高考物理压轴题专项训练多用电表的原理和使用（原卷含解析）（高考实验）

PAGE实验15多用电表的原理和使用目录01新高考命题热点02核心考点综述1）多用电表结构①表头②测量电路③选择开关2）测量原理①电流测量原理②电压测量原理③电阻测量原理3）使用方法①机械调零②选择量程③欧姆调零④测量读数⑤使用完毕03典型真题精练04创新实验新考法1）多用电表在探究性实验中的应用2）基于多用电表的电路设计创新3）利用多用电表检测电容4）用多用电表测电源的电动势和内阻5）利用多用电表进行故障分析05分层强化训练1.实际电路故障检测情境：新高考常设置实际电路故障排查场景，要求学生运用多用电表进行检测。比如给出一个包含多个用电器、开关、电阻的复杂电路，部分电路出现故障（如断路、短路），学生需依据多用电表不同功能（测电压、测电阻等），合理选择挡位，通过测量判断故障位置与类型，考查学生解决实际问题及知识迁移运用能力。​2.与现代电子技术结合：随着电子技术发展，新高考可能结合新型电子元件考查多用电表使用。例如在探究新型半导体材料特性实验中，利用多用电表测量其在不同条件下的电阻、电压等参数，研究材料电学性能变化，要求学生理解多用电表在新型材料研究中的应用及对测量数据的分析处理。​3.数据处理与误差分析：重点考查学生对多用电表测量数据的处理能力及误差来源分析。如让学生根据多组测量数据绘制函数图像，分析测量结果与理论值差异，判断误差类型（系统误差、偶然误差），探讨减小误差的方法，考查学生对实验数据的科学分析能力。一、多用电表结构​1.表头：作为多用电表的核心组件，表头通常采用灵敏电流计。其工作原理基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转，偏转角度与通过线圈的电流大小成正比。表头满偏电流Ig指的是表头指针恰好偏转到最大刻度时通过表头的电流值，该值越小，表头越灵敏。例如，常见的表头满偏电流可能为几十微安到几毫安不等。表头内阻Rg是线圈的电阻，它也是一个关键参数，在后续测量电路的设计以及测量原理的推导中都起着重要作用。一般可通过半偏法等实验方法测量表头内阻。​2.测量电路：这是一个由多个电阻、二极管等元件构建而成的复杂电路网络，其精妙之处在于能够实现多用电表不同测量功能的转换。​3.选择开关：选择开关犹如多用电表的“指挥中枢”，通过旋转它，能够便捷地切换不同测量功能和量程。当旋至电流挡的不同位置时，对应着不同的电流测量量程。在电阻挡，不同的倍率挡位意味着与内部不同阻值的电阻组合接入电路，以适应从几欧到几十千欧甚至更大范围电阻的测量。​

二、测量原理​1.电流测量原理：当选择电流测量功能，多用电表内部电路与被测电路串联成为一个完整回路。大部分电流通过分流电阻流入分流支路，仅有一小部分电流通过表头，从而确保表头通过的电流在其安全量程范围内。以将表头量程扩大n倍为例，设原表头满偏电流为Ig，内阻为Rg，扩大后的量程为I=nIg。根据并联电路电流分配关系，IgRg​=(nIg−Ig)Rs，整理可得分流电阻。实际操作中，多用电表内部集成了多个不同阻值的分流电阻，通过选择开关切换不同的分流电阻接入电路，实现不同量程的电流测量，如下图中选择开关置1时，为电流表大量程，置2时为电流表小量程。​2.电压测量原理：测量电压时，多用电表与被测电路并联，表头与串联的分压电阻共同分担被测电压。由于表头指针的偏转是由通过表头的电流驱动，而根据欧姆定律，通过表头的电流与被测电压成正比。假设将表头量程从Ug＝IgRg扩大到nUg，在串联电路中，电流处处相等，即，由此可计算出分压电阻Rv＝(n−1)Rg。多用电表通过选择开关切换不同阻值的分压电阻，实现不同电压量程的测量，如上图中选择开关置于5时为电压表的小量程，置于6时为电压表的大量程。3.电阻测量原理：在测量电阻时，多用电表内部电源、可变电阻（用于欧姆调零）、表头与被测电阻构成闭合回路。根据欧姆定律，式中E为多用电表内置电源电动势，RΩ是由表头内阻Rg、串联的固定电阻以及调零电阻组成的等效内阻，Rx为被测电阻。测量前，先将红、黑表笔短接（即Rx＝0），调节调零电阻使表头指针满偏，此时回路电流，RΩ†被确定为一个定值。测量时，随着被测电阻Rx的接入，回路电流I发生变化，表头指针偏转角度改变，通过事先校准好的电阻刻度盘，就可以根据指针位置读出被测电阻Rx的值。例如，当指针指在刻度盘中间位置时，此时Rx＝RΩ†，该位置对应的电阻值称为中值电阻。​三、使用方法​1.机械调零：在使用多用电表之前，首先要观察表头指针是否准确指在表盘刻度的零位。若指针偏离零刻度线，可使用螺丝刀轻轻调节表头下方的机械调零旋钮，使指针精确指零。这一步骤的重要性在于确保表头测量的初始准确性，为后续的各种测量奠定基础。​2.选择量程：依据被测物理量的类型（是电流、电压还是电阻）以及对其大小的估计值，谨慎选择合适的测量功能和量程。​（1）电压测量量程选择：如果估计被测电压为几伏，例如3V左右，应优先选择0−10V量程，这样既能保证测量值在量程范围内，又能获得较高的测量精度。若选择量程过大，如0−50V量程，测量3V电压时，指针偏转角度过小，读数误差较大；若选择量程过小，可能会损坏电表。​（2）电阻测量量程选择：若估计被测电阻为几百欧，比如300Ω左右，应选择R×10倍率的电阻挡。选择合适倍率的目的是使测量时指针尽量指在刻度盘的中间位置附近，因为在该区域，刻度分布相对均匀，测量精度较高。若指针偏转角度过大，说明所选倍率过大，应换用较小倍率挡；若指针偏转角度过小，则需换用较大倍率挡。​3.欧姆调零：在进行电阻测量之前，务必将红、黑表笔短接，此时相当于被测电阻Rx＝0。然后调节欧姆调零旋钮，改变多用电表内部可变电阻的阻值，使表头指针恰好指在电阻刻度盘的零位。需要特别注意的是，每更换一次电阻挡的倍率，都必须重新进行欧姆调零。这是因为不同倍率下，多用电表内部的等效内阻RΩ发生了变化，只有重新调零，才能保证测量电阻时的准确性。​4.测量读数：测量时，务必将表笔正确接入被测电路。​（1）电流测量连接：测量电流时，多用电表应与被测电路串联，红表笔接电流流入端，黑表笔接电流流出端。例如，在测量一个简单串联电路中的电流时，将多用电表串联在电路中，确保电流从红表笔流入，从黑表笔流出。​（2）电压测量连接：测量电压时，多用电表与被测电路并联，红表笔接高电位端，黑表笔接低电位端。比如测量一个电阻两端的电压，将红表笔接电阻的高电位端，黑表笔接低电位端。​（3）电阻测量连接：测量电阻时，将被测电阻与其他电路元件断开，单独连接到多用电表的红、黑表笔之间。（4）读数：读取表头指针示数时，要根据所选量程和挡位进行换算。以电压挡为例，若量程为0−10V，表盘刻度共50小格，指针指在第20小格，则读数为；对于电阻挡，若选择×100倍率，指针示数为15，则被测电阻阻值为15×100=1500Ω。​5.使用完毕：测量工作结束后，为保护多用电表，应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡。旋至交流电压最高挡，可防止在下次使用时，因误操作直接测量较大电压而损坏电表；置于“OFF”挡则直接切断电表内部电路，避免电池漏电等情况，延长电表使用寿命。【例1】（2024·河北·高考真题）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。(1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的（填“正极”或“负极”）。(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的、、接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而（填“增大”或“减小”）。(3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。【例2】（2023·湖南·高考真题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）．(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是;(2)适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为（用表示）；(3)依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量0.00.51.01.52.02.5电压057115168220280根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线；(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是（重力加速度取，保留2位有效数字）；(5)若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则（填“>”“=”或“<”）．【例3】（2022·河北·高考真题）某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S2（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2所示）。自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60Ω，用于加热煮饭）；限流电阻R1和R2（阻值均为1kΩ）；指示灯L1和L2（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T。（1）按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是（多选）。A．按下S1，L1和L2均发光B．当锅内温度高于103℃时，S1自动断开，L1和L2均发光C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是（填写各步骤前的字母）。A．将选择开关旋转到“×100”位置B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D．测量指示灯L1两端的阻值E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是断路损坏；若指针如图4所示，可判断是断路损坏。（用电路中的元件符号表示）【变式1】多用电表在探究性实验中的应用1．（2025·贵州贵阳·一模）某实验兴趣小组为研究光敏电阻的阻值随光的照度（表示光的强弱，单位为“”）的变化规律，进行了下列实验：（1）先用多用电表的欧姆挡预判光敏电阻的阻值随照度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节（选填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮，使指针指向右边“0Ω”处。测量时发现照度越大，多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断光敏电阻的阻值随照度的增加而。（选填“增大”或“减小”）（2）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图1连接好电路进行测量。请把下列实验步骤补充完整：①闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到端（选填“a”或“b”）。②将电阻箱调为某一阻值，开关合向1，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录电压表、电流表的示数。③用一定照度的光源对准光敏电阻的透光口，保持不变，将开关由“1”拨到“2”，调节R，记录电压表、电流表的示数，断开开关。④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值。（用表示）（3）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度的变化曲线，如图2所示：（4）请你结合图2，利用该光敏电阻、一个直流电源E（电动势3V，内阻不计）、定值电阻（，，限选其中之一）、开关S及导线若干。设计一个简单电路，给如图3所示的照明系统1、2两端提供电压。要求当照度降低至，1、2两端电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。在图3虚线框内补充完成电路原理图（在图中标出所选器材的符号，不考虑控制开关对所设计电路的影响）。【变式2】基于多用电表的电路设计创新2．（2024·云南·模拟预测）如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。其中表头G的内阻、满偏电流mA，Ω。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。(1)当选择开关接“1”时，为电流挡，电流挡的量程为mA。(2)当选择开关接“3”时，为电压挡，若电压挡的量程为15V，则Ω。(3)该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘正中央位置，此时电阻箱如图丙所示，则多用电表内部电源的电动势V；③用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻Ω（结果保留3位有效数字）。【变式3】利用多用电表检测电容3．利用放电法可以测量电容器的电容，让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接（未画出），记录放电电流随时间变化的图像，可用系统软件计算出电容器的带电量Q，Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。（1）实验开始前先判断电容器的好坏：使用多用表的欧姆挡进行测量，把调零后的多用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板，观察到多用表指针先向右偏转较大角度，后又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是（填“好”或“坏”）的；（2）图甲、图乙为测量电容的两种电路原理图，学生电源应采用（填“直流”或“交流”）电源，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数；然后把开关S与2端相连，测量出电容器的带电量Q，为了减小误差，在甲、乙两图中，应选图为测量电路。（3）某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得如图丙所示的多组数据，其中第4组数据的Q未记录，但计算机显示了这次测量的I-t图像如图丁所示，由此可估算出Q=，请根据以上数据，在戊图中作出Q-U图像，并由图像可得该电容器的电容是F。（结果均保留两位小数）组别测量值123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/×10-3C0.861.091.221.932.15【变式4】用多用电表测电源的电动势和内阻4．某兴趣小组测量一块电池的电动势和内阻。（1）先用多用表的“”电压挡粗测电动势，指针位置如图甲所示，读数为V。（2）实验室提供的器材有：电流表（量程，），电流表（量程，），定值电阻（），定值电阻（），滑动变阻器（，），，待测电池，开关，导线。为了尽可能精确测量电池的电动势和内阻，小组设计图乙所示电路进行实验；①实验时，需先将电流表（填“”或“”）与定值电阻串联后改装为电压表，图乙中定值电阻应选（填“”或“”）；②实验测得多组电流表的示数和电流表的示数，绘制出图像如图丙所示，依据图像可得电池的电动势为V，内阻为。（结果均保留一位小数）【变式5】利用多用电表进行故障分析5．某物理兴趣小组准备探究某种元件Q(4V，2W)的伏安特性曲线，现有下列器材：A．电压表V1（0～5V，内阻约10kΩ）B．电压表V2（0～10V，内阻约20kΩ）C．电流表A（0～0.6A，内阻约0.4Ω）D．滑动变阻器R1（5Ω，1A）E．滑动变阻器R2（500Ω，0.2A）F．直流电源E（6V，内阻约1Ω）①实验中为使实验误差尽量减小，要求电压表示数从零开始变化且多取几组数据，电压表应选用，滑动变阻器应选用．（选填选项的字母）②请将图中的实物连线补充完整．③检查实验电路连接正确，然后闭合开关，移动变阻器滑动片，发现电流表和电压表的示数始终为零．在不断开电路的情况下，检查电路故障，应该使用多用电表的(选填“欧姆挡”，“电流挡”或“电压挡”)，检查过程中将多用电表的黑表笔与电流表“－”接线柱接触,红表笔依次与电压表和电流表的“+”接线柱接触时，多用电表指针都发生较大角度的偏转，若导线及与接线柱接触良好，说明电路中发生断路故障的元器件是(选填“电流表”，“电压表”或“元件Q”)．1．（2024·云南昆明·模拟预测）某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：(1)用多用电表欧姆挡测继电器线圈ed（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测继电器线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至（选填“×10”或“×1k”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器线圈ed的阻值为Ω。(2)为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关C应该接（选填“a”或“b”）。(3)流过继电器线圈ed的电流时电路才会报警，若直流电源电动势为18V（内阻不计），欲实现温度达到或超过60℃时报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择。A．0~200Ω B．0~500Ω C．0~1500Ω(4)若工作过程中希望温度达到80℃时才报警，则应该选择（选填“更大”或“更小”）量程范围的滑动变阻器。2．（2024·浙江金华·模拟预测）科技实践小组的同学们应用所学电路知识，对“一抽到底”的纸巾盒进行改装，使纸巾剩余量可视化。同学们使用的器材有：电源（，内阻不计）、定值电阻（）、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。（1）用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针的偏转角度很大，因此需选择（选填“”或“”）倍率的电阻挡，并需（填操作过程）后，再次进行测量，多用电表的指针如图所示。（2）将铅笔芯固定在纸巾盒侧边，截取一段导线固定在挡板C，并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动。（3）不计多用电表内阻，多用电表应该把选择开关打在“mA档”，量程为（选填“2.5”、“25”或“250”）。（4）将以上装置调试完毕并固定好，便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度，设铅笔芯总电阻为R，总长度为L，不计多用电表内阻，则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I=（用题中物理量符号表达）。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来，并进行标识，从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。3．某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表，该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻，进行了如下操作：（1）将多用电表挡位调到电阻挡“×100”，再将红表笔和黑表笔短接，调零点；（2）将图甲中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端；（3）测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，需要将多用电表挡位调到电阻（填“×10”或“×1000”）挡。（4）将红表笔和黑表笔短接，调零点；（5）测量时，多用电表指针指示的位置如图乙所示，由此可以得到毫安表的内阻为；（6）如果需要改成量程为3V的电压表，需要（填“串联”或“并联”）的电阻。4．某同学要将一量程为500μA的微安表扩大改装，为此先要测微安表的内阻(1)如图甲所示，他先用多用表的欧姆“×100挡”进行测量，指针指在图中虚线处。他应该换用（填“×10挡"或“×1k挡"）；进行正确的操作后，指针指在图中实线处，其测量值为Ω；测量时多用表的红表笔应接电流表的（填“正接线柱”或“负接线柱”）(2)为了较精确地测量该电流表的内阻。该同学在实验室借到以下器材∶定值电阻R0=180Ω，滑动变阻器R1（0~10Ω）。电阻箱R2（0~999.9Ω），电源E（电动势为4V。内阻很小），开关和导线若干。设计实验电路如图乙所示①将滑动变阻器的滑片P移到最（填左端”或“右端”），调节电阻箱R2的阻值为0，闭合开关S，移动滑片P，使微安表满偏②保持滑片P不动。调节R2使微安表的示数正好为满刻度的，记录电阻箱的阻值为59.4Ω，则微安表内阻的测量值Rg=，这个测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）微安表内阻的真实值(3)根据(2)中测量的结果，若该同学将一阻值R=1.2Ω的电阻与微安表并联改装成电流表，则原微安表100μA的刻度线应标识的电流为mA5．如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、标识不清的电源以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。（1）其中电阻R2=Ω；（2）选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为mA。（3）兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为Ω；③用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为Rx=Ω（保留三位有效数字）；④小组成员拿来一块电压表，粗略测量电源的电动势，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中表笔（填“红”或“黑”）接电压表的正接线柱。6．某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：（1）用多用电表欧姆挡测继电器线圈（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“”位置，欧姆调零，测线圈电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至（填“”或“”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为；（2）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关应该接（选填“”或“”）；（3）流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择。A．

B．

C．7．某同学设计了一个测量多用电表内电池电动势E的实验。所用到的器材有：待测多用电表（表盘中央刻度为“15”），量程为60mA的电流表（内阻未知），电阻箱，导线若干。(1)在使用多用电表测电阻时，应选择合适的挡位。若该同学所用多用表的电阻挡有三个挡位，分别是“×1”、“×10”、“×100”。当选用“×10”挡粗测一未知电阻的阻值时，操作步骤正确，但发现表头指针偏转角过大，为了准确地进行测量，该同学将多用电表换到电阻挡的“×1”挡位。如果换挡后，立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么还缺少的必要步骤是；(2)该同学在实验前按下图所示的电路图连接好电路，实验时已将多用电表调至电阻挡的“×1”挡位。其中a和b是多用电表的两个表笔，若两电表均正常工作，则可判断表笔b为表笔（填“红”、或“黑”）；(3)实验过程中，某次将电阻箱的阻值调为12.5Ω，此时多用电表、电流表的指针位置分别如图（a）、（b）所示。则可求得电流表的内阻为Ω；(4)根据上述过程可求得多用电表内电池的电动势为E=V（结果保留三位有效数字）。8．图甲为某同学测定电池的电动势和内电阻的实验电路图，图中R0为阻值2Ω的定值保护电阻。（1）该同学将电路连接好后闭合电键发现：电压表读数不为零，但电流表读数为零，检查确定各接线柱正确且接触良好．于是该同学用多用表的电压挡检查电路，测得，而读数与电压表读数相同，由此可以推知故障是。（2）将图乙的实物连线电路补充完整(用黑色笔连线)，并将用多用表的电压挡检查电路中c、d两端的电压也用笔画线代导线将线路连接起来。（3）故障排除后，该同学完成了实验，测出相关数据如下表所示，并在图丙的坐标中描出了对应的点，请画出图线，并由图求出：电池的电动势为V，内阻Ω。

实验15多用电表的原理和使用目录01新高考命题热点02核心考点综述1）多用电表结构①表头②测量电路③选择开关2）测量原理①电流测量原理②电压测量原理③电阻测量原理3）使用方法①机械调零②选择量程③欧姆调零④测量读数⑤使用完毕03典型真题精练04创新实验新考法1）多用电表在探究性实验中的应用2）基于多用电表的电路设计创新3）利用多用电表检测电容4）用多用电表测电源的电动势和内阻5）利用多用电表进行故障分析05分层强化训练1.实际电路故障检测情境：新高考常设置实际电路故障排查场景，要求学生运用多用电表进行检测。比如给出一个包含多个用电器、开关、电阻的复杂电路，部分电路出现故障（如断路、短路），学生需依据多用电表不同功能（测电压、测电阻等），合理选择挡位，通过测量判断故障位置与类型，考查学生解决实际问题及知识迁移运用能力。​2.与现代电子技术结合：随着电子技术发展，新高考可能结合新型电子元件考查多用电表使用。例如在探究新型半导体材料特性实验中，利用多用电表测量其在不同条件下的电阻、电压等参数，研究材料电学性能变化，要求学生理解多用电表在新型材料研究中的应用及对测量数据的分析处理。​3.数据处理与误差分析：重点考查学生对多用电表测量数据的处理能力及误差来源分析。如让学生根据多组测量数据绘制函数图像，分析测量结果与理论值差异，判断误差类型（系统误差、偶然误差），探讨减小误差的方法，考查学生对实验数据的科学分析能力。一、多用电表结构​1.表头：作为多用电表的核心组件，表头通常采用灵敏电流计。其工作原理基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转，偏转角度与通过线圈的电流大小成正比。表头满偏电流Ig指的是表头指针恰好偏转到最大刻度时通过表头的电流值，该值越小，表头越灵敏。例如，常见的表头满偏电流可能为几十微安到几毫安不等。表头内阻Rg是线圈的电阻，它也是一个关键参数，在后续测量电路的设计以及测量原理的推导中都起着重要作用。一般可通过半偏法等实验方法测量表头内阻。​2.测量电路：这是一个由多个电阻、二极管等元件构建而成的复杂电路网络，其精妙之处在于能够实现多用电表不同测量功能的转换。​3.选择开关：选择开关犹如多用电表的“指挥中枢”，通过旋转它，能够便捷地切换不同测量功能和量程。当旋至电流挡的不同位置时，对应着不同的电流测量量程。在电阻挡，不同的倍率挡位意味着与内部不同阻值的电阻组合接入电路，以适应从几欧到几十千欧甚至更大范围电阻的测量。​

二、测量原理​1.电流测量原理：当选择电流测量功能，多用电表内部电路与被测电路串联成为一个完整回路。大部分电流通过分流电阻流入分流支路，仅有一小部分电流通过表头，从而确保表头通过的电流在其安全量程范围内。以将表头量程扩大n倍为例，设原表头满偏电流为Ig，内阻为Rg，扩大后的量程为I=nIg。根据并联电路电流分配关系，IgRg​=(nIg−Ig)Rs，整理可得分流电阻。实际操作中，多用电表内部集成了多个不同阻值的分流电阻，通过选择开关切换不同的分流电阻接入电路，实现不同量程的电流测量，如下图中选择开关置1时，为电流表大量程，置2时为电流表小量程。​2.电压测量原理：测量电压时，多用电表与被测电路并联，表头与串联的分压电阻共同分担被测电压。由于表头指针的偏转是由通过表头的电流驱动，而根据欧姆定律，通过表头的电流与被测电压成正比。假设将表头量程从Ug＝IgRg扩大到nUg，在串联电路中，电流处处相等，即，由此可计算出分压电阻Rv＝(n−1)Rg。多用电表通过选择开关切换不同阻值的分压电阻，实现不同电压量程的测量，如上图中选择开关置于5时为电压表的小量程，置于6时为电压表的大量程。3.电阻测量原理：在测量电阻时，多用电表内部电源、可变电阻（用于欧姆调零）、表头与被测电阻构成闭合回路。根据欧姆定律，式中E为多用电表内置电源电动势，RΩ是由表头内阻Rg、串联的固定电阻以及调零电阻组成的等效内阻，Rx为被测电阻。测量前，先将红、黑表笔短接（即Rx＝0），调节调零电阻使表头指针满偏，此时回路电流，RΩ†被确定为一个定值。测量时，随着被测电阻Rx的接入，回路电流I发生变化，表头指针偏转角度改变，通过事先校准好的电阻刻度盘，就可以根据指针位置读出被测电阻Rx的值。例如，当指针指在刻度盘中间位置时，此时Rx＝RΩ†，该位置对应的电阻值称为中值电阻。​三、使用方法​1.机械调零：在使用多用电表之前，首先要观察表头指针是否准确指在表盘刻度的零位。若指针偏离零刻度线，可使用螺丝刀轻轻调节表头下方的机械调零旋钮，使指针精确指零。这一步骤的重要性在于确保表头测量的初始准确性，为后续的各种测量奠定基础。​2.选择量程：依据被测物理量的类型（是电流、电压还是电阻）以及对其大小的估计值，谨慎选择合适的测量功能和量程。​（1）电压测量量程选择：如果估计被测电压为几伏，例如3V左右，应优先选择0−10V量程，这样既能保证测量值在量程范围内，又能获得较高的测量精度。若选择量程过大，如0−50V量程，测量3V电压时，指针偏转角度过小，读数误差较大；若选择量程过小，可能会损坏电表。​（2）电阻测量量程选择：若估计被测电阻为几百欧，比如300Ω左右，应选择R×10倍率的电阻挡。选择合适倍率的目的是使测量时指针尽量指在刻度盘的中间位置附近，因为在该区域，刻度分布相对均匀，测量精度较高。若指针偏转角度过大，说明所选倍率过大，应换用较小倍率挡；若指针偏转角度过小，则需换用较大倍率挡。​3.欧姆调零：在进行电阻测量之前，务必将红、黑表笔短接，此时相当于被测电阻Rx＝0。然后调节欧姆调零旋钮，改变多用电表内部可变电阻的阻值，使表头指针恰好指在电阻刻度盘的零位。需要特别注意的是，每更换一次电阻挡的倍率，都必须重新进行欧姆调零。这是因为不同倍率下，多用电表内部的等效内阻RΩ发生了变化，只有重新调零，才能保证测量电阻时的准确性。​4.测量读数：测量时，务必将表笔正确接入被测电路。​（1）电流测量连接：测量电流时，多用电表应与被测电路串联，红表笔接电流流入端，黑表笔接电流流出端。例如，在测量一个简单串联电路中的电流时，将多用电表串联在电路中，确保电流从红表笔流入，从黑表笔流出。​（2）电压测量连接：测量电压时，多用电表与被测电路并联，红表笔接高电位端，黑表笔接低电位端。比如测量一个电阻两端的电压，将红表笔接电阻的高电位端，黑表笔接低电位端。​（3）电阻测量连接：测量电阻时，将被测电阻与其他电路元件断开，单独连接到多用电表的红、黑表笔之间。（4）读数：读取表头指针示数时，要根据所选量程和挡位进行换算。以电压挡为例，若量程为0−10V，表盘刻度共50小格，指针指在第20小格，则读数为；对于电阻挡，若选择×100倍率，指针示数为15，则被测电阻阻值为15×100=1500Ω。​5.使用完毕：测量工作结束后，为保护多用电表，应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡。旋至交流电压最高挡，可防止在下次使用时，因误操作直接测量较大电压而损坏电表；置于“OFF”挡则直接切断电表内部电路，避免电池漏电等情况，延长电表使用寿命。【例1】（2024·河北·高考真题）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。(1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的（填“正极”或“负极”）。(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的、、接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而（填“增大”或“减小”）。(3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。【答案】(1)负极 (2)AAD/C减小 (3)增大【解析】（1）根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。（2）[1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故接滑动变阻器A接线柱,必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。另若接金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，接接滑动变阻器A接线柱,接滑动变阻器B接线柱也符合题意。[4]由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。（3）三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。【例2】（2023·湖南·高考真题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）．(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是;(2)适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为（用表示）；(3)依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量0.00.51.01.52.02.5电压057115168220280根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线；(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是（重力加速度取，保留2位有效数字）；(5)若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则（填“>”“=”或“<”）．【答案】(1)1000/1000.0 (2) (3) (4)1.7×10-2 (5)>【解析】（1）欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω（2）当电压传感器读数为零时，CD两点电势相等，即即解得（3）绘出U-m图像如图（4）由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g，则（5）可将CD以外的电路等效为新的电源，电动势E＇，内阻r＇，CD两点电压看做路端电压，因为换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大，此时电压传感器读数当读数为U＇=200mV时，实际CD间断路（接理想电压传感器时）时的电压等于E＇大于200mV，则此时压力传感器的读数F1>F0。【例3】（2022·河北·高考真题）某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S2（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2所示）。自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60Ω，用于加热煮饭）；限流电阻R1和R2（阻值均为1kΩ）；指示灯L1和L2（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T。（1）按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是（多选）。A．按下S1，L1和L2均发光B．当锅内温度高于103℃时，S1自动断开，L1和L2均发光C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是（填写各步骤前的字母）。A．将选择开关旋转到“×100”位置B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D．测量指示灯L1两端的阻值E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是断路损坏；若指针如图4所示，可判断是断路损坏。（用电路中的元件符号表示）【答案】CD/DCCABDEL1R1【解析】[1]A．按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；B．当锅内温度高于103℃时，S1断开，而要温度降到70℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中并联的整体电阻RL=10.42ΩR并=56.64Ω则回路总电阻R总=1067.06Ω则回路总电流则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并=I总R并=11.89V则流过L1的电流为则流过L1的电流小于30mA，则L1熄灭，B错误；C．由题知，S2在锅内温度高于80℃时自动断开，锅内温度降到70℃以下时S2自动闭合，C正确；D．当锅内迢度低于70℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为则此时流过L1的电流大于30mA，则L1发光，D正确。故选CD。（2）[2]多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指什指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。[3]由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，如图3可看出L1两端有1100Ω左右的电阻，大约等于和R的总阻值，则说明L1始终不亮的原因可能是L1断路损坏。[4]由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，如图4可看出欧姆表的示数几乎为零，,由于此时选用的是“×100”挡，而灯泡电阻RL=10.42Ω，欧姆表两表笔间的电阻为灯泡电阻时，示数很小，几乎为0，说明灯泡L1正常，L1始终不亮的原因可能是R1断路损坏。【变式1】多用电表在探究性实验中的应用1．（2025·贵州贵阳·一模）某实验兴趣小组为研究光敏电阻的阻值随光的照度（表示光的强弱，单位为“”）的变化规律，进行了下列实验：（1）先用多用电表的欧姆挡预判光敏电阻的阻值随照度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节（选填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮，使指针指向右边“0Ω”处。测量时发现照度越大，多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断光敏电阻的阻值随照度的增加而。（选填“增大”或“减小”）（2）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图1连接好电路进行测量。请把下列实验步骤补充完整：①闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到端（选填“a”或“b”）。②将电阻箱调为某一阻值，开关合向1，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录电压表、电流表的示数。③用一定照度的光源对准光敏电阻的透光口，保持不变，将开关由“1”拨到“2”，调节R，记录电压表、电流表的示数，断开开关。④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值。（用表示）（3）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度的变化曲线，如图2所示：（4）请你结合图2，利用该光敏电阻、一个直流电源E（电动势3V，内阻不计）、定值电阻（，，限选其中之一）、开关S及导线若干。设计一个简单电路，给如图3所示的照明系统1、2两端提供电压。要求当照度降低至，1、2两端电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。在图3虚线框内补充完成电路原理图（在图中标出所选器材的符号，不考虑控制开关对所设计电路的影响）。【答案】欧姆调零减小b【解析】（1）[1]选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0Ω”处；[2]测量时发现照度越大，多用电表指针向右偏转角度越大，说明电阻较小，故由此可判断光敏电阻的阻值随照度的增加而减小；（2）①[3]闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到b端，滑动变阻器的有效电阻最大，开始接通电路时的电流最小，从而起到安全保护电路的作用；④[4]开关合向1，闭合开关，则有保持不变，将开关由“1”拨到“2”，则有联立解得（4）[5]由题可知，电源电动势为3V，为达要求，则光敏电阻两端电压为2V，所以应加上一个分压电阻，根据图2，可知2V时光敏电阻的阻值为20kΩ，则分压电阻与之串联，电流相等，分压电阻的电压为1V，则分压电阻阻值为10kΩ，即选用，故电路原理图，如图所示【变式2】基于多用电表的电路设计创新2．（2024·云南·模拟预测）如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。其中表头G的内阻、满偏电流mA，Ω。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。(1)当选择开关接“1”时，为电流挡，电流挡的量程为mA。(2)当选择开关接“3”时，为电压挡，若电压挡的量程为15V，则Ω。(3)该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘正中央位置，此时电阻箱如图丙所示，则多用电表内部电源的电动势V；③用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻Ω（结果保留3位有效数字）。【答案】(1)250 (2)40 (3)12.512.5【解析】（1）由欧姆定律可得电流挡的量程为（2）根据电压表改装原理解得Ω（3）[1]欧姆表的内阻等于此时电阻箱读数根据闭合电路欧姆定律V[2]图乙所示位置电流为200mA，根据闭合电路欧姆定律可得解得【变式3】利用多用电表检测电容3．利用放电法可以测量电容器的电容，让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接（未画出），记录放电电流随时间变化的图像，可用系统软件计算出电容器的带电量Q，Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。（1）实验开始前先判断电容器的好坏：使用多用表的欧姆挡进行测量，把调零后的多用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板，观察到多用表指针先向右偏转较大角度，后又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是（填“好”或“坏”）的；（2）图甲、图乙为测量电容的两种电路原理图，学生电源应采用（填“直流”或“交流”）电源，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数；然后把开关S与2端相连，测量出电容器的带电量Q，为了减小误差，在甲、乙两图中，应选图为测量电路。（3）某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得如图丙所示的多组数据，其中第4组数据的Q未记录，但计算机显示了这次测量的I-t图像如图丁所示，由此可估算出Q=，请根据以上数据，在戊图中作出Q-U图像，并由图像可得该电容器的电容是F。（结果均保留两位小数）组别测量值123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/×10-3C0.861.091.221.932.15【答案】好直流甲

【解析】（1）[1]使用多用表的电阻挡进行测量，多用表内有电源，先对电容器充电，有充电电流，会观察到多用表指针向右偏转较大角度；随着电容器逐渐充满电，充电电流逐渐减小，最终电容器相当于断路状态，指针又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是好的。（2）[2]学生电源应采用直流电源，因为电容器可以通过交流电，其电压不断变化，没法得出稳定的电压，故选直流电源。[3]当把开关与2端相连，电容器放电，图甲的所有电荷均通过电流表，测量准确，图乙中还有一部分电荷通过电压表，这部分电荷测不出来，故选甲图。（3）[4]由知，电荷量为图象与坐标横轴所围的面积，即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量，由图象可知“面积”格数约40格，每小格相当于，所以电容器电压为时，电荷量[5]由表格数据描点作图，如图所示[6]在图像中选取两个相距较远的点，计算出图线的斜率，即为电容器的电容【变式4】用多用电表测电源的电动势和内阻4．某兴趣小组测量一块电池的电动势和内阻。（1）先用多用表的“”电压挡粗测电动势，指针位置如图甲所示，读数为V。（2）实验室提供的器材有：电流表（量程，），电流表（量程，），定值电阻（），定值电阻（），滑动变阻器（，），，待测电池，开关，导线。为了尽可能精确测量电池的电动势和内阻，小组设计图乙所示电路进行实验；①实验时，需先将电流表（填“”或“”）与定值电阻串联后改装为电压表，图乙中定值电阻应选（填“”或“”）；②实验测得多组电流表的示数和电流表的示数，绘制出图像如图丙所示，依据图像可得电池的电动势为V，内阻为。（结果均保留一位小数）【答案】9.210.612.8【解析】（1）[1]根据电压表的读数规律，该读数为（2）①[2][3]根据上述电动势粗测值为9.2V，为了改装电压表的精度与安全，需要将电流表改装成10V的电压表，根据器材的数据，可知需先将电流表与定值电阻串联后改装为电压表，该改装表的量程为②[4][5]根据上述，结合电路图有变形有结合图丙有，解得，【变式5】利用多用电表进行故障分析5．某物理兴趣小组准备探究某种元件Q(4V，2W)的伏安特性曲线，现有下列器材：A．电压表V1（0～5V，内阻约10kΩ）B．电压表V2（0～10V，内阻约20kΩ）C．电流表A（0～0.6A，内阻约0.4Ω）D．滑动变阻器R1（5Ω，1A）E．滑动变阻器R2（500Ω，0.2A）F．直流电源E（6V，内阻约1Ω）①实验中为使实验误差尽量减小，要求电压表示数从零开始变化且多取几组数据，电压表应选用，滑动变阻器应选用．（选填选项的字母）②请将图中的实物连线补充完整．③检查实验电路连接正确，然后闭合开关，移动变阻器滑动片，发现电流表和电压表的示数始终为零．在不断开电路的情况下，检查电路故障，应该使用多用电表的(选填“欧姆挡”，“电流挡”或“电压挡”)，检查过程中将多用电表的黑表笔与电流表“－”接线柱接触,红表笔依次与电压表和电流表的“+”接线柱接触时，多用电表指针都发生较大角度的偏转，若导线及与接线柱接触良好，说明电路中发生断路故障的元器件是(选填“电流表”，“电压表”或“元件Q”)．【答案】A；D；电压挡；电流表；【解析】①待测元件额定电压为4V，则电压表应选A；为保证安全，方便实验操作，滑动变阻器应选：D．②实验要求电压表示数从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；，电流表内阻为0.4Ω，电压表内阻为10kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：③实验电路连接正确，闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转，说明电路存在断路．在不断开电路的情况下，应该使用多用电表直流电压挡检查电路故障；检查过程中将多用表的红，黑表笔与电流表“+”，“-”接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是电流表断路．点睛：在选择电流表与电压表时要注意保证流过表的电流或电压要大于1/3量程，这样可以减少读数误差，在选择电路结构时，实验要求电压表示数从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法．1．（2024·云南昆明·模拟预测）某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：(1)用多用电表欧姆挡测继电器线圈ed（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测继电器线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至（选填“×10”或“×1k”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器线圈ed的阻值为Ω。(2)为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关C应该接（选填“a”或“b”）。(3)流过继电器线圈ed的电流时电路才会报警，若直流电源电动势为18V（内阻不计），欲实现温度达到或超过60℃时报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择。A．0~200Ω B．0~500Ω C．0~1500Ω(4)若工作过程中希望温度达到80℃时才报警，则应该选择（选填“更大”或“更小”）量程范围的滑动变阻器。【答案】(1)×10220 (2)a (3)C (4)更大【解析】（1）[1][2]将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测继电器线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，可知所选倍率太大，，则应把选择开关旋至×10挡进行测量；，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器线圈ed的阻值为（2）由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁场磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关C应该接a。（3）流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过60℃时报警器响起，当温度达到60℃时，热敏电阻的阻值R为，则有可得此时滑动变阻器接入电路阻值为故选C。（4）若工作过程中希望温度达到80℃时才报警，由热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像可知，80℃时热敏电阻的阻值小于60℃时热敏电阻的阻值，根据可知80℃时滑动变阻器接入电路阻值更大，则工作过程中希望温度达到80℃时才报警，应该选择更大量程范围的滑动变阻器。2．（2024·浙江金华·模拟预测）科技实践小组的同学们应用所学电路知识，对“一抽到底”的纸巾盒进行改装，使纸巾剩余量可视化。同学们使用的器材有：电源（，内阻不计）、定值电阻（）、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。（1）用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针的偏转角度很大，因此需选择（选填“”或“”）倍率的电阻挡，并需（填操作过程）后，再次进行测量，多用电表的指针如图所示。（2）将铅笔芯固定在纸巾盒侧边，截取一段导线固定在挡板C，并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动。（3）不计多用电表内阻，多用电表应该把选择开关打在“mA档”，量程为（选填“2.5”、“25”或“250”）。（4）将以上装置调试完毕并固定好，便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度，设铅笔芯总电阻为R，总长度为L，不计多用电表内阻，则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I=（用题中物理量符号表达）。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来，并进行标识，从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。【答案】欧姆调零250【解析】（1）[1][2]多用电表指针的偏转角度很大，说明读数很小，倍率较高，则需选择倍率的电阻挡，并需要重新欧姆调零之后进行测量。（3）[3]纸巾没有使用时，铅笔芯的电阻视为零，则最大电流为则量程为250mA。（4）[4]铅笔芯接入电路的电阻为回路中的电流为代入可得3．某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表，该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻，进行了如下操作：（1）将多用电表挡位调到电阻挡“×100”，再将红表笔和黑表笔短接，调零点；（2）将图甲中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端；（3）测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，需要将多用电表挡位调到电阻（填“×10”或“×1000”）挡。（4）将红表笔和黑表笔短接，调零点；（5）测量时，多用电表指针指示的位置如图乙所示，由此可以得到毫安表的内阻为；（6）如果需要改成量程为3V的电压表，需要（填“串联”或“并联”）的电阻。【答案】2×10160串联1340【解析】（2）[1]电流从多用电表红表笔流入、黑表笔流出，从待测毫安表正接线柱流入、负接线柱流出，所以应将图甲中多用电表的黑表笔和1端相连，红表笔与2端相连。（3）[2]测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，说明所选挡位相对待测毫安表的内阻而言偏大，需要将多用电表挡位调到更高的电阻×10挡。（5）[3]由图乙可知毫安表的内阻为16×10Ω=160Ω（6）[4][5]如果需要将毫安表改成量程为3V的电压表，则需要串联分压电阻的阻值为4．某同学要将一量程为500μA的微安表扩大改装，为此先要测微安表的内阻(1)如图甲所示，他先用多用表的欧姆“×100挡”进行测量，指针指在图中虚线处。他应该换用（填“×10挡"或“×1k挡"）；进行正确的操作后，指针指在图中实线处，其测量值为Ω；测量时多用表的红表笔应接电流表的（填“正接线柱”或“负接线柱”）(2)为了较精确地测量该电流表的内阻。该同学在实验室借到以下器材∶定值电阻R0=180Ω，滑动变阻器R1（0~10Ω）。电阻箱R2（0~999.9Ω），电源E（电动势为4V。内阻很小），开关和导线若干。设计实验电路如图乙所示①将滑动变阻器的滑片P移到最（填左端”或“右端”），调节电阻箱R2的阻值为0，闭合开关S，移动滑片P，使微安表满偏②保持滑片P不动。调节R2使微安表的示数正好为满刻度的，记录电阻箱的阻值为59.4Ω，则微安表内阻的测量值Rg=，这个测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）微安表内阻的真实值(3)根据(2)中测量的结果，若该同学将一阻值R=1.2Ω的电阻与微安表并联改装成电流表，则原微安表100μA的刻度线应标识的电流为mA【答案】×10挡120负接线柱左端118.8Ω大于10【解析】(1)[1]使用欧姆挡测量时指针偏角过大，则改换用小倍率，即选用“×10挡"[2]由图可知，读数为12.0×10Ω=120Ω[3]多用表的红表笔接表内电池的负极，测电流表内阻时，其红表笔应接电流表的负接线柱(2)[4]开始时，应保证通过微安表的电流为零，故将滑动变阻器的滑片P移到最左端[5]当微安表的示数正好是满刻度的时，由串联电路特点可知，微安表的内阻等于电阻箱阻值的2倍，即[6]微安表与电阻箱串联后的电阻大于微安表的电阻，故分得的总电压大于只有微安表时的电压,微安表与电阻箱再按照比例分配电压，可知微安表内阻的测量值大于其真实值(3)[7]设改装后量程扩大的倍数为n，由得n=100故原微安表100μA的刻度线应标识的电流为100μA×100=10mA5．如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、标识不清的电源以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘