2024届高考物理复习讲义：实验十四 用多用电表测量电学中的物理量

实验十四用多用电表测量电学中的物理量

学习目标1.理解欧姆表的工作原理。2.会用多用电表测电流、电压、电阻，会

用多用电表判断二极管的极性。

夯实1必备知识

一、实验原理

1.欧姆表

(1)欧姆表构造

如图1所示，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：接被测电阻尺。

全电路电阻/?总=%+/?+1+l。

(2)工作原理

闭合电路的欧姆定律/=山壬言壬瓦。

(3)刻度的标定

红、黑表笔短接(被测电阻心=0)口寸，调节调零电阻R,使/=/g,电流表的指针

达到满偏，这一过程叫作欧姆调零。

①当/=/g时，&=0,在满偏电流及处标为(图甲)

②当/=0时，R-8,在/=。处标为“合”。(图乙)

③当/=9时，R=/+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值，4叫中值电阻。

2.二极管的单向导电性

(1)晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号

如图2甲所示。

---------------------------®-H®—

亮---不亮

|l-------------1|

甲------------乙----------------丙

图2

(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二

极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向

电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。

二、实验操作

1.机械调零：用小螺丝刀调节定位螺丝，进行机械调零。

2.将红、黑表笔分别插入“+”“一”插孔。

3.测量小灯泡的电压和电流。

⑴按图3甲所示连好电路，将选择开关置于直通电压挡，测小灯泡两端的电压。

甲乙

图3

⑵按图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。

4.测量定值电阻

⑴选择合适的挡位，把两表笔短接，进行欧姆调零。

⑵将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读出指针在刻度盘上所指的数值,

用读数乘以所选挡位的他至，即得测量结果。

⑶测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF挡。

三、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“+”插孔，黑表笔

插入“一”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”“罢出”。

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指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调

整的是欧姆调零旋钮。

3.欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率。

4.使用多用电表时，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电遮断开，否则不但影响测量结果，甚至

可能损坏电表。

6.测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。

核心考点

考点一多用电表的原理

例1如图4为简易多用电表的电路图。该多用电表有5个挡位，5个挡位中有:

直流电压IV挡和5V挡，直流电流3mA挡和6mA挡，欧姆挡。

图中£是直流电源；R、&、R、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，最大值

为2kC；表头G的满偏电流为2mA,内阻为20Q,虚线方框内为换挡开关。4

端和8端分别与两表笔相连。

(1)图中的A端与(填“红”或“黑”)表笔相连接。

⑵要想使用直流电压1V挡，选择开关8应与相连(填选择开关对应的数

字)。

(3)关于治的使用，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，调整治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，调整修使电表指针指在表盘右端电阻“0”

位置

C.使用电流挡时，调整治使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(4)根据题给条件可得昭=Q,R2=。。

确使用方法测量上述电阻，其测量结果将（选填“变大”“变小”或

“不变”）。

⑶根据题干信息可知：Ri：&=;电源E的电动势的值为Vo

答案（1）110（2）变大（3）1：41.5

解析（1）选择开关S接3、4时，分别为倍率为“XI”“X10”的欧姆表，为

了读数准确，应使指针指在中间部分，根据图像可知选择的是“X10”挡位，则

电阻阻值为HOQo

（2）当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流/g不变，

由公式（=仔可知，欧姆表内阻R内需要调小，待测电阻的测量值是通过电流表

E_/曲

的示数体现出来的，由/=可知当R内变小时，/变小,

R出+R\R；q+Rx

指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了。

（3）选择开关接1时，对应的电流表量程为/严『（（用'&）=500mA,选择

开关接2时，对应的电流表量程为，2=/g+/^=100mA,解得Ri:R2=l：4,

、A|-TA2

根据图像可知，“义1”挡位中值电阻即欧姆表内阻为15Q,

所以E=/2R内=1.5V。

考点二多用电表的使用和读数

例2（2022.北京延庆区高三一模）多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习

使用多用电表的实验中

（1）小敏同学测量20V左右的交流电压

①下列操作不合理的是。

A.先调节图6乙中的T旋钮，使指针指向左侧零刻度

B.将挡位K调至Y50V

C.测量并读数

②指针位置如图6甲所示，则此交变电流的电压为Vo

甲

乙

图6

(2)小白同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值尺，先把选择开关

旋到“X100”挡位，测量时发现指针偏转过小。

①应适当使流过欧姆表表头的电流变O

②接下来的操作顺序是。

a.将两表笔短按，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“X1()”挡

d.将选择开关旋到“XIk”挡

e.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值断开两表笔

答案(1)①A②21.5(2)①大②daeb

解析(1)①先调节图乙中的机械调零旋钮S,使指针指向左侧零刻度，故A错

误；将挡位K调至Y50V,指针指在读数20左右，测量并读出数值，故B、C

正确。

②指针指在刻度21.5,则此交变电流的电压为21.5Vo

⑵①指针偏转过小，即流过欧姆表表头的电流太小，应适当使流过欧姆表表头

的电流变大。

②应选择更大的挡位，将选择开关旋到“XIk”挡；然后将两表笔短接，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；将两

表笔分别连接到被测电阻的两端，读出租值凡，断开两表笔；最后旋转选择开

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daeb。

跟踪训练

2.（2023•福建泉州高三监测）某同学用多用电表做了以下两个实验：

⑴用欧姆挡测量一电阻的阻值（约580。〜610C）,进行了如图7甲所示的a、b、

c、d四个操作，正确的顺序是；其中步骤b的指针指在图乙所示的刻

度处，该同学选择的倍率为（选填“X1”“X10”或“X100"）o

bc

（2）欧姆挡进行电阻调零后，为了测量红、黑表笔短接时流出多用电表的电流八，

该同学设计了如图丙所示的电路，但电路中有一处接线错误，请指出：

____________________________________________________________________,

正确连接线路后，闭合开关，改变电阻箱的阻值，可得到多组电流表示数/和电

阻箱阻值R,作出:一E图线如图丁，该图线纵轴截距为4若忽略毫安表内阻，

可得出/m=;若考虑到毫安表内阻的影响，这个测量值真实值

（选填“大于”“等于”或“小于”

丙丁

图7

答案（l）adcbX10（2）电流表的正负接线柱接反!小于

解析（1）机械调零，用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处；将选

择开关旋至合适的挡位；欧姆调零，两个表笔短接，调整调零旋钮，让指针指在

零的位置；连接待测电阻测量，读出表盘电阻的读数，乘以挡位开关倍数，乘积

为电阻值；测完后多用电表挡位调到交流电压的最高挡，或断开挡。故正确的顺

序是adcb；由于电阻的阻值（约580。〜610C）,根据在图乙所示的刻度，可知选

择的倍率为X10。

⑵多用电表欧姆挡表内自带电源，电流红进黑出，而对于毫安表，电流应从正

接线柱进负接线柱出，因此电流表的正负接线柱接反；

欧姆表测量原理为

/=不卜金（设毫安表无内阻）

AQ-TA

当R为零时，

即

由于/m—7Z-

当考虑到毫安表内阻的影响，R总增大，这个测量值小于真实值。

♦pa素养能力।

1.（2023•安徽黄山高三质检）图1（a）是多用电表的表盘示意图，小明用多用电表

“X1（）”倍率的欧姆挡测量一只电阻的阻值，发现指针偏转角太小，为了测量结

果比较精确，小明按以下步骤进行了实验：

s

T

-K

图1

⑴应换用(选填“X1”或“X100”)倍率的欧姆挡。

(2)两表笔短接，通过调节(选填"S”“T”或"K”)，进行欧姆调零。

⑶重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图(b)所示，测量结果是

_____________Qo

(4)图(c)是小明刚刚使用过的两种倍率的欧姆挡内部电路示意图，Ri为欧姆调零

旋钮。当开关S断开时的倍率是________(选填"XI”“X10”"Xl()()”)。同

时应保证R的阻值是灵敏电流计感的o

答案(1)X100(2)T(3)1100(4)X1001

解析(1)用多用电表“X10”倍率的欧姆挡测量电阻的阻值时，指针偏转角太

小，说明示数大，要想使指针指在中值电阻附近，应选用大倍率的，故选用“X

100”倍率的欧姆挡。

(2)两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮T,使指针指在0C处。

(3)由图(b)可知，指针示数为11.0,因挡位为X100,故电阻读数为

R=U.0X100C=l100Qo

(4)当开关S断开时，通过电表干路的最大电流较小，根据闭合电路欧姆定律，

表头达到最大电流时，电路总电阻较大，故量程较大，应为“义100”倍率的欧

姆挡，小明选用的欧姆挡倍率扩大十倍，即断开开关S前通过电表干路的最大电

流是表头最大量程的十倍，根据并联电路电压电流关系可得/g+Zi=i（）/g,I岛

=/IRI,解得飞=加。

2.某实验小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究（以下问题中均

使用同一多用电表）。请回答下列问题：

（1）该学习小组先使用多用电表测量直流电压，若选择开关处在直流电压500V

挡，指针的位置如图2甲所示，则测量结果为Vo

（2）将多用电表挡位调到电阻“XIk”挡，进行欧姆调零后将红、黑表笔分别接

在没有接入电路的滑动变阻器（最大阻值为100C，如图乙所示乂、B两个接线柱

上，则发现欧姆表指针的偏转角度（填“较小”或“较大”）。

⑶然后学习小组将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡并重新进行欧姆调零后

测未知电阻值的电路如图丙所示。通过查找资料，了解到表头G的满偏电流为

10mA,并通过测量作出了电路中电流/与待测电阻阻值R,的关系图像如图丁所

示，由此可确定电池的电动势E=V,该图像的函数关系式为/=

。综上可判定学习小组使用多用电表欧姆挡的倍率是下列四个选项中的

（填字母代号）。

A.X1B.X10C.X100D.X1k

答案（1）270（2）较大（3）1.51B

1D二U十乙（

解析（1）电压500V挡最小分度为10V,测量结果为270V。

⑵用“XIk”挡来测量100。的电阻，指针指在0.1Q处，故指针的偏转角

较大。

E

(3)当表头满偏时有U=—

1E

当表头半偏时有^/g—ip

可知氏内=&=150Q

联立代入数据可得E=1.5V

该图像的函数关系式为

E_1.5

/=R+R=150+R

多用电表欧姆挡的内PL为R内=150C,而表盘中间刻度为15Q,故倍率是X10,

B正确。

3.(2023•安徽芜湖高三期末)多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图3(a)所示

为多用电表的电路原理图，其中电流表有().6A、3A两个挡位，电压表有3V、

15V两个挡位，欧姆表有两个挡位。

(1)S为选择开关，通过旋动开关S,表笔3可以分别与触点1、2、3、4、5、6

接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。

①图(a)中A是(填“红”或“黑”)表笔。

②当S接通触点(填“1、2、3、4、5、6”)时，对应多用电表0.6A挡。

③若电表内电源电动势选择开关S接触点3时，测量倍率比S接触点4

时(填“大”“小”或“相等”)。

(a)

R

而

爹

@

⑵某实验小组用该多用电表电压挡测量电源的电动势和内阻。除多用电表外还

有以下器材：待测电源E