第5讲 实验13:用多用电表测量电学中的物理量
■目标要求
1.了解多用电表的构造和工作原理。2.会用多用电表测量电压、电流和电阻,会用多用电表判断二极管的极性。3.会用多用电表进行简单的电路故障分析。
考点1 实验基本技能
1.认识多用电表。
(1)功能:用来测量电流、电压、电阻等物理量,并且每一种测量项目都有几个量程。
(2)外部构造:如图所示,上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、 等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。多用电表的面板上还有欧姆表的欧姆调零旋钮、指针定位螺丝、表笔的正负插孔( 表笔插入“+”插孔, 表笔插入“-”插孔)。
(3)内部电路原理图。
2.用多用电表测量小灯泡的电压和电流。
甲 乙
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测量小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
3.用多用电表测量电阻。
(1)欧姆表原理(多用电表的欧姆挡原理)。
①原理电路:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R串联而成,外接红、黑表笔。全电路的总电阻R总=Rg+R+r+Rx(如图丙所示)。
甲 乙 丙
②工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。
③刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏(也叫欧姆调零),此处标为 (如图甲所示);当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为 (如图乙所示);当I=时,Rx= =RΩ,此电阻值等于欧姆表的内阻值,也叫中值电阻(如图丙所示)。
(2)测量电阻。
①根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“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,用读数乘以所选挡位倍率,即得到测量结果。
④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
4.用多用电表测二极管的正、反向电阻。
将多用电表欧姆挡调零后,若多用电表指针偏角很大,则黑表笔接触的是二极管的正极,红表笔接触的是二极管的负极;若多用电表指针偏角很小,则黑表笔接触的是二极管的负极,红表笔接触的是二极管的正极。
5.注意事项。
(1)使用前要机械调零。
(2)两表笔在使用时,要保证电流总是“红表笔流入,黑表笔流出”。
(3)测量电阻时:
①指针指在中值附近误差较小,否则换挡。
②每换一挡必须重新进行欧姆调零。
③读出示数要乘以倍率。
(4)使用完毕,选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
考向1 多用电表的使用和读数
【典例1】 在练习使用多用电表的实验中。
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过 的电流。(填图中元件代号,下同)
②若断开电路中的开关,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是 的电阻。
③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是 两端的电压。
(2)(多选)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,下列说法正确的是 (填选项字母)。
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏小
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新调零后再进行测量
C.选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值等于2 500 Ω
D.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大
考向2 欧姆表(多用电表欧姆挡)的原理
【典例2】 (2022·湖南卷)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,其内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),
Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m(1)短接①②,将单刀双掷开关S与m接通,电流计G示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流计G示数变为In,则Im (填“大于”或“小于”)In。
(2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为 (填“×1”或“×10”)。
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该 (填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走R1,在①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则Rx= Ω。
考向3 用多用电表测量二极管
【典例3】 二极管的导电特性表现为单向导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管处于导通状态,正向电阻较小,当给二极管加上反向电压时,二极管处于截止状态,反向电阻很大,现有一只二极管,表面字迹模糊,某同学想用多用电表判断其正负极,选用欧姆“×10”挡,电路连接如图甲,指针的位置如图乙所示。
甲
乙
丙
(1)二极管的正向电阻为 。
(2) (填“a”或“b”)端为二极管正极。
(3)多用电表“×100”挡的内电阻约为 。
(4)一只二极管的伏安特性曲线如图丙所示,现将其接在电动势为2 V,内阻约为4 Ω的直流电源上,给二极管加上正向电压,此时二极管消耗的电功率约为 W。
考点2 用多用电表检测电路故障
电流挡 检测 将多用电表调至电流挡,串联在电路中,若示数为零,说明多用电表串联的部分电路断路
电压挡 检测 将多用电表调至电压挡,与被检测电路并联。①若示数为零,可能是与被测电路串联的部分断路,也可能是被测电路部分短路,不能准确确定;②若示数等于电动势,说明该部分电路中有断路处,进一步缩小并联范围可以找出断路位置
欧姆挡 检测 将多用电表调至欧姆挡,将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间:①若电阻无穷大,说明此元件断路;②若电阻为零,说明此元件短路
【典例4】 在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8 V 0.3 A”,合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮。
甲
乙
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障:
①选择开关置于下列量程的 挡较为合适(填选项字母)。
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是 (填选项字母)。
A.A灯灯丝断开 B.B灯灯丝断开
C.d、e间连线断开 D.B灯短路
(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过“欧姆调零”。
①测试前,一定要将电路中的开关S断开。
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测量结果如图乙所示,读数为 Ω,此时测量的是 间电阻,根据小灯泡的规格计算出的电阻为 Ω,它不等于测量值,原因是
第5讲 实验13:用多用电表测量
电学中的物理量
考点1
1.(2)电阻 红 黑 3.(1)③0 ∞ Rg+R+r
【典例1】 答案 (1)①R1 ②R1和R2
③R2 (2)AD
解析 (1)①多用电表调至直流电流挡,与滑动变阻器串联,测的是通过滑动变阻器R1的电流;②断开电路中的开关,多用电表调至欧姆挡,接在R1与R2串联电路的两端,测的是串联部分的总电阻;③多用电表调至电压挡,滑动变阻器的滑片移至最左端,滑动变阻器相当于导线;多用电表与电阻R2并联,测的是R2两端的电压。
(2)双手捏住两表笔金属杆,人体与电阻并联,总电阻减小,测量值偏小,A项正确;测量时若发现指针向右偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,若向左偏离中央刻度过大,则必须增大倍率,重新调零后再进行测量,B项错误;欧姆表刻度是左密右疏,选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于2 500 Ω,大于2 000 Ω,C项错误;欧姆表内的电池使用时间太长,电动势减小,内电阻增大,欧姆调零时,由于满偏电流Ig不变,由公式Ig=,欧姆表内阻R内得调小,待测电阻的测量值是通过电流的示数体现出来的,由I===,可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左,欧姆表的示数偏大,D项正确。
【典例2】 答案 (1)大于 (2)×10 (3)向上 (4)400
解析 (1)根据题意可知RmIn。
(2)当开关S拨向n时,全电路的总电阻较大,中值电阻较大,能够接入待测电阻的阻值也更大,所以开关S拨向n时对应欧姆表的挡位倍率较大,即×10。
(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位,即开关S从m拨向n,全电路电阻增大,干路电流减小,①②短接时,为了使电流表满偏,则需要增大通过电流计G所在支路的电流,所以需要将R0的滑片向上调节。
(4)设欧姆表内部等效电阻为R,根据闭合电路欧姆定律有,Ig=,Ig=,Ig=,联立解得Rx=400 Ω。
【典例3】 (1)50 Ω (2)a (3)1 500 Ω
(4)0.25
解析 (1)依题意,由题图乙可知该二极管的正向电阻为5×10 Ω=50 Ω。
(2)欧姆表电流流向为“红进黑出”,所以由题图甲可知b端与欧姆表内部电源负极相连,且根据二极管正向电阻为小电阻,则a端为二极管正极。
(3)根据欧姆表中值电阻定义可知=,又因为Ig=,所以当多用电表“×100”挡时,此时外电阻为R外=15×100 Ω=1 500 Ω,则此时欧姆表内阻为1 500 Ω。
(4)作出电动势为2 V,内阻约为4 Ω的直流电源的U-I图像,可得到图像与二极管伏安特性曲线的交点如图所示,可得交点坐标为(1.0 V,0.25 A),所以可得此时二极管消耗的电功率约为P=UI=1.0×0.25 W=0.25 W。
考点2
【典例4】 答案 (1)①B ②A (2)②6 e、f 12.7 高温条件下金属丝电阻率大,计算的电阻是正常工作时的高温电阻,而测量值为断电下的低温小电阻
解析 (1)①四节干电池串联之后的电动势约为6 V,电压表量程应选择10 V,故选B。②c、d间电压约为5.8 V,接近电源电动势,而且e、f间电压为0,由此可判断断路发生在c、d间,即A灯灯丝断开,故选A。
(2)②c、d间断路,测出的电阻应为无穷大,而欧姆表读数为6 Ω,所以测量的是e、f间的电阻,根据规格计算的电阻为R==≈12.7 Ω。高温条件下金属丝电阻率大,计算的电阻是正常工作时的高温电阻,而测量值为断电下的低温小电阻,因此测量值和计算结果不相等。(共36张PPT)
第5讲
实验13：用多用电表测量电学中的物理量
第十章 电路和电能
目
标
要
求
1.了解多用电表的构造和工作原理。2.会用多用电表测量电压、电流和电阻，会用多用电表判断二极管的极性。3.会用多用电表进行简单的电路故障分析。
考点1 实验基本技能
考点2 用多用电表检测电路故障
内容
索引
实验基本技能
考点1
1.认识多用电表。
(1)功能：用来测量电流、电压、电阻等物理量，并且每一种测量项目都有几个量程。
(2)外部构造：如图所示，上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、 等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。多用电表的面板上还有欧姆表的欧姆调零旋钮、指针定位螺丝、表笔的正负插孔( 表笔插入“+”插孔， 表笔插入“-”插孔)。
电阻
红
黑
(3)内部电路原理图。
2.用多用电表测量小灯泡的电压和电流。
(1)按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测量小灯泡两端的电压。
(2)按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。
3.用多用电表测量电阻。
(1)欧姆表原理(多用电表的欧姆挡原理)。
①原理电路：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R串联而成，外接红、黑表笔。全电路的总电阻R总=Rg+R+r+Rx(如图丙所示)。
②工作原理：闭合电路欧姆定律，I=。
③刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时，调节调零电阻R,使I=Ig，电流表的指针达到满偏(也叫欧姆调零)，此处标为 (如图甲所示)；当I=0时，Rx→∞，在I=0处标为 (如图乙所示)；当I=
时，Rx= =RΩ，此电阻值等于欧姆表的内阻值，也叫中值电阻(如图丙所示)。
0
∞
Rg+R+r
(2)测量电阻。
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“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，用读数乘以所选挡位倍率，即得到测量结果。
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
4.用多用电表测二极管的正、反向电阻。
将多用电表欧姆挡调零后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触的是二极管的正极，红表笔接触的是二极管的负极；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触的是二极管的负极，红表笔接触的是二极管的正极。
5.注意事项。
(1)使用前要机械调零。
(2)两表笔在使用时，要保证电流总是“红表笔流入，黑表笔流出”。
(3)测量电阻时：
①指针指在中值附近误差较小，否则换挡。
②每换一挡必须重新进行欧姆调零。
③读出示数要乘以倍率。
(4)使用完毕，选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。
考向1
多用电表的使用和读数
【典例1】 在练习使用多用电表的实验中。
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过 的电流。(填图中元件代号，下同)
R1
②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是 的电阻。
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是 两端的电压。
R1和R2
R2
(2)(多选)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是
(填选项字母)。
A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量
C.选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2 500 Ω
D.欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大
AD
(1)①多用电表调至直流电流挡，与滑动变阻器串联，测的是通过滑动变阻器R1的电流；②断开电路中的开关，多用电表调至欧姆挡，接在R1与R2串联电路的两端，测的是串联部分的总电阻；③多用电表调至电压挡，滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线；多用电表与电阻R2并联，测的是R2两端的电压。
解析
(2)双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，测量值偏小，A项正确；测量时若发现指针向右偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，若向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新调零后再进行测量，B项错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于2 500 Ω，大于2 000 Ω，C项错误；欧姆表内的电池使用时间太长,
解析
电动势减小，内电阻增大，欧姆调零时，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig=，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流的示数体现出来的，由I===，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左，欧姆表的示数偏大，D项正确。
解析
考向2
欧姆表(多用电表欧姆挡)的原理
【典例2】 (2022·湖南卷)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m(1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流计G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流计G示数变为In，则Im (填“大于”或“小于”)In。
(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为 (填“×1”或“×10”)。
大于
×10
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该 (填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx= Ω。
向上
400
(1)根据题意可知RmIn。
(2)当开关S拨向n时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关S拨向n时对应欧姆表的挡位倍率较大，即×10。
解析
(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位，即开关S从m拨向n，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计G所在支路的电流，所以需要将R0的滑片向上调节。
(4)设欧姆表内部等效电阻为R，根据闭合电路欧姆定律有，Ig=Ig=，Ig=，联立解得Rx=400 Ω。
解析
考向3
用多用电表测量二极管
【典例3】 二极管的导电特性表现为单向导电性，当给二极管加上正向电压时，二极管处于导通状态，正向电阻较小，当给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态，反向电阻很大，现有一只二极管，表面字迹模糊，某同学想用多用电表判断其正负极，选用欧姆“×10”挡，电路连接如图甲，指针的位置如图乙所示。
(1)二极管的正向电阻为 。
(2) (填“a”或“b”)端为二极管正极。
(3)多用电表“×100”挡的内电阻约为 。
50 Ω
1 500 Ω
a
(4)一只二极管的伏安特性曲线如图丙所示，现将其接在电动势为2 V,内阻约为4 Ω的直流电源上，给二极管加上正向电压，此时二极管消耗的电功率约为 W。
0.25
(1)依题意，由题图乙可知该二极管的正向电阻为5×10 Ω=50 Ω。
(2)欧姆表电流流向为“红进黑出”，所以由题图甲可知b端与欧姆表内部电源负极相连，且根据二极管正向电阻为小电阻，则a端为二极管正极。
(3)根据欧姆表中值电阻定义可知=，又因为Ig=，所以当多用电表“×100”挡时，此时外电阻为R外=15×100 Ω=1 500 Ω,则此时欧姆表内阻为1 500 Ω。
解析
(4)作出电动势为2 V，内阻约为4 Ω的直流电源的U-I图像，可得到图像与二极管伏安特性曲线的交点如图所示，可得交点坐标为(1.0 V，0.25 A)，所以可得此时二极管消耗的电功率约为P=UI=1.0×0.25 W=0.25 W。
解析
用多用电表检测电路故障
考点2
电流挡 检测 将多用电表调至电流挡，串联在电路中，若示数为零，说明多用电表串联的部分电路断路
电压挡 检测 将多用电表调至电压挡，与被检测电路并联。①若示数为零，可能是与被测电路串联的部分断路，也可能是被测电路部分短路，不能准确确定；②若示数等于电动势，说明该部分电路中有断路处，进一步缩小并联范围可以找出断路位置
欧姆挡 检测 将多用电表调至欧姆挡，将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间：①若电阻无穷大，说明此元件断路；②若电阻为零，说明此元件短路
【典例4】 在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V 0.3 A”，合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮。
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障：
①选择开关置于下列量程的 挡较为合适(填选项字母)。
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是 (填选项字母)。
A.A灯灯丝断开 B.B灯灯丝断开
C.d、e间连线断开 D.B灯短路
B
A
(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”。
①测试前，一定要将电路中的开关S断开。
②测c、d间和e、f间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为 Ω,此时测量的是 间电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为
Ω，它不等于测量值，原因是
。
e、f
6
12.7
高温条件下金属丝电阻率大，计算的电阻是正常工作时的高温电阻，而测量值为断电下的低温小电阻
(1)①四节干电池串联之后的电动势为6 V，电压表量程应选择10 V，故选B。②c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，而且e、f间电压为0，由此可判断断路发生在c、d间，即A灯灯丝断开，故选A。
解析
(2)②c、d间断路，测出的电阻应为无穷大，而欧姆表读数约为6 Ω，所以测量的是e、f间的电阻，根据规格计算的电阻为R==≈
12.7 Ω。高温条件下金属丝电阻率大，计算的电阻是正常工作时的高温电阻，而测量值为断电下的低温小电阻，因此测量值和计算结果不相等。
解析(共28张PPT)
微练38
实验13：用多用电表测量电学中
的物理量
1
2
3
4
1.某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开
关。回答下列问题:
(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的
实物图上连线。
见解析图
连线如图所示。
解析
1
2
3
4
1
2
3
4
(2)开关S闭合时，多用电表用于测量 (填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量 (填“电流”“电压”或“电阻”)。
本实验考查的是电表的改装。改装成电压表时，要串联电阻，改装成电流表时，要并联电阻。根据题图甲所画电路，闭合开关 时，电流表与R2串联后再与电阻R1并联，用于测电流，断开开关 时，只串联一个电阻R2，用于测电压。
解析
电流
电压
1
2
3
4
(3)表笔A应为 (填“红”或“黑”)色。
根据表头可知电流应从表笔B进，从表笔A出，由“红进黑出”可 知，表笔A应为黑色。
解析
黑
1
2
3
4
(4)定值电阻的阻值R1= Ω，R2= Ω。(均保留3位有效数字)
1.00
880
断开开关S时，多用电表为1 V的电压表，故R2= Ω-120 Ω=
880 Ω，闭合开关S时，多用电表为1 A的电流表，故R1=
≈1.00 Ω。
解析
2.如图甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10 MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧。
1
2
3
4
现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的其他测量器材还有:一只滑动变阻器R(0~ 30 Ω)，两只开关，导线若干。
实验要求:利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进 行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。现按图乙连接好测量电路。
操作步骤:
1
2
3
4
(1)将数字多用电表选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a。
为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数即为电源的电动势E，E=a。
解析
1
2
3
4
电压
S1
S2
(2)将数字多用电表选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作:将选择开关置于 挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据。
1
2
3
4
欧姆
S2
S1
电压
测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数即为变阻器接入电路的阻值R，R= b；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，U=c。
解析
1
2
3
4
(3) (填“a”“b”或“c”)即为干电池的电动势。
由(1)知a即为干电池的电动势。
解析
1
2
3
4
a
(4)干电池的内电阻的表达式r= (用a、b、c表示)，将步骤(1)(2)测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电 阻。
由闭合电路欧姆定律E=U+r，即a=c+r，得r=。
解析
1
2
3
4
3.(2024·浙江卷)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中。
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用
(填“×10”或“×1 k”)挡重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性 后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 (填“正极”或“负极”)。
1
2
3
4
×1 k
负极
指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用×1 k档继续实验；根据 “红进黑出”原则及二极管单向导电性可知与红色表笔相连的是二极管负极。
解析
1
2
3
4
(2)图甲是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 (填“a”“b”“c”或“d”)接线柱，Q应连接
(填“a”“b”“c”或“d”)接线柱。某次选用多用电表量程为50 mA挡测量，指针如图乙所示，则电流I= mA。
1
2
3
4
a
d
45.0
实现电压可从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，P应连接a；根据题图丙可知电压表选取0~3 V量程，故Q接d；多用电表量程为50 mA，分度值为1 mA，需要估读到0.1 mA，故电表的读数为4×10 mA+5×1 mA+0×0.1 mA=45.0 mA。
解析
1
2
3
4
(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图丙所示，说明该二极管是
(填“线性”或“非线性”)元件，正常发光时电压在 V范围。
1
2
3
4
非线性
1.9~2.5
根据题图丙可知I随U非线性变化，故说明该二极管是非线性元 件，根据题图丙可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9 V~ 2.5 V范围。
解析
1
2
3
4
4.(2022·河北卷)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图乙所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(“2.5 V 0.6 W”，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。
1
2
3
4
1
2
3
4
(1)(多选)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是 (填选项字母)。
A.按下S1，L1和L2均发光
B.当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光
C.保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换
D.当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭
1
2
3
4
CD
按下S1后，L2支路被短路，则L2不会发光，A项错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，指示灯L1的电阻RL1=≈10.42 Ω，则回路中并联的整体电阻R并≈56.64 Ω，则回路总电阻R总=1 067.06 Ω，回路总电流I总=≈0.21 A，则L2一定发光，此时并联的整体的电
解析
1
2
3
4
压为U并=I总R并≈11.89 V，则流过L1的电流为IL1=≈ A≈0.012 A，小于30 mA，则L1熄灭，B项错误；由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合，C项正确；当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2熄灭，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为IL1'== A≈0.218 A，大于30 mA，则L1发光，D项正确。
解析
1
2
3
4
(2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是 (填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“×100”位置
B.将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度
D.测量指示灯L1两端的阻值
E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
1
2
3
4
CABDE
操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是 断路损坏；若指针如图丁所示，可判断是 断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
1
2
3
4
L1
R1
多用电表的操作步骤为:调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。
解析
1
2
3
4
由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、 L2、R2、T均正常，指针如题图丙所示，可看出L1两端有约1 100 Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏；指针如题图丁所示，可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL=10.42 Ω，此时选用的是“×100”挡则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。
解析
1
2
3
4微练38 实验13:用多用电表测量电学中的物理量
1.某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题:
(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。
(2)开关S闭合时，多用电表用于测量 (填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时，多用电表用于测量 (填“电流”“电压”或“电阻”)。
(3)表笔A应为 (填“红”或“黑”)色。
(4)定值电阻的阻值R1= Ω，R2= Ω。(均保留3位有效数字)
2.如图甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10 MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧。
现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的其他测量器材还有:一只滑动变阻器R(0~30 Ω)，两只开关，导线若干。
实验要求:利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。现按图乙连接好测量电路。
操作步骤:
(1)将数字多用电表选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a。
(2)将数字多用电表选择开关置于 挡，选择合适的量程，断开开关 ，闭合开关 ，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作:将选择开关置于 挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据。
(3) (填“a”“b”或“c”)即为干电池的电动势。
(4)干电池的内电阻的表达式r= (用a、b、c表示)，将步骤(1)(2)测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻。
3.(2024·浙江卷)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中。
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用 (填“×10”或“×1 k”)挡重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 (填“正极”或“负极”)。
(2)图甲是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 (填“a”“b”“c”或“d”)接线柱，Q应连接 (填“a”“b”“c”或“d”)接线柱。某次选用多用电表量程为50 mA挡测量，指针如图乙所示，则电流I= mA。
(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图丙所示，说明该二极管是 (填“线性”或“非线性”)元件，正常发光时电压在 V范围。
4.(2022·河北卷)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图乙所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭);限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ);指示灯L1和L2(“2.5 V 0.6 W”，当电流低于30 mA时可视为熄灭);保险丝T。
甲
乙
(1)(多选)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是 (填选项字母)。
A.按下S1，L1和L2均发光
B.当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光
C.保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换
D.当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭
(2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是 (填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“×100”位置
B.将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度
D.测量指示灯L1两端的阻值
E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是 断路损坏;若指针如图丁所示，可判断是 断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
丙 丁
微练38 实验13:用多用电表测量电学中的物理量
1.答案 (1)见解析图 (2)电流 电压
(3)黑 (4)1.00 880
解析 (1)连线如图所示。
(2)本实验考查的是电表的改装。改装成电压表时,要串联电阻,改装成电流表时,要并联电阻。根据题图甲所画电路,闭合开关时,电流表与R2串联后再与电阻R1并联,用于测电流,断开开关时,只串联一个电阻R2,用于测电压。
(3)根据表头可知电流应从表笔B进,从表笔A出,由“红进黑出”可知,表笔A应为黑色。
(4)断开开关S时,多用电表为1 V的电压表,故R2= Ω-120 Ω=880 Ω,闭合开关S时,多用电表为1 A的电流表,故R1=≈1.00 Ω。
2.答案 (1)电压 S1 S2 (2)欧姆 S2 S1 电压 (3)a (4)
解析 (1)为了测电源的电动势,需将选择开关置于电压挡,断开开关S1,闭合开关S2,此时电表示数即为电源的电动势E,E=a。
(2)测量外电阻需要将电路断开测量,故断开S2,选择开关应置于欧姆挡,闭合S1,此时电表示数即为变阻器接入电路的阻值R,R=b;为测电源的路端电压,选择开关应置于电压挡,此时电表示数即为电源的路端电压U,U=c。
(3)由(1)知a即为干电池的电动势。
(4)由闭合电路欧姆定律E=U+r,即a=c+r,得r=。
3.答案 (1)×1 k 负极 (2)a d 45.0 (3)非线性 1.9~2.5
解析 (1)指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用×1 k档继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知与红色表笔相连的是二极管负极。
(2)实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据题图丙可知电压表选取0~3 V量程,故Q接d;多用电表量程为50 mA,分度值为1 mA,需要估读到0.1 mA,故电表的读数为4×10 mA+5×1 mA+0×0.1 mA=45.0 mA。
(3)根据题图丙可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据题图丙可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9 V~2.5 V范围。
4.答案 (1)CD (2)CABDE L1 R1
解析 (1)按下S1后,L2支路被短路,则L2不会发光,A项错误;当锅内温度高于103 ℃时,S1断开,而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合,则此时L2可能发光,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,并联的整体再和L2、R2串联,指示灯L1的电阻RL1=≈10.42 Ω,则回路中并联的整体电阻R并≈56.64 Ω,则回路总电阻R总=1 067.06 Ω,回路总电流I总=≈0.21 A,则L2一定发光,此时并联的整体的电压为U并=I总R并≈11.89 V,则流过L1的电流为IL1=≈ A≈0.012 A,小于30 mA,则L1熄灭,B项错误;由题知,S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开,锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合,C项正确;当锅内温度低于70 ℃时,S2自动闭合,L2支路被短路,则L2熄灭,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,则此时流过L1的电流为IL1'== A≈0.218 A,大于30 mA,则L1发光,D项正确。
(2)多用电表的操作步骤为:调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度——机械调零;将选择开关旋转到“×100”位置——选挡;将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点——欧姆调零;测量指示灯L1两端的阻值——测量;将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。
由于使用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常,则说明R、L2、R2、T均正常,指针如题图丙所示,可看出L1两端有约1 100 Ω左右的电阻,则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏;指针如题图丁所示,可看出欧姆表的示数几乎为零,但由于RL=10.42 Ω,此时选用的是“×100”挡则说明灯泡L1正常,则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。
