2026高考物理第一轮复习：实验十四 用多用电表测量电学中的物理量

实验十四用多用电表测量电学中的物理量

■夯实

一、实验目的

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。

3.测量定值电阻和判断二极管的正负极。

4.会用多用电表进行简单的电路故障分析。

二、多用电表的原理与使用

1.认识多用电表

（1）多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量

程。

（2）外形如图1所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的

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。

多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮（使电表指针指在右端零欧姆处）、

指针定位螺丝（使电表指针指在左端的“0”位置）、表笔的正、负插孔（红表笔插入

“十”插孔，黑表笔插入“一”插孔）。

指

针

定

位

螺

纥

2.用多用电表测量小灯泡的电压和电流

按如图2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，测小

灯泡两端的电压。红表笔接电势高的点。

g0

---------11<5^---------11<5^^-

甲--------------乙

图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。此时电流从红色表笔流入电表。

3.用多用电表测定值电阻的阻值

⑴原理

两表笔短接一调零两表笔断路测量电阻R,

82

合1io

\E

电路图;r

VkI

红表后娱表笔红表笔黑表笔红表笔黑表笔

待测电阻为氐,I

/与R相当于待测电阻7^=0,调节R相当于待测电阻尺P

p一…，指针指

的对应使/-此时指针=8,此时/=(),

到某确定位置，此

关系指针不偏转

指在7g处(Hc=Hg+r+R)E

时RX=7_RQ

表头电流/与电阻

表头电流/=0处，

刻度特表头电流满偏7g处，对应欧姆R：一—对应,但不

对应欧姆表8刻度

点表零刻度(最右侧)是线性关系，表盘

(最左侧)

刻度不均匀

(2)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”。

TF

②当多用电表指针指在中央时a冷=瓦量，知中值电阻R中=Ra

(3)测量步骤

①估测待测电阻阻值，选择合适的量程。

②欧姆调零。

③将被测电阻接在红、黑表笔之间。

④读数：指针示数乘以倍率。

⑤使用完毕：选择开关置于“OFF”挡，长期不用应取出电池。

(4)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“十”插孔，黑表笔

插入“一”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；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整

的是欧姆调零旋钮。

③欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率。

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。

4.用多用电表测二极管的正'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3所示，左端为正

极，右端为负极。

图3

特点：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)用欧姆挡判断二极管的正、负极

将多用电表欧姆挡调零之后，若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4甲)；若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)。

甲乙

图4

5.探索黑箱内的电学元件

判断目的应用挡位现象

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

■研透核心考点

考点一教材原型实验

角度•多用电表的原理与读数

例1(2024・四川师范大学附属中学模拟)某同学利用一个多用电表(表盘如图5乙所

示)测量一个内阻&约100。、满偏电流/g=100mA的电流表的内阻，主要步骤

如下：

⑴欧姆挡的选择开关拨至倍率(填“XI”“X10”或“X100”)挡，先

将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表(填“A”

或“3”)接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱。

图5

(2)多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读

出欧姆表的读数为。，这时电流表的读数为mAo

(3)测量结束后，将选择开关拨到OFF挡。

(4)通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为Vo

答案(1)X10B(2)12040(4)10.8

解析(1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，故选择“X10”

挡较好；多用电表的黑表笔与内部电源正极连接，与外电路形成闭合回路后，电

流从黑表笔流出，红表笔流进，而电流表接入电路要注意“十”进“一”出，故

黑表笔应接电流表的5接线柱上。

(2)欧姆表读数等于表盘刻度值X倍率，即欧姆表的读数为120Q；电流表的量程

是0〜100mA,分度值为2mA,则示数为40mA。

(4)由题图乙可知表盘中间刻度为15,又选择倍率为“X10”挡，所以此时多用电

表的中值电阻为150Q,根据E=/(R+R中)

得E=40X10-3X(120+150)V=10.8V。

角度目多用电表的原理

例2(2024.山东高三校联考)某物理爱好者设计了一个三挡位

(“XI”“X10”“X100”)的欧姆表，其内部结构如图6所示,K为单刀三掷

开关，R为调零电阻，Ri、&、&为定值电阻，表头G的满偏电流为&内阻为

%,干电池的电动势为E,内阻为用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下

列问题：

图6

(1)欧姆表的两只表笔中，(选填为”或?")是红表笔。

(2)当欧姆表的挡位为“X100”时，应将单刀三掷开关K与(选填

或“3”)接通。

⑶若从“X10”挡位换成“XI”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片

应该(选填“向上”或“向下”)调节。

(4)在“X100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000Q的定值

电阻Ri,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的点取走在新两表笔间接

入待测电阻尺,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的/则兄=。。

答案⑴。(2)1(3)向下(4)4000

解析(1)电流从红表笔流进欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，欧姆表红表笔与内部

电源负极相连，所以图中。是红表笔。

(2)当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接

入待测电阻的阻值大，倍率较大，即为“X100”挡位。

⑶从“X10”挡位换成“XI”挡位。即开关K从2拨向3,根据闭合电路欧姆

定律有E=/g2(R调零2+r)+/g(Rg+R3)

E=Ig3(R调零3+厂)+4(&+及+&)

又Zg2<Zg3

则R调零2>尺调零3

即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。

E

(4)在“X100”挡位进行欧姆调零，则

N内

在乃两表笔间接入阻值为6000。的定值电阻Hi,稳定后表头G的指针偏转到

满偏刻度的1则卷=小还

在时两表笔间接入待测电阻尺，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的今则作

E

R内+R*

2

联立解得区=中

则有Rx=4000Qo

角度使用多用电表判断二极管的正、负极

例3某同学通过用多用电表测量找到发光二极管的负极。

(1)该同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的

“XI”挡，经过_______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

换以后，发现二极管不发光。这说明二极管的负极是(选填“长管脚”或

“短管脚”)所连接的一极。

⑵该同学依次用多用电表电阻挡的“XI”挡、“X10”挡、“X100”挡、“XI

k”挡分别进行了二极管导通状态的准确的测量（多用电表内部电源电动势不变）,

他发现二极管发光的亮度越来越_______（选填“大”或“小”），请帮助他分析

一下具体的原因：O

答案（1）欧姆调零短管脚（2）小原因见解析

解析（1）在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；二极管发光时处于正

向导通状态，因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极，故短管脚为负极。

（2）从“XI”挡、“X10”挡、“X100”挡到“Xlk”挡，多用电表的内阻越来

越大，根据闭合电路欧姆定律/=共丁可知，通过二极管的电流越来越小，根据

P=I2R可知二极管的亮度越来越小。

角度；：用多用电表探测电路故障

1.断路故障的检测方法

（1）用直流电压挡

将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，

说明电源损坏。

（2）用直流电流挡

将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路

断路。

⑶用欧姆挡检测

将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值说明元件完好，若电阻

无穷大说明此元件断路。

2.短路故障的检测方法

⑴将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不

为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。

（2）用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。

例4在如图7所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8V

0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A、B灯都不亮。

图7

图8

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.10V

C.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

⑵接着用欧姆表的“XI”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SO

②测c、d间和e、/间电阻时，某次测量结果如图8所示，读数为。，此

时测量的是间的电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为d

它不等于测量值，原因是

答案⑴①B②A（2）①断开②6e、f

12.7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,

则选择开关应置于10V挡，故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，故A正确。

(2)①用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连。

②欧姆表的读数为6X1Q=6C,因为c、d间断路，所以此时测量的是e、/间的

电阻。根据“学得，小灯泡正常发光时的电阻为"旗CF2.70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)。

考点二创新拓展实验

例5如图9所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、3、C三个接线柱，盒内

总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管)，每两个接线柱之间最

多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如

下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱43、C连接，

测量结果如表：

红表笔ACCBAB

黑表笔CABCBA

接近AC

阻值有阻值阻值同AC测量值很大很小很大

间电阻

一丛一板黛厂屋

图9图10图11

(I)在图10虚线框中画出黑箱内的电路结构图。

(II)小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如

下实验：

(1)如图11所示，将电源(电动势未知，内阻不计)、电阻箱、开关连接，将e与

(选填"A”或"5”)相连，/与(选填"A”或"3”)相连，A、3之间再接

入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的阻值大小，读出多组对应的电压表示

数，记录为Ulo

(2)将e、/•按照正确方式与A、C相连，闭合开关，改变电阻箱R的阻值大小，读

出对应的电压表示数，记录为。2。

(3)分别作出卷一R和七一R图像，发现两图线均为直线,若直线纵截距分别为0、

处斜率分别为幻、近，则电源电动势为,黑箱内定值电阻阻值为

二极管正向电阻值为o

答案(I)见解析图(IIXDBA⑶白!f

解析(I)AC与C4间电阻相同，说明AC间是定值电阻，在测量3C之间电阻

时，黑表笔接C时电阻很小，接3时电阻很大，说明之间有二极管，而且C

接二极管的正极，则电路如图所示。

‘8«!>C；

(11)(1)因为电流从A到3才能正向流过该二极管，且/与电源正极相连，故/接A,

e接及

(3)e与3、/与A相连时，A3之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压,

设电源电动势为E,二极管正向电阻为RD,定值电阻阻值为RO,则由题意得

Ui=EX

R+RO+RD

即％=E(Ro+Ro)XR+]

故在』一R关系图像中，纵截距处=:

斜率h=E(RO+RD)

故电源电动势E=\

同理可得U2=EX%驾

K十Ko

即:

UiERoE

故在4一H关系图像中，纵截距。2=斜率左2=焉"，故电源电动势£=；,定

U2匕JD/VOCL2

值电阻品)=詈

K2

在5一R关系图像中，将0=:，品=,代入心等式中，可得二极管正向电阻阻

U1口K2

值RD=%—%。

■提升素养能力（限时：40分钟）

1.（2023•山东泰安模拟预测）某物理兴趣小组设计了一个如图1所示的多用电表电

路图。已知表头G的满偏电流为7g=30mA,内阻&=90C。定值电阻Ri=10Q。

电源电动势E=12V,内阻r=2Q,电阻箱&和&的调节范围都是0〜999.9。。

图1

⑴与多用电表3端相连的是（填“红”或者“黑”）表笔。

⑵选择开关置于1位置，闭合开关S,电流表的量程为mA,保持S闭

合，选择开关置于3位置，将其改装为量程60V的电压表，电阻箱品应调节为

____________Qo

⑶选择开关置于2位置，通过开关S的通断可以实现欧姆表“X1”与“X10”

两种倍率，则（填“闭合”或者“断开”）开关S,欧姆表为“XI”倍率。

将欧姆表切换至“X10”倍率，红、黑表笔短接进行欧姆调零，将某一待测电阻

接在红黑表笔之间，当表头G的指针偏转角度为满量程的即寸，待测电阻为

________Qo

答案⑴黑⑵300191（3）闭合200

解析（1）根据多用电表的电流“红进黑出”可知与3端相连的为黑表笔。

（2）选择开关置于1位置，闭合开关S时，电流表的量程为

R

ZA=/g+^g=300mA

Ri与心并联后总电阻为RA=9Q

S闭合，选择开关置于3时U=/A（RA+&）

解得&=191Qo

（3）闭合开关S时，电流表量程为S断开时的10倍，故所测电阻是开关断开时的春，

因此开关S闭合为“义1”倍率，S断开为“义10”倍率。使用“义10”倍率时,

、EE1212

电流表量程为30mA,因此RX=7一7=飞)/](尸3。—3()X1()3Q=200Q。

2.如图2甲所示的黑箱中有两只电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

图2

(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电

表的(选填或"C”)-

⑵探测黑箱接点间是否存在电源时，应选用多用电表的挡(选填“直

流电压”“直流电流”或“电阻”)。

⑶在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“XI”挡，调节好多用电表，测量

各接点间的阻值。两表笔分别接。、人时，多用电表的示数如图丙所示，正反向阻

值均相等，则他判断。、人两点间连接了电阻，阻值为C。

(4)他继续将红表笔接0,黑表笔接c,发现电阻无穷大，于是又将黑表笔接。，红

表笔接c,发现电阻比。、人间的电阻更小，于是他判断出仄c间连接了二极管，

并且二极管的正极与点相连。

答案(1)A(2)直流电压(3)15(4屹

解析(1)多用表使用前应机械调零，应调整A。

(2)可用多用电表的直流电压挡探测黑箱接点间是否存在电源，将一表笔接a,

另一表笔短暂接6,同时观察指针偏转的情况，判断接点间是否存在电源。

⑶挡位为“XI”挡，根据图丙示数可知

r=15X1Q=15

(4)二极管正向导通电阻很小，反向电阻无穷大，再根据多用电表欧姆挡内部结构

可知，电流从红表笔流入，黑表笔流出，可知二极管的正极与6点相连，负极与

c点相连。

3.(1)如图3甲所示，是欧姆表测未知电阻反阻值的原理图，电路中电池的电动势

为E、内阻为r,Ro为调零电阻，心为表头内阻，则电流/与待测电阻的阻值几

关系式为1=.(调零电阻接入电路的部分阻值用Ho表示)。

(2)1—尺的关系图像如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是0

A.指针偏角越小，测量的误差越小

B.欧姆调零是当&=0时，调节Ro使电路中的电流/=/g

C.&越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右

疏

D.测量中，当心的阻值为图乙中的及时，指针位于表盘中央位置的右侧

(3)用欧姆挡粗测电阻，选用“X10”倍率挡测量，发现指针偏转角度过小，因此

需选择(选填“XI”或“X100”)倍率的挡位，换挡后应重新进行

(选填“欧姆”或“机械”)调零，测量时多用电表的示数如图

丙所示，测量结果为R=

图3

E

答案⑴r+Rg+Ro+5Rx(2)BC(3)X100欧姆190。

p

解析(1)根据闭合电路欧姆定律E=/(Hg+Ho+H%+r),故/=555

7rNg十i\x

(2)指针在表盘中间位置时的误差较小，故A错误；欧姆调零是当心=0时，调节

F

品)使电路中的电流达到满偏电流，故B正确；根据1=,丁'丁，心越小,

相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，故C正

确；当&的阻值为题图乙中的历时，尺大于中值电阻，指针位于表盘中央位置

的左侧，故D错误。

(3)指针偏转角度过小，说明选择的挡位较小，应该换X100倍率的挡位，换挡后

应重新进行欧姆调零。如题图丙所示，测量结果为Rr=19X100C=1900。。

4.(2024•云南昆明一中高三校考)佳佳同学在做“练习使用多用电表”的实验时，

进行了如下测量：

⑴测量电路的电压时，选用直流50V量程，指针位置如图4中。所示，该电路

两端电压为Vo

(2)测量电路的电流时，选择开关处在电流“10mA”挡，指针位置如图中6所示，

被测电流的值为mAo

(3)某欧姆表由于长时间未使用，电源电动势和内阻发生了明显变化，导致无法进

行欧姆调零。小佳同学用如图5甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时

选择欧姆表“X1”挡位，已知毫安表的量程为400mA,内阻约为1Q。

①在电路连接时，要注意毫安表的“一”接线柱要与欧姆表的(填“红”

或“黑”)表笔相连；

②调节电阻箱的阻值，当毫安表的读数为400mA时，欧姆表指针偏转到整个表

盘云立置的2.5。刻度处，如图乙所示，则欧姆表表头G的量程为mA；

③连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值R及通过毫安表的电流/,做出

R—1图像，如图丙所示，则电源的电动势E=Vo在不考虑实验偶然误

差的情况下，电源电动势的测量值_______(填“大于”“小于”或“等于")真

实值。

答案(1)20.5(2)6.0(3)①红②500③5等于

解析(1)测量电路的电压时，选用直流50V量程，指针位置如图中a所示，读

数时要读中间的刻度盘，最小刻度为IV,则该电路两端电压为20.5V。

(2)测量电路的电流时，选择开关处在电流“10mA”挡，指针位置如图中6所示，

读数时要读中间的刻度盘，最小刻度为0.2mA,被测电流的值为6.0mA。

(3)①电流从欧姆表的红表笔流入，从毫安表的“一”接线柱流出，所以毫安表的

“一”接线柱要与欧姆表的红表笔相连；

4

②设欧姆表表头G的量程为7g,由题意可得5/g=400mA,解得欧姆表表头G的

量程为Zg=500mA；

③设回路中除电阻箱之外的总电阻为r,根据闭合电路欧姆定律有E=/(R+r),整

理得R=］一厂

可知图像的斜率等于电源的电动势，则有

E=k=-^V=5V

根据实验原理可知并未引入由于电表内阻而产生的系统误差，可知在不考虑实验

偶然误差的情况下，电源电动势的测量值等于真实值。

5.(1)用如图6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、To

①请将以下测量步骤补充完整：

a.旋动部件,使指针对准电流的“0”刻线。

b.将K旋转至U电阻挡“X100”的位置。

c.将插入“十”“一”插孔的表笔短接，旋动部件,使指针对准电阻的

(填“0刻线”或“8刻线，，)。

②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旋转至U电阻挡“X1k”的位置

B.将K旋转到电阻挡“X10”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

⑵图7为表头改装欧姆表的原理示意图。表头的量程为4=300RA,内阻为强

=500。，电源电动势E=3V,内阻为r=2.0Q,R为变阻器，最大阻值为10k。。

①由上述条件可知，改装后该表盘的正中央所标记的待测电阻阻值应为Q,

若该表盘正中央刻线标记数字为1