1、实验十一用多用电表测量电学中的物理量目标要求1.了解多用电表的构造和工作原理.2.会用多用电表测量电压、电流.3.测量定值电阻和判断二极管的正负极.4.会用多用电表进行简单的电路故障分析实验技能储备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，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)2用多
2、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直流电压挡，测小灯泡两端的电压红表笔接电势高(填“高”或“低”)的点按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流此时电流从红色表笔流入电表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Rx0，调节R使IIg，即表头满偏(RRgrR)相当于待测电阻Rx，此时I0，指针不偏转待测电阻为Rx，I，指针指到某确定位置刻度特点表头电流满偏Ig处，对应欧姆表零刻度(右侧)表头电流I0处，对应欧姆表刻度(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
3、匀(2)注意：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”当多用电表指针指在中央时，知中值电阻R中R.(3)测量步骤估测待测电阻阻值欧姆调零将被测电阻接在红黑表笔之间读数：指针示数乘以倍率使用完毕：选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池(4)注意事项区分“机械零点”与“欧姆零点”机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，机械调零对应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，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮使指针指在中值附近，否则换挡测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零手不能接触表笔的金属杆测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开4用
4、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很小，当给二极管加反向电压时电阻很大(2)用欧姆挡判断二极管的正负极将多用电表欧姆挡调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的正极，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正极(如图乙)5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，反接时示数很大考点一教材原型实验 考向
5、1多用电表原理及读数例1(2017全国卷23)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；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，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1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆100 挡(1)图(a)中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6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R6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R6使电表指针
6、指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_.(4)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_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_(结果均保留3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA110 k2.94 V解析(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接(2)在使用多用电表之前，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选
7、项A错误；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右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误(3)根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，解得R1R2160 .当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 ，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 .(4)若此时B端
8、是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为1.47 mA.若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11100 1.10 k.若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.94 V. 考向2欧姆表的使用例2小明同学练习使用多用电表测电阻：(1)如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：旋动_，使指针对准电流的“0”刻线(填“S”或“T”)将K旋转到电阻挡“10”的位置将红、黑表笔短接，旋动_(填“S”或“T”)，使指针对准电阻的_刻线(填“0”或“”)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大为了得到比较准确的
9、测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量A将K旋转到电阻挡“100”的位置B将K旋转到电阻挡“1”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零(2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为_ .(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5 V，内阻较小)，测得该电阻读数为R；然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5 V，内阻较大)，欧姆表调零后测得该电阻读数为R，两次测量值R与R相比，正确的是_ARR BRRCRR D无法确定答案(1)ST0BDC(2)19(3)A解析(1)S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件
10、S，使指针指在“0”刻度线；欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”；欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K置于电阻挡“1”的位置，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC；(2)由题图乙可知，被测电阻为19 ；(3)由欧姆表的结构可知，电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，两次的测量值是相等的，B、C、D错误，A正确 考向3使用多用电表测量二极管例3钱华同学的爸爸是电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量钱华在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到发光二极管的负
11、极(1)钱华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)钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了，他琢磨了一下，然后又依次用电阻挡的“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，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：_.答案(1)欧姆调零短管脚(2)小原因见解析解析(1)
12、在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极，故短管脚为负极(2)从“1”挡、“10”挡、“100”挡到“1k”挡，多用电表的内阻越来越大，根据闭合电路欧姆定律I可知，通过二极管的电流越来越小，根据PI2R可知二极管的亮度越来越小考点二用多用电表判断电路故障例4在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V0.3 A”合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮(1)用多用电表的直流电压挡检查故障：选择开关置于下列量程的_挡较为合适；(用字母序号表示)A2.5 V B10 V C50 V D250 V
13、测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是_AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB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”，测试前，一定要将电路中的开关S_；测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为_ ，此时测量的是_间电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为_ ，它不等于测量值，原因是_.答案(1)BA(2)断开6e、f127温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)解析(1)因为电源的电动势大约为6 V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择开关应选择10 V的量程，故B正确
14、；测得c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，e、f间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确(2)用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连欧姆表的读数为61 6 ，因为c、d间断路，知测量的是e、f间的电阻根据R得，小灯泡正常发光时的电阻为R 12.7 .它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)考点三探索创新实验例5(2019全国卷23)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度可选用的器材还有：定值电阻R
15、0(阻值14 k)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 )，滑动变阻器R2(最大阻值500 )，电阻箱(099 999.9 )，干电池(E1.5 V，r1.5 )，红、黑表笔和导线若干(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为_ ；滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为_、_.(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向_ k处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上
16、对应的测量值，完成校准数据测量若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为_ .答案(1)如图所示900R1(2)455(3)035 000.0解析(1)由题知当两表笔间接入15 k的电阻时，电流表示数为50 A，由闭合电路欧姆定律有，代入数据解得R900 ，所以滑动变阻器选择R1.(2)欧姆表的内阻RgRgrR0R15 k，当电流为25 A时，有，可得Rx45 k；当电流为75 A时，有，可得Rx5 k.(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 k处题图中电阻箱读数为35 000.0 .课时精练1如图甲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
17、E1.5 V，内阻r1 ，灵敏电流计满偏电流Ig10 mA，内阻rg90 ，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”(1)多用电表的选择开关旋至“”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为_ .某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为_ .(2)若将选择开关旋至“1”，则需要将灵敏电流计_(选填“串联”或“并联”)一阻值为_ 的电阻，再进行欧姆调零(3)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是_(填选项前的字母)A欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端B双手捏住两表笔
18、金属杆，测量值将偏大C若采用“100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“10”倍率，且要重新进行欧姆调零D若采用“10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于175 答案(1)15070(2)并联10(3)AC解析(1)设欧姆表总内阻为R，短接时有EIgR代入数据计算得R150 当半偏时有EIg(RR中)所以RR中，所以选择的是“10”挡位，根据题图丙可知该电阻的阻值为70 .(2)开关旋至“1”，此时内阻RR中15 ，短接时电流Im100 mA所以给灵敏电流计并联一个分流电阻R0.根据欧姆定律R010 (3)二极管具有单向导电性，由于表笔A与欧姆表内部电源正
19、极相连，故需要表笔A、B应分别接二极管的C、D端，故A正确；实验测量时，手不能触碰金属杆，否则会将自身电阻并联进电路，测量值偏小，故B错误；若采用“100”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明电阻对该挡位来说太小，所以应该换小挡位，即“10”倍率，且要重新进行欧姆调零，故C正确；欧姆表表盘刻度不均匀，“左密右疏”且越往左阻值越大，所以测量值应小于175 ，故D错误2某同学利用一节干电池(电动势E1.5 V，内阻r1 )、表头(满偏电流Ig1 mA，内阻rg1 450 )、两个定值电阻、一个滑动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、一对红黑表笔制作一只双量程的简易欧姆表，设计的电路图如图甲、乙所示(1)
20、红表笔是_(填“A”或“B”)；(2)如图甲所示，先将表笔A、B短接，调节电阻R使表头满偏，则电阻R_；(3)保持R不变，按如图乙所示，将定值电阻R1、R2和单刀双掷开关接入电路，将表笔A、B短接，开关分别接1、2使表头指针半偏时，对应的中值电阻分别为150 和300 ，则开关接1时的倍率_(填“大于”“等于”或“小于”)接2时的倍率，定值电阻的阻值R1_、R2_.(以上两空结果保留两位小数)答案(1)A(2)49 (3)小于106.47 19561 解析(1)欧姆表的电流“红进黑出”，故红表笔接内部电源的负极，故红表笔是A.(2)由闭合电路欧姆定律可得Ig代入数据解得R49 (3)设开关接1
21、时倍率为“1”，则开关接2时，满足300 150 2即倍率为“2”，故开关接1时的倍率小于接2时的倍率中值电阻表示多用电表的内阻，开关接1时，表头先与R2串联再与R1并联，可得rR150 开关接2时，R1与R2先串联再与表头并联，可得rR300 联立解得R1106.47 ，R2195.61 .3指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能关于此多用电表，下列说法中正确的是_(选填选项前面的字母)A当S接触点1时，多用电表处于测
22、量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔(2)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乙所示a若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为_ mA.b若所选挡位为电阻“10”挡，则示数为_ .c若所选挡位为电阻“10”挡，则欧姆表表头内阻为_ .(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 k的电阻在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选
23、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(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是_(5)图丙为上题(图乙表盘的)多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig100 A，内阻Rg100 ，电池的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，则此时欧姆表为电阻_挡答案(1)AC(2)22.0190150(3)BAD(4)AC(5)1k解析(1)当
24、S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔接内部电源的正极，则接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A正确；当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D错误；(2)a.若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为22.0 mA；b若所选挡位为电阻10 挡，则示数为1910 190 ；c若所选挡位为电阻10 挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为1510 150 .(3)用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 的电阻后，需要继
25、续测量一个阻值约2 k的电阻，则必须要换成“100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD.(4)根据闭合电路的欧姆定律可知I则Rx，故A、C正确(5)由闭合电路的欧姆定律Ig，即100106 A，解得R内15 k则此时欧姆表为电阻“1k”挡4(2022浙江省高三模拟)多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图(1)通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能图中的E是电池的电动势，R3是电池内阻，R6是欧姆调零电阻，A、B分别与黑、红表笔相接R1、R2、R4、R5都是定值电阻，表头G的满偏电流为20
26、 mA，内阻为Rg.已知R1R24Rg，R4360 ，R51 600 .关于此多用电表，下列说法正确的是_；A图中B是红表笔B当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1时的量程比接2时大C当S接触点3时，多用电表处于测量电阻的挡位，倍率越大，滑动变阻器接入电路的阻值越大D当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接4比接5时量程大(2)该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E_ V(计算结果保留三位有效数字)通过分析可知该小组使用多用电表的_(
27、填“1”“10”或“1k”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻器材有：待测电源(电动势约为8 V), 定值电阻R08.0 ，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图丙所示，测得并记录多组数据后，得到对应的图，如图丁所示，则内阻r_ (结果保留三位有效数字)答案(1)ABC(2)3.7510(3)1.00解析(2)“B”端与“3”相接时，由IgRg(IIg)(R1R2)，R1R24Rg，可得IIg，根据闭合电路欧姆定律I，结合题图乙解得R内150 ，E3.75 V通过分析可知欧姆表中值电阻为150 ，则该小组使用多用电表的“10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻(3)根据题图丁和闭合电路欧姆定律可知EU(R0r)整理可得结合图像的截距和斜率可知b0.12 V1k1.08 V1解得r1.00 .
