第10章 第57讲 实验十三 练习使用多用电表-2027年高考物理一轮复习优质课件（全国通用）

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第57讲　实验十三　练习使用多用电表
提能训练　练案[57]
一、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＝_________________。
2．多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等物理量，并且每一种测量项目都有几个量程。(2)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)。
(3)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。
二、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。三、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。
OFF挡或交流电压最高挡
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______极(如图乙)。
四、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。
五、多用电表使用时的注意事项1．用多用电表测电压和电流应注意的事项(1)使用前要机械调零。(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出。(3)需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。
2．测电阻时应注意的问题(1)选挡后要进行欧姆调零。(2)换挡后要重新进行欧姆调零。(3)被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用双手同时接触表笔的金属杆。(4)被测电阻阻值等于指针示数乘倍率。(5)使用完毕后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至OFF位置或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。(6)选择倍率时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。
某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用。
A．电流表(0～200 μA,100 Ω)B．电阻箱(0～999 Ω)C．电阻箱(0～9 999 Ω)D．定值电阻R2(1 kΩ)E．变阻器(0～300 Ω)F．变阻器(0～800 Ω)G．干电池(1．5 V，r＝0)H．干电池(9 V，r＝0)I．导线若干
该多用电表需设置0、1为量程0～1 mA的电流挡，0、3为量程0～3 V的电压挡，0、2为电阻挡。该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。(1)量程0～1 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________Ω；(2)量程0～3 V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________Ω；(3)0、2的电阻挡中变阻器R3应该选择________，电源应该选择________；
(4)该同学用上述简易多用电表的电阻挡测量某一未知电阻，他首先进行了电阻挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转如图乙所示，示数为________μA，由此可求得未知电阻为________Ω。(5)若该电阻表使用一段时间后，电池电动势不变、内阻略有增大，其他正常，按正确使用方法测量电阻时，测量结果与原测量结果相比会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。[答案]　(1)B　25　(2)C　2 980　(3)F　G　(4)120　1 000　(5)不变
(1)小白同学用多用电表的电阻挡粗略测量一定值电阻的阻值。
①若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针如图甲所示，则所测电阻的阻值为________Ω。②如果用此电阻挡立即测量一个阻值约为2．0×104 Ω的电阻，测量时发现指针偏转________(选填“大”或“小”)。要准确测量这个电阻应适当使流过电阻表的电流变________(选填“大”或“小”)。
③接下来的操作顺序是________。a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻挡的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至交流电压最高挡(或“OFF”挡)，并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×10”挡d．将选择开关旋到“×1 k”挡e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔
(2)小敏同学测量30 V左右的交流电压①下列操作步骤不合理的是________。A．先调节图乙中的T旋钮，使指针指向左侧零刻度B．将挡位K调至交流电压50 VC．测量并读数②当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时，表针也指向甲图所示位置，则所测电压为________V。③用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时，表针指向甲图所示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指向甲图所示位置，则所测电流为________mA。
(3)关于多用电表的使用，下列说法正确的有________。A．(a)图是用直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确B．(b)图是用直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法错误C．(c)图是用电阻挡测量二极管的正向电阻D．用电阻挡按(d)图接法测量二极管电阻时，测得的阻值很小[答案]　(1)①1．5×103　②小　大　③daeb　(2)①A　②6．2　③30.8　154　(3)C
[解析]　(1)①电阻表读数：对应最上面一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1．5×103 Ω。②如果用此电阻挡立即测量一个阻值约为2．0×104 Ω的电阻，测量时会发现指针偏转过小，即流过电阻表表头的电流太小，应适当使流过电阻表表头的电流变大。③应选择更大的挡位，将选择开关旋到“×1 k”挡；然后将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻挡的零刻度，然后断开两表笔；将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔；最后选择开关旋转至交流电压最高挡(或“OFF”挡)，并拔出两表笔，所以操作顺序是daeb。
(2)①先调节题图乙中的指针定位螺丝S，使指针指向左侧零刻度，故A错误；待测量交流电压为30 V左右，应将挡位K调至交流电压50 V，测量并读出数值，故B、C合理，A不合理。
(3)多用电表在使用的时候，电流应该从红表笔流进多用电表，而题图(a)中电流的流向与此相反，表笔接法错误，A错误；测电流时，多用电表应该串在电路中，题图(b)的接法正确，B错误；多用电表在使用的时候，电流应该从红表笔流进多用电表，从黑表笔流出，按照此电流流向，题图(c)测量二极管的正向电阻，C正确；题图(d)测量的是二极管的反向电阻，阻值很大，D错误。
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。
如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V　0.3 A”。闭合开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮。
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障：①选择开关置于下列量程中的________挡较为合适；(用字母序号表示)A．2．5 V B．10 VC．50 V D．250 V②测得c、d间电压约为5．8 V，e、f间电压为0，则故障是________。A．A灯丝断开 B．B灯丝断开C．d、e间连线断开 D．B灯短路
(2)接着用电阻表的“×1”挡测电阻，电阻表经过欧姆调零，测试前，一定要将电路中的开关S________；测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为________Ω，此时测量的是________间电阻；根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原因是____________________。[答案]　(1)①B　②A　(2)断开　6．0　e、f　12．7　温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)
[解析]　(1)①因为电源的电动势大约为6 V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择开关应选择“10 V”的量程，故B正确；②测得c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，e、f间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确。
[答案]　(1)B　(2)串联　1 980　(3)2和3　1和4　1和2[解析]　(1)要测量一个阻值约为15 kΩ的电阻，需要选择电阻“×1 k”挡，即把选择开关旋转到“×1 k”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。
(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RA,3和4之间电阻为RB。
1．(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是________。(选填选项前面的字母)
A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
(2)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乙所示。a．若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________mA。b．若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为________Ω。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________。A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋转到“×100”位置C．把选择开关旋转到“×1 k”位置D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现电阻表的表盘刻线不均匀，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，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是________。
(5)图丙为题(2)(图乙表盘)中多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝100 μA，内阻Rg＝100 Ω，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，则此时电阻表为电阻________挡。[答案]　(1)AC　(2)22.0　190　(3)BAD　(4)AC　(5)×1 k
[解析]　(1)当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确；当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔内部接电源的正极，则其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确；当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D错误。故选AC。(2)a．若所选挡位为直流50 mA挡，则分度值为1 mA，示数为22.0 mA；b．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为19×10 Ω＝190 Ω。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD。
2．(2025·黑吉辽蒙卷·11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Uab；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Uac；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Ubc，计算Uac－Ubc；⑤改变电流，重复步骤②③④，断开开关。作出I－Uab、I－Uac及I－(Uac－Ubc)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“0.5 V”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“I－Uab”或“I－Uac”)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I－(Uac－Ubc)曲线更接近。[答案]　(1)a　(2)0.377/0.376/0.378 (3)I－Uac　(4)甲[解析]　(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)0.5 V的直流电压挡，分度值为0.01 V，由图可知此时电压表读数为0.377 V。
由于Rac>Rab所以相同电流情况下，Uac>Uab故图(b)中乙是I－Uac曲线。(4)由题意可知，I－(Uac－Ubc)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I－(Uac－Ubc)曲线更接近。
3．(2024·浙江6月选考·17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)用多用电表电阻挡判断发光二极管的正负极，选用×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，选用________挡(选填“×10”或“×1 k”)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1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2所示，则电流I＝________mA。
(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图3所示，则说明该二极管是________元件(选填“线性”或“非线性”)，正常发光时电压在________V范围。[答案]　(1)×1 k　负极　(2)a　d　45.0 (3)非线性　1.9～2．5
[解析]　(1)发现指针未偏转，说明可能电阻过大或断路，应换用×1 k挡继续实验。根据“红进黑出”原则及二极管的单向导电性，可知红表笔接二极管的负极。(2)实验要求电压可从零开始调节，所以滑动变阻器采用分压式接法，P接a。由图3可得，电压表选0～3 V量程，Q接d。根据多用电表的读数规则知，其读数为45.0 mA。(3)由图3可知，I随U非线性变化，则二极管是非线性元件，正常发光(有电流)时，电压在1.9～2.5 V范围。
4．在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，某同学连接了如图甲所示的实物图。闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表的示数为零。(1)他借助多用电表检查小灯泡，先断开开关，把多用电表的选择开关旋到电阻“×1”挡，再进行________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘如图乙所示，说明小灯泡正常，此时灯丝的电阻为________Ω。(2)他将多用电表的选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱，闭合开关，发现电压表的示数约等于电源的电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了________(选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后，为了使电流表的示数从零开始，要在________(选填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端。
[答案]　(1)欧姆　6.0　(2)断路　(3)③、④　左
[解析]　(1)多用电表测电阻时应先进行欧姆调零；多用电表的表盘的读数为6.0 Ω。(2)电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了断路。(3)为了使电流表的示数从零开始，滑动变阻器要采用分压式接法，要在③、④接线柱间再连接一根导线；初始时刻灯泡两端电压最小，滑片应置于最左端。
5．如图1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)，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，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表电阻挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如表：
在图2虚线框中画出黑箱内的电路结构图。[答案]　见解析
[解析]　AC与CA间电阻相同，说明AC间是定值电阻，在测量BC之间电阻时，黑表笔接C时电阻很小，接B时电阻很大，说明BC之间有二极管，而且C接二极管的正极，则电路如图所示。