2026高考物理一轮复习（基础版）实验：用多用电表测量电学中的物理量（含答案）

【高考物理】2026高考导与练总复习物理一轮(基础版)第十章第5讲实验用多用电表测量电学中的物理量含答案第5

讲实验:用多用电表测量电学中的物理量

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。

指

针

定

欧

位

姆

螺

调

丝

零

选

旋

钮

择

开

关

二、实验原理

根据闭合电路欧姆定律

(1)当红、黑表笔短接时，/g=小=。

HR+H~rT

(2)当被测电阻反接在红、黑表笔两端时，/。

(3)当/=?g时，中值电阻R中=&+尺+厂,此电阻等于多用电表的内阻。

实验原理图

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.测量定值电阻的阻值

(1)机械调零:调整定位螺丝,使指针指向左端的零位置。

(2)根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位,把两表笔短接，进行欧姆调零。

(3)将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数。

(4)改变选择开关挡位时，需重新进行欧姆调零。

(5)测量完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

2.测量小灯泡的电压和电流

3.测量二极管的正、反向电阻

4.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

正接、反接示数先很小，然后逐渐变大,最后指针指在无穷大

电容器电阻挡

处

五、数据处理

1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。

2.测电流和电压时,如果表盘最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、

0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。

六、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“红入”“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;欧姆零点是表盘

刻度右侧的“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。

7.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。

七、误差分析

1.偶然误差

(1)估读时易带来误差。

(2)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)测电流、电压时，由于电表内阻的影响,测得的电流、电压均小于真实值。

考点一基础性实验

［例1］【多用电表的原理】(2024•云南昆明阶段检测)电流表Gi的量程为。〜5mA，内阻为290。。把它改装成如图所示的一个

多量程多用电表，电流和电压的测量都各有两个量程。当开关S接到1或2位置时为电流挡,其中小量程为0〜10mA,大量程为0〜

100mAo

⑴对于此多用电表,当开关S接到位置5时是挡。

(2)开关S接位置(选填“1”或"2”)时是小量程的电流挡，图中电阻及=Qo

(3)已知图中的电源E的电动势为3V,短接A、B表笔进行欧姆调零后，此电阻挡的内阻为

现用该挡测一未知电阻的阻值，指针偏转到电流表Gi满偏刻度的|处，则该未知电阻的阻值为Q=

【答案】(1)电压(2)2261(3)300200

【解析】(1)当开关S接位置5、6时，为电压挡。

⑵当开关S接到2位置时，并联的电阻大,分流小，其电流表的量程小，因此开关S接位置2时是小量程的电流挡。设开关S接1

时的最大电流为/i,接2时的最大电流为",由题意可知，当开关接到1时，有7g(r+&)=(/「/g)Ri,当开关接到2时，有/gk(/2-1g)(Ri+&),

代入数据解得&=261Qo

(3)由上述分析可知,当开关S接到位置3时，电路中的满偏电流/m=10mA,根据闭合电路欧姆定律可得Rrt=—=—JQ=300Q,

Im10x10

由指针偏转到电流表G1满偏刻度的2处可得解得尺\=200Qo

55R内+R%

◎・题图》,

掌握多用电表原理的两点注意

⑴多用电表根据闭合电路欧姆定律得至U的Rx与电流I是一一对应关系。

Rx-vK

(2)R+Rg+r为电阻表的内阻。

［例2］【多用电表的使用】(2024•广东模拟)小明同学练习使用多用电表测电阻。

⑴如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动(选填"S”或"T”),使指针对准电流的“0”刻线。

②将K旋转到电阻“x10”挡的位置。

③将红、黑表笔短接，旋动(选填"S”或"T”),使指针对准电阻挡的“0”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大。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“xlOO”的位置

B.将K旋转到电阻挡“xl”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，对电表欧姆调零

(3)若电阻表内用一个新电池(电动势为1.5V,内阻较小)，测得该电阻读数为民然后更换其他品牌的新电池(电动势为1.5V,内阻

较大)，调零后测得该电阻读数为R',则R(选填或“=")用。

【答案】(1)①S③T④BDC(2)19(3)=

【解析】(1)①电表使用前，先旋动机械调零旋钮S使指针对准电流的“0”刻线。

③选择电阻挡位后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，旋动T使指针对准电阻挡的“0”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大,即被测电阻阻值偏小，将K旋转到电阻挡“xl”的位置，将两表笔短接，旋

动T,对电表欧姆调零，然后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，所以操作顺序为BDC。

(2)读数为19x1Q=19Q=

(3)由电阻表的结构可知，电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值变化来抵消，所以两次的测量值是相等的。

考点二创新性实验

［例3］【用多用电表检测电路故障】如图是某同学连接的实验实物图,A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。

(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查,选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表1所示,在测试°、6间直流电压时，红表笔

应接触(选填%”或*")。根据测试结果，可判定故障是。

A.灯A短路B.灯B短路

C.cd段断路D.4段断路

表1

测试点电压示数

4、b有示数

b、c有示数

c、d无示数

d、f有示数

表2

测试点指针偏转情况

c、d

d、e,--、

（2）将开关断开，再选择电阻挡测试，测量结果如表2所示,那么检查出的故障是。（多选）

A.灯A断路B.灯B短路

C.灯A、B都断路D.d、e间导线断路

【答案】（l）aD(2)BD

【解析】（1）应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表,对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出

a点接电源正极，电势高于b点电势，所以红表笔应接触a»由题表1可知,°、6间,6、c间,d、/间均有示数,c、d间无示数，说明d、

f之外路段无断路，且d、/间有电阻，而灯不亮，则d、/间有断路，故C错误,D正确;若灯A或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮,

故A、B错误。

（2）由题表2可知,c、4间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，故A、C错误;d、e间存在很大电阻，表明d、e间导

线断路，故D正确;e、/间电阻为零，则灯B短路，故B正确。

［例4］【测量元件的电阻】（2024•重庆沙坪坝三模）某兴趣小组用多用电表测量一个二极管的正向电阻，分别利用“xlO”挡和“xlOO

挡进行正确操作，发现测得的阻值有很大差距。分析原因时，有同学提出，可能因为多用电表不同挡位的两个倍率所用电源电动势

不同而造成二极管的正向电阻不同，为分析具体原因，该小组同学进行了如下实验。

⑴先将多用电表调到“X100”挡,红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零;再把多用电表、电流表（量程为0〜500〃A,内阻约为300。）、

电阻箱（阻值范围为。〜9999。）和开关串联成闭合回路，并将电阻箱的阻值调到最大,如图甲所示。其中多用电表的红表笔应该

接电流表的

（选填“正”或"负”）极o

（2）闭合开关，调整电阻箱的阻值，该多用电表的表盘指针和电流表指针位置如图乙所示，电阻表中央刻度示数为15,可知多用电表

内部电源的电动势为V（结果保留3位有效数字）;再换用“x10”挡,重复上述操作，测得内部电源电动势与“x100”挡相

同。

乙

（3）该型号二极管的伏安特性曲线如图丙所示，根据图丙和多用电表测电阻时，内部电路可知,用不同倍率挡位测得二极管阻值的

不同并非电表内部电动势不同,而是不同倍率挡位的不同,由图丙可知,“xlO”挡测得的二极管正向电阻阻值为

C（结果保留3位有效数字）。

【答案】⑴负（2）1.47

（3）内阻220（215〜225均正确）

【解析】（1）多用电表测电阻时，电流从黑表笔流出，流入电流表的正极，再从电流表负极流出，流进多用电表红表笔,故多用电表红

表笔应该接电流表的负极。

（2）电流表读数为420〃A,电流表内阻和电阻箱阻值之和可由电阻表示数得出，为2000。，中值电阻1500。，故电动势E=4201HAx3

500Q=1.47Vo

（3）当用多用电表的电阻“x10”挡和“x100”挡测量二极管的正向电阻时，多用电表可视为电动势E=1.47V,内阻分别为n=150Q和

r2=l500Q的等效电源,故不同倍率的挡位内阻不同，在伏安特性曲线坐标图中作函数150/=1.47-Z7图线，如图所示，两图线交点

为（0.88V,4.0mA）,可算出二极管此时的正向电阻约为《冷Q=220。。

［例5］【多用电表探测“电学黑箱”】（2024•安徽合肥一模）如图甲,A、B、C和D、E、F分别是电学黑箱I、II的接线柱。现用

多用电表探索黑箱内的电学元件。每个黑箱内的元件不超过2个，每两个接线柱之间最多只能接1个元件，且元件的种类只限于

定值电阻、干电池和二极管（非理想）。实验操作如下：

黑箱I黑箱U

甲

乙

⑴如图乙,在使用多用电表之前，发现指针未指左侧“0”刻度线，应先调节(选填"a”“b”或"c”)。

(2)探索黑箱I。将选择开关拨至“直流电压10V”挡，对A、B、C任意两个接线柱测量，将发生正向偏转时对应的接法和数值记

录在表中，红表笔接A、黑表笔接C时，电表指针如图丙中P位置所示,将读数填入表1空白处。

表1

红表笔接AAB

黑表笔接CBC

电压表示数/V1.51.5

(3)探索黑箱H。先用“直流电压10V”挡对D、E、F任意两接线柱正向、反向测量，发现均无偏转。再用电阻挡进行测量，将连

接情况和数据填入下表。选择开关旋至电阻”100”挡，红表笔接D、黑表笔接及表盘指针如图丙中。位置所示，读出阻值填入表

2①处。若最后一组数据漏记，请推出并填入表2②处。

表2

红表笔接黑表笔接测得的电阻/o

DE®_______

DF1.0k

EDoo

EF00

FD1.0k

FE②_______

(4)将探明的电路结构画在虚线框中。

i]「二熏正

iA：i°

I「2;

i°ciiOF

【答案】(l)a(2)3.2(3)9001.9k

(4)图见解析

【解析】(1)如题图乙,在使用多用电表之前，发现指针未指左侧“0”刻度线，应机械调零，故应先调节a。

(2)电压表示数为。=3.2V。

(3)红表笔接D、黑表笔接E,ED间的阻值为&D=9X100£1=900。。红表笔接F,黑表笔接E,EF间的阻值为&F=RED+RDF=0.9kQ+1.0

k£l=1.9kQo

(4)红表笔接A,AB间的电压为1.5V,则AB间接入干电池，干电池正极与A相连，同理可得,BC间接入干电池，干电池正极与B相

连，黑箱I内部结构如图甲所示。不管是红黑表笔正接还是反接,DF间的电阻都为1.0k。,可知DF间接入定值电阻。红表笔接

D,黑表笔接E,DE间阻值较小，红表笔接E,黑表笔接D,DE间阻值无穷大，可知DE间接入二极管，且二极管的正极与E相连，黑箱

II内部结构如图乙所示。

判断黑箱内元件的基本思路

（用电压挡测量待测元件两端电用

0?声►内含电源

—I*

「（用电阻挡测量待测元件两端薪）~

R-H）R-8R=C侬值）

（反向右=0?再［反向*T8?再用反向；=C?

［是।是U［是

短路可能是开路可能是定值电阻

二极管二极管

⑴首先用多用电表电压挡探测黑箱是否有电源。

（2）如果有电源，则用多用电表的电压挡探测黑箱外任意两接点间电压，根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点间电阻关

系,从而分析出黑

箱内各元件的连接情况。

（3）如果没有电源，则直接用多用电表的电阻挡测量任意两点间的电阻值，根据所测量的电阻值，分析黑箱内各元件的连接情况。

□课时作业（满分:40分）

1.（12分）用如图所示的多用电表测量定值电阻。

（1）如图为一正在测量中的多用电表表盘；

①如果是用直流250mA挡测量电流，则读数为mA;

②如果是用直流5V挡测量电压，则读数为_V。

（2）若待测电阻的阻值约为20Q,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刻线”或“oo刻线”）;

④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。

（3）测量后需要继续测量一个阻值大约是2kQ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”刻线

B.将红黑表笔接触

C.把选择开关旋转到“xlk”位置

D.把选择开关旋转到“x100”位置

E.调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线

（4）某同学通过测量找到发光二极管的负极,首先将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“xl”挡，经过欧姆调零之后，他把红表笔接

在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光;然后他将两表笔的位置互换，发现二极管

不发光。这说明（选填“长管脚”或“短管脚”）所连接的是二极管的负极。

【答案】⑴①180②3.60（2）①直流电流电压

②xl③0刻线（3）DBE（4）短管脚

【解析】（1）若是用直流250mA挡测量电流，则最小分度值为5mA,则读数为180mA。如果是用直流5V挡测量电压,则最小

分度值为0.1V,则读数为3.60Vo

（2）若待测电阻的阻值约为20。，则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”刻线。再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“xl”的位置。然后将红、黑表笔插入插孔，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刻线”。最后将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。

（3）测量后需要继续测量一个阻值大约是2ko的电阻，则不需要重新机械调零。先把选择开关旋转到“xioo”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”刻线。故选DBE。

（4）将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“xl”挡，经过欧姆调零之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的

长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光，说明此时二极管通入了正向电流，即红表笔接在二极管的负极，所以短管脚所连接的是

二极管的负极。

2.（10分）（2024・湖南长沙二模）某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究电阻表的原理。

⑴某次测量时，多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置，下列说法错误的是o

A.若该读数是选用电阻挡“x100”倍率得到的，应该更换为“x10”倍率，欧姆调零后再次进行测量

B.多用电表的电阻挡是靠内部电源提供电流的,若选用“xio”倍率测量电阻，则电阻表内阻约为200

C.测直流电流时，应让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路的负极

D.测二极管正向电阻时，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极

⑵

该小组进一步探究电阻表的原理，设计了如图乙所示的电路，通过调节开关S,可使电阻表具有“xl”和“xlO”的两种倍率，可用器材

如下：

A.干电池（电动势£=1.5V,内阻不计）；

B.电流表G（满偏电流Ig=lmA,内阻4=90Q）;

C.定值电阻Ro（阻值为5.0Q）;

D.滑动变阻器R（最大阻值为150Q）;

E.定值电阻&（阻值为1.0。）、心未知；

F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。

虚线框内是双量程电流表,已知当S接。时，对应电流表量程是。〜0.1A;

①定值电阻凡=£1；

②当开关S拨向（选填“。”或"6”）时，电阻表的倍率是“xlO”,欧姆调零后,电阻表内阻为Q。

③使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻,电阻表读数为

150。,则这个电阻的阻值应为Q0

【答案】（1）B（2）@9②b150③140

【解析】（1）多用电表指针偏转较大，说明待测电阻较小，若该读数是选用电阻挡“xlOO”倍率得到的，应该更换为“xlO”倍率，欧姆

调零后再次进行测量，故A说法正确;多用电表作电阻表使用时，是靠内部电源提供电流,中值刻度对应的电阻等于这个倍率下电

阻表的内阻，若选用的是“xlO”的倍率测电阻，则电阻表内阻约为R=15xlOO=150。，故B说法错误;测直流电流时，应该让电流从红

表笔流入,从黑表笔流出，以保证表盘指针能够正偏，故应让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路负极，故C说法正确;作为电阻

表使用时，多用电表内部电源正极与黑表笔相连，为保证电流从红表笔流入，从黑表笔流出,应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接

二极管的正极，故D说法正确。

⑵当S接。时，对应电流表量程是0~0.1A,则有7g（R3+Rg）=（7i-心述2,其中A=0.1A,解得尺3=9。，则电阻表内阻为/?flrt=-=15当

S接6时，对应电流表最大量程为/2=心+3-=

R2+R3

10mA=0.01A,则电阻表内阻为此内卫=150C,故当开关S接6时，电阻表的倍率是“X10”,欧姆调零后,电阻表内阻为150Qo电动

势下降到1.4V,调零后，电阻表内阻为&一q=140。,电阻表读数为150。,对应的电流为/=—^―=―-—懈得我其=1400。

，2勺内+RR/,内+R真

3.（12分）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“3.8V0.3A”。合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、

B灯都不亮。

⑴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;（用字母序号表示）

A.2.5VB.10VC.50VD.250V

②测得c、d间电压约为5.8V,e、/间电压为0,则故障是

A.A灯丝断开B.B灯丝断开

C.d、e间连线断开D.B灯短路

（2）接着用电阻表的“x1”挡测电阻，电阻表经过“欧姆调零”，

①测试前，一定要将电路中的开关S;

②测c、d间和e、/间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为C,此时测量的是间电阻，根据小灯泡的规格计

算出的电阻为。，它不等于测量值，原因是o

【答案】（1）①B②A（2）①断开②6e,f12.7温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻（或测量出

的电阻是常温下灯丝的电阻）

【解析】（1）①因为电源的电动势大约为6V,要使电压挡选择的量程安全以及准确，选择开关应置于10V挡,B正确。

②测得c、d间电压约为5.8V,接近电源电动势,e、/间电压为0,可知灯泡A断路,A正确。

（2）①用电阻表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连。

②电阻表的读数为6x1。=6。,因为c、d间断路，可知测量的是e、/间的电阻。根据R=称得，小灯泡正常发光时的电阻为氏=含

Q=12.7Q»它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻（或测量出的电阻是常温下灯丝

的电阻）。

4.（12分）如图所示的黑箱,箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器,箱外有4个接线柱，分别标为1、2、3、

4,相邻两个序号间只有一个元件。

⑴若用多用电表确定干电池的位置，应使用多用电表的（选填下述挡位的序号）进行试测。

A.直流2.5V挡

B.直流2.5A挡

C.电阻挡

（2）试测后，用直流1.5V电压挡进一步测量,测量结果记录如下:

红表笔位置111

黑表笔位置234

示数1.5V00

确定干电池位置后，去掉干电池，应用多用电表的挡进行测量，结果如下:

红表笔

111234

位置

黑表笔

234111

位置

先有电阻，

电阻电阻电阻电阻电阻电阻

然后变为

情况很大很大很大较小很小

很大

（3）根据以上结果在虚线框内画出电路图。

【答案】（1）A（2）电阻（3）图见解析

【解析】（1）已知电路中有一节干电池，应用直流电压挡试测。故选A。

（2）为避免试触时电压表反接损坏电表，应采用较大量程试测。确定好电源的正负极位置后，可以利用1.5V挡测量。1、2之间直

接测量为1.5V,说明电压表测量值为电源电动势，去掉电源后，应用电阻挡检测电路。

⑶红表笔接在多用电表内部电源负极，红表笔接1,黑表笔接2、3、4显示电阻很大，说明二极管处于反接状态，黑表笔接1,红表笔

接4显示电阻很小，说明二极管处于1、4之间，且处于导通状态;而红表笔接3、黑表笔接1显示电阻较小，说明3、4间有电阻存

在;由于电容器的充电和放电,导致红表笔接2、黑表笔接1时先有电阻，然后变为很大,说明在2、3间有电容器。虚线框内电路

图如图所示。

二I

.LT

5.（14分）（2024•广西桂林一模）课外学习小组选择图甲所示的发光二极管用作电源指示灯，进行了如下实验。

甲乙

（1）为了判断二极管的正负极，选择多用电表的同一电阻挡进行测量，测量结果如图乙所示,可知二极管的（选填力”或"6”）

端为正极。

（2）为研究二极管的特性，利用数字化信息系统（DIS）和电源（电压可调节）测得二极管两端的正向电压。和通过二极管电流I的多

组数据，并在方格纸上描出了相关数据点，请在图丙中作出I-U图线。

丙

⑶根据I-U图线,二极管导通时，其正向电阻随两端电压增大而（选填“增大”或“减小”）。

（4）根据资料信息，该类型二极管正常工作电流约为20mA。将该二极管与一个定值电阻串联作为6.0V电源的指示灯，现有三种

阻值的定值电阻:①100。，②200。，③300。，应选用

（填写相应的序号）。

（5）选择⑷中合适的电阻与该二极管串联连接在6.0V电源两端时，该二极管消耗的功率约为W（结果保留2位有效数

字）。

【答案】（1>⑵见解析图甲（3）减小（4）②

（5）0.040

【解析】（1）按照“红人黑出”以及电阻表的读数可知二极管从a到b是导通状态，所以a为二极管的正极。

（2）根据图上坐标点可画出图像如图甲所示。

//mA

(3)根据/-U图线,图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，所以二极管导通时，其正向电阻随两端电压增大而减小。

(4)该类型二极管正常工作电流约为20mAo二极管的电压为2.16V,则二极管的电阻为R=-=216.Q=108。，将该二极管与一

I20X10J

个定值电阻串联作为6.0V电源的指示灯，有E=

/(R+RJ解得凡=192。，所以应该选200Q的定值电阻，即选②。

⑸根据U=ETr,得/=(--—)A,画出图像如图乙所示，

乙

由图乙可知二极管工作时/=18.9mA,电压U=2.13V,由尸得P=0.040W。第6讲实验:测定电源的电动势和内阻

［方案一］伏安法

一、实验原理及电路设计

1.原理:闭合电路欧姆定律E=U+Ir.

利用测得的U、/值，根据9：^二计算出电动势、内阻。

2.电路图(图甲)与实物图(图乙)。

二、实验操作

1.选量程、连线路:按原理图连接电路，注意电压表、电流表的量程和正、负接线柱。

2.滑动变阻器滑片移到阻值最大一端。

3.测量:闭合开关，改变滑动变阻器阻值,测多组U、/值。

4.求解:利用公式法或图像法求£、八

三、注意事项

1.为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池。

2.电流不要过大,应小于0.5A,读数要快。

3.要测出不少于6组的(/,S数据，变化范围要大些。

4.若图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据詈|确定。

四、数据处理

方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小。

：pi=E-\r

'([/4=E-I4r

2U2=E-I2r

[4=E-I5r

根据以上两组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻厂。

方法二:用作图法处理数据，如图所示。

°4I

1.图线的纵截距为电动势及

2.图线的斜率的绝对值表示内阻片|争。

五、误差分析

1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。

2.系统误差:若采用图甲电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的/真与/测的差值越大。其

UT图像如图丙所示。结论:E测真,测真。

若采用图乙电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流值越大，电流表的分压越多，对应的。真与U测的差值越大。其0/图像如

图丁所不。结论:E测=E真/测＞r真。

[方案二]安阻法

一、实验原理及电路设计

1.原理:如图所示用一个电流表和一个电阻箱组合测量,E=/(R+r)。

2.电路设计

二、数据处理

1.公式法:E=/i（Ri+r）,E=/2（R2+r）,由此可求出E和厂。

2.图像法:由E=/（R+r）变形得;=":氏则;R图像是一条如图所示的直线，直线在纵轴的截距为仇斜率为匕则有E=%4

IEEIKK.

:/

oR

三、误差分析

由于电流表的分压，测量结果:E测=£真,r测,厂真。

［方案三］伏阻法

一、实验原理及电路设计

1.原理:如图所示，用一个电压表和一个电阻箱组合测量无=。+%。

2.电路设计

S

二、数据处理

1.公式法:斤。1+94二。2+衿，由此可求出石和不。

RlR2

2.图像法:由氏U+夕变形得标在冷,可见『J图像为一条直线，如图所示，直线的斜率上三纵轴截距片。由此解得E=；，K。

RUEERUREEbb

匕

三、误差分析

由于电压表的分流，测量结果:E测＜E真/测＜:■真。

考点一基础性实验

［例1］【实验原理和操作】（2024•甘肃卷,12）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表（量

程1.5V,内阻约为1.5k。）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。

⑴考虑电流表内阻影响。

①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA=

。（结果保留2位有效数字）。

,_____4-

电池

图1

图2

②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、/、厂和RA表示,

则干电池电动势E=U+(用I、厂和RA表示)。

图3

③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的U-I图像。则待测干电池电动势E=V(结果保留3位有效数字),

内阻r=。(结果保留1位小数)。

⑵考虑电压表内阻影响。

该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是(单选，填正确答案标号)。

A.电路设计会损坏仪器

B.滑动变阻器接法错误

C.电压太大无法读数

D.电流太小无法读数

【答案】(1)@1.0②S+RA)③L401.0(2)D

【解析】⑴①由题图2可知,电压表读数为U=0.60V,电流表读数为/=0.58A,根据欧姆定律可得电流表内阻为Q-1.0

I0.58

Qo

②由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为E=C/+/(r+7?A)o

③根据E=U+/&+RA)可得U=-0+AA)/+E,根据题图4可知,纵截距Z?=E=1.40V,图线斜率的绝对值|川=厂+/^=坨*Q=2.0Q,所以

0.20-0

待测干电池电动势为E=1.40V,干电池内阻为r=1.0Q=

(2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大,电路中电流太小无法读数。故选D。

［例2］【数据处理及误差分析】(2022.福建卷,12)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接

法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知Ro=2Qo

⑴按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。

甲

乙

⑵实验操作步骤如下：

①将滑动变阻器滑到最左端位置；

②接法I:单刀双掷开关S与1接通，闭合开关So,调节滑动变阻器凡记录下若干组数据C/1-/1的值，断开开关So；

③将滑动变阻器滑到最左端位置；

④接法II:单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关So,调节滑动变阻器凡记录下若干组数据U2T2的值，断开开关So；

⑤分别作出两种情况所对应的Ui-/i和U2-/2图像。

(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时5=V。

(4)根据测得数据，作出Ulf和U2T2图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势E=V,内阻片Qo(结果均保留2

位小数)

(5)由图丁可知(选填“接法I”或“接法n”)测得的电源内阻更接近真实值。

⑹综合考虑，若只能选择一种接法,应选择(选填“接法I”或“接法n”)测量更合适。

【答案】(1)图见解析(3)1.30(4)1.802.50

(5)接法II(6)接法II

【解析】(1)根据题图甲所示的电路图,实物连接如图所示。

(3)量程为3V的电压表分度值为0.1V,需要估读到分度值的下一位，由题图丙可知电压表读数为t/i=1.30Vo

(4)当单刀双掷开关接1时，相对于电源，电流表内接，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为图线的纵轴截距，则

E=L80V;当单刀双掷开关接2时，相对于电源，电流表外接，电压表示数为零时，电流表测量准确，由U2-l2图像可知此时电路中电

流为0.40A,根据闭合电路欧姆定律可知/=上,解得内阻为r