第44講 重點實驗：用多用電表測量電學(xué)中的物理量(講義)（原卷版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

第44講重點實驗：用多用電表測量電學(xué)中的物理量目錄01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航TOC\o"1-3"\h\u02、知識導(dǎo)圖，思維引航 103、考點突破，考法探究 2知識點1．認(rèn)識多用電表 2知識點2．用多用電表測量小燈泡的電壓和電流 3知識點3．用多用電表測定值電阻的阻值 3知識點4．用多用電表測二極管的正、反向電阻 4知識點5.用多用電表探測電路故障 4知識點6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 5考向1.多用電表的原理與讀數(shù) 5考向2.歐姆表的原理及構(gòu)造 6考向3.使用多用電表判斷二極管的正、負(fù)極 7考向4.用多用電表探測電路故障 8考向5.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 904、真題練習(xí)，命題洞見 10考情分析2024·浙江·高考物理第12題2024·河南·高考物理第12題2022·湖南·高考物理第12題2021·福建·高考物理第12題2021·北京·高考物理第12題復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.了解多用電表的構(gòu)造和工作原理。目標(biāo)2.會用多用電表測量電壓、電流。目標(biāo)3.測量定值電阻和判斷二極管的正負(fù)極。目標(biāo)4.會用多用電表進(jìn)行簡單的電路故障分析。知識點1．認(rèn)識多用電表(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等物理量，并且每一種測量項目都有幾個量程。(2)外形如圖所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程。(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：知識點2．用多用電表測量小燈泡的電壓和電流按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于__________擋，測小燈泡兩端的電壓。紅表筆接電勢__________(選填“高”或“低”)的點。按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于__________擋，測量通過小燈泡的電流。此時電流從__________表筆流入多用電表。知識點3．用多用電表測定值電阻的阻值(1)原理電路圖I與Rx的對應(yīng)關(guān)系相當(dāng)于待測電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R使I＝Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R)，此時指針指在滿偏電流Ig處(歐姆表內(nèi)阻RΩ＝Rg＋r＋R)相當(dāng)于待測電阻Rx＝∞，此時I＝0，指針不偏轉(zhuǎn)待測電阻為Rx，I＝eq\f(E,RΩ＋Rx)，指針指到某確定位置，此時Rx＝eq\f(E,I)－RΩ刻度特點表頭電流滿偏I(xiàn)g處，對應(yīng)歐姆表零刻度(最右側(cè))表頭電流I＝0處，對應(yīng)歐姆表∞刻度(最左側(cè))表頭電流I與電阻Rx一一對應(yīng)，但不是線性關(guān)系，表盤刻度不均勻兩點說明(1)黑表筆與電源的正極連接，紅表筆與電源的負(fù)極連接，電流方向為“紅進(jìn)黑出”。(2)當(dāng)多用電表指針指在中央時eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,RΩ＋R中)，故中值電阻R中＝RΩ。(2)測量步驟①估測待測電阻阻值，選擇合適的量程。②歐姆調(diào)零。③將被測電阻接在紅、黑表筆之間。④讀數(shù)：指針示數(shù)乘以倍率。⑤使用完畢：選擇開關(guān)置于__________擋，長期不用應(yīng)取出電池。(3)注意事項①區(qū)分“機(jī)械零點”與“歐姆零點”。機(jī)械零點是表盤刻度__________側(cè)的“0”位置，機(jī)械調(diào)零調(diào)節(jié)的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，歐姆調(diào)零調(diào)節(jié)的是歐姆調(diào)零旋鈕。②使指針指在中值附近，否則換擋。③測電阻時每換一次擋必須重新__________。④手不能接觸表筆的金屬桿。⑤測量電阻時待測電阻要與其他元件和__________斷開。知識點4．用多用電表測二極管的正、反向電阻(1)認(rèn)識二極管：晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成，它的符號如圖所示，左端為正極，右端為負(fù)極。特點：當(dāng)給二極管加正向電壓時電阻__________，當(dāng)給二極管加反向電壓時電阻__________。(2)用歐姆擋判斷二極管的正負(fù)極將多用電表歐姆調(diào)零之后，若多用電表指針偏角很大，則黑表筆接觸二極管的__________極，紅表筆接觸二極管的負(fù)極(如圖甲)；若多用電表指針偏角很小，則黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的__________極(如圖乙)。知識點5.用多用電表探測電路故障1.斷路故障的檢測方法(1)用直流電壓擋將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞。(2)用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值說明元件完好，若電阻無窮大說明此元件斷路。2.短路故障的檢測方法(1)將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。知識點6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)，說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大考向1.多用電表的原理與讀數(shù)1.某同學(xué)利用一個多用電表(表盤如圖5乙所示)測量一個內(nèi)阻Rg約100Ω、滿偏電流Ig＝100mA的電流表的內(nèi)阻，主要步驟如下：(1)歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率________(填“×1”“×10”或“×100”)擋，先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，將多用電表中“黑表筆”接到電流表________(填“A”或“B”)接線柱上，“紅表筆”接另一個接線柱。圖5(2)多用電表表盤中的指針和電流表表盤指針?biāo)肝恢萌鐖D乙、丙所示，該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為________Ω，這時電流表的讀數(shù)為________mA。(3)測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)撥到OFF擋。(4)通過進(jìn)一步分析還可得到多用電表內(nèi)部電池的電動勢為________V?？枷?.歐姆表的原理及構(gòu)造2.某物理愛好者設(shè)計了一個三擋位(“×1”“×10”“×100”)的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，K為單刀三擲開關(guān)，R為調(diào)零電阻，R1、R2、R3為定值電阻，表頭G的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，干電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r。用此歐姆表測量某待測電阻的阻值，回答下列問題：(1)歐姆表的兩只表筆中，________(選填“a”或“b”)是紅表筆。(2)當(dāng)歐姆表的擋位為“×100”時，應(yīng)將單刀三擲開關(guān)K與________(選填“1”“2”或“3”)接通。(3)若從“×10”擋位換成“×1”擋位，再進(jìn)行歐姆調(diào)零時，調(diào)零電阻R的滑片應(yīng)該________(選填“向上”或“向下”)調(diào)節(jié)。(4)在“×100”擋位進(jìn)行歐姆調(diào)零后，在ab兩表筆間接入阻值為6000Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,4)；取走R1，在ab兩表筆間接入待測電阻Rx，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)，則Rx＝________Ω?？枷?.使用多用電表判斷二極管的正、負(fù)極3.某同學(xué)通過用多用電表測量找到發(fā)光二極管的負(fù)極。(1)該同學(xué)做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的“×1”擋，經(jīng)過________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光。這說明二極管的負(fù)極是________(選填“長管腳”或“短管腳”)所連接的一極。(2)該同學(xué)依次用多用電表電阻擋的“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋、“×1k”擋分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測量(多用電表內(nèi)部電源電動勢不變)，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越________(選填“大”或“小”)，請幫助他分析一下具體的原因：______________________________________________?？枷?.用多用電表探測電路故障4.在如圖所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8V0.3A”。合上開關(guān)S后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，A、B燈都不亮。(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障：①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示)。A.2.5V B.10VC.50V D.250V②測得c、d間電壓約為5.8V，e、f間電壓為0，則故障是________。A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開C.d、e間連線斷開 D.B燈短路(2)接著用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”，①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S______。②測c、d間和e、f間電阻時，某次測量結(jié)果如圖8所示，讀數(shù)為________Ω，此時測量的是________間的電阻，根據(jù)小燈泡的規(guī)格計算出的電阻為________Ω，它不等于測量值，原因是__________________________________________________________________________________________________________。考向5.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件5.如圖9所示，電學(xué)實驗室的“黑盒子”表面有A、B、C三個接線柱，盒內(nèi)總共有兩個電學(xué)元件(一只定值電阻和一只半導(dǎo)體二極管)，每兩個接線柱之間最多連接一個元件。為了探明盒內(nèi)元件的連接方式，小華同學(xué)用多用電表進(jìn)行了如下探測：用多用電表歐姆擋進(jìn)行測量，把紅、黑表筆分別與接線柱A、B、C連接，測量結(jié)果如表：紅表筆ACCBAB黑表筆CABCBA阻值有阻值阻值同AC測量值很大很小很大接近AC間電阻(Ⅰ)在圖10虛線框中畫出黑箱內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)圖。(Ⅱ)小華為了精確測量黑箱內(nèi)二極管的正向電阻值和定值電阻阻值，又進(jìn)行了如下實驗：(1)如圖11所示，將電源(電動勢未知，內(nèi)阻不計)、電阻箱、開關(guān)連接，將e與________(選填“A”或“B”)相連，f與________(選填“A”或“B”)相連，A、B之間再接入一個電壓表，閉合開關(guān)，改變電阻箱R的阻值大小，讀出多組對應(yīng)的電壓表示數(shù)，記錄為U1。(2)將e、f按照正確方式與A、C相連，閉合開關(guān)，改變電阻箱R的阻值大小，讀出對應(yīng)的電壓表示數(shù)，記錄為U2。(3)分別作出eq\f(1,U1)－R和eq\f(1,U2)－R圖像，發(fā)現(xiàn)兩圖線均為直線，若直線縱截距分別為a1、a2，斜率分別為k1、k2，則電源電動勢為________，黑箱內(nèi)定值電阻阻值為________，二極管正向電阻值為________。1．（2024·浙江·高考真題）在測繪發(fā)光二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性曲線實驗中，(1)用多用電表歐姆擋判斷發(fā)光二極管的正負(fù)極選用擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發(fā)現(xiàn)電表指針均不偏轉(zhuǎn)。選用擋（選填””或“”）重新測試，指針仍不偏轉(zhuǎn)，更換二極管極性后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管（選填“正極”或“負(fù)極”）。

(2)圖（A）是已完成部分連線的實物圖，為實現(xiàn)電壓可從零開始調(diào)節(jié)，并完成實驗，P應(yīng)連接接線柱（選填“a"“b”“c”或“d”），Q應(yīng)連接接線柱（選填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次選用多用電表量程為50mA擋測量，指針如圖（B）所示，則電流I=mA(3)根據(jù)測得數(shù)據(jù)，繪出伏安特性曲線如圖（C）所示，說明該二極管是元件（選填“線性”或“非線性”，正常發(fā)光時電壓在V范圍。2．（2024·新疆河南·高考真題）學(xué)生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻?？蛇x用的器材有：多用電表，電源E（電動勢5V），電壓表V1（量程5V，內(nèi)阻約3kΩ），定值電阻（阻值為800Ω），滑動變阻器（最大阻值50Ω），滑動變阻器（最大阻值5kΩ），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。完成下列填空：(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)（把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列）；A．將紅、黑表筆短接B．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆C．將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”）相連，歐姆表的指針位置如圖（a）中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋（填“×1”“×100”或“”）位置，重新調(diào)節(jié)后，測量得到指針位置如圖（a）中實線Ⅱ所示，則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ（結(jié)果保留1位小數(shù)）；(2)為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖（b）所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選（填“”或“”），閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于（填“a”或“b”）端；(3)閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表，待測電壓表的示數(shù)分別為、，則待測電壓表內(nèi)阻（用、U和表示）；(4)測量得到，則待測電壓表內(nèi)阻（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。3．（2022·湖南·高考真題）小夢同學(xué)自制了一個兩擋位（“”“”）的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，為調(diào)零電阻（最大阻值為），、、為定值電阻（），電流計G的內(nèi)阻為。用此歐姆表測量一待測電阻的阻值，回答下列問題：（1）短接①②，將單刀雙擲開關(guān)與接通，電流計G示數(shù)為；保持電阻滑片位置不變，將單刀雙擲開關(guān)與接通，電流計G示數(shù)變?yōu)?，則（填“大于”或“小于”）；（2）將單刀雙擲開關(guān)與接通，此時歐姆表的擋位為（填“”或“”）；（3）若從“”擋位換成“”擋位，調(diào)整歐姆零點（歐姆零點在電流計G滿偏刻度處）時，調(diào)零電阻的滑片應(yīng)該調(diào)節(jié)（填“向上”或“向下”）；（4）在“”擋位調(diào)整歐姆零點后，在①②間接入阻值為的定值電阻，穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的；取走，在①②間接入待測電阻，穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則。4．（2021·福建·高考真題）某實驗小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為，材料未知。實驗過程如下：（1）用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖（a）所示。該電阻絲的直徑為。（2）對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。（3）將多用電表的選擇開關(guān)旋至倍率的電阻擋（填“”“”“”或“”）。（4）將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線