第5讲 实验:用多用电表测量电学中的物理量
一、认识多用电表
1.多用电表的工作原理:闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联。
2.认识多用电表:表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。
二、案例分析
案例一:测量小灯泡的电压和电流
实验步骤
(1)按如图甲所示的电路图连接好电路,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。红表笔接电势高的点。
(2)按如图乙所示的电路图连接好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流,此时电流从红表笔流入电表。
案例二:测量定值电阻
1.实验原理
电路图
I与Rx的 对应关系 相当于待测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在Ig处(RΩ=Rg+r+R) 相当于待测电阻Rx=∞,此时I=0,指针不偏转 待测电阻为Rx,I=,指针指到某确定位置,此时Rx=-RΩ
刻度特点 表头电流满偏Ig处,对应电阻表零刻度(最右侧) 表头电流I=0处,对应电阻表∞刻度(最左侧) 表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀
注意:(1)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”。
(2)当多用电表指针指在表盘中央时=,可知中值电阻R中=RΩ。
2.实验步骤
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择适当倍率的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在电阻表的0刻度线处,若不指在电阻表的0刻度线处,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的0刻度处。
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘所选挡位的倍率,即得到测量结果。
(4)测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
3.注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红进黑出”。
(2)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,调整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,调整的是欧姆调零旋钮。
(3)电阻表读数时注意乘相应挡位的倍率。
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
案例三:测量二极管的正、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。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.用电阻挡判断二极管的正负极
将多用电表电阻挡欧姆调零之后,若测量时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);若测量时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)。
案例四:探索黑箱内的电学元件
判断元件 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 电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 电阻挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 电阻挡 正接、反接均示数先很小,然后逐渐变大,最后指针指在无穷大处
三、误差分析
1.偶然误差
(1)估读时易带来误差。
(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。
2.系统误差
(1)电池用旧后,电动势基本不变,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池。
(2)测量电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
考点一 基础性实验
[例1] 【多用电表的读数与操作】 在实验“练习使用多用电表”中,
(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用直流250 mA挡测量电流,则读数为 mA。
②如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为 V。
(2)若待测电阻的阻值约为20 Ω,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电阻”)的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的 (选填“0刻度线”或“∞刻度线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据。
(3)完成上述测量后,需要继续测量一个阻值大约是2 kΩ的电阻。在红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请从下列选项中挑出必要的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准0刻度线
B.将红、黑表笔接触
C.把选择开关旋转到×1k位置
D.把选择开关旋转到×100位置
E.调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线
【答案】 (1)①180 ②3.60 (2)①直流电流、电压 ②×1 ③0刻度线 (3)DBE
【解析】 (1)①如果是用直流250 mA挡测量电流,则分度值为5 mA,读数为180 mA。
②如果是用直流5 V挡测量电压,则分度值为0.1 V,读数为3.60 V。
(2)①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准直流电流、电压的0刻度线。
②根据电阻表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则,将选择开关转到电阻挡×1的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线。
(3)测量后需要继续测量一个阻值大约是2 kΩ的电阻,不需要重新机械调零。根据电阻表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则可知,应先把选择开关旋转到×100位置,然后将红、黑表笔接触,最后调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线。即步骤为D、
B、E。
[例2] 【多用电表测电阻】(2025·北京东城模拟) (1)用图甲所示的多用电表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧,测量步骤如下:
①使用前先调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③将两表笔分别与待测合金丝相接,读取数据,示数如图乙所示,则合金丝的阻值为 Ω。
(2)按照图丙连接电路,测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝A接入电路的长度l、调节滑动变阻器连入电路的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出-l图像,如图丁中图线a所示。
①在实验中应使用 (选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器。
②已知合金丝A的横截面积为8.0×10-8m2,则合金丝A的电阻率为 Ω·m(结果保留2位有效数字)。
③图丁中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝B采用同样的方法获得的-l图像,由图可知合金丝B的横截面积 (选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝A的横截面积。
④请从理论上分析并说明,利用图丁中直线斜率求合金丝电阻率,是否存在因电表内阻带来的误差。 。
【答案】 (1)②×1 ③15
(2)①0～20 Ω ②1.2×10-6 ③大于
④见解析
【解析】 (1)②待测合金丝的阻值只有十几欧姆,则将选择开关转到电阻挡×1的位置。
③由题图乙可得合金丝的阻值为15 Ω。
(2)①在实验中滑动变阻器选择与待测合金丝阻值相近的,则应使用0～20 Ω的滑动变阻器。
②根据=R+RA=ρ+RA,由图像可知= Ω/m=15 Ω/m,解得ρ=1.2×10-6 Ω·m。
③题图丁中图线b对应的斜率较小,根据k=,材料相同,则电阻率相同,可知合金丝B的横截面积大于合金丝A的横截面积。
④由上述分析可知,合金丝的电阻率与图像的斜率有关,和电表内阻无关,所以不存在因电表内阻带来的误差。
[例3] 【多用电表判断电路故障】 (2025·河南新乡模拟)某同学在实验室找到一个内部只存在一处故障的直流电流表,如图甲所示。其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示。该同学利用电阻表对电流表进行了检测,步骤如下:
①他将电阻表的选择开关旋到×1位置,欧姆调零后,将两表笔分别接在电流表“-”“3”接线柱上,电阻表示数为0。
②接着他将两表笔分别接在电流表“-”“0.6”接线柱上,电阻表示数如图丙所示。于是他做出判断,该表内部确实出现了故障,但还是可以当作一个新的电流表来使用。
根据上述步骤,回答下面的问题:
(1)图丙的示数为 Ω。
(2)原来电流表的故障是 。
(3)图乙中电流表G的最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
(4)当作新电流表使用时,其最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
【答案】 (1)0.4 (2)电阻R1被短路
(3)5.0×10-3 (4)0.76
【解析】 (1)电阻表的选择开关旋到×1位置,则题图丙的示数约为0.4 Ω。
(2)将两表笔分别接在电流表“-”“3”接线柱上,电阻表示数为0;两表笔分别接在电流表“-”“0.6”接线柱上时,其电阻值接近Rg与R3串联后再与R2并联的电阻,故说明R1被短路。
(3)根据题图乙可得Ig+=0.6 A,代入数据解得Ig≈5.0×10-3 A。
(4)当作新电流表使用时,其最大量程为I=Ig+≈0.76 A。
分析电路故障问题,首先要根据现象分析可能出现的故障,然后用多用电表相应的挡位进行测量判断。
(1)断路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
(2)短路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表示数为0,该段电路被短路;若电压表示数不为0,则该段电路没有被短路或不完全被短路。
考点二 创新性实验
[例4] 【多用电表的改装】 (2024·河北唐山期末)某物理兴趣小组的同学在家中找到了一个废弃不用的电热水器,拆解后得到了它的电热丝,他们想测量该电热丝的电阻。
(1)首先他们用电阻表对该电热丝进行粗测,将电阻表的选择开关旋到×10挡位,让表笔与电热丝保持良好接触,发现指针偏转角度非常大。为了比较准确地测出电热丝的阻值,请帮他们补充好下面的操作。
①将选择开关旋到 挡位。
② ,让表笔与电热丝保持良好接触,读出电阻表的示数约为15 Ω。
(2)他们利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材:
A.电动势为4 V的电源
B.量程为0～0.6 A的电流表A1(内阻约为 2 Ω),量程为0～3 A的电流表A2(内阻约为
0.5 Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流为600 μA,内阻为 150 Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为5 Ω)
E.定值电阻R
F.开关一个、导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻,兴趣小组同学先将灵敏电流计改装为量程0～3 V的电压表,需要给灵敏电流计 (选填“串联”或“并联”)一个阻值R= Ω的定值电阻。
②实验中,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)。
③为了精确测量电热丝阻值,请你帮助该小组设计适合的电路图,并将其画在虚线框中。
(3)实验后他们测得该电热丝的阻值为12.0 Ω,有组员推测该电热水器在220 V电压下工作时的加热功率约为4 kW,你觉得这个结论是否正确,并给出理由。 。
【答案】 (1)①×1 ②进行欧姆调零
(2)①串联 4 850 ②A1 ③图见解析
(3)见解析
【解析】 (1)①用电阻表粗测电阻时指针偏转角太大,说明电阻表示数比较小,需要将所选倍率减小,即旋到×1挡位。
②更换倍率后要重新进行欧姆调零。
(2)①将灵敏电流计改成0～3 V量程的电压表,需要串联一个阻值为R的电阻,且满足U=Ig(Rg+R),解得R=4 850 Ω。
②由题意可知流过电热丝的最大电流约为Imax==0.2 A,所以电流表应该选A1。
③为了精确测量电热丝阻值,需要多测几组数据,而滑动变阻器的阻值较小,所以滑动变阻器需要采用分压式接法,由于灵敏电流计改装成的电压表的内阻已知,所以要用电流表外接法,实验电路图如图所示。
(3)该电热丝的电阻测量值为12.0 Ω,根据P== W≈4.0 kW,因为12.0 Ω是电热丝在常温下的电阻阻值,而电热丝正常工作时的温度要升高很多,由于电热丝的电阻率会随着温度升高而增大,所以正常工作时电热丝的阻值大于12.0 Ω,所以电热丝的加热功率一定会小于 4.0 kW。
(满分:40分)
1.(6分)(2025·山东威海阶段练习)某同学按图所示连接好电路,闭合开关S,发现A、B灯都不亮。他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,从而确定电路故障。测量时开关S应 (选填“闭合”或“断开”),将 (选填“红”或“黑”)表笔始终接触b点,另一个表笔分别与a、c、d、e、f点接触,测量结果如表所示,若电路只存在一处故障,则故障为 。
测量点 b、c b、d b、e b、f a、b
电表 示数 无示数 无示数 有示数 有示数 有示数
【答案】 闭合 红 d、e间断路
【解析】 利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,需要电路闭合,这样电表才有示数,故测量时开关S应闭合。根据电表电流“红进黑出”的原则,红表笔应该接触b点。b、c间无示数,说明b、c间可能短路或其他部分可能断路;b、d间无示数,说明b、d间可能短路或其他部分可能断路;b、e间有示数,说明b、e间可能断路或其他部分可能短路;b、f间有示数,说明b、f间可能断路或其他部分可能短路;a、b间有示数,说明a、b间可能断路;因电路只存在一处故障,综上所述只能是d、e间断路。
2.(6分)(2025·山东菏泽阶段练习)(1)某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作,两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压,所选量程为0～50 V,则读数应为 V;另一次测量电阻,记录的读数为1 600 Ω,则所选倍率为 (选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
(2)在(1)中用多用电表测量完电阻后,需要继续测量一个阻值约为13 Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,以下有些操作步骤是必需的,请选择正确的操作并按正确顺序写出序号 。
①将红表笔和黑表笔接触
②把选择开关旋转到×1位置
③把选择开关旋转到×10位置
④调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻0刻度线处
【答案】 (1)24.0 ×100 (2)②①④
【解析】 (1)所选量程是0～50 V,分度值是1 V,所以读数是24.0 V;测电阻时,指针示数是16 Ω,但是实际读数是1 600 Ω,说明所选倍率是×100。
(2)现在的电阻表倍率太大,换成×1倍率时,恰好13 Ω在中值电阻附近,所以先将选择开关旋转到×1位置,然后再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。步骤为②①④。
3.(8分)(2025·浙江嘉兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中,
(1)下列操作正确的是 。(多选)
A.每次转动选择开关前都需进行机械调零
B.每次改变电阻挡的倍率后都需重新进行欧姆调零
C.测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量结束后应把选择开关置于OFF位置
(2)选用直流2.5 V挡测量小灯泡两端电压时,指针位置如图甲所示,则其读数为 V。
(3)某同学按如图乙所示连接电路,闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路,于是选择多用电表某一挡位,将表笔一始终接触图中A点,表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置。则表笔一应是 (选填“红”或“黑”)表笔,所选电表挡位是 。
A.直流10 V挡
B.直流10 mA挡
C.交流10 V挡
D.电阻×10挡
【答案】 (1)BD (2)0.90 (3)红 A
【解析】 (1)机械调零只需调整一次即可,故A错误;每次改变电阻挡的倍率后都需重新进行欧姆调零,故B正确;在测量未知电阻时,可以先选择一个倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量,不一定必须先选择倍率最大挡进行试测,故C错误;使用完毕后应将表笔拔出,并把选择开关旋到OFF位置,故D正确。
(2)直流2.5 V挡的分度值为0.05 V,读数为0.90 V。
(3)电流应从多用电表的红表笔流入多用电表,所以表笔一应是红表笔;表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置,可知多用电表充当电压表使用,应选择直流10 V挡。故选A。
4.(8分)(2025·辽宁大连阶段练习)某实验小组在练习使用多用电表时,他们正确连接好电路如图甲所示。闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无示数,他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后,他们尝试用多用电表的电阻挡来检测电路。已知R为保护电阻,电流表量程为0～50 mA。操作步骤如下:
①将多用电表选择开关调到电阻×1挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②断开图甲电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转。
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示。
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示。
回答下列问题:
(1)图丙中的多用电表示数为 Ω;图丁中的电流表示数为 mA。
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接 (选填“c”或“e” )点。
(3)电路的故障可能是 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.保护电阻R短路
D.保护电阻R断路
【答案】 (1)24 38.0 (2)e (3)B
【解析】 (1)题图丙中的多用电表示数为24×1 Ω=24 Ω;题图丁中电流表量程为50 mA,分度值为1 mA,所以读数为38.0 mA。
(2)电流经过电流表的方向为d→e,再从e端流回多用电表,所以多用电表的红表笔接e点。
(3)将多用电表(电阻表)的两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转,表明 a、c间断路;将多用电表(电阻表)两表笔分别接在b、c上,多用电表有示数,表明电阻R完好,所以电路的故障可能是灯泡断路,故B正确。
5.(12分)(2025·山西太原模拟)某同学在实验室中测量一金属棒的电阻。
(1)先用多用电表的电阻挡粗测金属棒的阻值,下列关于用多用电表电阻挡测电阻的说法中正确的是 。(多选)
A.测电阻时,每次更换倍率后不需要重新欧姆调零
B.用电阻挡的×10挡测量时发现指针偏转角度过大,则应该换用×1的挡位
C.测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电源断开
D.测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆
(2)选用×1的挡位,某次电阻表的读数如图甲所示,则该读数为 Ω。
(3)该同学用如图乙所示的电路测量金属棒电阻Rx的阻值,选用的器材有:电压表V1(量程为0～6 V,内阻很大)、电压表V2(量程为0～3 V,内阻很大)、电源E(电动势为6 V,内阻很小)、定值电阻R0、开关S、导线若干。在保证安全,又便于调节的情况下,滑动变阻器选用 。(填选项前的字母)
A.R1(最大阻值为1 Ω,额定电流为3.0 A)
B.R2(最大阻值为10 Ω,额定电流为1.0 A)
C.R3(最大阻值为100 Ω,额定电流为5.0 A)
(4)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于 (选填“最左端”“最右端”或“中间”)。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为U1、U2,则金属棒电阻的表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】 (1)BCD (2)10 (3)B (4)最右端 R0
【解析】 (1)测电阻时,每次更换倍率后,都需要重新进行欧姆调零,A错误;当用×10电阻挡时发现指针偏转角度过大,说明所测电阻的阻值较小,应该换用×1的挡位,B正确;为保护电表,测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电源断开,C正确;测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆,否则人体的电阻会并联进去,影响测量结果,D正确。
(2)由题图甲可知,多用电表的读数为10 Ω。
(3)若选用滑动变阻器R1,电路中的最小电流约为I==6 A,超过了滑动变阻器R1的额定电流,A错误;若选用滑动变阻器R3,滑动变阻器的最大阻值较大,不便于调节,C错误;若选用滑动变阻器R2,滑动变阻器是安全的,且便于调节,B正确。
(4)为了电路安全,防止电流过大,闭合开关S前,应将滑片置于最右端位置;由串联电路中电流相等结合欧姆定律可得=,整理可得待测电阻Rx=R0。
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) 第5讲 实验:用多用电表测量电学中的物理量
一、认识多用电表
1.多用电表的工作原理:闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联。
2.认识多用电表:表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。
二、案例分析
案例一:测量小灯泡的电压和电流
实验步骤
(1)按如图甲所示的电路图连接好电路,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。红表笔接电势高的点。
(2)按如图乙所示的电路图连接好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流,此时电流从红表笔流入电表。
案例二:测量定值电阻
1.实验原理
电路图
I与Rx的 对应关系 相当于待测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在Ig处(RΩ=Rg+r+R) 相当于待测电阻Rx=∞,此时I=0,指针不偏转 待测电阻为Rx,I=,指针指到某确定位置,此时Rx=-RΩ
刻度特点 表头电流满偏Ig处,对应电阻表零刻度(最右侧) 表头电流I=0处,对应电阻表∞刻度(最左侧) 表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀
注意:(1)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”。
(2)当多用电表指针指在表盘中央时=,可知中值电阻R中=RΩ。
2.实验步骤
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择适当倍率的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在电阻表的0刻度线处,若不指在电阻表的0刻度线处,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的0刻度处。
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘所选挡位的倍率,即得到测量结果。
(4)测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
3.注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红进黑出”。
(2)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,调整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,调整的是欧姆调零旋钮。
(3)电阻表读数时注意乘相应挡位的倍率。
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
案例三:测量二极管的正、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。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.用电阻挡判断二极管的正负极
将多用电表电阻挡欧姆调零之后,若测量时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);若测量时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)。
案例四:探索黑箱内的电学元件
判断元件 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 电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 电阻挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 电阻挡 正接、反接均示数先很小,然后逐渐变大,最后指针指在无穷大处
三、误差分析
1.偶然误差
(1)估读时易带来误差。
(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。
2.系统误差
(1)电池用旧后,电动势基本不变,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池。
(2)测量电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
考点一 基础性实验
[例1] 【多用电表的读数与操作】 在实验“练习使用多用电表”中,
(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用直流250 mA挡测量电流,则读数为 mA。
②如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为 V。
(2)若待测电阻的阻值约为20 Ω,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电阻”)的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的 (选填“0刻度线”或“∞刻度线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据。
(3)完成上述测量后,需要继续测量一个阻值大约是2 kΩ的电阻。在红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请从下列选项中挑出必要的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准0刻度线
B.将红、黑表笔接触
C.把选择开关旋转到×1k位置
D.把选择开关旋转到×100位置
E.调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线
[例2] 【多用电表测电阻】(2025·北京东城模拟) (1)用图甲所示的多用电表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧,测量步骤如下:
①使用前先调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
③将两表笔分别与待测合金丝相接,读取数据,示数如图乙所示,则合金丝的阻值为 Ω。
(2)按照图丙连接电路,测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝A接入电路的长度l、调节滑动变阻器连入电路的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出-l图像,如图丁中图线a所示。
①在实验中应使用 (选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器。
②已知合金丝A的横截面积为8.0×10-8m2,则合金丝A的电阻率为 Ω·m(结果保留2位有效数字)。
③图丁中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝B采用同样的方法获得的-l图像,由图可知合金丝B的横截面积 (选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝A的横截面积。
④请从理论上分析并说明,利用图丁中直线斜率求合金丝电阻率,是否存在因电表内阻带来的误差。 。
(2025·河南新乡模拟)某同学在实验室找到一个内部只存在一处故障的直流电流表,如图甲所示。其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示。该同学利用电阻表对电流表进行了检测,步骤如下:
①他将电阻表的选择开关旋到×1位置,欧姆调零后,将两表笔分别接在电流表“-”“3”接线柱上,电阻表示数为0。
②接着他将两表笔分别接在电流表“-”“0.6”接线柱上,电阻表示数如图丙所示。于是他做出判断,该表内部确实出现了故障,但还是可以当作一个新的电流表来使用。
根据上述步骤,回答下面的问题:
(1)图丙的示数为 Ω。
(2)原来电流表的故障是 。
(3)图乙中电流表G的最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
(4)当作新电流表使用时,其最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
分析电路故障问题,首先要根据现象分析可能出现的故障,然后用多用电表相应的挡位进行测量判断。
(1)断路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
(2)短路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表示数为0,该段电路被短路;若电压表示数不为0,则该段电路没有被短路或不完全被短路。
考点二 创新性实验
[例4] 【多用电表的改装】 (2024·河北唐山期末)某物理兴趣小组的同学在家中找到了一个废弃不用的电热水器,拆解后得到了它的电热丝,他们想测量该电热丝的电阻。
(1)首先他们用电阻表对该电热丝进行粗测,将电阻表的选择开关旋到×10挡位,让表笔与电热丝保持良好接触,发现指针偏转角度非常大。为了比较准确地测出电热丝的阻值,请帮他们补充好下面的操作。
①将选择开关旋到 挡位。
② ,让表笔与电热丝保持良好接触,读出电阻表的示数约为15 Ω。
(2)他们利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材:
A.电动势为4 V的电源
B.量程为0～0.6 A的电流表A1(内阻约为 2 Ω),量程为0～3 A的电流表A2(内阻约为
0.5 Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流为600 μA,内阻为 150 Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为5 Ω)
E.定值电阻R
F.开关一个、导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻,兴趣小组同学先将灵敏电流计改装为量程0～3 V的电压表,需要给灵敏电流计 (选填“串联”或“并联”)一个阻值R= Ω的定值电阻。
②实验中,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)。
③为了精确测量电热丝阻值,请你帮助该小组设计适合的电路图,并将其画在虚线框中。
(3)实验后他们测得该电热丝的阻值为12.0 Ω,有组员推测该电热水器在220 V电压下工作时的加热功率约为4 kW,你觉得这个结论是否正确,并给出理由。 。
(满分:40分)
1.(6分)(2025·山东威海阶段练习)某同学按图所示连接好电路,闭合开关S,发现A、B灯都不亮。他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,从而确定电路故障。测量时开关S应 (选填“闭合”或“断开”),将 (选填“红”或“黑”)表笔始终接触b点,另一个表笔分别与a、c、d、e、f点接触,测量结果如表所示,若电路只存在一处故障,则故障为 。
测量点 b、c b、d b、e b、f a、b
电表 示数 无示数 无示数 有示数 有示数 有示数
2.(6分)(2025·山东菏泽阶段练习)(1)某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作,两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压,所选量程为0～50 V,则读数应为 V;另一次测量电阻,记录的读数为1 600 Ω,则所选倍率为 (选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
(2)在(1)中用多用电表测量完电阻后,需要继续测量一个阻值约为13 Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,以下有些操作步骤是必需的,请选择正确的操作并按正确顺序写出序号 。
①将红表笔和黑表笔接触
②把选择开关旋转到×1位置
③把选择开关旋转到×10位置
④调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻0刻度线处
3.(8分)(2025·浙江嘉兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中,
(1)下列操作正确的是 。(多选)
A.每次转动选择开关前都需进行机械调零
B.每次改变电阻挡的倍率后都需重新进行欧姆调零
C.测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量结束后应把选择开关置于OFF位置
(2)选用直流2.5 V挡测量小灯泡两端电压时,指针位置如图甲所示,则其读数为 V。
(3)某同学按如图乙所示连接电路,闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路,于是选择多用电表某一挡位,将表笔一始终接触图中A点,表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置。则表笔一应是 (选填“红”或“黑”)表笔,所选电表挡位是 。
A.直流10 V挡
B.直流10 mA挡
C.交流10 V挡
D.电阻×10挡
4.(8分)(2025·辽宁大连阶段练习)某实验小组在练习使用多用电表时,他们正确连接好电路如图甲所示。闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无示数,他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后,他们尝试用多用电表的电阻挡来检测电路。已知R为保护电阻,电流表量程为0～50 mA。操作步骤如下:
①将多用电表选择开关调到电阻×1挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②断开图甲电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转。
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示。
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示。
回答下列问题:
(1)图丙中的多用电表示数为 Ω;图丁中的电流表示数为 mA。
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接 (选填“c”或“e” )点。
(3)电路的故障可能是 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.保护电阻R短路
D.保护电阻R断路
5.(12分)(2025·山西太原模拟)某同学在实验室中测量一金属棒的电阻。
(1)先用多用电表的电阻挡粗测金属棒的阻值,下列关于用多用电表电阻挡测电阻的说法中正确的是 。(多选)
A.测电阻时,每次更换倍率后不需要重新欧姆调零
B.用电阻挡的×10挡测量时发现指针偏转角度过大,则应该换用×1的挡位
C.测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电源断开
D.测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆
(2)选用×1的挡位,某次电阻表的读数如图甲所示,则该读数为 Ω。
(3)该同学用如图乙所示的电路测量金属棒电阻Rx的阻值,选用的器材有:电压表V1(量程为0～6 V,内阻很大)、电压表V2(量程为0～3 V,内阻很大)、电源E(电动势为6 V,内阻很小)、定值电阻R0、开关S、导线若干。在保证安全,又便于调节的情况下,滑动变阻器选用 。(填选项前的字母)
A.R1(最大阻值为1 Ω,额定电流为3.0 A)
B.R2(最大阻值为10 Ω,额定电流为1.0 A)
C.R3(最大阻值为100 Ω,额定电流为5.0 A)
(4)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于 (选填“最左端”“最右端”或“中间”)。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为U1、U2,则金属棒电阻的表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示)。
(
第
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高中总复习·物理
第5讲
实验:用多用电表测量电学中的物理量
一、认识多用电表
1.多用电表的工作原理:闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联。
2.认识多用电表:表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。
二、案例分析
案例一:测量小灯泡的电压和电流
实验步骤
(1)按如图甲所示的电路图连接好电路,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。红表笔接电势高的点。
(2)按如图乙所示的电路图连接好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流,此时电流从红表笔流入电表。
案例二:测量定值电阻
1.实验原理
电路图
注意:(1)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”。
2.实验步骤
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择适当倍率的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在电阻表的0刻度线处,若不指在电阻表的0刻度线处,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻表的0刻度处。
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。
(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘所选挡位的倍率,即得到测量结果。
(4)测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
3.注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红进黑出”。
(2)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,调整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,调整的是欧姆调零旋钮。
(3)电阻表读数时注意乘相应挡位的倍率。
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
案例三:测量二极管的正、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。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.用电阻挡判断二极管的正负极
将多用电表电阻挡欧姆调零之后,若测量时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);若测量时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)。
案例四:探索黑箱内的电学元件
判断元件 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 电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 电阻挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 电阻挡 正接、反接均示数先很小,然后逐渐变大,最后指针指在无穷大处
三、误差分析
1.偶然误差
(1)估读时易带来误差。
(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。
2.系统误差
(1)电池用旧后,电动势基本不变,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池。
(2)测量电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值。
[例1] 【多用电表的读数与操作】 在实验“练习使用多用电表”中,
(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用直流250 mA挡测量电流,则读数为 mA。
180
【解析】 (1)①如果是用直流250 mA挡测量电流,则分度值为5 mA,读数为180 mA。
②如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为 V。
3.60
【解析】 ②如果是用直流5 V挡测量电压,则分度值为0.1 V,读数为3.60 V。
(2)若待测电阻的阻值约为20 Ω,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电阻”)的0刻度线。
直流电流、电压
【解析】 (2)①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准直流电流、电压的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
×1
【解析】 ②根据电阻表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则,将选择开关转到电阻挡×1的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的 (选填“0刻度线”或“∞刻度线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据。
0刻度线
【解析】 ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线。
(3)完成上述测量后,需要继续测量一个阻值大约是2 kΩ的电阻。在红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请从下列选项中挑出必要的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准0刻度线
B.将红、黑表笔接触
C.把选择开关旋转到×1k位置
D.把选择开关旋转到×100位置
E.调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线
DBE
【解析】 (3)测量后需要继续测量一个阻值大约是2 kΩ的电阻,不需要重新机械调零。根据电阻表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则可知,应先把选择开关旋转到×100位置,然后将红、黑表笔接触,最后调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻度线。即步骤为D、B、E。
[例2] 【多用电表测电阻】(2025·北京东城模拟) (1)用图甲所示的多用电表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧,测量步骤如下:
①使用前先调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻度线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。
×1
【解析】 (1)②待测合金丝的阻值只有十几欧姆,则将选择开关转到电阻挡×1的位置。
③将两表笔分别与待测合金丝相接,读取数据,示数如图乙所示,则合金丝的阻值为 Ω。
15
【解析】③由题图乙可得合金丝的阻值为15 Ω。
①在实验中应使用 (选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器。
0～20 Ω
【解析】 (2)①在实验中滑动变阻器选择与待测合金丝阻值相近的,则应使用0～20 Ω的滑动变阻器。
②已知合金丝A的横截面积为8.0×10-8m2,则合金丝A的电阻率为
Ω·m(结果保留2位有效数字)。
1.2×10-6
大于
④请从理论上分析并说明,利用图丁中直线斜率求合金丝电阻率,是否存在因电表内阻带来的误差。 。
【答案及解析】 ④由上述分析可知,合金丝的电阻率与图像的斜率有关,和电表内阻无关,所以不存在因电表内阻带来的误差。
[例3] 【多用电表判断电路故障】 (2025·河南新乡模拟)某同学在实验室找到一个内部只存在一处故障的直流电流表,如图甲所示。其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示。该同学利用电阻表对电流表进行了检测,步骤如下:
①他将电阻表的选择开关旋到×1位置,欧姆调零后,将两表笔分别接在电流表“-”“3”接线柱上,电阻表示数为0。
②接着他将两表笔分别接在电流表“-”“0.6”接线柱上,电阻表示数如图丙所示。于是他做出判断,该表内部确实出现了故障,但还是可以当作一个新的电流表来使用。
根据上述步骤,回答下面的问题:
(1)图丙的示数为 Ω。
0.4
【解析】 (1)电阻表的选择开关旋到×1位置,则题图丙的示数约为0.4 Ω。
(2)原来电流表的故障是 。
电阻R1被短路
【解析】(2)将两表笔分别接在电流表“-”“3”接线柱上,电阻表示数为0;两表笔分别接在电流表“-”“0.6”接线柱上时,其电阻值接近Rg与R3串联后再与R2并联的电阻,故说明R1被短路。
(3)图乙中电流表G的最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
5.0×10-3
(4)当作新电流表使用时,其最大量程为 A。(结果保留2位有效数字)
0.76
方法点拨
分析电路故障问题,首先要根据现象分析可能出现的故障,然后用多用电表相应的挡位进行测量判断。
(1)断路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
(2)短路故障的判断:将电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表示数为0,该段电路被短路;若电压表示数不为0,则该段电路没有被短路或不完全被短路。
[例4] 【多用电表的改装】 (2024·河北唐山期末)某物理兴趣小组的同学在家中找到了一个废弃不用的电热水器,拆解后得到了它的电热丝,他们想测量该电热丝的电阻。
(1)首先他们用电阻表对该电热丝进行粗测,将电阻表的选择开关旋到×10挡位,让表笔与电热丝保持良好接触,发现指针偏转角度非常大。为了比较准确地测出电热丝的阻值,请帮他们补充好下面的操作。
①将选择开关旋到 挡位。
×1
【解析】 (1)①用电阻表粗测电阻时指针偏转角太大,说明电阻表示数比较小,需要将所选倍率减小,即旋到×1挡位。
② ,让表笔与电热丝保持良好接触,读出电阻表的示数约为15 Ω。
进行欧姆调零
【解析】 ②更换倍率后要重新进行欧姆调零。
(2)他们利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材:
A.电动势为4 V的电源
B.量程为0～0.6 A的电流表A1(内阻约为 2 Ω),量程为0～3 A的电流表A2(内阻约为0.5 Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流为600 μA,内阻为 150 Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为5 Ω)
E.定值电阻R
F.开关一个、导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻,兴趣小组同学先将灵敏电流计改装为量程0～3 V的电压表,需要给灵敏电流计 (选填“串联”或“并联”)一个阻值R=
Ω的定值电阻。
串联
4 850
【解析】 (2)①将灵敏电流计改成0～3 V量程的电压表,需要串联一个阻值为R的电阻,且满足U=Ig(Rg+R),解得R=4 850 Ω。
②实验中,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)。
A1
③为了精确测量电热丝阻值,请你帮助该小组设计适合的电路图,并将其画在虚线框中。
【答案及解析】③为了精确测量电热丝阻值,需要多测几组数据,而滑动变阻器的阻值较小,所以滑动变阻器需要采用分压式接法,由于灵敏电流计改装成的电压表的内阻已知,所以要用电流表外接法,实验电路图如图所示。
(3)实验后他们测得该电热丝的阻值为12.0 Ω,有组员推测该电热水器在220 V电压下工作时的加热功率约为4 kW,你觉得这个结论是否正确,并给出理由。 。
1.(6分)(2025·山东威海阶段练习)某同学按图所示连接好电路,闭合开关S,发现A、B灯都不亮。他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,从而确定电路故障。测量时开关S应 (选填“闭合”或“断开”),将
(选填“红”或“黑”)表笔始终接触b点,另一个表笔分别与a、c、d、e、f点接触,测量结果如表所示,若电路只存在一处故障,则故障为 。
闭合
红
d、e间断路
测量点 b、c b、d b、e b、f a、b
电表 示数 无示数 无示数 有示数 有示数 有示数
【解析】 利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,需要电路闭合,这样电表才有示数,故测量时开关S应闭合。根据电表电流“红进黑出”的原则,红表笔应该接触b点。b、c间无示数,说明b、c间可能短路或其他部分可能断路;b、d间无示数,说明b、d间可能短路或其他部分可能断路;b、e间有示数,说明b、e间可能断路或其他部分可能短路;b、f间有示数,说明b、f间可能断路或其他部分可能短路;a、b间有示数,说明a、b间可能断路;因电路只存在一处故障,综上所述只能是d、e间断路。
2.(6分)(2025·山东菏泽阶段练习)(1)某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作,两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压,所选量程为0～50 V,则读数应为 V;另一次测量电阻,记录的读数为1 600 Ω,则所选倍率为 (选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。
24.0
×100
【解析】 (1)所选量程是0～50 V,分度值是1 V,所以读数是24.0 V;测电阻时,指针示数是16 Ω,但是实际读数是1 600 Ω,说明所选倍率是×100。
(2)在(1)中用多用电表测量完电阻后,需要继续测量一个阻值约为13 Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,以下有些操作步骤是必需的,请选择正确的操作并按正确顺序写出序号 。
①将红表笔和黑表笔接触
②把选择开关旋转到×1位置
③把选择开关旋转到×10位置
④调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻0刻度线处
②①④
【解析】 (2)现在的电阻表倍率太大,换成×1倍率时,恰好13 Ω在中值电阻附近,所以先将选择开关旋转到×1位置,然后再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。步骤为②①④。
3.(8分)(2025·浙江嘉兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中,
(1)下列操作正确的是 。(多选)
A.每次转动选择开关前都需进行机械调零
B.每次改变电阻挡的倍率后都需重新进行欧姆调零
C.测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量结束后应把选择开关置于OFF位置
BD
【解析】 (1)机械调零只需调整一次即可,故A错误;每次改变电阻挡的倍率后都需重新进行欧姆调零,故B正确;在测量未知电阻时,可以先选择一个倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量,不一定必须先选择倍率最大挡进行试测,故C错误;使用完毕后应将表笔拔出,并把选择开关旋到OFF位置,故D正确。
(2)选用直流2.5 V挡测量小灯泡两端电压时,指针位置如图甲所示,则其读数为 V。
0.90
【解析】 (2)直流2.5 V挡的分度值为0.05 V,读数为0.90 V。
(3)某同学按如图乙所示连接电路,闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路,于是选择多用电表某一挡位,将表笔一始终接触图中A点,表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置。则表笔一应是 (选填“红”或“黑”)表笔,所选电表挡位是 。
A.直流10 V挡
B.直流10 mA挡
C.交流10 V挡
D.电阻×10挡
红
A
【解析】 (3)电流应从多用电表的红表笔流入多用电表,所以表笔一应是红表笔;表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点,以寻找故障位置,可知多用电表充当电压表使用,应选择直流10 V挡。故选A。
4.(8分)(2025·辽宁大连阶段练习)某实验小组在练习使用多用电表时,他们正确连接好电路如图甲所示。闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无示数,他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后,他们尝试用多用电表的电阻挡来检测电路。已知R为保护电阻,电流表量程为0～50 mA。操作步骤如下:
①将多用电表选择开关调到电阻×1挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②断开图甲电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转。
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示。
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示。
回答下列问题:
(1)图丙中的多用电表示数为 Ω;图丁中的电流表示数为 mA。
24
38.0
【解析】 (1)题图丙中的多用电表示数为24×1 Ω=24 Ω;题图丁中电流表量程为50 mA,分度值为1 mA,所以读数为38.0 mA。
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接 (选填“c”或“e” )点。
e
【解析】 (2)电流经过电流表的方向为d→e,再从e端流回多用电表,所以多用电表的红表笔接e点。
(3)电路的故障可能是 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.保护电阻R短路
D.保护电阻R断路
B
【解析】 (3)将多用电表(电阻表)的两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转,表明 a、c间断路;将多用电表(电阻表)两表笔分别接在b、c上,多用电表有示数,表明电阻R完好,所以电路的故障可能是灯泡断路,故B正确。
5.(12分)(2025·山西太原模拟)某同学在实验室中测量一金属棒的电阻。
(1)先用多用电表的电阻挡粗测金属棒的阻值,下列关于用多用电表电阻挡测电阻的说法中正确的是 。(多选)
A.测电阻时,每次更换倍率后不需要重新欧姆调零
B.用电阻挡的×10挡测量时发现指针偏转角度过大,则应该换用×1的挡位
C.测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电源断开
D.测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆
BCD
【解析】 (1)测电阻时,每次更换倍率后,都需要重新进行欧姆调零,A错误;当用×10电阻挡时发现指针偏转角度过大,说明所测电阻的阻值较小,应该换用×1的挡位,B正确;为保护电表,测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电源断开,C正确;测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆,否则人体的电阻会并联进去,影响测量结果,D正确。
(2)选用×1的挡位,某次电阻表的读数如图甲所示,则该读数为 Ω。
10
【解析】 (2)由题图甲可知,多用电表的读数为10 Ω。
(3)该同学用如图乙所示的电路测量金属棒电阻Rx的阻值,选用的器材有:电压表V1(量程为0～6 V,内阻很大)、电压表V2(量程为0～3 V,内阻很大)、电源E(电动势为6 V,内阻很小)、定值电阻R0、开关S、导线若干。在保证安全,又便于调节的情况下,滑动变阻器选用 。(填选项前的字母)
A.R1(最大阻值为1 Ω,额定电流为3.0 A)
B.R2(最大阻值为10 Ω,额定电流为1.0 A)
C.R3(最大阻值为100 Ω,额定电流为5.0 A)
B
(4)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于 (选填“最左端”“最右端”或“中间”)。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为U1、U2,则金属棒电阻的表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示)。
最右端
