第11讲 实验：练习使用多用电表（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义

第11讲实验：练习使用多用电表——划重点之高二期中期末复习精细讲义考点1多用电表的使用及读数考点2用多用电表探索黑箱内的电学元件考点3运用多用电表判断电路故障考点1：多用电表的使用及读数外部构造(如图所示)(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程实验目的1.了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法2.会使用多用电表测电压、电流及电阻3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件实验原理(1)内部电路简化如图所示．(2)根据闭合电路欧姆定律①当红、黑表笔短接时，Ig＝eq\f(E,Rg＋R＋r)，②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，I＝eq\f(E,Rg＋R＋r＋Rx)，③当I中＝eq\f(1,2)Ig时，中值电阻R中＝Rg＋R＋r.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)三个实验步骤1.观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程2.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“＋”“－”插孔测量电流及电压①按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．②按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．测量电阻(1)调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度(2)选档：估测待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档的合适倍率，然后短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端电阻零刻度处。(3)将两表笔分别接触定值电阻两端（被测电阻要与外部电路断开），读出指示的电阻值，表针示数乘以倍率即待测电阻阻值。(4)如果档位不合适，应重新换档，并重新进行欧姆调零(5)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡数据处理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．2.测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．误差分析1.电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池2.欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点3.由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近4.读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数注意事项1.表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．2.区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．3.测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．4.测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．5.由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．6.使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．7.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．8.如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．9.在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管．【典例1】关于多用电表的使用，下列说法中正确的是（

）A．甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确B．乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，黑表笔电势低于红表笔C．丙图中用的是多用电表电阻档测量二极管的电阻，黑表笔电势低于红表笔D．丙、丁图中用的是多用电表电阻档测量同一个二极管的电阻，丙图中测量值较大【典例2】（多选）多用电表表盘指针指在如图所示的位置，下列说法正确的是（）A．若该读数是选用电阻挡“×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15C．若选用的是直流电压“10V”量程，则指针读数应为9.0D．测直流电流时，应让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路负极【典例3】认识多用电表下图是一种多用电表的外形图。表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。（1）表盘：最上方的刻度线为电阻的刻度线，供测电阻用，为零刻度线，为无穷大，且刻度不均匀，左密右疏。中间为直流电流，电压的刻度线，为零刻度线，为量程。最下边为交流电压2.5V的刻度线。（均选填“左端”或“右端”）（2）指针定位螺丝：使用电表之前用螺丝刀调整它，使指针指在刻度盘左端的零刻度。（3）选择开关：使用时，先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程。（4）直流电流挡mA：选择开关旋转到该电流挡时，表内的电流表电路被接通，可以测量电流，选择开关所指的“1”“10”“100”分别代表。（5）直流电压挡V、交流电压挡V：选择开关旋转到电压挡时，表内的电压表电路被接通，可以测量电压，选择开关所指的“2.5”“10”“50”“250”“500”分别代表。（6）电阻挡Ω：选择开关旋转到电阻挡时，表内的电阻表电路被接通，可以测量电阻，选择开关所指的“×1k”“×100”“×10”“×1”分别表示电阻表的倍率，电阻值为。（7）欧姆调零旋钮：测量电阻前，将红、黑表笔接触，调整欧姆调零旋钮使指针指向“0”。改变不同倍率的电阻挡后必须重复这项操作。（8）OFF挡：多用电表用完后，应将选择开关旋转到该位置，电表内部电路均断开，保护电表。也可以旋转到交流电压最高挡。（9）数字式多用电表：下图是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。【典例4】某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。(1)某同学用多用电表粗测电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线指针位置所示，为了测量更加准确，这时应该采用（选填“×10”或“×1k”）倍率，欧姆调零后进行测量如果此时读数如图乙中实线指针位置所示，则读数是(2)图甲为某同学随意设计的电流挡，电压挡的两用表电路图。已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻R1=110Ω,R2=100(3)一个多用电表的电池用久了，电动势E由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量未知电阻，读数为240Ω，则其真实值为Ω。考点2：用多用电表探索黑箱内的电学元件(1)首先用多用电表电压挡探测黑箱是否有电源．(2)如果有电源，则用多用电表的电压挡探测黑箱外任意两接点间电压，根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻关系，从而分析出黑箱内各元件的连接情况．(3)如果没有电源，则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值，根据所测量的电阻值，分析任意两点间各是什么元件及其连接情况．【典例5】用多用电表探测如图所示的黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆表测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么该黑箱内元件的接法可能是选项图中的（）A． B．C． D．【典例6】为了探测图1所示黑箱中的元件，小李使用多用电表对其进行探究。

（1）图2所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，欧姆表表盘中值刻度为“15”。机械调零后，若将选择开关旋至“×10”，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图3所示，则该电阻的阻值为Ω。（2）选择开关旋至“×10”，调零后多用电表的总内阻为Ω，将另一电阻接入红、黑表笔间，指针指在满偏刻度的13处，则另一电阻的阻值为（3）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5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在图1虚线框中画出黑箱中的电阻连接的可能方式（一种即可）。【典例7】(1)某同学用多用电表欧姆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“×1K”）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(2)某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（A）所示，则电流I=(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（B）所示，说明该二极管是元件（选填“线性”或“非线性”）。(4)该同学继续用多用电表测量黑箱内部结构，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω。1、3线柱之间的电阻为2.5Ω【典例8】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100μA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10(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R0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Rx代替R0，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5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω考点3：运用多用电表判断电路故障断路故障①用多用电表电压挡检测a.将多用电表的选择开关旋至电压挡，将红、黑表笔接到电源两端，若多用电表示数不为零，说明电源完好，若多用电表示数为零，说明电源损坏。b.在电源完好情况下，再将红、黑表笔接到外电路的各部分电路两端。若多用电表示数等于步骤a中多用电表的示数，则说明该部分电路断路。②用多用电表电流挡检测将多用电表的选择开关旋至电流挡，并将多用电表串联在电路中，若多用电表的示数为零，则说明与多用电表串联的部分电路断路。③用多用电表欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后分别将各元件接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明此元件完好；若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。短路故障将多用电表调至电压挡后与某部分电路(元件)并联，若多用电表示数为零，说明该部分电路(元件)被短路；若多用电表示数不为零，则该部分电路(元件)正常。【典例9】如图所示，电源电动势为6V，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用电压表的直流10V挡，闭合开关后，将电压表的正极接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为6V、6V、6V。可判断出故障的导线是（

）A．AB B．CD C．EF D．GH【典例10】某同学用如图所示的电路进行实验，两节串联的干电池总电动势为3V，内阻可忽略，两个小灯泡均标有“1.5V，0.5A”字样。闭合开关后两个小灯泡都不发光，检查各接线柱均接触良好。该同学拿来多用电表，使用其直流电压10V挡测量。将多用电表的一个表笔触接在接线柱a（电池的负极）上，把另一表笔分别与接线柱b、c、d、e、f接触，示数分别为0、0、0、3V、3V。由此可以确定（

）A．与a接线柱触接的是红表笔 B．L1C．L2一定发生了短路故障 D．L【典例11】某同学想设计一个测量未知电阻的实验方案，实验室提供的器材有：A．电流表（量程0.6A和3A）B．电压表（量程3V和15V）C．滑动变阻器（10Ω，2A）D．铅蓄电池（6V，0.05Ω）E．一个开关和导线若干(1)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，他进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则电阻值为Ω。(2)请根据提供的器材，设计的电路图如图2所示，电压表左端接（选“a”或“b”）点。(3)根据图2中的电路图，实物图图3中的实物连线被虚线分成A、B、C、D四个区域，其中连线有问题的是区域。(4)在图3中将问题修正后，开关闭合前滑片的位置应放于滑动变阻器（选“左”或“右”）端。(5)若实验过程发现开关闭合后，移动滑片，电流表指针几乎不动，电压表指针变化范围较大，电路故障可能原因是（）A．滑动变阻器阻值太大B．电流表量程选择不当C．待测电阻断路D．待测电阻短路【典例12】如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触（填“a”或“b”）。根据测试结果，可判定故障是。A．灯A短路

B．灯B短路C．cd段断路

D．df段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是（）A．灯A断路 B．灯B短路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路一、单选题1．关于多用电表的使用，下列说法正确的是（）A．使用多用电表前首先进行欧姆调零B．测电阻时指针偏转至靠近刻度盘最右端附近，需要将欧姆挡倍率调换到低倍率挡C．测量电阻时，若双手手指分别与两表笔金属部分接触，则会导致测量值偏大D．测量电阻时，电流从红表笔流经被测电阻再到黑表笔2．关于多用电表的使用，选择合适的挡位后，下列连接方式正确的是（

）A．甲图，测量小灯泡两端电压 B．乙图，测量小灯泡工作电流C．丙图，测量电阻Rx的阻值 3．下列关于欧姆表的使用和操作正确的是（）A．欧姆表欧姆调零后，用“×100”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，为了提高测量精度，应换用“×10”挡，重新调零后再测量B．用多用电表测量不同的电阻R时，均需要重新欧姆调零C．若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，可知该二极管的正极为A端D．多用电表用完后，将红黑表笔拔出即可4．如图所示，电路中的电源E=6V，内阻不计，a、b、c、d为电路中的四个接触点，闭合开关S后，左右滑动滑动变阻器滑片，电路中的电流表没有示数，电路中两个灯泡L1和L2都不亮，用多用电表的电压挡检查电路时，测得Uab=0，UA．灯泡L1短路 B．滑动变阻器RC．灯泡L2断路 5．关于多用电表及其使用，下列说法正确的是（）A．电阻挡的刻度不均匀，右边密左边疏B．测电压时，其黑表笔接高电势处，电流从黑表笔流入C．测电阻时要选择适当的挡位，使电表的指针指在刻度盘的中央附近D．测电阻时，若改变倍率，不需要重新进行欧姆调零二、填空题6．测量二极管的正、反向电阻（1）二极管由半导体材料制成，它有两个极，一个叫正极（P），一个叫负极（N），符号如图所示。二极管具有单向导电性，当给二极管加正向电压时，电流从正极流入，它的电阻很小，电路导通。当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路断开。如下图所示。（2）用多用电表测量二极管的正向电阻将多用电表的选择开关旋至（选填“低”或“高”）倍率的电阻挡，调整欧姆零点之后将表笔接触二极管的正极，表笔接触二极管的负极。稳定后读取其正向电阻。（3）用多用电表测量二极管的反向电阻将多用电表的选择开关旋至（选填“低”或“高”）倍率的电阻挡，调整欧姆零点之后将表笔接触二极管的负极，表笔接触二极管的正极。稳定后读取其反向电阻。三、实验题7．一位同学用多用电表测量某电阻的阻值，操作如下：（1）调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度；（2）由于不能估计被测电阻的大小，所以该同学将选择开关置于欧姆挡的“×10”倍率试测，将红、黑表笔直接接触，调整，使指针指向电阻刻度线的“0”；（3）将两表笔与被测电阻的两极接触，指针停在图中的a处。为使测量值更精确，应将选择开关换到（填“×1”或“×100”）倍率，重新测量；（4）该同学换挡后，直接将两表笔与被测电阻的两极接触，读出指针的示数乘以倍率，即为被测电阻的阻值；（5）请指出以上操作中的不当之处：；（6）正确操作后，指针指在图中的b处，则被测电阻的阻值为Ω。8．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所示。a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为mA；b.若所选挡位为电阻“×10”挡，则图中指针所指电阻为Ω。c.用表盘为图中所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ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“×1k”位置

D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点9．用多用电表的欧姆“×100”挡测试三只晶体二极管，其结果依次如图中的甲、乙、丙所示，由图可知，图（选填“甲”“乙”“丙”）中的二极管是好的，该二极管的正极是（选填“a”“b”）端。10．如图所示的黑箱，箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器，箱外有4个接线柱，分别标为1、2、3、4，相邻两个序号间只有一个元件。（1）若用多用电表确定干电池的位置，应使用多用电表的（选填下述挡位的序号）进行试测。A．直流1.5V挡B．直流2.5A挡C．欧姆挡（2）试测后，用直流1.5V电压挡进一步测量，测量结果记录如下：红表笔位置111黑表笔位置234示数1.5V00确定干电池位置后，去掉干电池，应用多用电表的挡进行测量，结果如下：红表笔位置111234黑表笔位置234111电阻情况电阻很大电阻很大电阻很大先有电阻，然后变为很大电阻较小电阻很小（3）根据以上结果在虚线框内画出电路图。11．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10V”挡，对A、B、C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A红表笔接AAB黑表笔接CBC电压表示数/1.51.5(3)探索黑箱Ⅱ。先用“直流电压10V”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“×100”，红表笔接D、黑表笔接E，表盘指针如图丙中红表笔接DDEEFF黑表笔接EFDFDE测得的电阻/①1.0∞∞1.0②(4)将探明的电路结构画在虚线框中。12．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；表头电流表G的量程为0−5mA，内阻r=300(1)图（a）中的B端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接；(2)开关S接位置（填“1”或“2”）时是电流挡的小量程，根据题给条件可得R1=(3)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；(4)当电池长期使用使得电动势变小，用该电池的多用电表测量电阻时，所测得的阻值将（填“偏大”“偏小”或“不变”）。13．某实验小组使用多用电表时，发现它已经损坏，于是根据已掌握的知识将一个电压表改装成了欧姆表，器材如下：A．电池组一个（内阻不计）

B．电压表一个（量程3V，内阻未知）C．电阻箱（0~9999.9Ω）

D．红黑表笔各一个、导线若干（电阻均不计）（1）该小组设计了图甲所示的欧姆表内部电路图，根据电路图可知（选填“a”或“b”）为红表笔。（2）首先，测量图甲中电压表的内阻，将红黑表笔短接前，电阻箱的阻值应调至（选填“最大值”或“最小值”），保持红黑表笔短接，将电阻箱的阻值调到1kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱的阻值调到3kΩ时，电压表的指针恰好半偏，由以上信息可求得电压表内阻RV=Ω，蓄电池电动