第44讲 重点实验：用多用电表测量电学中的物理量(讲义)（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第44讲重点实验：用多用电表测量电学中的物理量目录01、考情透视，目标导航TOC\o"1-3"\h\u02、知识导图，思维引航 103、考点突破，考法探究 2知识点1．认识多用电表 2知识点2．用多用电表测量小灯泡的电压和电流 3知识点3．用多用电表测定值电阻的阻值 3知识点4．用多用电表测二极管的正、反向电阻 4知识点5.用多用电表探测电路故障 4知识点6.探索黑箱内的电学元件 5考向1.多用电表的原理与读数 5考向2.欧姆表的原理及构造 6考向3.使用多用电表判断二极管的正、负极 7考向4.用多用电表探测电路故障 8考向5.探索黑箱内的电学元件 904、真题练习，命题洞见 10考情分析2024·浙江·高考物理第12题2024·河南·高考物理第12题2022·湖南·高考物理第12题2021·福建·高考物理第12题2021·北京·高考物理第12题复习目标目标1.了解多用电表的构造和工作原理。目标2.会用多用电表测量电压、电流。目标3.测量定值电阻和判断二极管的正负极。目标4.会用多用电表进行简单的电路故障分析。知识点1．认识多用电表(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)外形如图所示：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。(3)多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(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(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)。(4)原理图：知识点2．用多用电表测量小灯泡的电压和电流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__________挡，测小灯泡两端的电压。红表笔接电势__________(选填“高”或“低”)的点。按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于__________挡，测量通过小灯泡的电流。此时电流从__________表笔流入多用电表。知识点3．用多用电表测定值电阻的阻值(1)原理电路图I与Rx的对应关系相当于待测电阻Rx＝0，调节R使I＝Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R)，此时指针指在满偏电流Ig处(欧姆表内阻RΩ＝Rg＋r＋R)相当于待测电阻Rx＝∞，此时I＝0，指针不偏转待测电阻为Rx，I＝eq\f(E,RΩ＋Rx)，指针指到某确定位置，此时Rx＝eq\f(E,I)－RΩ刻度特点表头电流满偏Ig处，对应欧姆表零刻度(最右侧)表头电流I＝0处，对应欧姆表∞刻度(最左侧)表头电流I与电阻Rx一一对应，但不是线性关系，表盘刻度不均匀两点说明(1)黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”。(2)当多用电表指针指在中央时eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,RΩ＋R中)，故中值电阻R中＝RΩ。(2)测量步骤①估测待测电阻阻值，选择合适的量程。②欧姆调零。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__________挡，长期不用应取出电池。(3)注意事项①区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度__________侧的“0”位置，机械调零调节的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零调节的是欧姆调零旋钮。②使指针指在中值附近，否则换挡。③测电阻时每换一次挡必须重新__________。④手不能接触表笔的金属杆。⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和__________断开。知识点4．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，左端为正极，右端为负极。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)用欧姆挡判断二极管的正负极将多用电表欧姆调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的__________极，红表笔接触二极管的负极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的__________极(如图乙)。知识点5.用多用电表探测电路故障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)用欧姆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。知识点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，反接时示数很大考向1.多用电表的原理与读数1.某同学利用一个多用电表(表盘如图5乙所示)测量一个内阻Rg约100Ω、满偏电流Ig＝100mA的电流表的内阻，主要步骤如下：(1)欧姆挡的选择开关拨至倍率________(填“×1”“×10”或“×100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表________(填“A”或“B”)接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱。图5(2)多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为________Ω，这时电流表的读数为________mA。(3)测量结束后，将选择开关拨到OFF挡。(4)通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为________V。考向2.欧姆表的原理及构造2.某物理爱好者设计了一个三挡位(“×1”“×10”“×100”)的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，R1、R2、R3为定值电阻，表头G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下列问题：(1)欧姆表的两只表笔中，________(选填“a”或“b”)是红表笔。(2)当欧姆表的挡位为“×100”时，应将单刀三掷开关K与________(选填“1”“2”或“3”)接通。(3)若从“×10”挡位换成“×1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该________(选填“向上”或“向下”)调节。(4)在“×100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的eq\f(1,4)；取走R1，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的eq\f(1,3)，则Rx＝________Ω。考向3.使用多用电表判断二极管的正、负极3.某同学通过用多用电表测量找到发光二极管的负极。(1)该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)该同学依次用多用电表电阻挡的“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡、“×1k”挡分别进行了二极管导通状态的准确的测量(多用电表内部电源电动势不变)，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：______________________________________________。考向4.用多用电表探测电路故障4.在如图所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8V0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，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的________挡较为合适(用字母序号表示)。A.2.5V B.10VC.50V D.250V②测得c、d间电压约为5.8V，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)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，①测试前，一定要将电路中的开关S______。②测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图8所示，读数为________Ω，此时测量的是________间的电阻，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__________________________________________________________________________________________________________。考向5.探索黑箱内的电学元件5.如图9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，测量结果如表：红表笔ACCBAB黑表笔CABCBA阻值有阻值阻值同AC测量值很大很小很大接近AC间电阻(Ⅰ)在图10虚线框中画出黑箱内的电路结构图。(Ⅱ)小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验：(1)如图11所示，将电源(电动势未知，内阻不计)、电阻箱、开关连接，将e与________(选填“A”或“B”)相连，f与________(选填“A”或“B”)相连，A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的阻值大小，读出多组对应的电压表示数，记录为U1。(2)将e、f按照正确方式与A、C相连，闭合开关，改变电阻箱R的阻值大小，读出对应的电压表示数，记录为U2。(3)分别作出eq\f(1,U1)－R和eq\f(1,U2)－R图像，发现两图线均为直线，若直线纵截距分别为a1、a2，斜率分别为k1、k2，则电源电动势为________，黑箱内定值电阻阻值为________，二极管正向电阻值为________。1．（2024·浙江·高考真题）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)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时，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””或“”）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（A）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50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I=mA(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，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。2．（2024·新疆河南·高考真题）学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。完成下列填空：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；A．将红、黑表笔短接B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为kΩ（结果保留1位小数）；(2)为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于（填“a”或“b”）端；(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻（用、U和表示）；(4)测量得到，则待测电压表内阻（结果保留3位有效数字）。3．（2022·湖南·高考真题）小梦同学自制了一个两挡位（“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻（最大阻值为），、、为定值电阻（），电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接①②，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数变为，则（填“大于”或“小于”）；（2）将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为（填“”或“”）；（3）若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G满偏刻度处）时，调零电阻的滑片应该调节（填“向上”或“向下”）；（4）在“”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在①②间接入待测电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则。4．（2021·福建·高考真题）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为，材料未知。实验过程如下：（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为。（2）对多用电表进行机械调零。（3）将多用电表的选择开关旋至倍率的电阻挡（填“”“”“”或“”）。（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线