資源簡介

　第5講　實驗:用多用電表測量電學中的物理量
一、認識多用電表
1.多用電表的工作原理:閉合電路的歐姆定律、電路的串聯與并聯。
2.認識多用電表: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。
二、案例分析
案例一:測量小燈泡的電壓和電流
實驗步驟
(1)按如圖甲所示的電路圖連接好電路,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。紅表筆接電勢高的點。
(2)按如圖乙所示的電路圖連接好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流,此時電流從紅表筆流入電表。
案例二:測量定值電阻
1.實驗原理
電路圖
I與Rx的 對應關系 相當于待測電阻Rx=0,調節R使I=Ig=,此時指針指在Ig處(RΩ=Rg+r+R) 相當于待測電阻Rx=∞,此時I=0,指針不偏轉 待測電阻為Rx,I=,指針指到某確定位置,此時Rx=-RΩ
刻度特點 表頭電流滿偏Ig處,對應電阻表零刻度(最右側) 表頭電流I=0處,對應電阻表∞刻度(最左側) 表頭電流I與電阻Rx一一對應,但不是線性關系,表盤刻度不均勻
注意:(1)黑表筆與電源的正極連接,紅表筆與電源的負極連接,電流方向為“紅進黑出”。
(2)當多用電表指針指在表盤中央時=,可知中值電阻R中=RΩ。
2.實驗步驟
(1)根據被測電阻的估計阻值,選擇適當倍率的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在電阻表的0刻度線處,若不指在電阻表的0刻度線處,調節歐姆調零旋鈕,使指針指在電阻表的0刻度處。
(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩定后讀數。
(3)讀出指針在刻度盤上所指的數值,用讀數乘所選擋位的倍率,即得到測量結果。
(4)測量完畢,將選擇開關旋轉到OFF位置。
3.注意事項
(1)表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應為“紅進黑出”。
(2)區分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整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的“0”位置,調整的是歐姆調零旋鈕。
(3)電阻表讀數時注意乘相應擋位的倍率。
(4)使用多用電表時,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電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表。
(6)測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調零。
案例三:測量二極管的正、反向電阻
1.認識二極管
晶體二極管由半導體材料制成,它的符號如圖所示,左端為正極,右端為負極。當給二極管加正向電壓時電阻很小,當給二極管加反向電壓時電阻很大。
2.用電阻擋判斷二極管的正負極
將多用電表電阻擋歐姆調零之后,若測量時多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負極(如圖甲);若測量時多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負極,紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)。
案例四:探索黑箱內的電學元件
判斷元件 應用擋位 現象
電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時均無示數,說明無電源
電阻 電阻擋 兩接線柱正、反接時示數相同
二極管 電阻擋 正接時示數很小,反接時示數很大
電容器 電阻擋 正接、反接均示數先很小,然后逐漸變大,最后指針指在無窮大處
三、誤差分析
1.偶然誤差
(1)估讀時易帶來誤差。
(2)表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大。
2.系統誤差
(1)電池用舊后,電動勢基本不變,內阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。
(2)測量電流、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。
考點一　基礎性實驗
[例1] 【多用電表的讀數與操作】 在實驗“練習使用多用電表”中,
(1)如圖為一正在測量中的多用電表表盤。
①如果是用直流250 mA擋測量電流,則讀數為　　　　 mA。
②如果是用直流5 V擋測量電壓,則讀數為　　　　V。
(2)若待測電阻的阻值約為20 Ω,測量步驟如下:
①調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準　　　　　　　　(選填“直流電流、電壓”或“電阻”)的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　　(選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,并將兩表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的　　　　　　(選填“0刻度線”或“∞刻度線”)。
④將兩表筆分別與待測電阻相接,讀取數據。
(3)完成上述測量后,需要繼續測量一個阻值大約是2 kΩ的電阻。在紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,請從下列選項中挑出必要的步驟,并按　　　　的順序進行操作,再完成讀數測量。
A.調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準0刻度線
B.將紅、黑表筆接觸
C.把選擇開關旋轉到×1k位置
D.把選擇開關旋轉到×100位置
E.調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線
【答案】 (1)①180　②3.60　(2)①直流電流、電壓　②×1　③0刻度線　(3)DBE
【解析】 (1)①如果是用直流250 mA擋測量電流,則分度值為5 mA,讀數為180 mA。
②如果是用直流5 V擋測量電壓,則分度值為0.1 V,讀數為3.60 V。
(2)①調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準直流電流、電壓的0刻度線。
②根據電阻表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則,將選擇開關轉到電阻擋×1的位置。
③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,并將兩表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線。
(3)測量后需要繼續測量一個阻值大約是2 kΩ的電阻,不需要重新機械調零。根據電阻表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則可知,應先把選擇開關旋轉到×100位置,然后將紅、黑表筆接觸,最后調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線。即步驟為D、
B、E。
[例2] 【多用電表測電阻】(2025·北京東城模擬) (1)用圖甲所示的多用電表測量一合金絲的電阻。待測合金絲阻值約為十幾歐,測量步驟如下:
①使用前先調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準“直流電流、電壓”的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　　　(選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③將兩表筆分別與待測合金絲相接,讀取數據,示數如圖乙所示,則合金絲的阻值為　 Ω。
(2)按照圖丙連接電路,測量合金絲的電阻率。實驗時多次改變合金絲A接入電路的長度l、調節滑動變阻器連入電路的阻值,使電流表的讀數I達到某一相同值時記錄電壓表的示數U,從而得到多個的值,作出-l圖像,如圖丁中圖線a所示。
①在實驗中應使用　　　　　(選填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑動變阻器。
②已知合金絲A的橫截面積為8.0×10-8m2,則合金絲A的電阻率為 　　　　Ω·m(結果保留2位有效數字)。
③圖丁中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲B采用同樣的方法獲得的-l圖像,由圖可知合金絲B的橫截面積　　　　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)合金絲A的橫截面積。
④請從理論上分析并說明,利用圖丁中直線斜率求合金絲電阻率,是否存在因電表內阻帶來的誤差。 　 。
【答案】 (1)②×1　③15
(2)①0～20 Ω　②1.2×10-6　③大于
④見解析
【解析】 (1)②待測合金絲的阻值只有十幾歐姆,則將選擇開關轉到電阻擋×1的位置。
③由題圖乙可得合金絲的阻值為15 Ω。
(2)①在實驗中滑動變阻器選擇與待測合金絲阻值相近的,則應使用0～20 Ω的滑動變阻器。
②根據=R+RA=ρ+RA,由圖像可知= Ω/m=15 Ω/m,解得ρ=1.2×10-6 Ω·m。
③題圖丁中圖線b對應的斜率較小,根據k=,材料相同,則電阻率相同,可知合金絲B的橫截面積大于合金絲A的橫截面積。
④由上述分析可知,合金絲的電阻率與圖像的斜率有關,和電表內阻無關,所以不存在因電表內阻帶來的誤差。
[例3] 【多用電表判斷電路故障】 (2025·河南新鄉模擬)某同學在實驗室找到一個內部只存在一處故障的直流電流表,如圖甲所示。其使用說明書上附的該電流表的內部電路如圖乙所示。該同學利用電阻表對電流表進行了檢測,步驟如下:
①他將電阻表的選擇開關旋到×1位置,歐姆調零后,將兩表筆分別接在電流表“-”“3”接線柱上,電阻表示數為0。
②接著他將兩表筆分別接在電流表“-”“0.6”接線柱上,電阻表示數如圖丙所示。于是他做出判斷,該表內部確實出現了故障,但還是可以當作一個新的電流表來使用。
根據上述步驟,回答下面的問題:
(1)圖丙的示數為　　　　　Ω。
(2)原來電流表的故障是　 。
(3)圖乙中電流表G的最大量程為　　　　　A。(結果保留2位有效數字)
(4)當作新電流表使用時,其最大量程為　　　A。(結果保留2位有效數字)
【答案】 (1)0.4　(2)電阻R1被短路
(3)5.0×10-3　(4)0.76
【解析】 (1)電阻表的選擇開關旋到×1位置,則題圖丙的示數約為0.4 Ω。
(2)將兩表筆分別接在電流表“-”“3”接線柱上,電阻表示數為0;兩表筆分別接在電流表“-”“0.6”接線柱上時,其電阻值接近Rg與R3串聯后再與R2并聯的電阻,故說明R1被短路。
(3)根據題圖乙可得Ig+=0.6 A,代入數據解得Ig≈5.0×10-3 A。
(4)當作新電流表使用時,其最大量程為I=Ig+≈0.76 A。
分析電路故障問題,首先要根據現象分析可能出現的故障,然后用多用電表相應的擋位進行測量判斷。
(1)斷路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表指針偏轉,則該段電路中有斷點。
(2)短路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表示數為0,該段電路被短路;若電壓表示數不為0,則該段電路沒有被短路或不完全被短路。
考點二　創新性實驗
[例4] 【多用電表的改裝】 (2024·河北唐山期末)某物理興趣小組的同學在家中找到了一個廢棄不用的電熱水器,拆解后得到了它的電熱絲,他們想測量該電熱絲的電阻。
(1)首先他們用電阻表對該電熱絲進行粗測,將電阻表的選擇開關旋到×10擋位,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,發現指針偏轉角度非常大。為了比較準確地測出電熱絲的阻值,請幫他們補充好下面的操作。
①將選擇開關旋到　　　　擋位。
②　　　　　　　　,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,讀出電阻表的示數約為15 Ω。
(2)他們利用伏安法測量該電熱絲的阻值。現有下列器材:
A.電動勢為4 V的電源
B.量程為0～0.6 A的電流表A1(內阻約為 2 Ω),量程為0～3 A的電流表A2(內阻約為
0.5 Ω)
C.靈敏電流計G(滿偏電流為600 μA,內阻為 150 Ω)
D.滑動變阻器R0(最大阻值為5 Ω)
E.定值電阻R
F.開關一個、導線若干
①為了精確測量電熱絲的電阻,興趣小組同學先將靈敏電流計改裝為量程0～3 V的電壓表,需要給靈敏電流計　　　　(選填“串聯”或“并聯”)一個阻值R=　　　 　Ω的定值電阻。
②實驗中,電流表應選　　　　(選填“A1”或“A2”)。
③為了精確測量電熱絲阻值,請你幫助該小組設計適合的電路圖,并將其畫在虛線框中。
(3)實驗后他們測得該電熱絲的阻值為12.0 Ω,有組員推測該電熱水器在220 V電壓下工作時的加熱功率約為4 kW,你覺得這個結論是否正確,并給出理由。 　 。
【答案】 (1)①×1　②進行歐姆調零
(2)①串聯　4 850　②A1　③圖見解析
(3)見解析
【解析】 (1)①用電阻表粗測電阻時指針偏轉角太大,說明電阻表示數比較小,需要將所選倍率減小,即旋到×1擋位。
②更換倍率后要重新進行歐姆調零。
(2)①將靈敏電流計改成0～3 V量程的電壓表,需要串聯一個阻值為R的電阻,且滿足U=Ig(Rg+R),解得R=4 850 Ω。
②由題意可知流過電熱絲的最大電流約為Imax==0.2 A,所以電流表應該選A1。
③為了精確測量電熱絲阻值,需要多測幾組數據,而滑動變阻器的阻值較小,所以滑動變阻器需要采用分壓式接法,由于靈敏電流計改裝成的電壓表的內阻已知,所以要用電流表外接法,實驗電路圖如圖所示。
(3)該電熱絲的電阻測量值為12.0 Ω,根據P== W≈4.0 kW,因為12.0 Ω是電熱絲在常溫下的電阻阻值,而電熱絲正常工作時的溫度要升高很多,由于電熱絲的電阻率會隨著溫度升高而增大,所以正常工作時電熱絲的阻值大于12.0 Ω,所以電熱絲的加熱功率一定會小于 4.0 kW。
(滿分:40分)
1.(6分)(2025·山東威海階段練習)某同學按圖所示連接好電路,閉合開關S,發現A、B燈都不亮。他利用多用電表的電壓擋分別測量電路中兩點間的電壓,從而確定電路故障。測量時開關S應　　　　(選填“閉合”或“斷開”),將　　　　(選填“紅”或“黑”)表筆始終接觸b點,另一個表筆分別與a、c、d、e、f點接觸,測量結果如表所示,若電路只存在一處故障,則故障為　　　　　　　　。
測量點 b、c b、d b、e b、f a、b
電表 示數 無示數 無示數 有示數 有示數 有示數
【答案】 閉合　紅　d、e間斷路
【解析】 利用多用電表的電壓擋分別測量電路中兩點間的電壓,需要電路閉合,這樣電表才有示數,故測量時開關S應閉合。根據電表電流“紅進黑出”的原則,紅表筆應該接觸b點。b、c間無示數,說明b、c間可能短路或其他部分可能斷路;b、d間無示數,說明b、d間可能短路或其他部分可能斷路;b、e間有示數,說明b、e間可能斷路或其他部分可能短路;b、f間有示數,說明b、f間可能斷路或其他部分可能短路;a、b間有示數,說明a、b間可能斷路;因電路只存在一處故障,綜上所述只能是d、e間斷路。
2.(6分)(2025·山東菏澤階段練習)(1)某同學用多用電表測量某些電學量。經過正確操作,兩次測量時的指針位置均指在如圖所示的位置。一次測量直流電壓,所選量程為0～50 V,則讀數應為　　　　　V;另一次測量電阻,記錄的讀數為1 600 Ω,則所選倍率為　　　　(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
(2)在(1)中用多用電表測量完電阻后,需要繼續測量一個阻值約為13 Ω的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,以下有些操作步驟是必需的,請選擇正確的操作并按正確順序寫出序號　　　　　　。
①將紅表筆和黑表筆接觸
②把選擇開關旋轉到×1位置
③把選擇開關旋轉到×10位置
④調節歐姆調零旋鈕使指針指向電阻0刻度線處
【答案】 (1)24.0　×100　(2)②①④
【解析】 (1)所選量程是0～50 V,分度值是1 V,所以讀數是24.0 V;測電阻時,指針示數是16 Ω,但是實際讀數是1 600 Ω,說明所選倍率是×100。
(2)現在的電阻表倍率太大,換成×1倍率時,恰好13 Ω在中值電阻附近,所以先將選擇開關旋轉到×1位置,然后再將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零。步驟為②①④。
3.(8分)(2025·浙江嘉興模擬)在“練習使用多用電表”實驗中,
(1)下列操作正確的是　　　　。(多選)
A.每次轉動選擇開關前都需進行機械調零
B.每次改變電阻擋的倍率后都需重新進行歐姆調零
C.測量未知電阻時必須先選擇倍率最大擋進行試測
D.測量結束后應把選擇開關置于OFF位置
(2)選用直流2.5 V擋測量小燈泡兩端電壓時,指針位置如圖甲所示,則其讀數為　　　V。
(3)某同學按如圖乙所示連接電路,閉合開關后小燈泡不亮。他懷疑電路中某處斷路,于是選擇多用電表某一擋位,將表筆一始終接觸圖中A點,表筆二依次接觸圖中B、C、D、E、F各點,以尋找故障位置。則表筆一應是　　　　(選填“紅”或“黑”)表筆,所選電表擋位是　　　 　。
A.直流10 V擋
B.直流10 mA擋
C.交流10 V擋
D.電阻×10擋
【答案】 (1)BD　(2)0.90　(3)紅　A
【解析】 (1)機械調零只需調整一次即可,故A錯誤;每次改變電阻擋的倍率后都需重新進行歐姆調零,故B正確;在測量未知電阻時,可以先選擇一個倍率進行測量,然后根據指針偏轉情況再選擇合適的倍率進行測量,不一定必須先選擇倍率最大擋進行試測,故C錯誤;使用完畢后應將表筆拔出,并把選擇開關旋到OFF位置,故D正確。
(2)直流2.5 V擋的分度值為0.05 V,讀數為0.90 V。
(3)電流應從多用電表的紅表筆流入多用電表,所以表筆一應是紅表筆;表筆二依次接觸圖中B、C、D、E、F各點,以尋找故障位置,可知多用電表充當電壓表使用,應選擇直流10 V擋。故選A。
4.(8分)(2025·遼寧大連階段練習)某實驗小組在練習使用多用電表時,他們正確連接好電路如圖甲所示。閉合開關S后,發現無論如何調節電阻箱R0,燈泡都不亮,電流表無示數,他們判斷電路可能出現故障。經小組討論后,他們嘗試用多用電表的電阻擋來檢測電路。已知R為保護電阻,電流表量程為0～50 mA。操作步驟如下:
①將多用電表選擇開關調到電阻×1擋,再將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零。
②斷開圖甲電路開關S,將多用電表兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉。
③將多用電表兩表筆分別接在b、c上,多用電表的示數如圖乙所示。
④將多用電表兩表筆分別接在c、e上,調節R0=20 Ω時,多用電表示數如圖丙所示,電流表的示數如圖丁所示。
回答下列問題:
(1)圖丙中的多用電表示數為　　　　Ω;圖丁中的電流表示數為　　　　mA。
(2)操作步驟④中,多用電表紅表筆應接　　　　(選填“c”或“e” )點。
(3)電路的故障可能是　　　　。
A.燈泡短路
B.燈泡斷路
C.保護電阻R短路
D.保護電阻R斷路
【答案】 (1)24　38.0　(2)e　(3)B
【解析】 (1)題圖丙中的多用電表示數為24×1 Ω=24 Ω;題圖丁中電流表量程為50 mA,分度值為1 mA,所以讀數為38.0 mA。
(2)電流經過電流表的方向為d→e,再從e端流回多用電表,所以多用電表的紅表筆接e點。
(3)將多用電表(電阻表)的兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉,表明 a、c間斷路;將多用電表(電阻表)兩表筆分別接在b、c上,多用電表有示數,表明電阻R完好,所以電路的故障可能是燈泡斷路,故B正確。
5.(12分)(2025·山西太原模擬)某同學在實驗室中測量一金屬棒的電阻。
(1)先用多用電表的電阻擋粗測金屬棒的阻值,下列關于用多用電表電阻擋測電阻的說法中正確的是　　　　。(多選)
A.測電阻時,每次更換倍率后不需要重新歐姆調零
B.用電阻擋的×10擋測量時發現指針偏轉角度過大,則應該換用×1的擋位
C.測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電源斷開
D.測量電阻時不要用手接觸表筆的金屬桿
(2)選用×1的擋位,某次電阻表的讀數如圖甲所示,則該讀數為　　　　Ω。
(3)該同學用如圖乙所示的電路測量金屬棒電阻Rx的阻值,選用的器材有:電壓表V1(量程為0～6 V,內阻很大)、電壓表V2(量程為0～3 V,內阻很大)、電源E(電動勢為6 V,內阻很小)、定值電阻R0、開關S、導線若干。在保證安全,又便于調節的情況下,滑動變阻器選用　　　　。(填選項前的字母)
A.R1(最大阻值為1 Ω,額定電流為3.0 A)
B.R2(最大阻值為10 Ω,額定電流為1.0 A)
C.R3(最大阻值為100 Ω,額定電流為5.0 A)
(4)實驗開始之前,將滑動變阻器的滑片置于　　　　　(選填“最左端”“最右端”或“中間”)。合上開關S,改變滑片的位置,記下兩電壓表的示數分別為U1、U2,則金屬棒電阻的表達式為Rx=　　　　　　　　(用U1、U2、R0表示)。
【答案】 (1)BCD　(2)10　(3)B　(4)最右端　R0
【解析】 (1)測電阻時,每次更換倍率后,都需要重新進行歐姆調零,A錯誤;當用×10電阻擋時發現指針偏轉角度過大,說明所測電阻的阻值較小,應該換用×1的擋位,B正確;為保護電表,測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電源斷開,C正確;測量電阻時不要用手接觸表筆的金屬桿,否則人體的電阻會并聯進去,影響測量結果,D正確。
(2)由題圖甲可知,多用電表的讀數為10 Ω。
(3)若選用滑動變阻器R1,電路中的最小電流約為I==6 A,超過了滑動變阻器R1的額定電流,A錯誤;若選用滑動變阻器R3,滑動變阻器的最大阻值較大,不便于調節,C錯誤;若選用滑動變阻器R2,滑動變阻器是安全的,且便于調節,B正確。
(4)為了電路安全,防止電流過大,閉合開關S前,應將滑片置于最右端位置;由串聯電路中電流相等結合歐姆定律可得=,整理可得待測電阻Rx=R0。
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一、認識多用電表
1.多用電表的工作原理:閉合電路的歐姆定律、電路的串聯與并聯。
2.認識多用電表: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。
二、案例分析
案例一:測量小燈泡的電壓和電流
實驗步驟
(1)按如圖甲所示的電路圖連接好電路,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。紅表筆接電勢高的點。
(2)按如圖乙所示的電路圖連接好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流,此時電流從紅表筆流入電表。
案例二:測量定值電阻
1.實驗原理
電路圖
I與Rx的 對應關系 相當于待測電阻Rx=0,調節R使I=Ig=,此時指針指在Ig處(RΩ=Rg+r+R) 相當于待測電阻Rx=∞,此時I=0,指針不偏轉 待測電阻為Rx,I=,指針指到某確定位置,此時Rx=-RΩ
刻度特點 表頭電流滿偏Ig處,對應電阻表零刻度(最右側) 表頭電流I=0處,對應電阻表∞刻度(最左側) 表頭電流I與電阻Rx一一對應,但不是線性關系,表盤刻度不均勻
注意:(1)黑表筆與電源的正極連接,紅表筆與電源的負極連接,電流方向為“紅進黑出”。
(2)當多用電表指針指在表盤中央時=,可知中值電阻R中=RΩ。
2.實驗步驟
(1)根據被測電阻的估計阻值,選擇適當倍率的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在電阻表的0刻度線處,若不指在電阻表的0刻度線處,調節歐姆調零旋鈕,使指針指在電阻表的0刻度處。
(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩定后讀數。
(3)讀出指針在刻度盤上所指的數值,用讀數乘所選擋位的倍率,即得到測量結果。
(4)測量完畢,將選擇開關旋轉到OFF位置。
3.注意事項
(1)表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應為“紅進黑出”。
(2)區分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整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的“0”位置,調整的是歐姆調零旋鈕。
(3)電阻表讀數時注意乘相應擋位的倍率。
(4)使用多用電表時,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電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表。
(6)測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調零。
案例三:測量二極管的正、反向電阻
1.認識二極管
晶體二極管由半導體材料制成,它的符號如圖所示,左端為正極,右端為負極。當給二極管加正向電壓時電阻很小,當給二極管加反向電壓時電阻很大。
2.用電阻擋判斷二極管的正負極
將多用電表電阻擋歐姆調零之后,若測量時多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負極(如圖甲);若測量時多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負極,紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)。
案例四:探索黑箱內的電學元件
判斷元件 應用擋位 現象
電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時均無示數,說明無電源
電阻 電阻擋 兩接線柱正、反接時示數相同
二極管 電阻擋 正接時示數很小,反接時示數很大
電容器 電阻擋 正接、反接均示數先很小,然后逐漸變大,最后指針指在無窮大處
三、誤差分析
1.偶然誤差
(1)估讀時易帶來誤差。
(2)表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大。
2.系統誤差
(1)電池用舊后,電動勢基本不變,內阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。
(2)測量電流、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。
考點一　基礎性實驗
[例1] 【多用電表的讀數與操作】 在實驗“練習使用多用電表”中,
(1)如圖為一正在測量中的多用電表表盤。
①如果是用直流250 mA擋測量電流,則讀數為　　　　 mA。
②如果是用直流5 V擋測量電壓,則讀數為　　　　V。
(2)若待測電阻的阻值約為20 Ω,測量步驟如下:
①調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準　　　　　　　　(選填“直流電流、電壓”或“電阻”)的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　　(選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,并將兩表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的　　　　　　(選填“0刻度線”或“∞刻度線”)。
④將兩表筆分別與待測電阻相接,讀取數據。
(3)完成上述測量后,需要繼續測量一個阻值大約是2 kΩ的電阻。在紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,請從下列選項中挑出必要的步驟,并按　　　　的順序進行操作,再完成讀數測量。
A.調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準0刻度線
B.將紅、黑表筆接觸
C.把選擇開關旋轉到×1k位置
D.把選擇開關旋轉到×100位置
E.調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線
[例2] 【多用電表測電阻】(2025·北京東城模擬) (1)用圖甲所示的多用電表測量一合金絲的電阻。待測合金絲阻值約為十幾歐,測量步驟如下:
①使用前先調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準“直流電流、電壓”的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　　　(選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③將兩表筆分別與待測合金絲相接,讀取數據,示數如圖乙所示,則合金絲的阻值為　 Ω。
(2)按照圖丙連接電路,測量合金絲的電阻率。實驗時多次改變合金絲A接入電路的長度l、調節滑動變阻器連入電路的阻值,使電流表的讀數I達到某一相同值時記錄電壓表的示數U,從而得到多個的值,作出-l圖像,如圖丁中圖線a所示。
①在實驗中應使用　　　　　(選填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑動變阻器。
②已知合金絲A的橫截面積為8.0×10-8m2,則合金絲A的電阻率為 　　　　Ω·m(結果保留2位有效數字)。
③圖丁中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲B采用同樣的方法獲得的-l圖像,由圖可知合金絲B的橫截面積　　　　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)合金絲A的橫截面積。
④請從理論上分析并說明,利用圖丁中直線斜率求合金絲電阻率,是否存在因電表內阻帶來的誤差。 　 。
(2025·河南新鄉模擬)某同學在實驗室找到一個內部只存在一處故障的直流電流表,如圖甲所示。其使用說明書上附的該電流表的內部電路如圖乙所示。該同學利用電阻表對電流表進行了檢測,步驟如下:
①他將電阻表的選擇開關旋到×1位置,歐姆調零后,將兩表筆分別接在電流表“-”“3”接線柱上,電阻表示數為0。
②接著他將兩表筆分別接在電流表“-”“0.6”接線柱上,電阻表示數如圖丙所示。于是他做出判斷,該表內部確實出現了故障,但還是可以當作一個新的電流表來使用。
根據上述步驟,回答下面的問題:
(1)圖丙的示數為　　　　　Ω。
(2)原來電流表的故障是　 。
(3)圖乙中電流表G的最大量程為　　　　　A。(結果保留2位有效數字)
(4)當作新電流表使用時,其最大量程為　　　A。(結果保留2位有效數字)
分析電路故障問題,首先要根據現象分析可能出現的故障,然后用多用電表相應的擋位進行測量判斷。
(1)斷路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表指針偏轉,則該段電路中有斷點。
(2)短路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表示數為0,該段電路被短路;若電壓表示數不為0,則該段電路沒有被短路或不完全被短路。
考點二　創新性實驗
[例4] 【多用電表的改裝】 (2024·河北唐山期末)某物理興趣小組的同學在家中找到了一個廢棄不用的電熱水器,拆解后得到了它的電熱絲,他們想測量該電熱絲的電阻。
(1)首先他們用電阻表對該電熱絲進行粗測,將電阻表的選擇開關旋到×10擋位,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,發現指針偏轉角度非常大。為了比較準確地測出電熱絲的阻值,請幫他們補充好下面的操作。
①將選擇開關旋到　　　　擋位。
②　　　　　　　　,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,讀出電阻表的示數約為15 Ω。
(2)他們利用伏安法測量該電熱絲的阻值。現有下列器材:
A.電動勢為4 V的電源
B.量程為0～0.6 A的電流表A1(內阻約為 2 Ω),量程為0～3 A的電流表A2(內阻約為
0.5 Ω)
C.靈敏電流計G(滿偏電流為600 μA,內阻為 150 Ω)
D.滑動變阻器R0(最大阻值為5 Ω)
E.定值電阻R
F.開關一個、導線若干
①為了精確測量電熱絲的電阻,興趣小組同學先將靈敏電流計改裝為量程0～3 V的電壓表,需要給靈敏電流計　　　　(選填“串聯”或“并聯”)一個阻值R=　　　 　Ω的定值電阻。
②實驗中,電流表應選　　　　(選填“A1”或“A2”)。
③為了精確測量電熱絲阻值,請你幫助該小組設計適合的電路圖,并將其畫在虛線框中。
(3)實驗后他們測得該電熱絲的阻值為12.0 Ω,有組員推測該電熱水器在220 V電壓下工作時的加熱功率約為4 kW,你覺得這個結論是否正確,并給出理由。 　 。
(滿分:40分)
1.(6分)(2025·山東威海階段練習)某同學按圖所示連接好電路,閉合開關S,發現A、B燈都不亮。他利用多用電表的電壓擋分別測量電路中兩點間的電壓,從而確定電路故障。測量時開關S應　　　　(選填“閉合”或“斷開”),將　　　　(選填“紅”或“黑”)表筆始終接觸b點,另一個表筆分別與a、c、d、e、f點接觸,測量結果如表所示,若電路只存在一處故障,則故障為　　　　　　　　。
測量點 b、c b、d b、e b、f a、b
電表 示數 無示數 無示數 有示數 有示數 有示數
2.(6分)(2025·山東菏澤階段練習)(1)某同學用多用電表測量某些電學量。經過正確操作,兩次測量時的指針位置均指在如圖所示的位置。一次測量直流電壓,所選量程為0～50 V,則讀數應為　　　　　V;另一次測量電阻,記錄的讀數為1 600 Ω,則所選倍率為　　　　(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
(2)在(1)中用多用電表測量完電阻后,需要繼續測量一個阻值約為13 Ω的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,以下有些操作步驟是必需的,請選擇正確的操作并按正確順序寫出序號　　　　　　。
①將紅表筆和黑表筆接觸
②把選擇開關旋轉到×1位置
③把選擇開關旋轉到×10位置
④調節歐姆調零旋鈕使指針指向電阻0刻度線處
3.(8分)(2025·浙江嘉興模擬)在“練習使用多用電表”實驗中,
(1)下列操作正確的是　　　　。(多選)
A.每次轉動選擇開關前都需進行機械調零
B.每次改變電阻擋的倍率后都需重新進行歐姆調零
C.測量未知電阻時必須先選擇倍率最大擋進行試測
D.測量結束后應把選擇開關置于OFF位置
(2)選用直流2.5 V擋測量小燈泡兩端電壓時,指針位置如圖甲所示,則其讀數為　　　V。
(3)某同學按如圖乙所示連接電路,閉合開關后小燈泡不亮。他懷疑電路中某處斷路,于是選擇多用電表某一擋位,將表筆一始終接觸圖中A點,表筆二依次接觸圖中B、C、D、E、F各點,以尋找故障位置。則表筆一應是　　　　(選填“紅”或“黑”)表筆,所選電表擋位是　　　 　。
A.直流10 V擋
B.直流10 mA擋
C.交流10 V擋
D.電阻×10擋
4.(8分)(2025·遼寧大連階段練習)某實驗小組在練習使用多用電表時,他們正確連接好電路如圖甲所示。閉合開關S后,發現無論如何調節電阻箱R0,燈泡都不亮,電流表無示數,他們判斷電路可能出現故障。經小組討論后,他們嘗試用多用電表的電阻擋來檢測電路。已知R為保護電阻,電流表量程為0～50 mA。操作步驟如下:
①將多用電表選擇開關調到電阻×1擋,再將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零。
②斷開圖甲電路開關S,將多用電表兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉。
③將多用電表兩表筆分別接在b、c上,多用電表的示數如圖乙所示。
④將多用電表兩表筆分別接在c、e上,調節R0=20 Ω時,多用電表示數如圖丙所示,電流表的示數如圖丁所示。
回答下列問題:
(1)圖丙中的多用電表示數為　　　　Ω;圖丁中的電流表示數為　　　　mA。
(2)操作步驟④中,多用電表紅表筆應接　　　　(選填“c”或“e” )點。
(3)電路的故障可能是　　　　。
A.燈泡短路
B.燈泡斷路
C.保護電阻R短路
D.保護電阻R斷路
5.(12分)(2025·山西太原模擬)某同學在實驗室中測量一金屬棒的電阻。
(1)先用多用電表的電阻擋粗測金屬棒的阻值,下列關于用多用電表電阻擋測電阻的說法中正確的是　　　　。(多選)
A.測電阻時,每次更換倍率后不需要重新歐姆調零
B.用電阻擋的×10擋測量時發現指針偏轉角度過大,則應該換用×1的擋位
C.測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電源斷開
D.測量電阻時不要用手接觸表筆的金屬桿
(2)選用×1的擋位,某次電阻表的讀數如圖甲所示,則該讀數為　　　　Ω。
(3)該同學用如圖乙所示的電路測量金屬棒電阻Rx的阻值,選用的器材有:電壓表V1(量程為0～6 V,內阻很大)、電壓表V2(量程為0～3 V,內阻很大)、電源E(電動勢為6 V,內阻很小)、定值電阻R0、開關S、導線若干。在保證安全,又便于調節的情況下,滑動變阻器選用　　　　。(填選項前的字母)
A.R1(最大阻值為1 Ω,額定電流為3.0 A)
B.R2(最大阻值為10 Ω,額定電流為1.0 A)
C.R3(最大阻值為100 Ω,額定電流為5.0 A)
(4)實驗開始之前,將滑動變阻器的滑片置于　　　　　(選填“最左端”“最右端”或“中間”)。合上開關S,改變滑片的位置,記下兩電壓表的示數分別為U1、U2,則金屬棒電阻的表達式為Rx=　　　　　　　　(用U1、U2、R0表示)。
(
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高中總復習·物理
第5講　
實驗:用多用電表測量電學中的物理量
一、認識多用電表
1.多用電表的工作原理:閉合電路的歐姆定律、電路的串聯與并聯。
2.認識多用電表: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。
二、案例分析
案例一:測量小燈泡的電壓和電流
實驗步驟
(1)按如圖甲所示的電路圖連接好電路,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。紅表筆接電勢高的點。
(2)按如圖乙所示的電路圖連接好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流,此時電流從紅表筆流入電表。
案例二:測量定值電阻
1.實驗原理
電路圖
注意:(1)黑表筆與電源的正極連接,紅表筆與電源的負極連接,電流方向為“紅進黑出”。
2.實驗步驟
(1)根據被測電阻的估計阻值,選擇適當倍率的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在電阻表的0刻度線處,若不指在電阻表的0刻度線處,調節歐姆調零旋鈕,使指針指在電阻表的0刻度處。
(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩定后讀數。
(3)讀出指針在刻度盤上所指的數值,用讀數乘所選擋位的倍率,即得到測量結果。
(4)測量完畢,將選擇開關旋轉到OFF位置。
3.注意事項
(1)表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應為“紅進黑出”。
(2)區分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整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的“0”位置,調整的是歐姆調零旋鈕。
(3)電阻表讀數時注意乘相應擋位的倍率。
(4)使用多用電表時,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電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表。
(6)測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調零。
案例三:測量二極管的正、反向電阻
1.認識二極管
晶體二極管由半導體材料制成,它的符號如圖所示,左端為正極,右端為負極。當給二極管加正向電壓時電阻很小,當給二極管加反向電壓時電阻很大。
2.用電阻擋判斷二極管的正負極
將多用電表電阻擋歐姆調零之后,若測量時多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負極(如圖甲);若測量時多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負極,紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)。
案例四:探索黑箱內的電學元件
判斷元件 應用擋位 現象
電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時均無示數,說明無電源
電阻 電阻擋 兩接線柱正、反接時示數相同
二極管 電阻擋 正接時示數很小,反接時示數很大
電容器 電阻擋 正接、反接均示數先很小,然后逐漸變大,最后指針指在無窮大處
三、誤差分析
1.偶然誤差
(1)估讀時易帶來誤差。
(2)表頭指針偏轉過大或過小都會使誤差增大。
2.系統誤差
(1)電池用舊后,電動勢基本不變,內阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。
(2)測量電流、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。
[例1] 【多用電表的讀數與操作】 在實驗“練習使用多用電表”中,
(1)如圖為一正在測量中的多用電表表盤。
①如果是用直流250 mA擋測量電流,則讀數為　　　　 mA。
180
【解析】 (1)①如果是用直流250 mA擋測量電流,則分度值為5 mA,讀數為180 mA。
②如果是用直流5 V擋測量電壓,則讀數為　　　　V。
3.60
【解析】 ②如果是用直流5 V擋測量電壓,則分度值為0.1 V,讀數為3.60 V。
(2)若待測電阻的阻值約為20 Ω,測量步驟如下:
①調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準　　　　　　　　(選填“直流電流、電壓”或“電阻”)的0刻度線。
直流電流、電壓
【解析】 (2)①調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準直流電流、電壓的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　　 (選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
×1
【解析】 ②根據電阻表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則,將選擇開關轉到電阻擋×1的位置。
③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,并將兩表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的　　　　　　(選填“0刻度線”或“∞刻度線”)。
④將兩表筆分別與待測電阻相接,讀取數據。
0刻度線
【解析】 ③將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔,并將兩表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線。
(3)完成上述測量后,需要繼續測量一個阻值大約是2 kΩ的電阻。在紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,請從下列選項中挑出必要的步驟,并按　　　　的順序進行操作,再完成讀數測量。
A.調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準0刻度線
B.將紅、黑表筆接觸
C.把選擇開關旋轉到×1k位置
D.把選擇開關旋轉到×100位置
E.調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線
DBE
【解析】 (3)測量后需要繼續測量一個阻值大約是2 kΩ的電阻,不需要重新機械調零。根據電阻表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則可知,應先把選擇開關旋轉到×100位置,然后將紅、黑表筆接觸,最后調節歐姆調零旋鈕,使電表指針對準電阻的0刻度線。即步驟為D、B、E。
[例2] 【多用電表測電阻】(2025·北京東城模擬) (1)用圖甲所示的多用電表測量一合金絲的電阻。待測合金絲阻值約為十幾歐,測量步驟如下:
①使用前先調節指針定位螺絲,使多用電表指針對準“直流電流、電壓”的0刻度線。
②將選擇開關轉到電阻擋的　　　 　　(選填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
×1
【解析】 (1)②待測合金絲的阻值只有十幾歐姆,則將選擇開關轉到電阻擋×1的位置。
③將兩表筆分別與待測合金絲相接,讀取數據,示數如圖乙所示,則合金絲的阻值為　　　　　 Ω。
15
【解析】③由題圖乙可得合金絲的阻值為15 Ω。
①在實驗中應使用　　　　 　(選填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑動變阻器。
0～20 Ω
【解析】 (2)①在實驗中滑動變阻器選擇與待測合金絲阻值相近的,則應使用0～20 Ω的滑動變阻器。
②已知合金絲A的橫截面積為8.0×10-8m2,則合金絲A的電阻率為
　　　 　Ω·m(結果保留2位有效數字)。
1.2×10-6
大于
④請從理論上分析并說明,利用圖丁中直線斜率求合金絲電阻率,是否存在因電表內阻帶來的誤差。 　 。
【答案及解析】 ④由上述分析可知,合金絲的電阻率與圖像的斜率有關,和電表內阻無關,所以不存在因電表內阻帶來的誤差。
[例3] 【多用電表判斷電路故障】 (2025·河南新鄉模擬)某同學在實驗室找到一個內部只存在一處故障的直流電流表,如圖甲所示。其使用說明書上附的該電流表的內部電路如圖乙所示。該同學利用電阻表對電流表進行了檢測,步驟如下:
①他將電阻表的選擇開關旋到×1位置,歐姆調零后,將兩表筆分別接在電流表“-”“3”接線柱上,電阻表示數為0。
②接著他將兩表筆分別接在電流表“-”“0.6”接線柱上,電阻表示數如圖丙所示。于是他做出判斷,該表內部確實出現了故障,但還是可以當作一個新的電流表來使用。
根據上述步驟,回答下面的問題:
(1)圖丙的示數為　　　　　Ω。
0.4
【解析】 (1)電阻表的選擇開關旋到×1位置,則題圖丙的示數約為0.4 Ω。
(2)原來電流表的故障是　 。
電阻R1被短路
【解析】(2)將兩表筆分別接在電流表“-”“3”接線柱上,電阻表示數為0;兩表筆分別接在電流表“-”“0.6”接線柱上時,其電阻值接近Rg與R3串聯后再與R2并聯的電阻,故說明R1被短路。
(3)圖乙中電流表G的最大量程為　　　　　A。(結果保留2位有效數字)
5.0×10-3
(4)當作新電流表使用時,其最大量程為　　　A。(結果保留2位有效數字)
0.76
方法點撥
分析電路故障問題,首先要根據現象分析可能出現的故障,然后用多用電表相應的擋位進行測量判斷。
(1)斷路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表指針偏轉,則該段電路中有斷點。
(2)短路故障的判斷:將電壓表與電源并聯,若有電壓時,再逐段與電路并聯,若電壓表示數為0,該段電路被短路;若電壓表示數不為0,則該段電路沒有被短路或不完全被短路。
[例4] 【多用電表的改裝】 (2024·河北唐山期末)某物理興趣小組的同學在家中找到了一個廢棄不用的電熱水器,拆解后得到了它的電熱絲,他們想測量該電熱絲的電阻。
(1)首先他們用電阻表對該電熱絲進行粗測,將電阻表的選擇開關旋到×10擋位,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,發現指針偏轉角度非常大。為了比較準確地測出電熱絲的阻值,請幫他們補充好下面的操作。
①將選擇開關旋到　　　　擋位。
×1
【解析】 (1)①用電阻表粗測電阻時指針偏轉角太大,說明電阻表示數比較小,需要將所選倍率減小,即旋到×1擋位。
②　　　　　　　　,讓表筆與電熱絲保持良好接觸,讀出電阻表的示數約為15 Ω。
進行歐姆調零
【解析】 ②更換倍率后要重新進行歐姆調零。
(2)他們利用伏安法測量該電熱絲的阻值。現有下列器材:
A.電動勢為4 V的電源
B.量程為0～0.6 A的電流表A1(內阻約為 2 Ω),量程為0～3 A的電流表A2(內阻約為0.5 Ω)
C.靈敏電流計G(滿偏電流為600 μA,內阻為 150 Ω)
D.滑動變阻器R0(最大阻值為5 Ω)
E.定值電阻R
F.開關一個、導線若干
①為了精確測量電熱絲的電阻,興趣小組同學先將靈敏電流計改裝為量程0～3 V的電壓表,需要給靈敏電流計　　　　 (選填“串聯”或“并聯”)一個阻值R=
　　　 　Ω的定值電阻。
串聯
4 850
【解析】 (2)①將靈敏電流計改成0～3 V量程的電壓表,需要串聯一個阻值為R的電阻,且滿足U=Ig(Rg+R),解得R=4 850 Ω。
②實驗中,電流表應選　　　　(選填“A1”或“A2”)。
A1
③為了精確測量電熱絲阻值,請你幫助該小組設計適合的電路圖,并將其畫在虛線框中。
【答案及解析】③為了精確測量電熱絲阻值,需要多測幾組數據,而滑動變阻器的阻值較小,所以滑動變阻器需要采用分壓式接法,由于靈敏電流計改裝成的電壓表的內阻已知,所以要用電流表外接法,實驗電路圖如圖所示。
(3)實驗后他們測得該電熱絲的阻值為12.0 Ω,有組員推測該電熱水器在220 V電壓下工作時的加熱功率約為4 kW,你覺得這個結論是否正確,并給出理由。 　 。
1.(6分)(2025·山東威海階段練習)某同學按圖所示連接好電路,閉合開關S,發現A、B燈都不亮。他利用多用電表的電壓擋分別測量電路中兩點間的電壓,從而確定電路故障。測量時開關S應　　　　(選填“閉合”或“斷開”),將
　　　(選填“紅”或“黑”)表筆始終接觸b點,另一個表筆分別與a、c、d、e、f點接觸,測量結果如表所示,若電路只存在一處故障,則故障為　　　　　　。
閉合
紅
d、e間斷路
測量點 b、c b、d b、e b、f a、b
電表 示數 無示數 無示數 有示數 有示數 有示數
【解析】 利用多用電表的電壓擋分別測量電路中兩點間的電壓,需要電路閉合,這樣電表才有示數,故測量時開關S應閉合。根據電表電流“紅進黑出”的原則,紅表筆應該接觸b點。b、c間無示數,說明b、c間可能短路或其他部分可能斷路;b、d間無示數,說明b、d間可能短路或其他部分可能斷路;b、e間有示數,說明b、e間可能斷路或其他部分可能短路;b、f間有示數,說明b、f間可能斷路或其他部分可能短路;a、b間有示數,說明a、b間可能斷路;因電路只存在一處故障,綜上所述只能是d、e間斷路。
2.(6分)(2025·山東菏澤階段練習)(1)某同學用多用電表測量某些電學量。經過正確操作,兩次測量時的指針位置均指在如圖所示的位置。一次測量直流電壓,所選量程為0～50 V,則讀數應為　　　　V;另一次測量電阻,記錄的讀數為1 600 Ω,則所選倍率為　　　　(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
24.0
×100
【解析】 (1)所選量程是0～50 V,分度值是1 V,所以讀數是24.0 V;測電阻時,指針示數是16 Ω,但是實際讀數是1 600 Ω,說明所選倍率是×100。
(2)在(1)中用多用電表測量完電阻后,需要繼續測量一個阻值約為13 Ω的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,以下有些操作步驟是必需的,請選擇正確的操作并按正確順序寫出序號　　　　　　。
①將紅表筆和黑表筆接觸
②把選擇開關旋轉到×1位置
③把選擇開關旋轉到×10位置
④調節歐姆調零旋鈕使指針指向電阻0刻度線處
②①④
【解析】 (2)現在的電阻表倍率太大,換成×1倍率時,恰好13 Ω在中值電阻附近,所以先將選擇開關旋轉到×1位置,然后再將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零。步驟為②①④。
3.(8分)(2025·浙江嘉興模擬)在“練習使用多用電表”實驗中,
(1)下列操作正確的是　　　　。(多選)
A.每次轉動選擇開關前都需進行機械調零
B.每次改變電阻擋的倍率后都需重新進行歐姆調零
C.測量未知電阻時必須先選擇倍率最大擋進行試測
D.測量結束后應把選擇開關置于OFF位置
BD
【解析】 (1)機械調零只需調整一次即可,故A錯誤;每次改變電阻擋的倍率后都需重新進行歐姆調零,故B正確;在測量未知電阻時,可以先選擇一個倍率進行測量,然后根據指針偏轉情況再選擇合適的倍率進行測量,不一定必須先選擇倍率最大擋進行試測,故C錯誤;使用完畢后應將表筆拔出,并把選擇開關旋到OFF位置,故D正確。
(2)選用直流2.5 V擋測量小燈泡兩端電壓時,指針位置如圖甲所示,則其讀數為　　　　V。
0.90
【解析】 (2)直流2.5 V擋的分度值為0.05 V,讀數為0.90 V。
(3)某同學按如圖乙所示連接電路,閉合開關后小燈泡不亮。他懷疑電路中某處斷路,于是選擇多用電表某一擋位,將表筆一始終接觸圖中A點,表筆二依次接觸圖中B、C、D、E、F各點,以尋找故障位置。則表筆一應是　　　　(選填“紅”或“黑”)表筆,所選電表擋位是　　　　。
A.直流10 V擋
B.直流10 mA擋
C.交流10 V擋
D.電阻×10擋
紅
A
【解析】 (3)電流應從多用電表的紅表筆流入多用電表,所以表筆一應是紅表筆;表筆二依次接觸圖中B、C、D、E、F各點,以尋找故障位置,可知多用電表充當電壓表使用,應選擇直流10 V擋。故選A。
4.(8分)(2025·遼寧大連階段練習)某實驗小組在練習使用多用電表時,他們正確連接好電路如圖甲所示。閉合開關S后,發現無論如何調節電阻箱R0,燈泡都不亮,電流表無示數,他們判斷電路可能出現故障。經小組討論后,他們嘗試用多用電表的電阻擋來檢測電路。已知R為保護電阻,電流表量程為0～50 mA。操作步驟如下:
①將多用電表選擇開關調到電阻×1擋,再將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零。
②斷開圖甲電路開關S,將多用電表兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉。
③將多用電表兩表筆分別接在b、c上,多用電表的示數如圖乙所示。
④將多用電表兩表筆分別接在c、e上,調節R0=20 Ω時,多用電表示數如圖丙所示,電流表的示數如圖丁所示。
回答下列問題:
(1)圖丙中的多用電表示數為　 　Ω;圖丁中的電流表示數為　　　mA。
24
38.0
【解析】 (1)題圖丙中的多用電表示數為24×1 Ω=24 Ω;題圖丁中電流表量程為50 mA,分度值為1 mA,所以讀數為38.0 mA。
(2)操作步驟④中,多用電表紅表筆應接　　　　(選填“c”或“e” )點。
e
【解析】 (2)電流經過電流表的方向為d→e,再從e端流回多用電表,所以多用電表的紅表筆接e點。
(3)電路的故障可能是　　　　。
A.燈泡短路
B.燈泡斷路
C.保護電阻R短路
D.保護電阻R斷路
B
【解析】 (3)將多用電表(電阻表)的兩表筆分別接在a、c上,多用電表的指針不偏轉,表明 a、c間斷路;將多用電表(電阻表)兩表筆分別接在b、c上,多用電表有示數,表明電阻R完好,所以電路的故障可能是燈泡斷路,故B正確。
5.(12分)(2025·山西太原模擬)某同學在實驗室中測量一金屬棒的電阻。
(1)先用多用電表的電阻擋粗測金屬棒的阻值,下列關于用多用電表電阻擋測電阻的說法中正確的是　　　　。(多選)
A.測電阻時,每次更換倍率后不需要重新歐姆調零
B.用電阻擋的×10擋測量時發現指針偏轉角度過大,則應該換用×1的擋位
C.測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電源斷開
D.測量電阻時不要用手接觸表筆的金屬桿
BCD
【解析】 (1)測電阻時,每次更換倍率后,都需要重新進行歐姆調零,A錯誤;當用×10電阻擋時發現指針偏轉角度過大,說明所測電阻的阻值較小,應該換用×1的擋位,B正確;為保護電表,測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電源斷開,C正確;測量電阻時不要用手接觸表筆的金屬桿,否則人體的電阻會并聯進去,影響測量結果,D正確。
(2)選用×1的擋位,某次電阻表的讀數如圖甲所示,則該讀數為　　　　Ω。
10
【解析】 (2)由題圖甲可知,多用電表的讀數為10 Ω。
(3)該同學用如圖乙所示的電路測量金屬棒電阻Rx的阻值,選用的器材有:電壓表V1(量程為0～6 V,內阻很大)、電壓表V2(量程為0～3 V,內阻很大)、電源E(電動勢為6 V,內阻很小)、定值電阻R0、開關S、導線若干。在保證安全,又便于調節的情況下,滑動變阻器選用　　　　。(填選項前的字母)
A.R1(最大阻值為1 Ω,額定電流為3.0 A)
B.R2(最大阻值為10 Ω,額定電流為1.0 A)
C.R3(最大阻值為100 Ω,額定電流為5.0 A)
B
(4)實驗開始之前,將滑動變阻器的滑片置于　　　　　(選填“最左端”“最右端”或“中間”)。合上開關S,改變滑片的位置,記下兩電壓表的示數分別為U1、U2,則金屬棒電阻的表達式為Rx=　　　　　(用U1、U2、R0表示)。
最右端

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