第十章 电路综合-6多用电表 高三物理一轮复习

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姓名：_______________
第十章
电路综合
多用电表


目录
「多用电表的读数」 1
「多用电表的使用」 3
「多用电表的原理」 7
【多用电表测量故障和黑箱】 11

「多用电表的读数」
1.某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：

（1）若选择开关的位置如a所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
（2）若选择开关的位置如b所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
（3）若选择开关的位置如c所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
【答案】（1）直流电压，1.25 V；（2）直流电流，50 mA；（3）电阻，1.7 kΩ
【解析】
（1）若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5 V，测量结果为1.25 V。
（2）若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA。
（3）若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为17×100 Ω＝1.7 kΩ。
2.用多用电表粗测金属棒的阻值，当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用________挡(填“×1 Ω”或“×100 Ω”)，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒的阻值约为________Ω。

【答案】×1 Ω，10
【解析】
用多用电表粗测金属棒的阻值时，当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，示数偏小，要增大示数，则要倍率减小换成“×1 Ω”的倍率；如图可知，粗测电阻为10 Ω。
3.(2022·湖北模拟)某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。
先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为__________ mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为__________ cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为__________ Ω。

【答案】1.845(1.843～1.847均可)，4.225，6
【解析】
螺旋测微器测其直径为1.5 mm＋34.5×0.01 mm＝1.845 mm；游标卡尺测长度为42 mm＋5×0.05 mm＝42.25 mm＝4.225 cm；多用电表测其电阻R＝6×1 Ω＝6 Ω。
4.关于多用电表欧姆挡的使用，回答下列问题：
（1）测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量。
（2）如图为一正在测量中的多用电表表盘。

①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________Ω。
②如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________V。
【答案】（1）×1，欧姆调零；（2）①300，②2.20
【解析】
（1）测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，即为×1，并重新进行欧姆调零后测量。
（2）如果是用“×10”挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为30×10 Ω＝300 Ω。
如果是用直流5 V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.1 V，其读数为2.20 V。
「多用电表的使用」
5.（1）用如图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。请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动部件________，使指针对准电流的0刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________。
使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
（2）如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为______ Ω；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为________mA；测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________V。

【答案】（1）①S，③T，0刻线；④ADC；（2）1 600，48，24.0
【解析】
（1）①电表使用前要调节指针定位螺丝，使指针指在电流的0刻线位置，故调节部件S；
③欧姆表测量前要进行欧姆调零，故调节部件T(欧姆调零旋钮)使指针指向电阻0刻线；
④指针偏转角度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率，每次换挡要重新调零然后测量电阻，故步骤为A、D、C。
（2）欧姆表读数＝刻度盘读数×倍率＝16×100 Ω＝1 600 Ω；选用量程为100 mA的电流挡，读数选取中间刻度第二排，读数为48 mA，选用量程为50 V的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为24.0 V。
6.某物理兴趣小组想测定一种特殊电池的电动势E和内电阻r。

甲
（1）某成员用多用电表的直流电压“2.5 V”挡进行测量，结果指针偏转如图甲所示，则该电池的电动势约为______ V。
（2）估测后，该小组成员经过充分讨论后，利用下列器材进行实验：
A.毫安表A1(量程0～0.2 mA，内阻r1＝1.0 Ω)
B.毫安表A2(量程0～200 mA，内阻r2约为0.003 Ω)
C.滑动变阻器R(0～15 Ω)
D.定值电阻R0＝2.0 Ω
E.定值电阻R1＝9 999.0 Ω
F.开关一个，导线若干
①为了使测量尽可能精确，请将虚线方框内的实验电路图补充完整；

②实验时，A1的示数为I1，A2的示数为I2，根据实验数据绘出I1－I2的图像如图丙所示，则该电池的电动势为__________ V，内阻为r＝__________ Ω。(结果均保留3位有效数字)。
【答案】（1）1.55；（2）①见解析图，②1.60　2.00
【解析】
（1）如图甲，选0～250 V表盘，则读数为2.5× V＝1.55 V。
（2）① 因题中未给电压表，故需把毫安表改装，则用毫安表A1与定值电阻R1串联，且滑动变阻器串联接入电路，定值电阻R0保护电路，故电路图为

②因I1≪I2，由闭合电路的欧姆定律可得E＝＋，化简得I1＝－＋，结合图像可知，＝0.16，则E＝1.60V，＝，则r＝2.00 Ω。
7.(2022·浙江模拟)钱华同学的爸爸是个电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量．在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到发光二极管的负极．
（1）钱华同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“×1”挡，经过________之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光．这说明二极管的负极是________(选填“长管脚”或“短管脚”)所连接的一极．
（2）钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了，他琢磨了一下，然后又依次用电阻挡的“×1挡”、“×10挡”、“×100挡”、“×1 k挡”分别进行了二极管导通状态的准确的测量，他发现二极管发光的亮度越来越________(选填“大”或“小”)，请帮助他分析一下具体的原因：________________________________________________________________________
【答案】（1）欧姆调零，短管脚；（2）小，原因见解析
【解析】
（1）在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极，故短管脚为负极．
（2）从×1挡、×10挡、×100挡到×1 k挡，多用电表的内阻越来越大，根据闭合电路欧姆定律I＝可知，通过二极管的电流越来越小，根据P＝I2R可知二极管的亮度越来越小．
8.某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。

（1）他选择“×100”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很大，如图中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到______的挡位(选填“×10”或“×1 k”)；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向______ Ω。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，表针指在如图中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为______ Ω。
（2）若用已调好的多用电表欧姆挡“×10”挡来探测一只二极管的正、负极(如图所示)。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针几乎不发生偏转(即表示电阻接近无限大)；再将两表笔与二极管两极的连接情况对调，发现表针指在如图中的虚线①的位置，此时红表笔接触的是二极管的______极(选填 “正”或“负”)。

【答案】（1）×10，0，160；（2）负
【解析】
（1）指针偏转角度过大，说明待测量的阻值较小，所以更换较小的“×10”挡位；欧姆调零的目的是需要将指针调至欧姆表盘的0刻度位置，即使指针指向0 Ω；欧姆挡读数需要用刻度值乘以倍率16×10 Ω＝160 Ω。
（2）红表笔与欧姆挡内部的电源负极相连，根据题意可知二极管的电阻较小，此时电流从二极管的正极流入，负极流出，所以红表笔接触的是二极管的负极。
「多用电表的原理」
9.电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“5”上．两表笔之间接有600 Ω的电阻时，指针指在刻度“1”上，求刻度“3”应标注的电阻值R.

【答案】100 Ω
【解析】
指针指在刻度“5”时，电流表满偏，设为Ig，则指针指在刻度“3”和刻度“1”时的电流分别为Ig和Ig，指针指在刻度“5”，由闭合电路欧姆定律得Ig＝
指针指在刻度“1”，由闭合电路欧姆定律得Ig＝
解得R内＝150 Ω，指针指在刻度“3”，由闭合电路欧姆定律得：Ig＝
解得R＝100 Ω.
10.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．

（1）图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为____________．(结果均保留3位有效数字)
【答案】（1）黑；（2）B；（3）160，880；（4）1.47 mA，1.10 kΩ，2.94 V
【解析】
（1）当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接．
（2）在使用多用电表之前，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误．
（3）根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω.
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω.
（4）若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为
1.47 mA.
若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ.
若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.94 V.
11.如图甲所示，某叠层电池是由多块干电池块串联在一起组成，它与普通干电池性质相似。现用该电池与表头、滑动变阻器组装成一个×10 k倍率的欧姆表，其原理图如图乙所示。为了将表头电流刻度改为电阻刻度，该同学进行了如下操作：
①将两表笔短接，调整滑动变阻器，使表头指针指到右侧“0”刻度线处；
②在两表笔间接入电阻箱，调节电阻箱阻值为150 kΩ时，表头示数为30 μA；再调节电阻箱阻值为450 kΩ时，表头示数为15 μA。
根据以上信息，回答下列问题：
（1）图乙中a表笔是____________(填“红表笔”或“黑表笔”)；
（2）叠层电池的电动势为__________ V，改装的欧姆表内阻是________ kΩ，表头的满偏电流Ig＝________ μA；
（3）将电流刻度改为电阻刻度，电流为7.5 μA处对应的电阻值为__________ kΩ。

【答案】（1）红表笔；（2）9，150，60；（3）1 050
【解析】
（1）因为a表笔与电源负极相连，故是红表笔。
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，设欧姆表内阻为r，有E＝I(Rx＋r)，即E＝30×10－6×(150×103＋r)，E＝15×10－6×(450×103＋r)，联立解得E＝9 V，r＝150 kΩ，表头满偏电流Ig＝＝60 μA。
（3）电流为7.5 μA处对应的电阻值为Rx＝－r＝1 050 kΩ。
12.小明手里有一块多用电表A，其功能完好，但刻度值已不清晰。他想通过实验测定该多用表(简称A表，下同)“×10 Ω”挡欧姆调零后的内阻R0和内置电源的电动势E。
他找来了另一个多用电表B(简称B表，下同)、一个电阻箱、一个开关和若干导线作为实验的器材。

实验的操作如下：
（1）小明将A表调到“×10 Ω”挡，将B表调到“mA”挡，准备如图甲将所有的器材串联起来作为实验电路。请你在图中连好剩余的导线。
（2）先使用B表的电流挡测量A表“×10 Ω”挡的满偏电流。将电阻箱阻值调为0，将A表调到欧姆挡“×10 Ω”挡位置。几次试测后，确定B表应使用“10 mA”挡，调节A表的欧姆调零旋钮直至A表满偏，此时B表的读数如图乙所示，记录下B表读数为__________ mA。
（3）断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表__________短接进行欧姆调零，然后重新连入原来电路。
（4）调节电阻箱，闭合开关，当B表读数为6.0 mA时，读出电阻箱阻值为R1；继续调节电阻箱阻值，当B表读数为4.0 mA时，读出电阻箱阻值为R2；
（5）断开电路，整理器材。
（6）数据处理。根据以上测量数据，可算出A表“×10 Ω”挡内置电源的电动势E＝__________ V，A表“×10 Ω”挡欧姆调零后的内阻R0＝__________ Ω，B表量程“10 mA”挡的内电阻RB＝__________ Ω。(以上3空的结果用R1、R2表示)
【答案】（1）连线图见解析；（2）8.0；（3）红、黑表笔；（6），，
【解析】
（1）电路连线如图。

（2）因为B表应使用“10 mA”挡，则B表读数为8.0 mA。
（3）断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表红黑表笔短接进行欧姆调零，然后重新连入原来电路。
（6）设电表A欧姆×10挡的内阻为R0，则有I0＝＝8 mA，设电表B量程为10 mA挡的内阻为RB，＝6 mA，＝4 mA，解得E＝ V ，R0＝ Ω，RB＝ Ω。
【多用电表测量故障和黑箱】
13.（1）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________.(选填“闭合”或“断开”)

（2）若（1）中同学检查结果如表所示，由此可以确定____________．

测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大

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）断开；（2）D
【解析】
（1）用欧姆挡检查电路需将电路断开．
（2）b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．
14.某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示．闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无读数，他们判断电路可能出现故障．经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路．已知保护电阻R＝15 Ω，电流表量程为0～50 mA.操作步骤如下：


①将多用电表挡位调到欧姆×1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；
②断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；
③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；
④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0＝20 Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示．
回答下列问题：
（1）图丙中的多用电表读数为________ Ω；图丁中的电流表读数为________ mA.
（2）操作步骤④中，多用电表红表笔应接________(选填“c”或“e”)点．
（3）电路的故障可能是________．
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．保护电阻R短路 D．保护电阻R断路
（4）根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E′＝________ V(结果保留三位有效数字)．
【答案】（1）24，38.0；（2）e，（3）B；（4）1.48
【解析】
（1）欧姆表的读数为24×1 Ω＝24 Ω，电流表的最小分度是1 mA，需估读到0.1 mA，所以图丁中的电流表读数为38.0 mA.（2）根据电流必须从电流表正接线柱流入，电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，电路中电流表在e端为负极，即电流经过电流表的方向为d→e，则操作步骤④中，多用电表黑表笔应接c点，红表笔应接e点．（3）将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转，说明ac间有断路．将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数不为零，所以电路的故障是灯泡断路．（4）由操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度，根据欧姆表的中值电阻等于其内阻，则知欧姆表的内阻为R欧＝15 Ω.操作步骤④中，根据闭合电路欧姆定律得：I＝，又R0＋RmA＝24 Ω，故E′＝I(R0＋RmA＋R欧)＝38.0×10－3×(24＋15) V≈1.48 V.
15.如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请画出黑箱内的电路结构。

红表笔
A
A
B
C
C
B
黑表笔
B
C
C
B
A
A
阻值/Ω
100
150
50
2 000
2 100
100
【答案】见解析图
【解析】
先由二极管反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理可知在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间，说明A、C间包含电阻；而接A、B和B、A时电阻不变，故说明A、B间只有电阻，B、C间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。

16.如图所示，在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3。


（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)。
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱内任意两接点间是否存在电源时，要一表笔接某一点(如1)，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接另一点(如2)，同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值，测量结果如表所示：
两表笔接的接点
多用电表的示数
1、2
1.0 Ω
2、3
1.5 Ω
1、3
2.5 Ω
在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
（4）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为________Ω。
【答案】（1）A；（2）短暂；（3）见解析图；（4）0.6
【解析】
（1）多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A。
（2）使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏，往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。
（3）根据已知1、2间电阻为1.0 Ω，2、3间电阻为1.5 Ω，1、3间电阻为2.5 Ω，可画出电阻的连接方式如图所示。

（4）若将1、3用导线连接起来，则等效电路图如图所示，则 Ω＝0.6 Ω。