2025届高三一轮复习 第八章　电路及其应用实验十三　用多用电表测量电学中的物理量练习

实验十三　用多用电表测量电学中的物理量实验装置图操作要领注意事项（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“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”、“黑出”。（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源断开，否则不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，则可用小螺丝刀调节定位螺丝进行机械调零。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）按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。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。,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。（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。考点一　教材原型实验1.欧姆表的构造、原理和使用如图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。图1欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。外部：接被测电阻Rx。全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx。2.工作原理闭合电路的欧姆定律I＝。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。,4.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。例1如图2（a）所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1Ω，灵敏电流表满偏电流Ig＝10mA，内阻为rg＝90Ω，表盘如图（b）所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。图2（1）多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为　　　　Ω，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图（b）所示，则该电阻的阻值为　　　　Ω。（2）若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流表　　　　（填“串联”或“并联”）一阻值为　　　　Ω的电阻，再欧姆调零。（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，此因素会造成被测电阻的测量值比真实值　　　　（填“偏大”“不变”或“偏小”）。答案　（1）150　60（58～62）　（2）并联　10　（3）偏大解析　（1）调零后多用电表的总内阻为＝150Ω，由题分析可知选择开关旋至“×10”，所以由多用电表读数规则可知该电阻的阻值为6×10Ω＝60Ω。（2）若将选择开关旋至“×1”，则内阻为15Ω，所以需要将灵敏电流表并联一阻值，由并联关系可知Igrg＝（I－Ig）R和I＝，联立解得R＝10Ω，即并联10Ω的电阻。,（3）由I＝，E＝IgR内，解得I＝＝，电动势E变小，所以电流I变小，欧姆表读数变大，所以被测电阻的测量值比真实值偏大。跟踪训练1.（1）某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，器材如图甲所示。先将选择开关旋至“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的　　　　（选填“＋”或“－”）接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至　　　　（选填“×1”或“×100”）挡并　　　　，最终测量结果如图乙所示，则电压表的电阻为　　　　Ω。（2）现想用多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。①实验前将多用电表调至“×1”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在　　　　；②连接电路，并将黑表笔接二极管的　　　　；③在图丙中补上二极管的正向接法；丙④若多用电表的指针偏转情况如图丁所示，则二极管的正向电阻为　　　　Ω。,丁答案　（1）－　×100　重新进行欧姆调零　3000（2）①电阻0刻度处　②正极　③见解析　④16.0解析　（1）多用电表使用时要注意电流是“红进黑出”，电压表中电流是从正接线柱流入的，而欧姆表的红表笔接电源的负极，所以当其测量电压表内阻时红表笔应接电压表的“－”接线柱；欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用“×100”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零；欧姆表的读数为指针所指的刻度乘以倍率，故题图乙电阻值为R＝30×100Ω＝3000Ω。（2）在进行欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；根据多用表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑表笔接二极管的正极；连接电路如图所示。二极管的正向电阻为R＝16.0×1Ω＝16.0Ω。考点二　用多用电表判断电路故障和黑盒子问题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（或有电流）说明元件完好，若电阻无穷大（或无电流）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。例2如图3所示的是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：图3（1）用多用电表的直流电压挡进行检查①在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触　　　　（选填“a”或“b”）。②该同学测试结果如表所示，根据测试结果，可以判定故障是　　　　（假设只有下列中的某一项有故障）。测试点电压示数a、b有示数c、b有示数c、d无示数d、f有示数A.灯A断路B.灯B短路C.c、d段断路D.d、f段断路（2）用欧姆挡检查,①测试前，应将开关S　　　　（选填“断开”或“闭合”）。②测试结果如表所示，由此可以断定故障是　　　　。测试点表头指示位置c、dd、ee、fA.灯A断路B.灯B断路C.灯A、B都断路D.d、e间导线断路答案　（1）①a　②D　（2）①断开　②D解析　（1）①测试时红表笔应接电势高的a点。②根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d间无示数，说明c→灯→d间完好；d、f间有示数，说明f→b→电源，d→c→a→电源完好，故应是d、f段断路，另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。故D正确。（2）①用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。②根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。故D正确。跟踪训练2.“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，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；第二步：用电阻“×100Ω”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图所示。,（1）第一步测量结果表明盒内　　　　。（2）图4a标出了图甲和乙中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是　　　　Ω；图b标出了图丙中欧姆表指针所指的位置，其对应的阻值是　　　　Ω。图4（3）请在图5中的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。图5答案　（1）不存在电源　（2）1200　500　（3）见解析解析　（1）使用电压挡进行测量，目的是看盒内是否有电源，由于指针不发生偏转，因此盒内不存在电源。（2）使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧，读出数据然后乘挡位倍率即为所测,电阻阻值。所以图a示数为12×100Ω＝1200Ω，图b示数为5×100Ω＝500Ω。（3）使用欧姆挡进行测量时，注意黑表笔是和内部电源的正极相连的，观察题图中的甲、乙可知，在测量b、c之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明b、c之间接有一个定值电阻；观察题图中的丙、丁可知，在测量a、c之间电阻时，黑表笔接c时电阻很小，接a时电阻很大，说明a、c之间有二极管，而且c应该接二极管的正极；观察题图中的戊可知，黑表笔接b时电阻比丙中黑表笔接c时电阻大，说明了a、c、b之间串联了二极管和电阻两个元件，由图己可知，a、b之间电阻无穷大，故盒内元件的连接如图所示。1.（2023·广东惠州市调研）（1）如图1中的螺旋测微器读数为　　　　mm。图1（2）如图2甲为某多用电表的原理图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，已知R3＜R4，表头G的满偏电流为250μA，内阻为1200Ω。图甲中S为转换开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆“×100Ω”挡。,甲乙图2①图乙中的B端与　　　（选填“红”或“黑”）表笔相连接；②使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘　　　　　　（选填“左端电流”或“右端电阻”）为“0”的位置；③某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示，若此时B端是与“5”相连的，则读数为　　　　Ω（结果保留2位有效数字）；④根据题给条件可得R1＋R2＝　　　　Ω，R4＝　　　　Ω。答案　（1）6.700±0.02　（2）①红　②右端电阻　③4.0×103　④400　4700解析　（1）螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm＝0.200mm，所以最终读数为6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm由于读数误差则6.700±0.02均可。（2）根据电流“红进黑出”可知，A表笔为黑表笔，B表笔为红表笔；使用欧姆挡时，先将两表笔短接进行欧姆调零，即调整R6使电表指针指在表盘右端电阻为“0”的位置；B端是与“5”相连的，由题意可知，倍率为100，则读数为40×100Ω＝4.0×103Ω，由题意可知，开关接1时量程为2.5mA，则有Ig＋＝Imax1，开关接2时量程为1mA，则有Ig＋＝Imax2，联立解得R1＋R2＝400Ω；开关接4时量程为5V，此时电压表的内阻RV＝Ω＝5000Ω，表头与电阻R1、R2部分的电阻为R＝Ω＝300Ω，则R4＝RV－R＝4700Ω。,2.（1）一多用电表的电阻挡三个倍率，分别是“×1”、“×10”、“×100”，用“×10”挡测量某电阻时，如果换×10挡后立即用表连接电阻进行读数，那么缺少的步骤是　　　　，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值是　　　　Ω。（2）若改用伏安法测该电阻，电流表采用内接法，那么其测量值会比真实值　　　　（选填“偏大”或“偏小”）。（3）若多用电表使用的是50mA的直流电流挡，那么该图表示的读数为　　　　mA。（4）有一个电流表G，内阻为Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝1.5mA，要把它改装成量程为3V的电压表，要串联电阻为　　　　Ω。图3答案　（1）欧姆调零　60　（2）偏大　（3）36（4）1970解析　（1）欧姆表在换挡之后要重新进行欧姆调零；从图中可知，所测电阻的阻值为6Ω×10＝60Ω。（2）用伏安法测该电阻时，若电流表采用内接法，所测电流准确，但电压会偏大，由欧姆定律可知，电阻的测量值比真实值偏大。（3）若多用电表使用的是50mA的直流电流挡，分度值为1mA，读数为36mA。（4）设串联的电阻阻值为R，由欧姆定律可得R总＝R＋Rg＝＝＝2000ΩR＝R总－Rg＝1970Ω。3.（1）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是　　　　。,A.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果B.测量阻值不同的电阻时，都必须重新进行欧姆调零C.测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开（2）用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明　　　　（选填“a”或“b”）端是二极管正极。（3）若这块多用电表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块电表的欧姆挡测电阻时测量值　　　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。答案　（1）AC　（2）a　（3）偏大解析　（1）测量电阻时，多用电表内部电源被接通，电流从多用电表内部流出，因为电阻不分正负极，所以电流流向电阻哪一端都行，红、黑表笔分别插在负、正插孔不会影响测量结果，故A正确；每次换挡后才需要重新进行欧姆调零，不换挡时不需要重新进行欧姆调零，故B错误；根据欧姆表测电阻的原理，测量电路中的电阻时，应将该电阻与外电路断开，故C正确。（2）根据欧姆表改装原理可知，红表笔应接“＋”插孔，与欧姆表内部电池的负极相接，黑表笔应接“－”插孔，与欧姆表内部电池的正极相接，而黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，而黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明电流从a端经二极管流向b端时二极管电阻较小，则a端是二极管正极；（3）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，根据I＝＝＝测量相同的电阻时电流将变小，指针偏转角度将变小，测量结果与原来相比偏大。