2025高考物理总复习用多用电表测量电学中的物理量

第6讲实验用多用电表测量电学中的物理量高考总复习2025强基础固本增分研考点精准突破目录索引强基础固本增分一、电流表与电压表的改装1.改装方案2.校正(1)电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示。(2)校正的过程:先将滑动变阻器的滑片移动到最左端,然后闭合开关,移动滑片,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到最大量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正。二、欧姆表原理1.构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻Rx。3.刻度的标定: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,这一过程叫欧姆调零。(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。三、练习使用多用电表1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。2.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。3.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。4.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连接好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示的电路图连接好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。5.测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。6.探索黑箱内的电学元件

判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数,说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小,反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指“0”后逐渐增大到“∞”,且越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数7.误差分析(1)偶然误差:①估读时易带来误差;②表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。(2)系统误差:①电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池;②测量电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。8.注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时,电流总是“红入”“黑出”。(3)测量电阻时:①指针指中值附近较准,否则换挡;②每换一挡必须重新欧姆调零;③读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕,将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。√××××√××研考点精准突破考点一教材原型实验考向一

多用电表的原理典题1

某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路,通过控制开关S和调节电阻箱,欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率,所用器材如下:A.干电池(电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω)B.电流表G(满偏电流Ig=0.5mA,内阻Rg=150Ω)C.定值电阻R1=2100ΩD.电阻箱R2和R3(最大阻值为999.99Ω)E.电阻箱R4(最大阻值为9999Ω)F.开关一个,红、黑表笔各1支,导线若干甲(1)图甲中的a端应与

(选填“红”或“黑”)表笔连接。

(2)该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=

Ω,使电流表达到满偏。此时闭合电路的总电阻叫欧姆表的内阻R内,则R内=

Ω。把原表盘刻度改成电阻值时,刻度盘中间的刻度数值是

。

(3)闭合开关S,调节电阻箱R2和R3,当R2=

Ω且R3=

Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图乙所示的位置时,对应的电阻箱接入的电阻值为

Ω。

乙黑74930003074250200解析

(1)根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。(2)由闭合电路欧姆定律可知,欧姆表的内阻

=3

000

Ω,则R2=R内-R1-Rg-r=3

000

Ω-2

100

Ω-150

Ω-1.0

Ω=749

Ω,中值电阻应为3

000

Ω,根据欧姆表的刻度设置可知,表盘上只有两种挡位,开关S断开与闭合时相比,干路允许的最大电流较小,由欧姆定律知欧姆表内阻较大,测量的中值电阻较大,故S断开时欧姆表倍率应为“×100”。由欧姆表原理知刻度盘中值电阻等于欧姆表内阻,为3

000

Ω。故中间刻度值是30。典题2(2024安徽芜湖模拟)某同学组装完成的简易多用电表的电路图如图甲所示。图中E是电池,R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻。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个挡位分别为直流电压1V挡和5V挡、直流电流1mA挡和2.5mA挡、欧姆挡“×100”挡。改装多用电表表盘如图乙所示。甲乙(1)测量时,A接的是

(选填“红”或“黑”)表笔;若B端与触点“1”相连,则此时多用电表的挡位为

挡,若B端与触点“5”相连,则此时多用电表的挡位为

挡。(挡位填写要求具体到最大测量值)

(2)若B端与触点“1”相连,进行相关测量时,多用电表指针指示位置如图乙所示,则此时多用电表的读数为

。

(3)若电池E的电动势为1.5V,当B端与触点“3”相连,短接红、黑两表笔进行欧姆调零后,再用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到表头G满偏刻度的

处,则该电阻的阻值为

Ω。

(4)若电池E由于长时间使用后,电动势由1.5V下降到1.2V,但仍可调零。用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为500Ω,则这个待测电阻阻值的真实值为

Ω。

黑2.5mA5V1.50mA4500400解析

(1)根据欧姆表内部结构可知,黑表笔接电源正极,红表笔接电源负极,所以与A相连的是黑表笔;若B端是与“1”相连,则此时应为量程较大的电流表,所以多用电表的挡位为2.5

mA;若B端与触点“5”相连,则此时应为量程较大的电压表,所以多用电表的挡位为5

V。(2)此时多用电表的读数为1.50

mA。(3)当把B端与触点“3”相连,短接红、黑两表笔,有I=1

mA,根据E=IR内,其中R内=1

500

Ω,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G满偏刻度的

处,有E=I(R+R内),联立解得R=4

500

Ω。考向二

多用电表欧姆挡的使用典题3

某物理小组在练习使用多用电表。(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,他先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图甲所示。以下是接下来的测量过程:甲a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔c.将选择开关旋到“×1”挡d.将选择开关旋到“×100”挡e.将选择开关旋到“×1k”挡f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是

(填写步骤前的字母)。

dafb(2)重新测量后,指针位于如图乙所示的位置,被测电阻的测量值为

Ω。(3)欧姆表表头如图丙所示,已知电流计的满偏电流为Ig=100μA,电池电动势为E=1.5V,则该欧姆表的内阻是

kΩ,表盘上30μA刻度线对应的阻值是

kΩ。

乙丙22001535解析

(1)因为在“×10”挡时,指针偏转角度过小,即被测电阻较大,所以应选用较大倍率挡位测量,故先将选择开关旋到“×100”挡;后欧姆调零,即将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔;再测量,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;最后归位,即旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔。所以操作顺序是:d、a、f、b;(2)图乙中指针读数为22.0,由(1)可知,欧姆表倍率为×100,故被测电阻的测量值为22.0

Ω×100=2

200

Ω;考点二多用电表的拓展实验考向一

用多用电表探究“黑箱问题”典题4(2024重庆模拟)某实验小组在练习使用多用电表的实验中,进行了以下探究。(1)用多用电表测量某元件的电阻。选用欧姆挡“×10”挡进行测量时,发现多用电表指针的偏转角度过大,因此需重新选择

(选填“×1”或“×100”)挡,并需

(填操作过程)后,再次进行测量,若此时多用电表的指针如图甲所示,则测量结果为

Ω;

甲×1欧姆调零19(2)如图乙所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒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,该实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表所示。红表笔ABACBC黑表笔BACACB阻值/Ω2100120200020100100乙见解析图解析

(1)选用“×10”挡,发现指针偏角太大,说明待测电阻为小电阻,准确测量电阻应换小挡,应把选择开关置于“×1”挡,换挡后要欧姆调零,由图甲可知,欧姆表示数为19×1

Ω=19

Ω。(2)B、C间电阻与电流方向无关,因此一定是定值电阻,A、C间电阻与电流方向有关,电流从A到C时电阻远小于反向电阻,说明二极管一定直接接在A、C间,且A为正极,黑箱内的电路结构图如图所示。考向二

用多用电表判断电路故障典题5(2024湖南模拟)多用电表不仅可以用来测量电压、电流、电阻和检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是

。

A.测电压时,应按图甲连接方式测量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.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量AB(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,将滑动变阻器滑片滑到最右端,闭合开关S,用多用电表测量各点间的电压,则应将如图2所示的选择开关旋至

(选填“A”“B”“C”或“D”),用正确的测量方法得到Uab=Ubc=Uce=0,Uef=6V,已知只有一处故障,则下列说法正确的是

。

A.可能是R0断路B.可能是R0短路C.可能是R断路D.可能是R短路图1图2CBC(3)为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于欧姆挡的“×1”挡,分别将红黑表笔接ce端时,指针指在如图3所示的位置,则该电阻为

Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针

(选填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为

。

图318几乎不偏转R断路解析

(1)根据多用电表的使用方法,测电压时,红表笔应接电势较高的点,故A正确;测电流时,电流从红表笔进入,且串联在电路中,故B正确;测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;测二极管的反向电阻时,红表笔应接二极管正极,黑表笔应接二极管负极,故D错误。(2)选择开关应置于直流电压挡测电压,故选择开关应置于C。若R0断路,则Uce≠0,故A错误;若R0短路,Uab=Ubc=Uce=0,电压全加在ef间,故B正确;若R断路,则电压全加在ef间,故C正确;若R短路,则Uef=0,故D错误。(3)指针读数为18

Ω,R0没有短路