59　第九章　第53课时　用多用电表测量电学中的物理量(实验课)

第九章电路及其应用电能第53课时用多用电表测量电学中的物理量(实验课)[学习目标]

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．会用多用电表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。1．认识多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等物理量，并且每一种测量项目都有几个量程。(2)外形如图所示：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。(3)多用电表面板上还有：电阻表的欧姆调零旋钮(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(____表笔插入“＋”插孔，____表笔插入“－”插孔)。(4)多用电表原理图红黑(5)电阻表工作原理电路图

I与Rx的对应关系相当于待测电阻Rx＝∞，此时I＝0，指针不偏转

刻度特点表头电流满偏Ig处，对应电阻表零刻度(最右侧)表头电流I＝0处，对应电阻表∞刻度(最左侧)表头电流I与电阻Rx一一对应，但不是线性关系，表盘刻度不均匀2．用多用电表测量小灯泡的电压和电流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__________挡，测小灯泡两端的电压。红表笔接电势____(选填“高”或“低”)的点。按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于__________挡，测量通过小灯泡的电流。此时电流从____表笔流入多用电表。直流电压高直流电流红3．(1)用多用电表测定值电阻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_____挡，长期不用应取出电池。OFF

(2)注意事项①区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度____侧的“0”位置，机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘____侧的“0”位置，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮。②测电阻时使指针指在中值附近，否则换挡。③测电阻时每换一次挡必须重新__________。④手不能接触表笔的金属杆。⑤测量电阻时待测电阻要与______和其他元件断开。左右欧姆调零电源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，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极。特点：当给二极管加正向电压时电阻______，当给二极管加反向电压时电阻______。很小很大(2)用电阻挡判断二极管的正负极将多用电表欧姆调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的____极，红表笔接触二极管的____极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的____极，红表笔接触二极管的____极(如图乙)。正

负负正类型1

教材原型实验[典例1]一多用电表的内部电路如图甲所示，已知表头G的内阻为400Ω，满偏电流为2mA，R1＝1.0Ω，R2＝99.0Ω，R5＝920.0Ω，R6＝9.0×103Ω，E＝1.5V，E'＝9.0V。(1)将选择开关S置于“6”时，多用电表测量的是______(选填“电流”或“电压”)，其量程为_________。(2)现将选择开关S置于“3”，将红、黑表笔短接进行欧姆调零后，多用电表的内阻为_____Ω。断开两表笔，将一定值电阻Rx接入两表笔间，表盘指针位置如图乙所示，则该电阻的阻值为_____Ω。电压0～100V

150

130

[典例2]

(2025·黑吉辽蒙卷)在测量某非线性元件的伏安特性时，为研究电表内阻对测量结果的影响，某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下：①滑动变阻器滑片置于适当位置，闭合开关；②表笔分别连a、b接点，调节滑片位置，记录电流表示数I和a、b间电压Uab；③表笔分别连a、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录a、c间电压Uac；④表笔分别连b、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录b、c间电压Ubc，计算Uac－Ubc；⑤改变电流，重复步骤②③④，断开开关。作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac－Ubc)曲线如图(b)所示。回答下列问题：(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔，测量a、b间的电压时，红表笔应连________(选填“a”或“b”)接点；(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5V”位置，电表示数如图(c)所示，此时电表读数为_________________________V(结果保留三位小数)；(3)图(b)中乙是________(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线；(4)实验结果表明，当此元件阻值较小时，________(选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac－Ubc)曲线更接近。a

0.377(0.376～0.378均可)

I-Uac

甲[解析]

(1)多用电表作为电压表使用时，电流需从红表笔流入、黑表笔流出。在题图(a)电路中，电流从电源正极流出，经滑动变阻器、元件、电流表回到负极。a点电势高于b点，所以红表笔应接高电势的a点。(2)选择直流电压挡“0.5

V”，表盘刻度需对应题图(c)中表盘中间刻线50分格读数，每小格代表0.01

V。指针所指位置在37～38格之间偏右，读数为37.7×0.01

V＝0.377

V。

类型2

探索创新实验角度1用多用电表检测电路故障[典例3]多用电表不仅可以用来测量电压、电流、电阻和检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。(1)关于多用电表的使用，下列操作正确的是____。

A．测电压时，应按图甲连接方式测量B．测电流时，应按图乙连接方式测量C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量AB

(2)某同学发现如图戊所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，将滑动变阻器滑片滑到最右端，闭合开关S，用多用电表测量各点间的电压，则应将如图己所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)，用正确的测量方法得到Uab＝Ubc＝Uce＝0，Uef＝6V，已知只有一处故障，则下列说法正确的是______。

A．可能是R0断路

B．可能是R0短路C．可能是R断路

D．可能是R短路C

BC

(3)为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的“×1”挡，分别将红黑表笔接c、e端时，指针指在如图庚所示的位置，则该电阻为________Ω，他将红黑表笔接e、f端时，指针___________(选填“几乎不偏转”或“偏转很大”)，因此电路故障为________。

18

几乎不偏转R断路[解析]

(1)根据多用电表的使用方法，测电压时，红表笔应接电势较高的点，故A正确；测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确；测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误。(2)选择开关应置于直流电压挡测电压，故选择开关应置于C。若R0断路，则Uce≠0，故A错误；若R0短路，Uab＝Ubc＝Uce＝0，电压全加在e、f间，故B正确；若R断路，则电压全加在e、f间，故C正确；若R短路，则Uef＝0，故D错误。(3)指针读数为18

Ω，R0没有短路，因此是R断路，多用电表指针几乎不偏转。【创新点解读】

用多用电表检测电路故障(1)电流挡检测：将多用电表串联在电路中，若示数为0，说明与多用电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，若示数为0，由于有多种可能原因，故无法做出具体判断；若示数等于电动势，说明该部分电路中有断路处。(3)电阻挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大，说明此元件断路；若电阻为0，说明此元件短路。角度2用多用电表探测“黑箱问题”[典例4]

(2025·河北名校一模)某实验小组的同学在实验室练习多用电表的使用。(1)小组中甲同学想先测量实验室墙壁上日常用电插座的电压，则应把多用电表的选择开关旋转到如图(a)所示的________(选填“A”“B”“C”…“Q”)位置。H

(2)小组中乙同学用多用电表的电阻挡测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×100”挡，测量时发现指针偏转过小，此后正确的操作步骤及顺序是__________。a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻挡的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至“OFF”挡(或交流电压最大量程处)，并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×10”挡d．将选择开关旋到“×1k”挡e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出多用电表的示数再乘上倍率即为定值电阻的阻值Rx，断开两表笔daeb

(3)黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用电阻表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在图(b)所示虚线框中画出黑箱中的电阻连接的可能方式(一种即可)。见解析图[解析]

(1)日常用电插座的电压为交流电压220

V，所以应把多用电表的选择开关旋转到如题图(a)所示的H位置。(2)指针偏转过小，说明电阻表指针对应电阻过大；电阻的测量值＝电阻表指针所指示数×倍率，为了减小电阻表指针对应的示数，应选择更大的挡位，将选择开关旋到“×1

k”挡；然后将两表笔短接，进行欧姆调零；将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔；最后旋转选择开关至“OFF”挡(或交流电压最大量程处)，并拔出两表笔，所以操作顺序是daeb。(3)1、2之间的电阻为5

Ω，2、3之间的电阻为10

Ω，则1、2之间为一个5

Ω的定值电阻，2、3之间为两个5

Ω的定值电阻串联；或者1、2之间为两个10

Ω的定值电阻并联，2、3之间为一个10

Ω的定值电阻，同时保证了1、3之间的电阻为15

Ω。如图所示。【创新点解读】

用多用电表探索黑箱内的电学元件探究项目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黑接正、红接负时示数很小，黑接负、红接正时示数很大电容器电阻挡指针先指向某一小阻值时，后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢课时作业(五十三)用多用电表测量电学中的物理量(实验课)1．(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)用多用电表电阻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________(选填“×10”或“×1k”)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________(选填“正极”或“负极”)。题号1324×1k

负极(2)图(A)是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从0开始调节，并完成实验，P应连接__(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱，Q应连接___(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱。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________(选填“线性”或“非线性”)元件，正常发光时电压在_________V范围。题号1324a

d

45.0(44.9～45.1均可)

非线性1.9～2.5[解析]

(1)发现电表指针均不偏转，说明阻值过大，应选用更高倍率的挡位重新测试，即换用“×1

k”挡重新测试，根据电流“红进黑出”规律可知，导通情况下，红色表笔应与二极管负极相连。(2)要求电压可从0开始调节，则滑动变阻器应采用分压式接法，即P应接a接线柱，根据题图(A)中用两节干电池(3

V)作电源可知，电压表应选用3

V量程，即Q应接d接线柱。根据多用电表的读数规则结合题图(B)可知，电流I＝45.0

mA。(3)由题图(C)可知二极管的I-U图线为曲线，说明二极管为非线性元件，有电流通过，即正常发光时，电压在1.9～2.5

V范围。题号13242．(2025·福建福州一模)用多用电表进行以下实验。(1)测量电阻的阻值将选择开关旋到“×100”位置，进行欧姆调零后，将两表笔与待测电阻连接，发现指针偏转角过大，应将选择开关旋到“________”(选填“×10”或“×1k”)位置，且________(选填“需要”或“不需要”)重新进行欧姆调零；再次测量时指针位置如图甲中a所示，则该电阻阻值为________Ω。题号1324×10

需要180

(2)测量电池的电动势和内阻选用多用电表的直流电流“50mA”挡(内阻为5Ω)作为毫安表接入电路，如图乙所示，电阻R1、R2的阻值分别为195Ω、100Ω；闭合开关S1和S2，毫安表的读数为43.0mA；断开S2，指针位置如图甲中b所示，读数为_______mA；由此计算得，电动势E＝_______V，内阻r＝________Ω。(计算结果保留两位有效数字)题号132429.0

8.9

7.1[解析]

(1)发现指针偏转角过大，可知待测电阻阻值较小，应将选择开关旋到“×10”位置，且需要重新进行欧姆调零；再次测量时指针位置如题图甲中a所示，则该电阻阻值为18×10

Ω＝180

Ω。(2)断开S2，指针位置如题图甲中b所示，读数为29.0

mA；闭合开关S1和S2，根据闭合电路欧姆定律可得E＝I1(R1＋RA＋r)，断开S2，根据闭合电路欧姆定律可得E＝I2(R2＋R1＋RA＋r)，其中I1＝43.0

mA，I2＝29.0

mA，代入数据可得E≈8.9

V，r≈7.1

Ω。题号13243．利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。(1)将选择开关调到电阻挡“×1k”的位置，将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘________(选填“左侧”或“右侧”)零刻度线处，将光敏电阻与电阻表直接相连，通过用手遮挡的方式来改变照射到光敏电阻的光照强弱，在不改变选择开关位置的情况下，电阻表指针位置发生变化，如图甲所示，由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值________(选填“变大”或“变小”)。题号1324右侧变大(2)如图乙所示的是一个简单的电阻表电路示意图，其中电流表电流为500μA，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器R0最大阻值为5000Ω。①调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻为________Ω。②使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V，内阻增大到4Ω，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300Ω，则这个电阻的阻值应为________Ω。题/p>

题号13244．(2025·安徽卷)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的电阻表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0V，内阻r未知)，电流表G(表头)的满偏电流Ig＝20mA，内阻Rg＝45Ω，定值电阻R0＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。题号1324(1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1、S2，此时电阻表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔________________________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向