2026版《金版教程》高考一轮复习物理第6节 实验：用多用电表测量电学中的物理量 电表的改装

高考总复习首选用卷物理第6节实验：用多用电表测量电学中的物理量电表的改装1．用多用电表进行测量时，表盘指针在左图中位置，右图是多用电表选择开关示意图。(1)如果多用电表选择开关打在“V2.5”位置，则测量读数为________V；(2)如果多用电表选择开关打在“mA10”位置，则测量读数为________mA；(3)如果多用电表选择开关打在“Ω×100”位置，则测量读数为________Ω。答案：(1)0.88(0.87也对)(2)3.5(3)2.8×103解析：(1)如果选择开关打在“V2.5”位置，则应读中间一排刻度，其最小刻度为0.05V，应估读到0.01V，由题图可知此时电表的读数为0.88V。(2)如果选择开关打在“mA10”位置，则应读中间一排刻度，其最小刻度为0.2mA，应估读到0.1mA，由题图可知此时电表的读数为3.5mA。(3)如果选择开关打在“Ω×100”位置，则应读最上面一排刻度，不需要估读，由题图可知此时电表的读数为28×100Ω＝2.8×103Ω。2．如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节____________，使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置。(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表表盘如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。答案：(1)指针定位螺丝电流(2)×1(3)欧姆调零旋钮电阻(4)19解析：(1)使用多用电表欧姆挡，先机械调零，即调节指针定位螺丝，使电表指针指在电流的“0”刻线。(2)多用电表“×1”欧姆挡的中值电阻约为15Ω，测量20Ω的电阻时，要使用“×1”的倍率。(3)选择好量程后需要进行欧姆调零，即将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针指在电阻的“0”刻线。(4)由图乙刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19Ω。3．(2024·浙江6月选考)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________挡(选填“×10”或“×1k”)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________(选填“正极”或“负极”)。(2)图A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________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)，Q应连接________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图B所示，则电流I＝________mA。(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图C所示，说明该二极管是________元件(选填“线性”或“非线性”)，正常发光时电压在________V范围。答案：(1)×1k负极(2)ad45.0(3)非线性2.0～2.5解析：(1)变换表笔与二极管两极的连接方式，指针均不偏转，说明被测电阻较大，欧姆挡所选挡位倍率偏小，所以应换倍率较大的“×1k”挡重新测试；重新测试时，更换二极管极性后，指针才偏转，则这时测二极管正向电阻，根据多用电表中电流“红进黑出”原则，以及二极管的单向导电性，可知此时与红色表笔相连的是二极管负极。(2)要实现电压可从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，P应连接a；两节干电池串联，电动势E约为3V，可知电压表应选取0～3V量程，故Q接d。多用电表作为电流表，选用50mA量程，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为45.0mA。(3)根据图C可知，I与U不成正比，则该二极管是非线性元件。二极管正常发光时，所通过的电流大于零，故根据图C知，正常发光时电压在2.0～2.5V范围。4．在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V0.3A”，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；A．2.5V B．10VC．50V D．250V②测得c、d间电压约为5.8V，e、f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灯被短路(2)接着换用多用电表欧姆“×1”挡测电阻，欧姆挡经过欧姆调零。①测试前，一定要将电路中的开关S________；②测c、d间和e、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______________________________________________________。答案：(1)①B②A(2)①断开②6e、f12.7用欧姆挡测量时灯泡未工作，灯丝温度低，电阻偏小解析：(1)①因电源为四节干电池，故电源电动势E≈6V，则选电压表的10V量程挡较合适。②因c、d间电压约为5.8V，而e、f间电压为零，故故障应为A灯丝断开。(2)①用多用电表欧姆挡测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开测量。②由图乙读数知电阻阻值为6Ω，因为A灯丝断开，故此时测量的应为灯泡B的阻值，即测量的是e、f间的电阻。由R＝eq\f(U,I)得R≈12.7Ω，该阻值与欧姆挡测得的阻值相差较大，是因为欧姆挡测得的电阻是灯泡非正常工作时的电阻，灯丝温度较低，灯丝电阻率偏小，阻值偏小。5．某实验小组在练习使用多用电表的实验中，进行了以下探究。(1)用多用电表测量某元件的电阻：选用欧姆挡“×10”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择________(选填“×1”或“×100”)挡，并需____________(填操作过程)后，再次进行测量。若此时多用电表的指针如图1所示，则测量结果为________Ω；(2)如图2所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内有一只定值电阻和一个二极管，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，该实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如表所示：红表笔ABACBC黑表笔BACACB阻值(Ω)2100120200020100100请在图2中画出“黑盒子”内的电路结构图，并标明定值电阻的阻值。答案：(1)×1重新欧姆调零19(2)图见解析解析：(1)选用“×10”挡进行测量时，指针偏角太大，说明待测电阻阻值较小，为准确测量电阻，应换倍率较小挡位，即应把选择开关置于“×1”挡，换挡后需要重新欧姆调零。由题图1可知，欧姆表示数为19×1Ω＝19Ω。(2)由题表中数据可知，B、C间阻值与电流方向无关，因此B、C之间一定是定值电阻，且阻值为100Ω；A、C间阻值与电流方向有关，A、B间阻值与电流方向也有关，且RAB－RAC＝RBA－RCA＝100Ω，说明二极管直接接在A、C之间，A、B间测出的阻值是二极管与B、C间定值电阻的总阻值，A、C间测出的是二极管的反向和正向电阻，且A、B间是断开的；由欧姆表红黑表笔的“正进负出”以及二极管的单向导电性可知，二极管的正极与A接线柱相接，负极与C接线柱相接，故“黑盒子”内的电路结构图如图所示。6．图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为400Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)该表作为双量程电流表使用时，转换开关接至________(填“1”或“2”)时为电流表的1mA挡。(3)该表作为双量程电压表使用时，转换开关接至________(填“4”或“5”)时为电压表的5V挡；根据题中数据可计算出R4＝________Ω，R5＝________Ω。(4)如图b所示，表盘最上方一排刻度中间处刻度数是15，结合题中已知数据可知该电源的电动势为E＝________V。(结果保留两位有效数字)答案：(1)黑(2)2(3)59004000(4)1.5解析：(1)根据电流“红进黑出”可知，多用电表内部电源的正极应接黑表笔，即图a中的A端与黑色表笔相连接。(2)由电表的改装原理可知，表头并联的电阻阻值越大，改装后电流表量程越小，则由图a可知，当转换开关接至2时，表头并联的电阻阻值更大，为电流表的1mA挡。(3)表头与电阻R1、R2并联后组成一个新电流表，根据电表改装原理可知，与新电流表串联的电阻越大，改装成的电压表量程越大，则由图a可知，当转换开关接至5时，为电压表的5V挡。由(2)可知，当转换开关接至2时，改装后电流表的量程I＝1mA，改装后电流表的内阻R＝eq\f(IgRg,I)＝100Ω；转换开关接至4时，电压表的量程为U4＝I(R＋R4)＝1V，解得R4＝900Ω；转换开关接至5时，电压表的量程为U5＝I(R＋R4＋R5)＝5V，解得R5＝4000Ω。(4)转换开关接至3时为欧姆×100Ω挡，对应图b中最上面一排刻度，根据闭合电路欧姆定律可知，欧姆调零时有E＝IR内，指针指向中间刻度15时有E＝eq\f(I,2)(R内＋R中)，其中中值电阻R中＝15×100Ω＝1500Ω，联立解得欧姆表内阻R内＝R中＝1500Ω，电源电动势E＝1.5V。7．按如图甲所示电路，某实验小组将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表，改装用的实验器材如下：A．待改装电流表一个：量程为0～3mA，内电阻为100Ω，其表盘如图乙所示B．干电池一节：电动势E＝1.5V，内电阻r＝0.5ΩC．电阻箱R：阻值范围0～999.9Ω根据改装的欧姆表的情况，回答下列问题：(1)图甲欧姆表电路中与b接线柱连接的表笔是________(填“红色”或“黑色”)的。(2)测量电阻前，先进行欧姆调零，将电阻箱R阻值调至最大，将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R使电流表指针指到表头的3mA刻度，此位置应该是欧姆表表盘所示电阻的________(填“最大值”或“最小值”)。(3)欧姆表调零后，将红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0mA，则待测电阻的阻值Rx＝________Ω。(4)若这块欧姆表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块欧姆表测电阻时测量值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)如果换一个电动势大的电源，其他器材不变，则改装欧姆表的倍率________(填“变大”或“变小”)。答案：(1)黑色(2)最小值(3)1000(4)偏大(5)变大解析：(1)使用欧姆表时，应使电流从红表笔流入欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，则欧姆表内部电源正极应与黑表笔相连，可知图甲中与接线柱b相连的表笔颜色是黑色。(2)欧姆调零时，将红、黑两表笔直接接触，即待测电阻阻值为0，则电流表的最大刻度3mA位置对应欧姆表表盘所示电阻的最小值。(3)欧姆表调零后，欧姆表内阻R内＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,3×10－3)Ω＝500Ω，电流表示数为I＝1.0mA时，有I＝eq\f(E,Rx＋R内)，解得Rx＝1000Ω。(4)欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，根据I＝eq\f(E,R内＋Rx)＝eq\f(E,\f(E,Ig)＋Rx)＝eq\f(1,\f(1,Ig)＋\f(Rx,E))，测量相同的电阻时电流将变小，指针偏转角度将变小，测量结果相比偏大。(5)如果换一个电动势大的电源，由R内′＝eq\f(E′,Ig)可知，完成欧姆调零后，欧姆表内阻变大，由Ix＝eq\f(E′,R内′＋Rx′)，得Rx′＝eq\f(Ig－Ix,IxIg)·E′，则相同电流时，待测量电阻的阻值Rx′变大，所以改装欧姆表的倍率变大。8．某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图a和题给条件，将图b中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________。(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________。答案：(1)图见解析(2)C(3)AC(4)eq\f(99,79)解析：(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0mA时，对应微安表的示数为160μA，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250μA时，毫安表的示数应为25mA，即为改装后电表的量程，C正确。(3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝eq\f(IgRg,R)＋Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U＝(25－0.25)×10－3A×R，对并联的电阻kR有U＝(20－0.25)×10－3A×kR，解得k＝eq\f(99,79)。9．(2024·安徽高考)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig＝500μA，Rg＝800Ω)改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图1所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。(1)开关S1闭合前，滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1200Ω，则R2的阻值应调至________Ω。(3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为____________。(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。(填正确答案标号)A．增大电阻箱R1的阻值B．减小电阻箱R2的阻值C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图2所示，此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)答案：(1)M(2)4000(3)eq\f(U,I)－R1－R2(4)A(5)0.86解析：(1)由题图1可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了电路安全，应使开关S1闭合后，标准电压表两端电压为零，即在开关S1闭合前，滑片P应移动到M端。(2)分析可知，当开关S2接a时，改装电压表量程U2＝3V，根据欧姆定律有U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)，其中Rg＝800Ω，R1＝1200Ω，可解得R2＝4000Ω。(3)当开关S2接a时，根据欧姆定律有U＝I(Rg＋R1＋R2)，可得电流表G的内阻可表示为Rg＝eq\f(U,I)－R1－R2。(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，即通过电流表G的电流偏大，由Rg＝eq\f(U,I)－R1－R2可知，电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，则可以增大两电阻箱的总阻值来校准电表，为保证选用任意一个量程时，改装后的电压表读数都准确，只需增大电阻箱R1的阻值即可，故选A。(5)开关S2接b，改装后的电压表量程为U1＝1V，电流表G的读数IA＝430μA，根据欧姆定律，改装电压表读数UV＝IA·eq\f(U1,Ig)＝430×10－6×eq\f(1,500×10－6)V＝0.86V。10．某实验小组欲将内阻Rg＝40Ω、量程Ig＝100μA的电流表改装成欧姆表，供选择的器材有：A．定值电阻R0(阻值为14kΩ)B．滑动变阻器R1(最大阻值为1500Ω)C．滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)D．电阻箱(0～9999.9Ω)E．干电池(E＝1.5V，r＝2Ω)F．红、黑表笔各一只，开关，导线若干(1)为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。请用笔画线代替导线将图a中的实物连线组成欧姆表。(2)欧姆表改装好后，将红、黑表笔短接进行欧姆调零，此时滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；电流表表盘的50μA刻度对应的改装后欧姆表的刻度为________。(3)通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上c处的电流刻度为75μA，则c处的电阻刻度为________kΩ。(4)利用改装后的欧姆表进行电阻测量，该小组同学发现，当被测电阻的阻值为几百欧姆时，电流表指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改进，使中值电阻为1500Ω，如图c为他们改进后的电路，图中电阻箱的阻值应调为________Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻，则电流表指针对应的电流是________μA。答案：(1)R1实物连接图见解析(2)95815kΩ(3)5(4)1560.060解析：(1)若改装后欧姆表能正常使用，设欧姆调零后欧姆表的内阻为R内，则Ig＝eq\f(E,R内)，解得R内＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,100×10－6)Ω＝15000Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑＝R内－R0－Rg－r＝958Ω，则滑动变阻器应选R1。欧姆表黑表笔应接欧姆表内部电源的正极，实物连线如图所示。(2)由(1)中分析可知，将红、黑表笔短接进行欧姆调零时，滑动变阻器R接入电路的电阻应为958Ω。设电流表表盘的50μA刻度对应改装后欧姆表的刻度为Rx，则有I＝eq\f(E,R内＋Rx)，解得Rx＝eq\f(E,I)－R内＝eq\f(1.5,50×10－6)Ω－15000Ω＝15000Ω＝15kΩ。(3)表盘上c处的电流刻度为75μA，设c处对应的电阻刻度为Rx′，则Rx′＝eq\f(E,I′)－R内＝eq\f(1.5,75×10－6)Ω－15000Ω＝5000Ω＝5kΩ。(4)设改进后的欧姆表干路的最大电流为Im，则欧姆调零后有Im＝eq\f(E,R内′)，已知改进后欧姆表的中值电阻为1500Ω，则有eq\f(1,2)Im＝eq\f(E,R内′＋1500Ω)，联立解得R内′＝1500Ω，Im＝1mA＝1000μA，则题图c中电阻箱的阻值应调为R箱＝eq\f(Ig（R0＋Rg）,Im－Ig)＝1560.0Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻，此时干路电流为I总＝eq\f(E,R内′＋1000Ω)＝0.6mA＝600μA，则根据并联电路分流规律可得，电流表指针对应的电流是I1＝eq\f(R箱,R箱＋R0＋Rg)I总＝eq\f(1560.0,1560.0＋14000＋40)×600μA＝60μA。11．(2024·山东省潍坊市高三下一模)某同学制作一个多量程的电流表和欧姆表，他设计的电表电路如图所示。所用器材分别为：A．电流表G(满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝180Ω)；B．定值电阻R1、R2；C．滑动变阻器R(最大阻值为200Ω)；D．电源(电动势为1.5V，内阻忽略不计