第48講用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量（講義）

第48講用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量目錄復(fù)習(xí)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點(diǎn)一歐姆表原理及應(yīng)用【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)歐姆表的原理【提升·必考題型歸納】考向歐姆表原理的應(yīng)用考點(diǎn)二多用電表的使用【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)多用電表的使用方法【提升·必考題型歸納】考向多用電表的使用考點(diǎn)三用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)探索黑箱問(wèn)題時(shí)所用檔位和現(xiàn)象【提升·必考題型歸納】考向多用電表探究黑箱問(wèn)題真題感悟清楚多用電表構(gòu)造及原理。2、理解和掌握用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量方法?？键c(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量2023年湖南卷第12題2022年湖南卷第12題2022年河北卷第12題各地高考對(duì)用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考查近幾年頻度不是太高，以考查多用電表讀數(shù)居多，復(fù)習(xí)過(guò)程要特別注意歐姆表的使用?？键c(diǎn)一歐姆表原理及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)歐姆表原理及應(yīng)用1.構(gòu)造:歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測(cè)電阻Rx。2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=ER3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx=0)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿(mǎn)偏,這一過(guò)程叫歐姆調(diào)零。(1)當(dāng)I=Ig時(shí),Rx=0,在滿(mǎn)偏電流Ig處標(biāo)為“0”。(圖甲)(2)當(dāng)I=0時(shí),Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”。(圖乙)(3)當(dāng)I=Ig2時(shí),Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,R考向歐姆表原理的應(yīng)用1．圖a為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池，電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V內(nèi)阻r＝0.5Ω；R1是固定電阻R1＝1200Ω，R2、R3、R4是電阻箱；電阻箱R2和R3的最大阻值都為999.99Ω；電阻箱R4的最大阻值9999Ω；電流表的滿(mǎn)偏電流為1mA，內(nèi)阻為Rg＝150Ω。S為換擋開(kāi)關(guān)，該多用電表有2個(gè)擋位，“×1”和“×10”兩種倍率。開(kāi)關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線(xiàn)若干

（1）該實(shí)驗(yàn)小組按圖a正確連接好電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2＝Ω，使電流表達(dá)到滿(mǎn)偏，此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)＝Ω，歐姆表的倍率是（填“×1”或“×10”）。（2）閉合開(kāi)關(guān)S：第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2＝Ω且R3＝Ω時(shí)，將紅、黑表筆短接，電流表再次滿(mǎn)偏；第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4，調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為Ω?！敬鸢浮?49.5150014.5150100【詳解】（1）[1][2][3]由閉合電路歐姆定律可知，歐姆表的內(nèi)阻為則R2＝R內(nèi)－R1－Rg－r＝1500Ω－1200Ω－150Ω－0.5Ω＝149.5Ω中值電阻應(yīng)為1500Ω，根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知，表盤(pán)上只有兩種擋位，多用電表用開(kāi)關(guān)S變換擋位，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí)相比，干路允許的最大電流較小，由歐姆定律知?dú)W姆表內(nèi)阻較大，測(cè)量的中值電阻較大，故S斷開(kāi)時(shí)歐姆表倍率應(yīng)為“×10”。（2）[4][5][6]為了得到“×1”倍率，應(yīng)讓G滿(mǎn)偏時(shí)對(duì)應(yīng)的歐姆表內(nèi)阻為150Ω；電流為此時(shí)表頭中電流應(yīng)為Ig＝0.001A則與之并聯(lián)電阻R3中電流應(yīng)為I3＝I1－Ig＝0.01A－0.001A＝0.009A并聯(lián)電阻R3為由解得R2＝15Ω－0.5Ω＝14.5Ω圖示電流為I示＝0.60mA則總電阻為故待測(cè)電阻為故對(duì)應(yīng)的刻度應(yīng)為100Ω。2．使用電壓表和電流表測(cè)量電阻相對(duì)比較準(zhǔn)確，但是測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜；物理學(xué)中利用閉合電路的歐姆定律制成快速粗測(cè)電阻的歐姆表。（1）圖甲是某次測(cè)量時(shí)，選用歐姆表“×10”擋時(shí)的指針位置，則此電阻用多用電表測(cè)量的阻值是。A．19Ω

B．190Ω

C．21Ω

D．210Ω（2）如圖乙為歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，表筆分別接A、B，當(dāng)選用“×100”擋時(shí)，開(kāi)關(guān)S接1，連接電池的電動(dòng)勢(shì)為，那么若選用“×1k”擋，開(kāi)關(guān)S接2，則選用的電池的電動(dòng)勢(shì)為V。（3）由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，歐姆表內(nèi)電池的內(nèi)阻變大，若電動(dòng)勢(shì)不變，重新測(cè)量時(shí)，先歐姆調(diào)零，則測(cè)量某電阻的測(cè)量值（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值。（4）若電池的電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)衰減變小，內(nèi)阻不變，則測(cè)量某電阻的測(cè)量值（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值。【答案】B15等于大于【詳解】（1）[1]由于所選歐姆擋倍率為“×10”擋，故此電阻的阻值為19×10Ω＝190Ω故選B。（2）[2]根據(jù)歐姆定律有；又則（3）[3]由閉合電路的歐姆定律可知；又其中，電池內(nèi)阻r變大時(shí)，可調(diào)電阻R變小，不變，所以得到從表達(dá)式可以知道，電池的內(nèi)阻是否發(fā)生變化對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響，故選填“等于”。（4）[4]由；可得當(dāng)一定、E變小時(shí)，I變小，也就是電表的指針偏轉(zhuǎn)角度變小，意味著的測(cè)量值變大，故測(cè)量值大于真實(shí)值。考點(diǎn)二多用電表的使用知識(shí)點(diǎn)多用電表的使用方法（一）多用電表構(gòu)造及原理圖1.多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等,并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。2.外形如圖所示:上半部為表盤(pán),表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開(kāi)關(guān),它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“”插孔)。4.原理圖:（二）多用電表使用實(shí)驗(yàn)器材：多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：1.機(jī)械調(diào)零:多用電表的指針若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“”插孔。3.測(cè)量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓擋,測(cè)小電珠兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流擋,測(cè)量通過(guò)小電珠的電流。4.用多用電表測(cè)電阻(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度,插入表筆。(2)選擇開(kāi)關(guān)置于“Ω”擋的×1擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開(kāi)表筆。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開(kāi)表筆,再與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(4)選擇開(kāi)關(guān)改置于×100擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開(kāi)表筆,與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(6)測(cè)量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.注意事項(xiàng)：(1)紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“”孔。(2)區(qū)分“兩個(gè)零點(diǎn)”:機(jī)械零點(diǎn)是表盤(pán)刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤(pán)下邊中間的定位螺絲;歐姆零點(diǎn)是指刻度盤(pán)右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。(3)測(cè)電阻時(shí):①待測(cè)電阻與電源一定要斷開(kāi)。②兩手一定不要同時(shí)接觸兩表筆金屬桿。③指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。⑤讀出示數(shù)要乘以倍率。(4)使用完畢,選擇開(kāi)關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池?？枷蚨嘤秒姳淼氖褂?．某同學(xué)練習(xí)使用多用電表。（1）該同學(xué)使用多用電表“”擋位測(cè)量某一電阻R阻值時(shí)，正確操作后指針位置如圖所示，則該電阻的測(cè)量值為Ω；

（2）該同學(xué)繼續(xù)用相同擋位測(cè)量另一電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大。為了減小測(cè)量誤差，他再次進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)該進(jìn)行的操作是（從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟并按操作順序排列）。A．將紅表筆和黑表筆接觸B．把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置C．把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×10”位置D．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)（3）連接電路如圖所示，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)電流表與電壓表均無(wú)示數(shù)（已知電源、電表和導(dǎo)線(xiàn)均完好，電源電動(dòng)勢(shì)為E），該同學(xué)利用多用電表檢查故障。先將選擇開(kāi)關(guān)旋至擋（填“歐姆擋”“直流電壓擋”或“直流電流擋”），再將（填“紅”或“黑”）表筆固定在a接線(xiàn)柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線(xiàn)柱，多用電表的示數(shù)依次是0、E、E，則發(fā)生故障的是（填“待測(cè)金屬絲”“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”）。

【答案】CAD直流電壓擋紅滑動(dòng)變阻器【詳解】（1）[1]該電阻的測(cè)量值為（2）[2]選擇多用電表“”擋位時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，說(shuō)明此時(shí)讀數(shù)較小，所以應(yīng)將歐姆表倍率調(diào)小一個(gè)擋位，即將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×10”位置；調(diào)整擋位后要先將紅表筆和黑表筆接觸然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，故實(shí)驗(yàn)順序?yàn)镃AD。（3）[3]用歐姆擋檢查電路故障時(shí)電源應(yīng)斷開(kāi)，圖中電源未斷開(kāi)，故應(yīng)選用直流電壓擋；[4]電流從紅表筆流入，故應(yīng)將紅表筆固定在a接線(xiàn)柱；[5]連接c、d接線(xiàn)柱時(shí)，測(cè)的是電源電壓，連接b接線(xiàn)柱時(shí)示數(shù)為0，故可知故障發(fā)生在bc接線(xiàn)柱之間，即發(fā)生故障的是滑動(dòng)變阻器。4．電流表G1的量程為0~5mA，內(nèi)阻為。把它改裝成如圖所示的一個(gè)多量程多用電表，電流和電壓的測(cè)量都各有兩個(gè)量程。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到1或2位置時(shí)為電流擋，其中小量程為0~10mA，大量程為0~100mA。

（1）對(duì)于此多用電表，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置6時(shí)是擋；開(kāi)關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程。（2）開(kāi)關(guān)S接位置（選填“1”或“2”）時(shí)是小量程的電流擋，圖中電阻。（3）已知圖中的電源的電動(dòng)勢(shì)為9V，短接A、B表筆進(jìn)行歐姆調(diào)零后，此歐姆擋的內(nèi)阻為?，F(xiàn)用該擋測(cè)一未知電阻的阻值，指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿(mǎn)刻度的處，則該未知電阻的阻值為。【答案】電壓小2261900600【詳解】（1）[1]當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置6時(shí)，電流表與電阻、串聯(lián)，電阻、起到分壓作用，電表為電壓表；[2]開(kāi)關(guān)S接到位置5與接到位置6相比，接到6時(shí)串聯(lián)的電阻大，分壓作用也大，電壓表的量程也更大，因此開(kāi)關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程小。（2）[3]當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到2位置時(shí)，并聯(lián)的電阻大，分流小，其電流表的量程小，因此開(kāi)關(guān)S接位置2時(shí)是小量程的電流擋；[4]設(shè)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)的最大電流為，接2時(shí)最大電流為，由題意可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)接到1時(shí)，有當(dāng)開(kāi)關(guān)接到2時(shí)，有代入數(shù)據(jù)解得（3）[5]由上述分析可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置4時(shí)，電路中的滿(mǎn)偏電流根據(jù)閉合電路歐姆定律可得[6]由指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿(mǎn)刻度的處可得解得考點(diǎn)三用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件知識(shí)點(diǎn)探索黑箱問(wèn)題時(shí)所用檔位和現(xiàn)象判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線(xiàn)柱正、反接時(shí)均無(wú)示數(shù),說(shuō)明無(wú)電源電阻歐姆擋兩接線(xiàn)柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小,反接時(shí)示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指“0”后逐漸增大到“∞”,且越來(lái)越慢電感線(xiàn)圈歐姆擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)考向多用電表探究黑箱問(wèn)題5．如圖所示的黑箱，箱內(nèi)有一節(jié)干電池、一個(gè)電阻、一個(gè)晶體二極管和一個(gè)電容器，箱外有4個(gè)接線(xiàn)柱，分別標(biāo)為1、2、3、4，相鄰兩個(gè)序號(hào)間只有一個(gè)元件。（1）若用多用電表確定干電池的位置，應(yīng)使用多用電表的（選填下述擋位的序號(hào)）進(jìn)行試測(cè)。A．直流1.5V擋B．直流2.5A擋C．歐姆擋（2）試測(cè)后，用直流1.5V電壓擋進(jìn)一步測(cè)量，測(cè)量結(jié)果記錄如下：紅表筆位置111黑表筆位置234示數(shù)1.5V00確定干電池位置后，去掉干電池，應(yīng)用多用電表的擋進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如下：紅表筆位置111234黑表筆位置234111電阻情況電阻很大電阻很大電阻很大先有電阻，然后變?yōu)楹艽箅娮栎^小電阻很?。?）根據(jù)以上結(jié)果在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出電路圖?！敬鸢浮緼歐姆【詳解】（1）[1]已知電路中有一節(jié)干電池，應(yīng)用直流電壓擋試測(cè)。故選A。（2）[2]為避免試觸時(shí)電壓表反接損壞電表，應(yīng)采用較大量程試測(cè)．確定好電源的正負(fù)極位置后，可以利用1.5V擋測(cè)量.1、2之間直接測(cè)量為1.5V，說(shuō)明電壓表測(cè)量值為電源電動(dòng)勢(shì)，去掉電源后，應(yīng)用歐姆擋檢測(cè)電路。（3）[3]紅表筆接在多用電表內(nèi)部電源負(fù)極，紅表筆接1，黑表筆接2、3、4顯示電阻很大，說(shuō)明二極管處于反接狀態(tài)，黑表筆接1，紅表筆接4顯示電阻很小，說(shuō)明二極管處于1、4之間，且處于導(dǎo)通狀態(tài)，而紅表筆接3、黑表筆接1顯示電阻較小，說(shuō)明3、4間有電阻存在，由于電容器的充電和放電，導(dǎo)致紅表筆接2、黑表筆接1時(shí)先有電阻，然后變?yōu)闊o(wú)窮大，說(shuō)明在2、3間有電容器。虛線(xiàn)框內(nèi)電路圖如圖所示，在黑箱內(nèi)有一由四個(gè)阻值相同的電阻構(gòu)成的串、并聯(lián)電路，黑箱面板上有三個(gè)接線(xiàn)柱1、2和3。(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線(xiàn)處，應(yīng)先調(diào)整圖中多用電表的（選填“A”“B”或“C”）。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱內(nèi)任意兩接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，要一表筆接某一點(diǎn)（如1），另一表筆應(yīng)（選填“短暫”或“持續(xù)”）接另一點(diǎn)（如2），同時(shí)觀(guān)察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)在判定黑箱中無(wú)電源后，將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值，測(cè)量結(jié)果如表所示：兩表筆接的接點(diǎn)多用電表的示數(shù)1、21.0Ω2、31.5Ω1、32.5Ω在虛線(xiàn)框中畫(huà)出黑箱中的電阻連接方式。(4)如果將1、3接線(xiàn)柱用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，1、2接線(xiàn)柱之間的電阻為Ω?！敬鸢浮緼短暫見(jiàn)解析圖甲0.6【詳解】(1)[1]多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零部件為A。(2)[2]使用多用電表測(cè)量電壓時(shí)，為保證電表不被損壞，往往要進(jìn)行試觸，即讓兩表筆進(jìn)行短暫接觸，觀(guān)察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表。(3)[3]根據(jù)已知1、2間電阻為1.0Ω，2、3間電阻為1.5Ω，1、3間電阻為2.5Ω，可畫(huà)出電阻的連接方式如圖甲所示。圖甲(4)[4]若將1