資源簡介

物理
第講　實驗：用多用電表測量電學中的物理量
考點一　多用電表的原理
1．歐姆表的原理
(1)構造：歐姆表由電流表、電池、可調電阻R1和紅、黑表筆組成。
(2)工作原理：由閉合電路的歐姆定律Ix＝，可知Rx與電流Ix一一對應。
(3)刻度的標定：紅、黑表筆直接接觸時(相當于被測電阻Rx＝0)，調節可調電阻R1，使Ix＝Ig，電流表的指針達到滿偏。
①當Ix＝Ig時，Rx＝0，在滿偏電流Ig處標為“0”。
②當Ix＝0時，Rx→∞，在Ix＝0處標為“∞”。
③當Ix＝時，Rx＝Rg＋R1＋r，此電阻Rx等于歐姆表的內阻RΩ，也叫中值電阻。
(4)電源極性：紅表筆接內部電源的負極，黑表筆接內部電源的正極。
2．多用電表的原理
多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，如圖所示，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用。如圖中1、2為電流測量端，其中接1為大量程；5、6為電壓測量端，其中接6為大量程；3、4為電阻測量端，其中接4為大倍率。測量時，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過選擇開關接入與待測量相對應的測量端。
例1　某同學欲將內阻為98．5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應電流表表盤的50 μA刻度。可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99999．9 Ω)，干電池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，紅、黑表筆和導線若干。
(1)歐姆表設計
將圖a中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應為________ Ω；滑動變阻器選________(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度歐姆表表盤
通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖b所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為________、________。
(3)校準
紅、黑表筆短接，調節滑動變阻器，使歐姆表指針指向________ kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應的測量值，完成校準數據測量。若校準某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖c所示，則電阻箱接入的阻值為________ Ω。
例2　某同學組裝一個多用電表。可用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999．9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999．9 Ω)；導線若干。
要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。
回答下列問題：
(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。
(2)電阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到個位)
考點二　多用電表的使用和讀數
一、實驗原理
1．認識多用電表
多用電表可以用來測電流、電壓和電阻，如圖甲所示是一種多用電表的外形圖，表的上半部分為表盤，下半部分是選擇開關，開關周圍標有測量功能的區域及量程。
(1)表盤：共有三行刻度線，最上面的刻度線的左端標有“∞”，右端標有“0”，是用于測電阻的，其刻度是不均勻的，從右向左越來越密；中間的刻度線用于測直流電流、直流電壓和交變電壓，其刻度是均勻分布的；最下面一條刻度線左側標有“2．5 V～”，是交流2．5 V專用，其刻度是不均勻的。
(2)選擇開關：周圍標有測量功能的區域和量程。將多用電表的選擇開關旋轉到電流擋，多用電表就測量電流；當選擇開關旋轉到其他功能區域時，就可測量電壓或電阻。
(3)插孔及調零旋鈕
①一對正、負插孔通過表筆與待測元件相連，紅表筆插“＋”插孔，黑表筆插“－”插孔。
②指針定位螺絲，即機械調零旋鈕，用它可以進行機械調零，即旋轉該調零螺絲，可使指針(在不接入電路中時)指在左端“0”刻線。
③歐姆調零旋鈕，測電阻之前，用它可進行歐姆調零。
2．二極管的單向導電性
(1)二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號如圖乙所示。
(2)二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當電流從正極流入時，它的電阻比較小；當電流從正極流出時，它的電阻比較大。
二、實驗器材
多用電表、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。
三、實驗步驟
1．觀察多用電表的外形，認識選擇開關對應的測量項目及量程。
2．檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置。若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調零。
3．將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔。
4．測小燈泡的電壓和電流
(1)按如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。
(2)按如圖乙所示連好電路，將選擇開關置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。
5．測定值電阻的阻值
(1)根據定值電阻的阻值標定值，選擇歐姆擋合適的擋位倍率。
(2)短接紅、黑表筆，調節歐姆調零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度處，然后斷開表筆，再使指針指向∞刻度處。
(3)將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標定值進行比較。
6．用歐姆擋判斷二極管的正、負極
將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”極時，電阻示數較小，反之電阻示數很大，由此可判斷出二極管的正、負極。
7．測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。
四、數據處理
1．測電阻時，電阻值等于指針的示數與倍率的乘積。指針示數的讀數一般讀兩位有效數字。
2．測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0．1、0．01、0．001等，讀數時應讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為2、0．2、0．02、0．002等，或5、0．5、0．05、0．005等，讀數時只讀到與最小刻度位數相同即可，并按二分之一或五分之一估讀，即把最小刻度分成二等份或五等份，觀察判斷指針靠近哪一個等分線，進而估讀到該等分線對應的數值。
五、誤差分析
1．偶然誤差
(1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差。
(2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當倍率擋位，使指針指在中值附近。
(3)讀數時的觀察易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數。
2．系統誤差
(1)電池用舊后，電動勢會減小，內阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池。
(2)測電流、電壓時，由于電表內阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值。
六、注意事項
1．使用前要機械調零。
2．兩表筆在使用時，電流總是“紅進”“黑出”。
3．選擇開關的功能區域，要分清是測電壓、電流還是電阻，還要分清是交流還是直流。
4．電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。
5．刻度線有三行：上為電阻專用，中間為直流電流、直流電壓、交流電壓共用，下為交流電壓2．5 V專用。
6．測電阻時
(1)待測電阻與電路、電源一定要斷開。
(2)兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。
(3)指針指中值附近較準，不能指在中值附近時需換擋。在不知道待測電阻的估計值時，應先從中等倍率開始試測，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋。
(4)每換一次擋位必須重新歐姆調零。
(5)讀出示數要乘以倍率才為電阻阻值。
7．使用完畢，選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池。
例3　(1)用如圖甲所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量：
①旋動部件________，使指針對準電流的“0”刻線。
②將K旋轉到電阻擋“×100”的位置。
③將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻的________(填“0刻線”或“∞刻線”)。
④將兩表筆分別與待測電阻相接，發現指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟。并按________的順序進行操作，再完成讀數測量。
A．將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置
B．將K旋轉到電阻擋“×10”的位置
C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準
(2)如圖乙所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“×100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為________ Ω；若測的是直流電流，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為________ mA；若測的是直流電壓，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為________ V。
考點三　利用多用電表探測黑箱內元件、檢測電路故障
1．測電學黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判斷其內部有無電源，無電源方可用歐姆擋。
2．多用電表對電路故障的檢測
(1)若電路中只有斷路故障，且只有一處，斷路故障的檢測方法
①用直流電壓擋
a．將電壓表與電源并聯，若電壓表示數不為零，說明電源通路，若電壓表示數為零，說明電源斷路。
b．在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯。若電壓表示數等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷路。
②用直流電流擋
將電流表串聯在電路中，若電流表的示數為零，則說明與電流表串聯的部分電路斷路。
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(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。
(2)若電路中只有短路故障，且只有一處，短路故障的檢測方法
將電壓表與電源并聯，若電壓表示數為零，說明電源被短路；若電壓表示數不為零，則外電路的部分電路未被短路或未完全被短路。然后將電壓表逐一接到各元件兩端，根據電壓表示數是否為零，判斷各元件是否被短路。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電子元件，每兩個接線柱之間只可能連接一個元件。為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測：
第一步：用電壓擋，對任意兩接線柱正、反向測量，指針不發生偏轉；
第二步：用電阻“×100”擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖甲所示。
(1)第一步測量結果表明盒內________________。
(2)圖乙給出了圖甲(1)和圖甲(2)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________ Ω，圖丙給出了圖甲(3)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________ Ω。
(3)請在圖丁的接線柱間，用電路圖符號畫出盒內的元件及連接情況。
例5　如圖是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。
(1)應用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關置于10 V擋。該同學測試結果如表1所示，在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸________(填“a”或“b”)。根據測試結果，可判定故障是________。
A．燈A短路 B．燈B短路
C．cd段斷路 D．df段斷路
表1
測試點 電壓示數
a、b 有示數
b、c 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
　
表2
測試點 指針偏轉情況
c、d
d、e
e、f
(2)將開關斷開，再選擇歐姆擋測試，測量結果如表2所示，那么檢查出的故障是________。
A．燈A斷路 B．燈B短路
C．燈A、B都斷路 D．d、e間導線斷路
課時作業
1．在練習使用多用電表的實驗中。
(1)某同學連接的電路如圖所示：
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測的是通過________的電流；(填元件代號，下同)
②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測的是________的電阻；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測的是________兩端的電壓。
(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，下列說法正確的是________。
A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小
B．測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值等于2500 Ω
D．更換待測電阻后，必須重新進行歐姆調零
2．圖a為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內阻為480 Ω。虛線方框內為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位分別為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2．5 mA擋，歐姆×100 Ω擋。
(1)圖a中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標號)。
A．在使用多用電表之前，調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C．使用電流擋時，調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數為________；若此時B端是與“3”連接的，則讀數為________；若此時B端是與“5”連接的，則讀數為________。(結果均保留三位有效數字)
3．(2025·湖南省永州市高三上10月監測)“黑匣子”一部分電路裝在一個小盒子里，盒子內部由兩個定值電阻連接而成，并且跟盒外的三根引出線相連接，如圖1所示。將多用電表的選擇開關旋轉置于歐姆擋“×10”擋，測量a、b間電阻時，指針位于如圖2所示甲位置，則Rab＝________ Ω；測量a、c間電阻時，指針位于圖中乙位置，則Rac＝________ Ω；測量b、c間電阻時，指針位于圖中丙位置，則Rbc＝________ Ω。請在圖1中畫出小盒子內部的電路結構，并標明每個電阻的阻值。
4．利用如圖1所示裝置進行實驗，閉合開關后發現小燈泡不發光，經檢查接線均良好，現使用多用電表進一步檢測電路故障。
(1)使用多用電表的歐姆擋“×1擋”檢測小燈泡是否發生故障。操作時，將電路斷開，多用電表兩表筆與小燈泡兩端接觸。若指針如圖2中a所示，可判斷小燈泡發生________(填“短路”或“斷路”)故障；若指針如圖2中b所示，可判斷小燈泡是完好的，電阻讀數為________ Ω。
(2)使用多用電表的“2．5 V直流電壓擋”檢測電路故障。保持開關閉合，下列檢測結果說明開關可能出現斷路故障的是________。
A．將多用電表紅、黑表筆分別接觸A、B，電壓表讀數接近1．5 V
B．將多用電表紅、黑表筆分別接觸C、D，電壓表讀數接近1．5 V
C．將多用電表紅、黑表筆分別接觸E、F，電壓表讀數接近1．5 V
5．(2024·浙江6月選考)在測繪發光二極管在導通狀態下的伏安特性曲線實驗中：
(1)用多用電表歐姆擋判斷發光二極管的正負極，選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發現電表指針均不偏轉。選用________擋(選填“×10”或“×1k”)重新測試，指針仍不偏轉，更換二極管極性后，發現指針偏轉，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管________(選填“正極”或“負極”)。
(2)圖A是已完成部分連線的實物圖，為實現電壓可從零開始調節，并完成實驗，P應連接________接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)，Q應連接________接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次選用多用電表量程為50 mA擋測量，指針如圖B所示，則電流I＝________ mA。
(3)根據測得數據，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”)，正常發光時電壓在________V范圍。
6．某興趣小組自制了一個多量程的歐姆表，其電路圖如圖甲所示。其中電池的電動勢E＝1．5 V，內阻可忽略不計；表頭G量程Ig＝60 μA，內阻Rg＝2 kΩ，表頭的表盤如圖乙所示。
(1)①開關S1撥至“×1 k”擋，將滑動變阻器R0滑片調到最上端。
②將紅、黑表筆短接，此時表頭的讀數如圖乙所示，該讀數為________ μA。由此可知，滑動變阻器R0的最大阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
③調節滑動變阻器R0的滑片位置，使電流表指針滿偏。
④將被測電阻Rx接在紅、黑表筆之間，此時電表指針指向20 μA處，則該被測電阻的阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
⑤根據上述原理，將表頭的電流刻度改成與之相對應的電阻值刻度，即做成一個歐姆表。
(2)圖甲中R3的阻值為________ kΩ(結果保留三位有效數字)。
(3)電池使用一段時間后電動勢E減小為1．44 V，改裝后的歐姆表仍可以調零。若某次測量結果的讀數為50 kΩ，則該被測電阻的真實阻值是________ kΩ；若測量結果的讀數為25 Ω，則該被測電阻的真實阻值是________ Ω。(結果均保留兩位有效數字)
（答案及解析）
例1　某同學欲將內阻為98．5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應電流表表盤的50 μA刻度。可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99999．9 Ω)，干電池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，紅、黑表筆和導線若干。
(1)歐姆表設計
將圖a中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應為________ Ω；滑動變阻器選________(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度歐姆表表盤
通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖b所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為________、________。
(3)校準
紅、黑表筆短接，調節滑動變阻器，使歐姆表指針指向________ kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應的測量值，完成校準數據測量。若校準某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖c所示，則電阻箱接入的阻值為________ Ω。
[答案]　(1)如圖所示　900　R1　(2)45　5
(3)0　35000．0
[解析]　(1)歐姆表內各元件串聯，且紅表筆接電源負極，黑表筆接電源正極。歐姆表的中值刻度為歐姆表的內阻，即R內＝r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑動變阻器R2的最大阻值為500 Ω，所以滑動變阻器選R1。
(2)根據閉合電路歐姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入數據解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。
(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調零，此時應將紅、黑表筆短接，調整滑動變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處。電阻箱的阻值為(0．1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000．0 Ω。
例2　某同學組裝一個多用電表。可用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999．9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999．9 Ω)；導線若干。
要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。
回答下列問題：
(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。
(2)電阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到個位)
[答案]　(1)圖見解析　(2)100　2910
[解析]　
(1)R1的電阻比較小，所以R1與表頭并聯構成大量程的電流表，R2的阻值比較大，與改裝后的電流表串聯可充當大量程的電壓表，設計電路圖如圖所示。
(2)改裝電流表需要并聯一個電阻，要改裝成量程為1 mA的電流表需要并聯的電阻R1＝＝ Ω＝100 Ω；要改裝成量程為3 V的電壓表需要再串聯電阻，串聯電阻的阻值為R2＝＝ Ω＝2910 Ω。
例3　(1)用如圖甲所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量：
①旋動部件________，使指針對準電流的“0”刻線。
②將K旋轉到電阻擋“×100”的位置。
③將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻的________(填“0刻線”或“∞刻線”)。
④將兩表筆分別與待測電阻相接，發現指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟。并按________的順序進行操作，再完成讀數測量。
A．將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置
B．將K旋轉到電阻擋“×10”的位置
C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準
(2)如圖乙所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“×100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為________ Ω；若測的是直流電流，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為________ mA；若測的是直流電壓，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為________ V。
[答案]　(1)①S　③T　0刻線　④ADC
(2)1700　47　23．4
[解析]　(1)使用前要進行機械調零，使指針指向左邊電流的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進行歐姆調零，使指針指向右邊電阻的零刻度處。由于測量時，指針從無窮大電阻值開始偏轉，偏角過小，說明須增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近。
(2)若用“×100”擋測電阻，指針讀數為17．0×100 Ω＝1700 Ω。
若用量程100 mA測直流電流，看中排刻度線，此時最小刻度是2 mA，要估讀到最小刻度的同一位，并按二分之一估讀，指針靠近46 mA和48 mA的“中間線”，所以讀數為47 mA。
若用量程50 V測直流電壓，看中排刻度線，此時最小刻度是1 V，要估讀到最小刻度的下一位，讀數為23．4 V。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電子元件，每兩個接線柱之間只可能連接一個元件。為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測：
第一步：用電壓擋，對任意兩接線柱正、反向測量，指針不發生偏轉；
第二步：用電阻“×100”擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖甲所示。
(1)第一步測量結果表明盒內________________。
(2)圖乙給出了圖甲(1)和圖甲(2)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________ Ω，圖丙給出了圖甲(3)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________ Ω。
(3)請在圖丁的接線柱間，用電路圖符號畫出盒內的元件及連接情況。
[答案]　(1)不存在電源　(2)1200　500
(3)圖見解析
[解析]　(1)使用電壓擋進行測量，目的是看盒子內部是否有電源，由于指針不發生偏轉，因此盒子內部無電源。
(2)題圖乙示數為12×100 Ω＝1200 Ω，題圖丙示數為5×100 Ω＝500 Ω。
(3)使用歐姆擋進行測量時，注意黑表筆是和內部電源的正極相連的，觀察題圖甲中的(1)(2)可知：在測量b、c之間元件的電阻時，對兩個接線柱進行正、反向測量，其阻值相同，說明b、c之間接有一個定值電阻；觀察題圖甲中的(3)(4)可知：在測量a、c之間元件的電阻時，黑表筆接c時電阻很小，接a時電阻很大，說明a、c之間有二極管，而且c應該接二極管的正極；觀察題圖甲中的(5)(6)可知：與觀察題圖甲中(3)(4)同理，a、b之間有二極管，
b接二極管正極；而且a、b之間正向阻值大于a、c之間正向阻值，則a、b之間為電阻與二極管串聯。因此盒內元件及連接情況如圖所示。
例5　如圖是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。
(1)應用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關置于10 V擋。該同學測試結果如表1所示，在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸________(填“a”或“b”)。根據測試結果，可判定故障是________。
A．燈A短路 B．燈B短路
C．cd段斷路 D．df段斷路
表1
測試點 電壓示數
a、b 有示數
b、c 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
　
表2
測試點 指針偏轉情況
c、d
d、e
e、f
(2)將開關斷開，再選擇歐姆擋測試，測量結果如表2所示，那么檢查出的故障是________。
A．燈A斷路 B．燈B短路
C．燈A、B都斷路 D．d、e間導線斷路
[答案]　(1)a　D　(2)BD
[解析]　(1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內，由題圖能看出a點接電源正極，電勢高于b點電勢，所以紅表筆應接觸a。
由表1可知，a、b間，b、c間，d、f間均有示數，c、d間無示數，說明d、f之外路段無斷路，且d、f間有電阻，而燈不亮，則d、f間有斷路，C錯誤，D正確；至于燈A、燈B是否短路，則無法判斷，A、B錯誤。
(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導線斷路，D正確；e、f間電阻為零，則燈B短路，B正確。
課時作業
1．在練習使用多用電表的實驗中。
(1)某同學連接的電路如圖所示：
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測的是通過________的電流；(填元件代號，下同)
②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測的是________的電阻；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測的是________兩端的電壓。
(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，下列說法正確的是________。
A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小
B．測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值等于2500 Ω
D．更換待測電阻后，必須重新進行歐姆調零
答案：(1)①R1　②R1和R2　③R2　(2)A
解析：(1)①多用電表調至直流電流擋，與滑動變阻器串聯，測的是通過滑動變阻器R1的電流；②斷開電路中的開關，多用電表調至歐姆擋，接在R1與R2串聯電路的兩端，測的是串聯部分的總電阻；③多用電表調至電壓擋，滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當于導線，多用電表與電阻R2并聯，測的是R2兩端的電壓。
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯，總電阻減小，測量值偏小，故A正確；測量時若發現指針向右偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，若向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新歐姆調零后再進行測量，故B錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值小于2500 Ω，大于2000 Ω，故C錯誤；更換待測電阻后，若不更換倍率，則不必重新進行歐姆調零，若更換倍率，則必須重新進行歐姆調零，故D錯誤。
2．圖a為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內阻為480 Ω。虛線方框內為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位分別為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2．5 mA擋，歐姆×100 Ω擋。
(1)圖a中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標號)。
A．在使用多用電表之前，調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C．使用電流擋時，調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數為________；若此時B端是與“3”連接的，則讀數為________；若此時B端是與“5”連接的，則讀數為________。(結果均保留三位有效數字)
答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880
(4)1．47 mA　1．10 kΩ　2．95 V
解析：(1)當B端與“3”連接時，內部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接。
(2)在使用多用電表之前，調整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調節無效，C錯誤。
(3)根據題給條件可知：當B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯，此時為量程1 mA的電流擋，由并聯電路兩支路電流與電阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
當B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯后再與R4串聯，此時為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯電路并聯總電阻為120 Ω，兩端電壓為IgRg＝0．12 V，則R4兩端電壓為0．88 V，由串聯電路中電壓與電阻成正比知：R4電阻為880 Ω。
(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2．5 mA，讀數為1．47 mA。若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數為11×100 Ω＝1．10 kΩ。若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數為2．95 V。
3．(2025·湖南省永州市高三上10月監測)“黑匣子”一部分電路裝在一個小盒子里，盒子內部由兩個定值電阻連接而成，并且跟盒外的三根引出線相連接，如圖1所示。將多用電表的選擇開關旋轉置于歐姆擋“×10”擋，測量a、b間電阻時，指針位于如圖2所示甲位置，則Rab＝________ Ω；測量a、c間電阻時，指針位于圖中乙位置，則Rac＝________ Ω；測量b、c間電阻時，指針位于圖中丙位置，則Rbc＝________ Ω。請在圖1中畫出小盒子內部的電路結構，并標明每個電阻的阻值。
答案：300　200　100　圖見解析
解析：選擇開關置于歐姆擋的“×10”擋，由圖2所示表盤可知，指針位于甲位置時，測量結果為Rab＝30×10 Ω＝300 Ω；指針位于乙位置時，測量結果為Rac＝20×10 Ω＝200 Ω；指針位于丙位置時，測量結果為Rbc＝10×10 Ω＝100 Ω。由Rab＝Rac＋Rbc可知，小盒子內部電路結構圖如圖所示。
4．利用如圖1所示裝置進行實驗，閉合開關后發現小燈泡不發光，經檢查接線均良好，現使用多用電表進一步檢測電路故障。
(1)使用多用電表的歐姆擋“×1擋”檢測小燈泡是否發生故障。操作時，將電路斷開，多用電表兩表筆與小燈泡兩端接觸。若指針如圖2中a所示，可判斷小燈泡發生________(填“短路”或“斷路”)故障；若指針如圖2中b所示，可判斷小燈泡是完好的，電阻讀數為________ Ω。
(2)使用多用電表的“2．5 V直流電壓擋”檢測電路故障。保持開關閉合，下列檢測結果說明開關可能出現斷路故障的是________。
A．將多用電表紅、黑表筆分別接觸A、B，電壓表讀數接近1．5 V
B．將多用電表紅、黑表筆分別接觸C、D，電壓表讀數接近1．5 V
C．將多用電表紅、黑表筆分別接觸E、F，電壓表讀數接近1．5 V
答案：(1)短路　6　(2)B
解析：(1)多用電表指針如圖2中a所示，代表所測小燈泡阻值為零，可判斷小燈泡短路。多用電表指針如圖2中b所示時，因所選歐姆擋倍率為“×1擋”，則電阻讀數為R＝6×1 Ω＝6 Ω。
(2)紅、黑表筆分別接觸A、B，電壓表接近1．5 V，說明干電池是好的，但無法據此判斷開關出現斷路故障，故A錯誤；紅、黑表筆分別接觸C、D，電壓表讀數接近1．5 V，如果開關沒有斷路，則電壓表被短路，讀數應為零，而此時卻有讀數，說明開關可能出現斷路故障，故B正確；紅、黑表筆分別接觸E、F，電壓表讀數接近1．5 V，說明E點和電源正極之間是通路，則此時開關不可能斷路，故C錯誤。
5．(2024·浙江6月選考)在測繪發光二極管在導通狀態下的伏安特性曲線實驗中：
(1)用多用電表歐姆擋判斷發光二極管的正負極，選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發現電表指針均不偏轉。選用________擋(選填“×10”或“×1k”)重新測試，指針仍不偏轉，更換二極管極性后，發現指針偏轉，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管________(選填“正極”或“負極”)。
(2)圖A是已完成部分連線的實物圖，為實現電壓可從零開始調節，并完成實驗，P應連接________接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)，Q應連接________接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次選用多用電表量程為50 mA擋測量，指針如圖B所示，則電流I＝________ mA。
(3)根據測得數據，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”)，正常發光時電壓在________V范圍。
答案：(1)×1k　負極　(2)a　d　45．0
(3)非線性　2．0～2．5
解析：(1)變換表筆與二極管兩極的連接方式，指針均不偏轉，說明被測電阻較大，歐姆擋所選擋位倍率偏小，所以應換倍率較大的“×1k”擋重新測試；重新測試時，更換二極管極性后，指針才偏轉，則這時測二極管正向電阻，根據多用電表中電流“紅進黑出”原則，以及二極管的單向導電性，可知此時與紅色表筆相連的是二極管負極。
(2)要實現電壓可從零開始調節，滑動變阻器應采用分壓式接法，P應連接a；兩節干電池串聯，電動勢E約為3 V，可知電壓表應選取0～3 V量程，故Q接d。多用電表作為電流表，選用50 mA量程，分度值為1 mA，需要估讀到0．1 mA，故電表的讀數為45．0 mA。
(3)根據圖C可知，I與U不成正比，則該二極管是非線性元件。二極管正常發光時，所通過的電流大于零，故根據圖C知，正常發光時電壓在2．0～2．5 V范圍。
6．某興趣小組自制了一個多量程的歐姆表，其電路圖如圖甲所示。其中電池的電動勢E＝1．5 V，內阻可忽略不計；表頭G量程Ig＝60 μA，內阻Rg＝2 kΩ，表頭的表盤如圖乙所示。
(1)①開關S1撥至“×1 k”擋，將滑動變阻器R0滑片調到最上端。
②將紅、黑表筆短接，此時表頭的讀數如圖乙所示，該讀數為________ μA。由此可知，滑動變阻器R0的最大阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
③調節滑動變阻器R0的滑片位置，使電流表指針滿偏。
④將被測電阻Rx接在紅、黑表筆之間，此時電表指針指向20 μA處，則該被測電阻的阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
⑤根據上述原理，將表頭的電流刻度改成與之相對應的電阻值刻度，即做成一個歐姆表。
(2)圖甲中R3的阻值為________ kΩ(結果保留三位有效數字)。
(3)電池使用一段時間后電動勢E減小為1．44 V，改裝后的歐姆表仍可以調零。若某次測量結果的讀數為50 kΩ，則該被測電阻的真實阻值是________ kΩ；若測量結果的讀數為25 Ω，則該被測電阻的真實阻值是________ Ω。(結果均保留兩位有效數字)
答案：(1)②48　29　④50
(2)0．222　(3)48　24
解析：(1)②將紅、黑表筆短接，此時表頭的讀數為48 μA。由此可知，滑動變阻器R0的最大阻值為R0＝－Rg＝ Ω－2000 Ω≈29 kΩ。
④當電流表指針滿偏時：Ig＝；當電表指針指向20 μA處時：Ig＝，解得Rx＝50 kΩ。
(2)由以上計算可知，當電表指針指向20 μA處時，歐姆表內阻分得的電壓為UG＝E＝0．5 V。當S1撥至“×1 k”擋位時，對應的待測電阻為50 kΩ，可知當S1撥至“×100”擋位時，對應的待測電阻為Rx′＝50×100 Ω＝5 kΩ，此時Rx′兩端電壓為U＝E－UG＝1 V，則電流為I′＝＝＝0．2 mA，此時通過R3的電流為I3＝I′－IG＝200 μA－20 μA＝180 μA，則R3＝＝ Ω≈0．222 kΩ。
(3)電池電動勢為E＝1．5 V時，調零后，通過電源的電流IE＝；電池電動勢為E′＝1．44 V時，調零后，通過電源的電流IE＝；當測量某電阻Rx時，通過電源的電流I＝＝；聯立可得＝，當Rx測＝50 kΩ時，代入解得Rx真＝48 kΩ；當Rx測＝25 Ω時，代入解得Rx真＝24 Ω。
1(共73張PPT)
第九章　恒定電流
第7講　實驗：用多用電表
測量電學中的物理量
目錄
1
2
3
考點一　多用電表的原理
考點二　多用電表的使用和讀數
考點三 利用多用電表探測黑箱內元件、檢測電路故障
課時作業
4
考點一　多用電表的原理
2．多用電表的原理
多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，如圖所示，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用。如圖中1、2為電流測量端，其中接1為大量程；5、6為電壓測量端，其中接6為大量程；3、4為電阻測量端，其中接4為大倍率。測量時，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過選擇開關接入與待測量相對應的測量端。
例1　某同學欲將內阻為98．5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應電流表表盤的50 μA刻度。可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻
器R1(最大阻值1500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電
阻箱(0～99999．9 Ω)，干電池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，紅、
黑表筆和導線若干。
(1)歐姆表設計
將圖a中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑
動變阻器R接入電路的電阻應為______ Ω；滑動變阻器選_____(填“R1”或“R2”)。
答案：如圖所示。
900
R1
(2)刻度歐姆表表盤
通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖b所示。表
盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度
分別為______、_____。
(3)校準
紅、黑表筆短接，調節滑動變阻器，使歐姆表指針指
向_____ kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電
阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應的測量值，完成校
準數據測量。若校準某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖c所示，
則電阻箱接入的阻值為___________Ω。
45
5
0
35000．0
(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調零，此時應將紅、黑表筆短接，調整滑動變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處。電阻箱的阻值為(0．1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000．0 Ω。
例2　某同學組裝一個多用電表。可用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999．9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999．9 Ω)；導線若干。
要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流
1 mA和電壓3 V兩擋。
回答下列問題：
(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公
共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。
(2)電阻箱的阻值R1＝_____ Ω；R2＝______ Ω。(保留到個位)
答案：如圖所示。
100
2910
考點二　多用電表的使用和讀數
一、實驗原理
1．認識多用電表
多用電表可以用來測電流、電壓和電阻，如圖甲所示是一種多用電表的外形圖，表的上半部分為表盤，下半部分是選擇開關，開關周圍標有測量功能的區域及量程。
(1)表盤：共有三行刻度線，最上面的刻度線的左端標有“∞”，右端標有“0”，是用于測電阻的，其刻度是不均勻的，從右向左越來越密；中間的刻度線用于測直流電流、直流電壓和交變電壓，其刻度是均勻分布的；最下面一條刻度線左側標有“2．5 V～”，是交流2．5 V專用，其刻度是不均勻的。
(2)選擇開關：周圍標有測量功能的區域和量程。
將多用電表的選擇開關旋轉到電流擋，多用電表就測
量電流；當選擇開關旋轉到其他功能區域時，就可測
量電壓或電阻。
(3)插孔及調零旋鈕
①一對正、負插孔通過表筆與待測元件相連，
紅表筆插“＋”插孔，黑表筆插“－”插孔。
②指針定位螺絲，即機械調零旋鈕，用它可以進行機械調零，即旋轉該調零螺絲，可使指針(在不接入電路中時)指在左端“0”刻線。
③歐姆調零旋鈕，測電阻之前，用它可進行歐姆調零。
2．二極管的單向導電性
(1)二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，
它的符號如圖乙所示。
(2)二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當電流從正極流入時，它的電阻比較小；當電流從正極流出時，它的電阻比較大。
二、實驗器材
多用電表、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。
三、實驗步驟
1．觀察多用電表的外形，認識選擇開關對應的測量項目及量程。
2．檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置。若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調零。
3．將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔。
4．測小燈泡的電壓和電流
(1)按如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。
(2)按如圖乙所示連好電路，將選擇開關置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。
5．測定值電阻的阻值
(1)根據定值電阻的阻值標定值，選擇歐姆擋合適的擋位倍率。
(2)短接紅、黑表筆，調節歐姆調零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度處，然后斷開表筆，再使指針指向∞刻度處。
(3)將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標定值進行比較。
6．用歐姆擋判斷二極管的正、負極
將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當黑表筆接“正”極，紅表筆接“負”極時，電阻示數較小，反之電阻示數很大，由此可判斷出二極管的正、負極。
7．測量完畢，將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。
四、數據處理
1．測電阻時，電阻值等于指針的示數與倍率的乘積。指針示數的讀數一般讀兩位有效數字。
2．測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0．1、0．01、0．001等，讀數時應讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為2、0．2、0．02、0．002等，或5、0．5、0．05、0．005等，讀數時只讀到與最小刻度位數相同即可，并按二分之一或五分之一估讀，即把最小刻度分成二等份或五等份，觀察判斷指針靠近哪一個等分線，進而估讀到該等分線對應的數值。
五、誤差分析
1．偶然誤差
(1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差。
(2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當倍率擋位，使指針指在中值附近。
(3)讀數時的觀察易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數。
2．系統誤差
(1)電池用舊后，電動勢會減小，內阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池。
(2)測電流、電壓時，由于電表內阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真 實值。
六、注意事項
1．使用前要機械調零。
2．兩表筆在使用時，電流總是“紅進”“黑出”。
3．選擇開關的功能區域，要分清是測電壓、電流還是電阻，還要分清是交流還是直流。
4．電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。
5．刻度線有三行：上為電阻專用，中間為直流電流、直流電壓、交流電壓共用，下為交流電壓2．5 V專用。
6．測電阻時
(1)待測電阻與電路、電源一定要斷開。
(2)兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。
(3)指針指中值附近較準，不能指在中值附近時需換擋。在不知道待測電阻的估計值時，應先從中等倍率開始試測，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋。
(4)每換一次擋位必須重新歐姆調零。
(5)讀出示數要乘以倍率才為電阻阻值。
7．使用完畢，選擇開關要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池。
例3　(1)用如圖甲所示的多用電表測量電阻，要用
到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電
阻測量：
①旋動部件____，使指針對準電流的“0”刻線。
②將K旋轉到電阻擋“×100”的位置。
③將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件___，
使指針對準電阻的________(填“0刻線”或“∞刻線”)。
S
T
0刻線
④將兩表筆分別與待測電阻相接，發現指針偏轉角
度過小，為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項
中挑出合理的步驟。并按________的順序進行操作，再
完成讀數測量。
A．將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置
B．將K旋轉到電阻擋“×10”的位置
C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準
ADC
(2)如圖乙所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“×100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為_______ Ω；若測的是直流電流，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為_____ mA；若測的是直流電壓，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為________ V。
1700
47
23．4
解析　(1)使用前要進行機械調零，使指針指向左邊電流的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進行歐姆調零，使指針指向右邊電阻的零刻度處。由于測量時，指針從無窮大電阻值開始偏轉，偏角過小，說明須增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近。
(2)若用“×100”擋測電阻，指針讀數為17．0×
100 Ω＝1700 Ω。
若用量程100 mA測直流電流，看中排刻度線，
此時最小刻度是2 mA，要估讀到最小刻度的同一位，
并按二分之一估讀，指針靠近46 mA和48 mA的“中
間線”，所以讀數為47 mA。
若用量程50 V測直流電壓，看中排刻度線，此時最小刻度是1 V，要估讀到最小刻度的下一位，讀數為23．4 V。
考點三　利用多用電表探測黑箱內元件、
檢測電路故障
1．測電學黑箱時，一定要先用大量程電壓擋判斷其內部有無電源，無電源方可用歐姆擋。
2．多用電表對電路故障的檢測
(1)若電路中只有斷路故障，且只有一處，斷路故障的檢測方法
①用直流電壓擋
a．將電壓表與電源并聯，若電壓表示數不為零，說明電源通路，若電壓表示數為零，說明電源斷路。
b．在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯。若電壓表示數等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷路。
②用直流電流擋
將電流表串聯在電路中，若電流表的示數為零，則說明與電流表串聯的部分電路斷路。
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(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。
(2)若電路中只有短路故障，且只有一處，短路故障的檢測方法
將電壓表與電源并聯，若電壓表示數為零，說明電源被短路；若電壓表示數不為零，則外電路的部分電路未被短路或未完全被短路。然后將電壓表逐一接到各元件兩端，根據電壓表示數是否為零，判斷各元件是否被短路。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電子元件，每兩個接線柱之間只可能連接一個元件。為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測：
第一步：用電壓擋，對任意兩接線柱正、反向測量，指針不發生偏轉；
第二步：用電阻“×100”擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖甲所示。
(1)第一步測量結果表明盒內______________。
不存在電源
(2)圖乙給出了圖甲(1)和圖甲(2)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是________ Ω，圖丙給出了圖甲(3)中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是______ Ω。
1200
500
(3)請在圖丁的接線柱間，用電路圖符號畫出盒內的元件及連接情況。
答案：如圖所示。
解析　(1)使用電壓擋進行測量，目的是看盒子內部是否有電源，由于指針不發生偏轉，因此盒子內部無電源。
(2)題圖乙示數為12×100 Ω＝1200 Ω，題圖丙示數為5×100 Ω＝500 Ω。
(3)使用歐姆擋進行測量時，注意黑表筆是和內部電源的正極
相連的，觀察題圖甲中的(1)(2)可知：在測量b、c之間元件的電阻
時，對兩個接線柱進行正、反向測量，其阻值相同，說明b、c之
間接有一個定值電阻；觀察題圖甲中的(3)(4)可知：在測量a、c之
間元件的電阻時，黑表筆接c時電阻很小，接a時電阻很大，說明
a、c之間有二極管，而且c應該接二極管的正極；觀察題圖甲中的(5)(6)可知：與觀察題圖甲中(3)(4)同理，a、b之間有二極管，b接二極管正極；而且a、b之間正向阻值大于a、c之間正向阻值，則a、b之間為電阻與二極管串聯。因此盒內元件及連接情況如圖所示。
例5　如圖是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都
不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。
(1)應用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關置于
10 V擋。該同學測試結果如表1所示，在測試a、b間直
流電壓時，紅表筆應接觸______(填“a”或“b”)。根據測
試結果，可判定故障是______。
A．燈A短路 B．燈B短路
C．cd段斷路 D．df段斷路
a
表1 測試點 電壓示數
a、b 有示數
b、c 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
D
(2)將開關斷開，再選擇歐姆擋測試，測量結果如表2所示，那么檢查出的故障是_____。
A．燈A斷路 B．燈B短路
C．燈A、B都斷路 D．d、e間導線斷路
BD
表2 測試點 指針偏轉情況
c、d
d、e
e、f
解析　(1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內，由題圖能看出a點接電源正極，電勢高于b點電勢，所以紅表筆應接觸a。
由表1可知，a、b間，b、c間，d、f間均有示數，c、d間無示數，說明d、f之外路段無斷路，且d、f間有電阻，而燈不亮，則d、f間有斷路，C錯誤，D正確；至于燈A、燈B是否短路，則無法判斷，A、B錯誤。
表1 測試點 電壓示數
a、b 有示數
b、c 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導線斷路，D正確；e、f間電阻為零，則燈B短路，B正確。
表2 測試點 指針偏轉情況
c、d
d、e
e、f
課時作業
1．在練習使用多用電表的實驗中。
(1)某同學連接的電路如圖所示：
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，此時測的是通過______的電流；(填元件代號，下同)
②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測的是_________的電阻；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測的是_____兩端的電壓。
R1
R1和R2
R2
(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，下列說法正確的是______。
A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小
B．測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值等于2500 Ω
D．更換待測電阻后，必須重新進行歐姆調零
A
解析：(1)①多用電表調至直流電流擋，與滑動變阻器串聯，測的是通過滑動變阻器R1的電流；②斷開電路中的開關，多用電表調至歐姆擋，接在R1與R2串聯電路的兩端，測的是串聯部分的總電阻；③多用電表調至電壓擋，滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當于導線，多用電表與電阻R2并聯，測的是R2兩端的電壓。
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯，總電阻減小，測量值偏小，故A正確；測量時若發現指針向右偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，若向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新歐姆調零后再進行測量，故B錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×100”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值小于2500 Ω，大于2000 Ω，故C錯誤；更換待測電阻后，若不更換倍率，則不必重新進行歐姆調零，若更換倍率，則必須重新進行歐姆調零，故D錯誤。
2．圖a為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭 的滿偏電流為250 μA，內阻為480 Ω。虛線方框內為換擋開關，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位分別為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA
擋和2．5 mA擋，歐姆×100 Ω擋。
(1)圖a中的A端與______(填“紅”或“黑”)色表筆相
連接。
黑
(2)關于R6的使用，下列說法正確的是______(填正確答案標號)。
A．在使用多用電表之前，調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調整R6使
電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C．使用電流擋時，調整R6使電表指針盡可能指
在表盤右端電流最大位置
B
(3)根據題給條件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝_______Ω。
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數為___________；若此時B端是與“3”連接的，則讀數為__________；若此時B端是
與“5”連接的，則讀數為__________。(結果均保留三
位有效數字)
160
880
1．47 mA
1．10 kΩ
2．95 V
解析：(1)當B端與“3”連接時，內部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接。
(2)在使用多用電表之前，調整表頭螺絲使電表指針指在
表盤左端電流“0”位置，A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆
短接，調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，B正確；
使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調節無效，C錯誤。
(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2．5 mA，讀數為1．47 mA。若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數為11×100 Ω＝1．10 kΩ。若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數為2．95 V。
3．(2025·湖南省永州市高三上10月監測)“黑匣子”一部分電路裝在一個小盒子里，盒子內部由兩個定值電阻連接而成，并且跟盒外的三根引出線相連接，如圖1所示。將多用電表的選擇開關旋轉置于歐姆擋“×10”擋，測量a、b間電阻時，指針位于如圖2所示甲位置，則Rab＝_____ Ω；測量a、c間電阻時，指針位于圖中乙位置，則Rac＝_____ Ω；測量b、c間電阻時，指針位于圖中丙位置，則Rbc＝_____ Ω。請在圖1中畫出小盒子內部的電路結構，并標明每個電阻的阻值。
300
200
100
答案：如圖所示。
解析：選擇開關置于歐姆擋的“×10”擋，由圖2所示表盤可知，指針位于甲位置時，測量結果為Rab＝30×10 Ω＝300 Ω；指針位于乙位置時，測量結果為Rac＝20×10 Ω＝200 Ω；指針位于丙位置時，測量結果為Rbc＝10×10 Ω＝100 Ω。由Rab＝Rac＋Rbc可知，小盒子內部電路結構圖如圖所示。
4．利用如圖1所示裝置進行實驗，閉合開關后發現小燈泡不發光，經檢查接線均良好，現使用多用電表進一步檢測電路故障。
(1)使用多用電表的歐姆擋“×1擋”檢測小燈泡是否發生故障。操作時，將電路斷開，多用電表兩表筆與小燈泡兩端接觸。若指針如圖2中a所示，可判斷小燈泡發生_______(填“短路”或“斷路”)故障；若指針如圖2中b所示，可判斷小燈泡是完好的，電阻讀數為_____ Ω。
短路
6
(2)使用多用電表的“2．5 V直流電壓擋”檢測電路故障。保持開關閉合，下列檢測結果說明開關可能出現斷路故障的是________。
A．將多用電表紅、黑表筆分別接觸A、B，電壓表讀數接近1．5 V
B．將多用電表紅、黑表筆分別接觸C、D，電壓表讀數接近1．5 V
C．將多用電表紅、黑表筆分別接觸E、F，電壓表讀數接近1．5 V
B
解析：(1)多用電表指針如圖2中a所示，代表所測小
燈泡阻值為零，可判斷小燈泡短路。多用電表指針如圖2
中b所示時，因所選歐姆擋倍率為“×1擋”，則電阻讀數為
R＝6×1 Ω＝6 Ω。
(2)紅、黑表筆分別接觸A、B，電壓表接近1．5 V，
說明干電池是好的，但無法據此判斷開關出現斷路故障，故A錯誤；紅、黑表筆分別接觸C、D，電壓表讀數接近1．5 V，如果開關沒有斷路，則電壓表被短路，讀數應為零，而此時卻有讀數，說明開關可能出現斷路故障，故B正確；紅、黑表筆分別接觸E、F，電壓表讀數接近1．5 V，說明E點和電源正極之間是通路，則此時開關不可能斷路，故C錯誤。
5．(2024·浙江6月選考)在測繪發光二極管在導通狀態下的伏安特性曲線實驗中:
(1)用多用電表歐姆擋判斷發光二極管的正負極，選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發現電表指針均不偏轉。選用________擋(選填“×10”或“×1k”)重新測試，指針仍不偏轉，更換二極管極性后，發現指針偏轉，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管________(選填“正極”或“負極”)。
×1k
負極
(2)圖A是已完成部分連線的實物圖，為實現電壓可從零開始調節，并完成實驗，P應連接____接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)，Q應連接_____接線柱(選填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次選用多用電表量程為50 mA擋測量，指針如圖B所示，則電流I＝________ mA。
a
d
45．0
(3)根據測得數據，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”)，正常發光時電壓在_____________V范圍。
非線性
2．0～2．5
解析：(1)變換表筆與二極管兩極的連接方式，指針均不偏轉，說明被測電阻較大，歐姆擋所選擋位倍率偏小，所以應換倍率較大的“×1k”擋重新測試；重新測試時，更換二極管極性后，指針才偏轉，則這時測二極管正向電阻，根據多用電表中電流“紅進黑出”原則，以及二極管的單向導電性，可知此時與紅色表筆相連的是二極管負極。
(2)要實現電壓可從零開始調節，滑動變阻器應采用分壓式接法，P應連接a；兩節干電池串聯，電動勢E約為3 V，可知電壓表應選取0～3 V量程，故Q接d。多用電表作為電流表，選用50 mA量程，分度值為1 mA，需要估讀到0．1 mA，故電表的讀數為45．0 mA。
(3)根據圖C可知，I與U不成正比，則該二極管是非線性元件。二極管正常發光時，所通過的電流大于零，故根據圖C知，正常發光時電壓在2．0～2．5 V 范圍。
6．某興趣小組自制了一個多量程的歐姆表，其電路圖如圖甲所示。其中電池的電動勢E＝1．5 V，內阻可忽略不計；表頭G量程Ig＝60 μA，內阻Rg＝2 kΩ，表頭的表盤如圖乙所示。
(1)①開關S1撥至“×1 k”擋，將滑動變
阻器R0滑片調到最上端。
②將紅、黑表筆短接，此時表頭的讀
數如圖乙所示，該讀數為_____ μA。
由此可知，滑動變阻器R0的最大阻值為_____ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
48
29
③調節滑動變阻器R0的滑片位置，使電流表指針滿偏。
④將被測電阻Rx接在紅、黑表筆之間，此時電表指針指向20 μA處，則該被測電阻的阻值為_____ kΩ(結果保留兩位有效數字)。
⑤根據上述原理，將表頭的電流刻度改成與之相對應的電阻值刻度，即做成一個歐姆表。
50
(2)圖甲中R3的阻值為________ kΩ(結果保留三位有效數字)。
(3)電池使用一段時間后電動勢E減小為1．44 V，改裝后的歐姆表仍可以調零。若某次測量結果的讀數為50 kΩ，則該被測電阻的真實阻值是_____ kΩ；若測量結果的讀數為25 Ω，則該被測電阻的真實阻值是_____ Ω。(結果均保留兩位有效數字)
0．222
48
24
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
R

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