源电流I0的值。由于电流表有内阻，I0的测量值可能_______ （大于、等于或小于）真实值，你的依据____________________ 。 【答案】（1）AD； （3） ； （4）；10.6； （5）等于；根据并联电路的特点和欧姆定律求解得到表达式，结合图像横截距分析可以得出电流表内阻对图像横截距无影响。 【解答】解：（1）用多用电表欧姆挡“×10”挡测笔芯电阻，指针偏转角度大，指针对应示数小，为了减小误差，应换用“×1”挡倍率，换倍率后旋转b旋钮进行欧姆调零，故AD正确，BC错误。 故选：AD。 （3）根据描点法，所作图像如图所示： （4）根据并联电路的特点和欧姆定律IRx＝（I0﹣I）R 变形得 图像的横截距 图像的斜率 图像的斜率 笔芯电阻的测量值 （5）考虑电流表的内阻，根据并联电路的特点和欧姆定律I（Rx+RA）＝（I0﹣I）R 变形得 图像的横截距 由于电流表有内阻，I0的测量值可能等于真实值。 故答案为：（1）AD； （3） ； （4）；10.6； （5）等于；根据并联电路的特点和欧姆定律求解得到表达式，结合图像横截距分析可以得出电流表内阻对图像横截距无影响。 【变式2】某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱形导体的电阻率”实验。 （1）用螺旋测微器测量圆柱形导体Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d为 __________ mm，再用刻度尺测出圆柱形导体Rx的长度为L； （2）首先用多用电表粗测Rx的电阻，用“×1”挡，一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 _________ Ω；（保留三位有效数字） （3）为了能比较精确地测量Rx的阻值，实验室提供了如下的实验器材，量程为30mA的电流表不能直接用，可将电流表与定值电阻并联，改装成大量程电流表，此时接入定值电阻应选用 _____ ；（填仪器前的字母代号） A.电源（电动势E＝6V，内阻不计） B.电流表（量程为30mA，内阻R1＝9.5Ω） C.定值电阻R2＝5Ω D.定值电阻R3＝0.5Ω E.电压表（量程为6V，理想电压表） F.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为2A） G.开关S，导线若干 （4）根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路图如图丙所示，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则待测电阻的计算式为Rx＝ ____________________ （用题中相关物理量的符号表示）则该合金丝的电阻率ρ＝ ____________________ 。（用Rx、L、d表示） 【答案】（1）4.650；（2）11.0；（3）D；（4）； ； 【解答】解：（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知圆柱形导体的直径为d＝4.5mm+15.0×0.01mm＝4.650mm； （2）用多用电表粗测Rx的电阻，用“×1”挡，保留三位有效数字，则由图乙可知读数为11.0×1Ω＝11.0Ω； （3）由电压表的量程值与待测电阻的比值可知，电流的最大值约为0.6A，电流表不能直接选用，可将电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，则有； 可得并联的电阻阻值为，故接入定值电阻应选用R3，故选：D。 （4）[1]由欧姆定律可知； [2]根据电阻定律可得， 则该合金丝的电阻率为； 故答案为：（1）4.650；（2）11.0；（3）D；（4）； ； 【变式3】（1）在测电阻的实验中，部分电路按照图1连接。当电压表的右端由试触a点改为试触b点时，发现电流表的示数变化明显，则测电阻时，电压表的右端接在 _____ （选填“a”或“b”）时，测量误差较小。 （2）如果待测电阻Rx约为200Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω。则图1所示的电路中，电压表的右端接在 _____ （选填“a”或“b”）时，测量误差较小。 （3）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为 _________ mA。若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为 ________ Ω。 （4）某小组同学发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，分别画出了下面几种图象，其中可能正确的是 _______ 。（选填选项下面的字母） 实验：练习使用多用电表题库 【答案】（1）b；（2）b；（3）22.0，190；（4）BD。 【解答】解：（1）电流表示数变化明显，说明电压表的分流效果比较显著，电压表中的电流不可忽略，所以应该选用内接法，故应接b； （2）因为Rx＝200Ω，根据大内大，所以应该采用电流表内接法，应接b； （3）因为电流表量程是50mA，所以一小格表示1mA，应该估读到下一位，则电流表读数为22.0mA，因为欧姆挡所选挡位为电阻“×10”挡，所以示数为19.0×10Ω＝190Ω； （4）设欧姆表内接电源的电动势为E，内阻为r，则根据闭合电路的欧姆定律有，变形得，则对应的I﹣Rx图像和图像应该选BD正确，AC错误。 故选：BD。 故答案为：（1）b；（2）b；（3）22.0，190；（4）BD。 考点四　元件判断与黑箱探索 ▎知识梳理 1．黑箱探索的一般顺序 图5　黑箱示意 先用电压挡测量各接线柱，有示数则箱内含有电源；确认无电源后，再用欧姆挡交换表笔测量，判断电阻、二极管、电容等。 2．典型元件的判断 图6　黑箱内的电阻与二极管 图7　二极管的 I-U 特性 箱内元件 所用挡位 现象与结论 电源 电压挡 有稳定示数，注意正反向 电阻 欧姆挡 正反交换表笔，阻值相同 二极管 欧姆挡 正接阻值小、反接阻值大 电容 欧姆挡 指针先偏转，再缓慢回到∞ 电感 欧姆挡 示数由∞渐小到一定值 ▎重难诠释 判断口诀“先电压、后欧姆，先电源、后元件”：只有确认无电源，欧姆挡的读数才只反映箱内元件，避免内部电源损坏表头。 二极管利用单向导电，正接时表内电源使它导通、阻值小；反接时近乎截止、阻值大，两次测量差异越明显越易判断。 记忆点：电阻看“同值”、二极管看“差值”、电容看“回摆”；结合各接线柱两两测量即可还原连接方式。 ▎热点·科技前沿 热点·LED、充电宝与生活中的单向导电 发光二极管（LED）只在正向导通时发光，家电、充电器上的指示灯正是利用这一特性；用多用电表判断 LED 正负极，与黑箱中判断二极管的方法完全相同。给手机充电时，充电宝内部的保护电路也靠检测电压、电流和通断来防止反接与短路。 生活中检修充电线、排插时，用欧姆挡查通断、电压挡查有无输出，本质就是一次简单的“黑箱探索”，体现了多用电表在真实电路判断中的实用价值。 ◆ 例题·变式演练 【例题】某同学用多用电表电阻挡判断某发光二极管甲的正负极，他先用多用电表电阻“×100”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，改用电阻“×10k”挡重新测试，电表指针仍不偏转，更换二极管连接方式后，其电表指针偏转情况如图（a）所示。 （1）二极管的正极是_____ （填“1”或“2”）。 （2）该同学把另一型号的某二极管乙、干电池、滑动变阻器、电压表、电流表和若干导线组成闭合电路，图（b）为未完成连接的部分电路，并尝试分别把电压表接电流表负接线柱c或接电流表正接线柱b后调节滑动变阻器滑片位置，闭合开关后得到两条不同的伏安特性曲线p、q，如图（c）所示。补全图（b）中电路。 （3）在图（c）中，I1、U1或I2、U2对应情况下二极管乙均正常发光，则电压表接电流表负接线柱c对应的伏安特性曲线是_____ （填“p”或“q”）。 （4）该同学发现实验室老师已精确测量并标注了电压表的精确内阻为RV，而电流表只标注了大约阻值为RA，则二极管乙的正向电阻为____________________ （用I1、U1、I2、U2、RV、RA全部或某几项的表达式表示）。 （5）半年后，该同学用上述多用电表电阻挡测二极管乙的正向电阻，由于电表内的电池一直没有更换，老师提醒其电动势已经有所下降，内阻有所增大，小明认为：只要电阻挡仍能调零，电阻的测量值就是准确的。你是否同意他的观点，并简要说明理由：____________________ 。 【答案】（1）1；（2） （3）q；（4）；（5）不同意，根据闭合电路欧姆定律可得，br＞联立可得br＞由于电动势降低，则I偏小，指针向左偏，则电阻的测量值偏大。 【解答】解：（1）由图可知，更换二极管连接方式后，其电表指针偏转角度较大，说明二极管处于导通状态，由于红表笔连接电源的负极，黑表笔连接电源的正极，所以二极管的正极连接黑表笔，所以二极管的正极为1端。 （2）由于本实验测量伏安特性曲线，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如图所示 （3）若电压表接电流表负接线柱c，根据电路的连接方式可知，电流表采用内接法，则测量的电阻偏大，若电压表接电流表正接线柱b后，则电流表采用外接法，测量的电阻偏小，由图c可知，图线上的点与坐标原点的连线的斜率的倒数表示电阻的测量值，所以q图线所对应的电阻测量值偏大，电流表应采用内接法，即电压表接电流表负接线柱c。 （4）由于电压表内阻已知，所以电流表应采用外接法，根据部分电路的欧姆定律可得 所以 （5）不同意，根据闭合电路欧姆定律可得， 联立可得 由于电动势降低，则I偏小，指针向左偏，则电阻的测量值偏大。 故答案为：（1）1；（2） （3）q；（4）；（5）不同意，根据闭合电路欧姆定律可得， 联立可得 由于电动势降低，则I偏小，指针向左偏，则电阻的测量值偏大。 【易错点】　黑箱探索先用电压挡确认有无电源，再用欧姆挡：含电源时不能直接用欧姆挡，以免内部电源与表内电源冲突。二极管正接电阻小、反接电阻大，务必交换表笔各测一次；电容则是指针先偏转再缓慢回到∞，注意区分二者。 【变式1】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“×100”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_________ Ω；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（20Ω，0.2A） C.滑动变阻器（10Ω，1A） D.电阻箱（最大阻值9999.9Ω） 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R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑片，使电压表读数等于3.00V； ②保持R1的滑片不动，调节R2，当电压表读数等于1.50V时记录下R2的阻值为4100.0Ω。则根据电压表内部结构（如图b），需替换损坏电阻的阻值为__________ Ω。 （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，17600；（3）大于，电压表与用电器并联后电阻变小，分压变小。 【解答】解：（1）因电压表的“3V”接线柱为“+“接线柱，根据电表电流的“红进黑出“，又欧姆表黑表笔内接电源的正极，故需将多用电表的黑表笔与电压表的“3V”接线柱接触 读数为44×100Ω＝4400Ω，发现多用电表指针不偏转，说明分压电阻损坏，即图b中①处电阻损坏； （2）分压电阻选最大阻值小，且最大电流满足条件，应选择C滑动变阻器，由半偏法得量程是3.00V电压表内阻为4100Ω，由串联电路的分压原理，故损坏电阻的阻值为17600Ω； （3）大于，原因电压表与用电器并联后电阻变小，分压变小。 故答案为：（1）黑，4400，①；（2）C，17600；（3）大于，电压表与用电器并联后电阻变小，分压变小。 【变式2】小明利用一金属电阻自制金属电阻温度计。除金属电阻外所用器材如下： 电池组（电动势为3V，内阻约为2Ω）； 电流表（量程0～30mA，内阻约为30Ω）； 电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）； 滑动变阻器（最大阻值为5Ω）； 温度控制器； 多用电表； 开关、导线若干。 （1）先用多用电表粗略测量金属电阻的阻值，选用的欧姆挡是“×10”，指针位置如图1所示，测得阻值为 ________ Ω。 （2）用伏安法测量该金属电阻的阻值，实物电路如图2所示，连接错误的一根导线是 _____ 。（选填“①”或“②”） （3）正确连线后，改变温度，测得金属电阻的阻值Rt与温度t的关系式是Rt＝R0（1+αt），其中α＝0.00385Ω/℃，0℃时金属电阻的阻值为R0＝100Ω。 （4）小明将该电阻与电池（电动势E＝1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg＝100Ω）、电阻箱R′串联，电路如图3所示。将电流表刻度盘上4mA刻度处标记为0℃，电阻箱R′阻值应调为 ________ Ω。保持R′不变，把电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的金属电阻温度计，该温度计的刻度 ________ （选填“均匀”或“不均匀”）。 （5）长时间使用，电池的电动势变小，导致测量不准。小明认为可将温度设置为0℃，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处，此后测量其他温度仍然准确。你是否同意他的观点？请简要说明理由。 【答案】（1）110；（2）①；（4）175；不均匀； （5）不同意他的观点；电池的电动势变小，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处时，电阻箱的接入电阻发生变化，当温度升高时，电流表的示数与电阻箱的接入电阻有关，电阻箱接入电阻不同，电流表的示数不同，对应的温度不同，此后测量其他温度就不准确。 【解答】解：（1）用的欧姆挡是“×10”测电阻，待测电阻Rx＝11×10Ω＝110Ω （2）由于 因此电流表采用外接法，因此连接错误的一根导线①； （4）当温度t＝0℃时，金属电阻Rt＝R0＝100Ω 根据闭合电路欧姆定律 电阻箱的接入电阻 （4）根据闭合电路欧姆定律 代入数据化简得 因此该温度计的刻度不均匀； （5）电动势没有下降时，根据闭合电路欧姆定律E＝I0（R0+Rg+R′） 温度升高时，根据闭合电路欧姆定律 变形得 电动势变小，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处，电阻箱的接入电阻为R″； 根据闭合电路欧姆定律E′＝I0（R0+Rg+R″） 温度升高时，根据闭合电路欧姆定律 形变得 综上分析可知，电池的电动势变小，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处时，电阻箱的接入电阻发生变化；而当温度升高时，电流表的示数与电阻箱的接入电阻有关，电阻箱接入电阻不同，电流表的示数不同，对应的温度不同，此后测量其他温度不准确，因此不同意他的观点。 故答案为：（1）110；（2）①；（4）175；不均匀； （5）不同意他的观点；电池的电动势变小，调节电阻箱R′使电流表指针指在4mA处时，电阻箱的接入电阻发生变化，当温度升高时，电流表的示数与电阻箱的接入电阻有关，电阻箱接入电阻不同，电流表的示数不同，对应的温度不同，此后测量其他温度就不准确。 ★ 综合练习 ★ 本部分精选5道题，覆盖欧姆表原理、挡位读数、电阻测量、二极管与黑箱判断等内容，请在规定时间内独立完成。 1．小王同学在实验室练习使用多用电表。 （1）她将选择开关调到欧姆挡，先用手指捏着红、黑表笔进行欧姆调零（如图甲），然后用手指压着表笔与待测电阻的引脚测量电阻（如图乙），这两步操作_____ 。 A.甲会影响测量结果 B.乙不会影响测量结果 C.甲、乙均不会影响测量结果 D.甲操作不当，但不会影响测量结果 （2）她将选择开关打在欧姆挡“×10”位置，正确操作情况下指针如图丙所示，待测电阻R＝________ Ω。 （3）她进一步用如图丁所示实验电路探究充电宝的电动势和内阻，并用两只数字多用电表分别作为电压表和电流表，图中电阻R0＝0.5Ω。 ①闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到最_____ 端（填“左”或“右”）； ②图中“数字多用电表1”是_______ 表（填“电流”或“电压”）； ③在充电宝电量接近100%时，实验得到了与干电池相似的U﹣I图像，如图戊所示。由图像可得该充电宝的内阻r＝_________ Ω（结果保留小数点后两位），由此测得的内阻_______ 真实值（选填“大于”、“＝”、“小于”）。 ④研究发现充电宝在电量减少的过程中，电动势几乎不变，小王同学由此推测充电宝内用来储存电能的器件是电容器，小李同学则认为充电宝内储能的器件是电池组。你认为谁的推测正确？说明理由。 【答案】（1）D；（2）160；（3）①右；②电压；③0.25，小于；④小李，理由：电容器的电压会随着电量的减少而减少，电池组的电动势在使用过程中几乎不变。 【解答】解：（1）欧姆调零时，应将红、黑表笔直接短接，手应该捏住绝缘的部分，甲属于操作不合理，但该欧姆调零方式已经使红黑表笔短路，故不会影响最终的测量结果； 测量电阻时，用手捏表笔会使人体电阻与待测电阻并联，导致测量值偏小，操作也不合理。 故选：D。 （2）选择开关在“×10”挡位，由图丙可知，待测电阻 R＝16×10Ω＝160Ω； （3）①闭合开关前，滑动变阻器应调到阻值最大处，由图丁可知，滑片移到最右端时，接入电路的电阻最大。 ②“数字多用电表1”与滑动变阻器、R0并联，因此它是电压表。 ③根据闭合电路欧姆定律U＝E﹣I（R0+r） 在U﹣I图像，电动势E等于图像的纵轴截距，即 E＝5.50V，图像斜率的绝对值表示R0+r，斜率 已知R0＝0.5Ω，则内阻 r＝（0.75﹣0.5）Ω ＝0.25Ω| 电压表不是理想电表，可知电压表分流，有 可得 由此斜率，可得内阻测量值小于真实值。 ④小李，理由：电容器的电压会随着电量的减少而减少，电池组的电动势在使用过程中几乎不变。 故答案为：（1）D；（2）160；（3）①右；②电压；③0.25，小于；④小李，理由：电容器的电压会随着电量的减少而减少，电池组的电动势在使用过程中几乎不变。 2．为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下： （1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为 __________ mm； （2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择 _______ 倍率的电阻挡（选填“×1”或“×100”），欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为 _______ Ω； （3）另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻R随电压U变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为 ________ Ω；当所加电压为3.00V时，材料实际消耗的电功率为 _________ W（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）1.730；（2）1，22；（3）1.5，0.78。 【解答】解：（1）由图可知，螺旋测微器的示数为：d＝1.5mm+23.0×0.01mm＝1.730mm； （2）角度偏转太大，则说明示数太小，阻值太小，应换用小倍率挡位，故选用×1挡； 由图可知，电阻值为：22×1Ω＝22Ω； （3）由图可知，常温不加电压时，电阻为1.5Ω； 加电压为3V时，电阻为11.5Ω；则功率： 故答案为：（1）1.730；（2）1，22；（3）1.5，0.78。 3．（1）用多用电表测某电阻的阻值。当用“×10Ω”挡测量时，发现指针偏转角度过大，他应该换用 ________ 挡（选填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则该电阻的阻值为 _______ Ω。 （2）某同学通过描绘小灯泡的I﹣U图像来研究小灯泡的电流随电压变化的规律。 提供的器材有： 待测小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为几欧） 电压表（量程为0∼3V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程为0∼0.6A，内阻约为0.1Ω） 滑动变阻器R1（0∼10Ω，允许最大电流2.0A） 滑动变阻器R2（0∼500Ω，允许最大电流0.5A） 标有1.5V的干电池两节 开关一个，导线若干 ①滑动变阻器应选择 _______ （选填“R1”或“R2”）。 ②如图为通过实验做出的小灯泡的电流I随电压U的关系变化图像，下列说法正确的是 _____ 。 A.电阻随温度的升高而减小 B.两端电压为0.6V时，消耗电功率为0.12W C.正常工作时电阻为2.0Ω D.正常工作时消耗电功率为3.0W ③为达到实验目的，并尽量减小误差，电路图应选择 _____ 。 【答案】（1）×1Ω；10；（2）①R1；②B；③A 【解答】解：（1）当用“×10Ω”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明所测电阻阻值较小，应换用较小倍率的挡位，他应该换用“×1Ω”挡； 根据欧姆表的读数方法可知，该电阻的阻值为10×1Ω＝10Ω； （2）①该实验电路中采用分压式接法，所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的R1； ②A.根据可知小灯泡的I﹣U图像中图线上某点与原点连线斜率的倒数表示电阻，由图可知小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故A错误； B.由图可知小灯泡电压为0.6V时电流值为0.2A，其电功率为P＝UI＝0.12W，故B正确； CD.由图可知，小灯泡正常工作时，电压值为2.5V，电流值为0.44A， 此时电阻， 小灯泡正常工作时消耗的电功率为P＝UI＝2.5×0.44W＝1.1W，故CD错误； 故选：B。 ③由题意可知，待测小灯泡的电阻是小电阻，为达到实验目的，并尽量减小误差，测量电路采用电流表外接法，控制电路采用分压式接法，故A正确，BCD错误。 故选：A。 故答案为：（1）×1Ω；10；（2）①R1；②B；③A 4．如图甲，某兴趣小组搭建了有“×1”、“×10”、“×100”三个挡位的“欧姆表”电路。其中电池的电动势E＝1.5V，内阻可忽略不计；表头量程I0＝1mA、内阻R0＝450Ω，R1、R2为电阻箱，R为滑动变阻器，S为单刀多掷开关。 （1）电路中表笔Ⅰ应为 _____ （选填“红”或“黑”）表笔。 （2）设定B对应“×10”挡位，A对应“×1”挡位。 （3）该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻Rx的阻值，进行了如下操作： 步骤①先将S拨到B，两表笔短接调零，即：调节R使表头指针指在 ________ mA刻度处； 步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙a处，有同学提出此时指针偏角较小，想增大指针偏角，应将开关S拨至 _____ （选填“A”或“C”）； 步骤③将选择开关S拨至新的位置后，重复步骤①后，把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙b处，可知Rx阻值为 _________ Ω。 （4）若电池由于长时间使用，内阻略有增大，电动势仍为1.5V，则电阻测量值相对真实值 _______ （选填“偏大”、“等大”或“偏小”）。其理由为 ____________________ 。 【答案】（1）黑；（3）1.0；C；1500；（4）等大；电阻调零时，电池内阻不能忽略可通过减小调零电阻的阻值，保证欧姆表内阻恒定，欧姆表内阻不变，测量值就不受影响。 【解答】解：（1）电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接，可知应为黑表笔； （3）步骤①先将S拨到B，两表笔短接调零，即：调节R使表头指针满偏，即指在1.0mA刻度处； 步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙a处，有同学提出此时指针偏角较小，说明倍率选择过低，因C为“×100”挡，则想增大指针偏角，应将开关S拨至C； 步骤③将选择开关S拨至新的位置后，重复步骤①后，把未知电阻接在红、黑表笔间，指针位于图乙b处，因接C挡时的中值电阻为R中＝R内Ω＝1500Ω，可知Rx阻值为1500Ω。 （4）电阻调零时，电池内阻不能忽略可通过减小调零电阻的阻值，保证欧姆表内阻恒定。欧姆表内阻不变，测量值就不受影响，即电阻测量值相对真实值等大。 故答案为：（1）黑；（3）1.0；C；1500；（4）等大；电阻调零时，电池内阻不能忽略可通过减小调零电阻的阻值，保证欧姆表内阻恒定，欧姆表内阻不变，测量值就不受影响。 5．某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中，先用多用电表进行粗测电阻，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻，后计算金属丝电阻率。 （1）在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是 _______ 。（选填相应序号字母） A.每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零 B.指针越接近刻度盘中央，误差越小 C.在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔 D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量 （2）先用多用表的欧姆挡“×1”按正确操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，读数应记为 ________ Ω。 （3）用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量示数如图乙所示，该金属丝直径的测量值d＝__________ mm。 （4）实验室提供的器材如下： A.待测金属丝的电阻Rx； B.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）； C.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.01Ω）； D.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）； E.电压表V2（量程0～15V，内阻约20kΩ）； F.滑动变阻器R（0～20Ω）； G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）； H.开关、若干导线。 为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 _____ （填“B”或“C”），电压表应选 _____ （填“D”或“E”）。 （5）请你根据图丙所示电路图用笔画线代导线，将图丁所示的实验电路连接完整。 （6）若金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝____________________ （用题目所给字母表示）。 【答案】（1）BD；（2）6.0；（3）3.707；（4）B、D；（5）见解析；（6） 【解答】解：（1）A、用多用电表测电阻时，每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零，故A错误； B、指针越接近刻度盘中央，误差越小，故B正确； C、在外电路中，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔，故C错误； D、测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量，故D正确。 故选：BD。 （2）该同学选用欧姆表“×1”挡，由图甲可知，对应的读数是R＝6.0×1Ω＝6.0Ω （3）螺旋测微器固定刻度为3.5mm，可动刻度为20.7×0.01mm＝0.207mm，则该次金属丝直径的测量值d＝3.5mm+0.207mm＝3.707mm。 （4）电源电动势为3.0V，因此电压表选择电压表D；测量金属丝的电阻阻值约为6.0Ω，则电路中的最大电流IA＝0.5A，因此电流表应选电流表B； （5）由于电流表内阻约0.1Ω较小，因此应选用电流表外接法，如图所示 （6）根据欧姆定律有R，根据电阻定律有R＝ρ 联立解得ρ 故答案为：（1）BD；（2）6.0；（3）3.707；（4）B、D；（5）见解析；（6） 2027年高考物理一轮复习（人教版2019）· 江苏专用 · 专题34 用多用电表测量电学中的物理量 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $