实验十三练习使用多用电表

第九章恒定电流实验十三练习使用多用电表目录CONTENT立足“四层”·夯基础着眼“四翼”·探考点0201Part01立足“四层”·夯基础⁠一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。2.会使用多用电表测电压、电流及电阻。3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件。二、多用电表的工作原理1.欧姆表内部电路简化如图所示。2.根据闭合电路欧姆定律

三、实验器材

多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、小）三个。四、实验步骤1.观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2.机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3.将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。4.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，将多用电表选择的开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。（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。5.测量定值电阻（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的倍率，即得测量结果；（4）测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。五、误差分析1.电池用旧后，电动势会减小，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。六、注意事项1.使用前要机械调零。2.两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。3.测量电阻时（1）指针指中值附近较准，否则换挡；（2）每换一挡必须重新欧姆调零；（3）读出示数要乘以倍率。4.使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。Part02着眼“四翼”·探考点⁠【典例1】

（1）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件

⁠，使指针对准电流的0刻线。②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件

⁠。使指针对准电阻的

⁠（选填“0刻线”或“∞刻线”）。④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按

⁠的顺序进行操作，再完成读数测量。A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准③欧姆表测量前要进行欧姆调零，故调节部件T（欧姆调零旋钮）使指针指向电阻0刻线；④指针偏转角度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率，每次换挡要重新调零然后测量电阻，故步骤为A、D、C。答案

（1）①S

③T

0刻线

④ADC解析

（1）①电表使用前要调节指针定位螺丝，使指针指在电流的0刻线位置，故调节部件S；（2）多用电表的表盘如图所示，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针的位置如图所示，则被测电阻的阻值应为

⁠Ω；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为

⁠mA；测量直流电压时，用的是50V量程，则指针所示的电压值为

⁠V。

（2）欧姆表读数＝刻度盘读数×倍率＝16×100

Ω＝1

600

Ω；选用量程为100

mA的电流挡，读数选取中间刻度第二排，读数为48

mA；选用量程为50

V的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为24.0

V。答案

（2）1600

48

24.0【典例2】

指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。（1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是

⁠。

A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔解析

（1）当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔接内部电源的正极，则其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，电阻R1与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A正确；当S接触点3时，表头与电阻R2串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D错误。答案

（1）AC

（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为

⁠mA。

b.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为

⁠Ω。

c.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻为

⁠Ω。

解析

（2）若所选挡位为直流50

mA挡，则示数为22.0

mA；若所选挡位为电阻×10

Ω挡，则示数为19×10

Ω＝190

Ω；若所选挡位为电阻×10

Ω挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为15×10

Ω＝150

Ω。答案

（2）22.0

190

150

（3）用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：

⁠。

A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×100”位置C.把选择开关旋转到“×1k”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点解析

（3）用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15

Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约

2

kΩ

的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是B、A、D。答案

（3）BAD（4）某小组同学发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，他们分别画出了下列几种图像，其中可能正确的是

⁠。

（5）图丙为图乙表盘的多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝100μA，内阻Rg＝100Ω，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，则此时欧姆表为电阻×

⁠挡。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将

⁠（选填“变大”“变小”或“不变”）。

⁠1.某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100～200Ω，材料未知。实验过程如下：（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为

⁠mm。解析：（1）该电阻丝的直径为d＝1

mm＋41.8×0.01

mm＝1.418

mm。答案：（1）1.418（1.416～1.419均可）（2）对多用电表进行机械调零。（3）将多用电表的选择开关旋至

⁠倍率的电阻挡（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。

解析：（3）使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值约为100～200

Ω，所以应选择“×10”倍率的电阻挡。答案：（3）“×10”（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为

⁠Ω。解析：（5）15～20之间的分度值为1，所以该电阻丝的电阻值为R＝16×10

Ω＝160

Ω。（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。（7）实验测得的该电阻丝电阻率为

⁠Ω·m（结果保留3位有效数字）。

答案：（7）3.16×10－4（3.15×10－4～3.17×10－4均可）2.在“练习使用多用电表”的实验中：（1）测量电阻时，将选择开关旋转到欧姆挡倍率“×100”的位置；将红黑表笔短接，旋转欧姆调零旋钮，使指针对准电阻刻度的

⁠（选填“0刻线”或“∞刻线”）。

解析：（1）每次换挡要重新欧姆调零，旋转欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的0刻线；答案：（1）0刻线

（2）将两表笔与待测电阻相接，发现指针偏转角度很小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤

⁠。

A.将选择开关旋转到欧姆挡倍率“

×1k”的位置B.将选择开关旋转到欧姆挡倍率“×10”的位置C.换挡后直接测量读数D.换挡后先进行欧姆调零再测量读数解析：（2）偏角过小，说明电阻阻值大，要选大量程，并重新欧姆调零，然后测量，故A、D正确，B、C错误；答案：（2）AD

（3）若选用“×1”倍率时电表的读数如图甲所示，则所测电阻的电阻值为

⁠Ω。解析：（3）指针指在17，所以电阻阻值是17×1

Ω＝17

Ω；答案：（3）17

（4）多用电表欧姆挡表盘如图甲所示，内部电路图如图乙所示，其中有灵敏电流表（量程未知，内阻未知）、电池组（电动势3.0V，内阻r＝0.5Ω）和滑动变阻器R0（总阻值未知），有同学在实际使用过程中发现始终无法完成欧姆调零，于是他将错就错，把指针指向均匀刻度的“200/40/8”这个位置时的电流当作满偏电流，并按照规范操作完成剩余步骤。课后实验室老师检测发现，表内的电池组电动势下降了2%、内阻很大，导致无法完成欧姆调零的步骤。若将错就错的选用“×1”倍率测量，其读数也如图甲所示，则该电阻真实值约为

⁠Ω。

解析：（4）刻度“200/40/8”对应“×1”倍率的电阻是4

Ω，即该刻度是满偏电流，也就是电阻的零刻线，所以系统的误差约为4

Ω，则该电阻为17

Ω－4

Ω＝13

Ω。答案：（4）13⁠1.应用多用电表检测二极管的极性及好坏将多用电表的选择开关拨到欧姆挡并进行欧姆调零，然后将红、黑表笔接到二极管的两极上：（1）极性判断：当黑表笔接二极管“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。（2）好坏判断：当多用电表的红、黑表笔分别接触二极管的两极对调检测时：①一次示数较小，对调后示数较大，则可判断二极管是好的；②一次示数较小，对调后示数也较小，则可判断二极管是击穿的；③一次示数很大，对调后示数也很大，则可判断二极管是断路的。【典例3】

今年寒假，曹俊发现手边的通用技术工具箱中有几只如图1所示的发光二极管，对此电子元件产生浓厚兴趣，开展了相关的实验探究。（1）利用多用电表测量其电阻把多用电表调到欧姆挡，选择的倍率如图2所示，两表笔短接，再欧姆调零，再按正确的步骤进行如下操作：①当多用电表的红表笔接较短的B引脚，黑表笔接较长的A引脚时，读数如图2所示，此时二极管的电阻约为

⁠Ω。两表笔互换，多用电表的指针几乎无偏转，则二极管的正极是

⁠引脚（选填“A”或“B”）。②由于多用电表内的电池用了较长时间，现更换同品牌的新电池（电动势较旧电池略偏大，内阻较旧电池偏小）重复上述实验，则上述①所测的电阻示数

⁠（选填“变大”“变小”或“不变”）。

解析

（1）①电表中的电流流向是“红进黑出”，也就是从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出，当多用电表的红表笔接在二极管的A引脚，指针几乎无偏转，说明此时测量反向电阻。根据二极管的单向导电性，可以知道A引脚是正极。多用电表读数为

7

kΩ。②当换新电池时，其电动势偏大，内阻减小。从而使电路中的电流变大，电阻的示数将变小。答案

（1）

①7000

A

②变小（2）二极管正向导电时伏安特性的研究①为了描述发光二极管的伏安特性曲线。实验室提供如下器材：发光二极管（用符号“⁠”表示）、直流电源（电动势3.0V，内阻1.5Ω）、电压表（量程为0～3V和0～15V）、滑动变阻器R1（500Ω，3A）

、滑动变阻器R2

（30Ω，3A）

，电流表（量程为0～5mA）、开关及导线若干。请利用上述器材，设计实验电路并把电路图画在图3的方框内。②按正确的电路图连接电路，操作无误，并得到图4所示的伏安特性曲线。由图可得电压为2V时发光二极管的阻值为

⁠Ω；

二极管的正向电阻有何特点

⁠。解析

（2）①流过发光二极管的电流较小，电流表内接，且滑动变阻器选R2并采用分压式接法。②电压为

2

V

时，流过发光二极管的电流为1.5

mA，所以发光二极管的阻值约为

1

333

Ω；二极管的电阻随电压（电流）的增大而减小。答案

（2）①电路图如图所示②1333（1250～1350均可）

电压小于1.7V，未导通，电阻很大；电压大于1.7V，随电压增大，电阻变小2.应用多用电表检测电路故障多用电表检测电路故障的方法（1）电流挡检测：将多用电表串联在电路中，若示数为零，说明与电流表串联的部分电路断路。（2）电压挡检测：将多用电表与部分电路并联：①若示数为零，由于有多种可能原因，故无法作出具体判断；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的位置。（3）欧姆挡检测：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】

（1）小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，有一根导线处于断路状态，如图1所示。为了寻找这根导线，小明同学想先闭合开关，调节滑动变阻器滑片到某位置，把多用电表的黑表笔接在电路中的a点，再将红表笔分别在图中b、c、d点进行测量，下列选挡中，符合操作规程的是

⁠。A.直流10V挡B.直流0.5A挡C.直流2.5V挡D.欧姆挡×10解析

（1）由图可知，电源电动势约为3

V，用直流电压挡进行测量选用10

V量程，用直流2.5

V挡测量有可能超量程，同理，用直流0.5

A挡也可能超量程；多用电表欧姆挡不能测量含电源电路的电阻，所以A正确。答案

（1）A（2）在（1）中的测量结果如下表所示接入点bcd表盘指针无偏转有偏转有偏转则断路的导线应是

⁠（填图中导线的编号）。解析

（2）用直流电压挡进行测量，有偏转示数的两点间存在断路点，即a、c间和a、d间有断路，a、b间无断路，所以导线④断路。答案

（2）④

（3）排除故障后，小明分别描绘了采用电流表内接法和电流表外接法两种情况下的伏安特性曲线，如图2所示，则图线Ⅰ是采用电流表

⁠

（选填“内接法”或“外接法”）。解析

（3）采用内接法的测量值是电阻的真实值和电流表内阻的串联值，测量结果偏大，采用外接法的测量值是电阻的真实值和电压表内阻的并联值，测量结果偏小；由I－U图线上的点和原点连线的斜率是电阻的倒数可知，图线Ⅰ的电阻小，所以采用的是外接法。答案

（3）外接法3.应用多用电表探测电学“黑箱”问题探测电学“黑箱”内的电学元件的方法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欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞”电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数【典例5】

“黑箱”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；第二步：用欧姆“×100Ω”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。（1）第一步测量结果表明盒内

⁠。解析

（1）使用电压挡进行测量，目的是看盒内是否有电源，由于指针不发生偏转，因此盒内不存在电源。答案

（1）不存在电源

（2）图2标出了图1甲和乙中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是

⁠Ω；图3标出了图1丙中欧姆表指针所指的位置，其对应的阻值是

⁠Ω。

解析

（2）使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧，读出数据然后乘以挡位倍率即为所测电阻阻值。所以图2示数为12×100

Ω＝1

200

Ω，图3读数为5×100

Ω＝500

Ω。答案

（2）1200

500（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。解析

（3）使用欧姆挡进行测量时，注意黑表笔是和内部电源的正极相连的，观察图1中的甲、乙可知，在测量b、c之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明b、c之间接有一个定值电阻；观察图1中的丙、丁可知，在测量a、c之间电阻时，黑表笔接c时电阻很小，接a时电阻很大，说明a、c之间有二极管，而且c应该接二极管的正极；观察图1中的戊可知，黑表笔接b时电阻比丙中黑表笔接c时电阻大，说明了a、c、b之间串联了二极管和电阻两个元件，由图1己可知，a、b之间电阻无穷大，故盒内元件的连接如图所示。答案

（3）见解析图⁠1.（2022·北京高考）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用电压表（内阻约为3kΩ）和电流表（内阻约为0.1Ω）测量一个电阻的阻值（约为5Ω）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的

⁠（选填“甲”或“乙”）。

答案：（1）甲

（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为

⁠。A.将选择开关置于“×1k”位置B.将选择开关置于“OFF”位置C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”解析：（2）测量过程中应该先选择合适挡位，根据题意选择“×1

k”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“OFF”挡，故顺序为A、D、C、B。答案：（2）ADCB

（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触