2024屆高考物理復習講義：實驗十四 用多用電表測量電學中的物理量

實驗十四用多用電表測量電學中的物理量

學習目標1.理解歐姆表的工作原理。2.會用多用電表測電流、電壓、電阻，會

用多用電表判斷二極管的極性。

夯實1必備知識

一、實驗原理

1.歐姆表

(1)歐姆表構(gòu)造

如圖1所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。

歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。

外部：接被測電阻尺。

全電路電阻/?總=%+/?+1+l。

(2)工作原理

閉合電路的歐姆定律/=山壬言壬瓦。

(3)刻度的標定

紅、黑表筆短接(被測電阻心=0)口寸，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使/=/g,電流表的指針

達到滿偏，這一過程叫作歐姆調(diào)零。

①當/=/g時，&=0,在滿偏電流及處標為(圖甲)

②當/=0時，R-8,在/=。處標為“合”。(圖乙)

③當/=9時，R=/+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，4叫中值電阻。

2.二極管的單向?qū)щ娦?/p>

(1)晶體二極管是由半導體材料制成的，它有兩個極，即正極和負極，它的符號

如圖2甲所示。

---------------------------?-H?—

亮---不亮

|l-------------1|

甲------------乙----------------丙

圖2

(2)晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當給二

極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導通，如圖乙所示；當給二極管加反向

電壓時，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示。

二、實驗操作

1.機械調(diào)零：用小螺絲刀調(diào)節(jié)定位螺絲，進行機械調(diào)零。

2.將紅、黑表筆分別插入“+”“一”插孔。

3.測量小燈泡的電壓和電流。

⑴按圖3甲所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直通電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。

甲乙

圖3

⑵按圖乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流。

4.測量定值電阻

⑴選擇合適的擋位，把兩表筆短接，進行歐姆調(diào)零。

⑵將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,

用讀數(shù)乘以所選擋位的他至，即得測量結(jié)果。

⑶測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF擋。

三、注意事項

1.表內(nèi)電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入“+”插孔，黑表筆

插入“一”插孔，注意電流的實際方向應(yīng)為“紅入”“罷出”。

2.區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)

整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)

整的是歐姆調(diào)零旋鈕。

3.歐姆表讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率。

4.使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿。

5.測量電阻時待測電阻要與其他元件和電遮斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至

可能損壞電表。

6.測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零。

核心考點

考點一多用電表的原理

例1如圖4為簡易多用電表的電路圖。該多用電表有5個擋位，5個擋位中有:

直流電壓IV擋和5V擋，直流電流3mA擋和6mA擋，歐姆擋。

圖中￡是直流電源；R、&、R、R4和R5是定值電阻，R6是可變電阻，最大值

為2kC；表頭G的滿偏電流為2mA,內(nèi)阻為20Q,虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)。4

端和8端分別與兩表筆相連。

(1)圖中的A端與(填“紅”或“黑”)表筆相連接。

⑵要想使用直流電壓1V擋，選擇開關(guān)8應(yīng)與相連(填選擇開關(guān)對應(yīng)的數(shù)

字)。

(3)關(guān)于治的使用，下列說法正確的是_______(填正確答案標號)。

A.在使用多用電表之前，調(diào)整治使電表指針指在表盤左端電流“0”位置

B.使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整修使電表指針指在表盤右端電阻“0”

位置

C.使用電流擋時，調(diào)整治使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置

(4)根據(jù)題給條件可得昭=Q,R2=。。

確使用方法測量上述電阻，其測量結(jié)果將（選填“變大”“變小”或

“不變”）。

⑶根據(jù)題干信息可知：Ri：&=;電源E的電動勢的值為Vo

答案（1）110（2）變大（3）1：41.5

解析（1）選擇開關(guān)S接3、4時，分別為倍率為“XI”“X10”的歐姆表，為

了讀數(shù)準確，應(yīng)使指針指在中間部分，根據(jù)圖像可知選擇的是“X10”擋位，則

電阻阻值為HOQo

（2）當電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆表重新調(diào)零，由于滿偏電流/g不變，

由公式（=仔可知，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)需要調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表

E_/曲

的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由/=可知當R內(nèi)變小時，/變小,

R出+R\R；q+Rx

指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了。

（3）選擇開關(guān)接1時，對應(yīng)的電流表量程為/嚴『（（用'&）=500mA,選擇

開關(guān)接2時，對應(yīng)的電流表量程為，2=/g+/^=100mA,解得Ri:R2=l：4,

、A|-TA2

根據(jù)圖像可知，“義1”擋位中值電阻即歐姆表內(nèi)阻為15Q,

所以E=/2R內(nèi)=1.5V。

考點二多用電表的使用和讀數(shù)

例2（2022.北京延慶區(qū)高三一模）多用電表是物理實驗室常用的儀表之一，在練習

使用多用電表的實驗中

（1）小敏同學測量20V左右的交流電壓

①下列操作不合理的是。

A.先調(diào)節(jié)圖6乙中的T旋鈕，使指針指向左側(cè)零刻度

B.將擋位K調(diào)至Y50V

C.測量并讀數(shù)

②指針位置如圖6甲所示，則此交變電流的電壓為Vo

甲

乙

圖6

(2)小白同學用多用電表的歐姆擋粗略測量一定值電阻的阻值尺，先把選擇開關(guān)

旋到“X100”擋位，測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過小。

①應(yīng)適當使流過歐姆表表頭的電流變O

②接下來的操作順序是。

a.將兩表筆短按，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，

然后斷開兩表筆

b.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處(或“OFF”擋)，并拔出兩表筆

c.將選擇開關(guān)旋到“X1()”擋

d.將選擇開關(guān)旋到“XIk”擋

e.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值斷開兩表筆

答案(1)①A②21.5(2)①大②daeb

解析(1)①先調(diào)節(jié)圖乙中的機械調(diào)零旋鈕S,使指針指向左側(cè)零刻度，故A錯

誤；將擋位K調(diào)至Y50V,指針指在讀數(shù)20左右，測量并讀出數(shù)值，故B、C

正確。

②指針指在刻度21.5,則此交變電流的電壓為21.5Vo

⑵①指針偏轉(zhuǎn)過小，即流過歐姆表表頭的電流太小，應(yīng)適當使流過歐姆表表頭

的電流變大。

②應(yīng)選擇更大的擋位，將選擇開關(guān)旋到“XIk”擋；然后將兩表筆短接，調(diào)節(jié)

歐姆擋調(diào)零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表筆；將兩

表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出租值凡，斷開兩表筆；最后旋轉(zhuǎn)選擇開

關(guān)至交流電壓最大量程處（或“OFF”擋），并拔出兩表筆，所以操作順序是daeb。

跟蹤訓練

2.（2023?福建泉州高三監(jiān)測）某同學用多用電表做了以下兩個實驗：

⑴用歐姆擋測量一電阻的阻值（約580。?610C）,進行了如圖7甲所示的a、b、

c、d四個操作，正確的順序是；其中步驟b的指針指在圖乙所示的刻

度處，該同學選擇的倍率為（選填“X1”“X10”或“X100"）o

bc

（2）歐姆擋進行電阻調(diào)零后，為了測量紅、黑表筆短接時流出多用電表的電流八，

該同學設(shè)計了如圖丙所示的電路，但電路中有一處接線錯誤，請指出：

____________________________________________________________________,

正確連接線路后，閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值，可得到多組電流表示數(shù)/和電

阻箱阻值R,作出:一E圖線如圖丁，該圖線縱軸截距為4若忽略毫安表內(nèi)阻，

可得出/m=;若考慮到毫安表內(nèi)阻的影響，這個測量值真實值

（選填“大于”“等于”或“小于”

丙丁

圖7

答案（l）adcbX10（2）電流表的正負接線柱接反!小于

解析（1）機械調(diào)零，用刻度盤下的調(diào)零旋鈕手動把指針撥到零刻度線處；將選

擇開關(guān)旋至合適的擋位；歐姆調(diào)零，兩個表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，讓指針指在

零的位置；連接待測電阻測量，讀出表盤電阻的讀數(shù)，乘以擋位開關(guān)倍數(shù)，乘積

為電阻值；測完后多用電表擋位調(diào)到交流電壓的最高擋，或斷開擋。故正確的順

序是adcb；由于電阻的阻值（約580。?610C）,根據(jù)在圖乙所示的刻度，可知選

擇的倍率為X10。

⑵多用電表歐姆擋表內(nèi)自帶電源，電流紅進黑出，而對于毫安表，電流應(yīng)從正

接線柱進負接線柱出，因此電流表的正負接線柱接反；

歐姆表測量原理為

/=不卜金（設(shè)毫安表無內(nèi)阻）

AQ-TA

當R為零時，

即

由于/m—7Z-

當考慮到毫安表內(nèi)阻的影響，R總增大，這個測量值小于真實值。

?pa素養(yǎng)能力?

1.（2023?安徽黃山高三質(zhì)檢）圖1（a）是多用電表的表盤示意圖，小明用多用電表

“X1（）”倍率的歐姆擋測量一只電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，為了測量結(jié)

果比較精確，小明按以下步驟進行了實驗：

s

T

-K

圖1

⑴應(yīng)換用(選填“X1”或“X100”)倍率的歐姆擋。

(2)兩表筆短接，通過調(diào)節(jié)(選填"S”“T”或"K”)，進行歐姆調(diào)零。

⑶重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖(b)所示，測量結(jié)果是

_____________Qo

(4)圖(c)是小明剛剛使用過的兩種倍率的歐姆擋內(nèi)部電路示意圖，Ri為歐姆調(diào)零

旋鈕。當開關(guān)S斷開時的倍率是________(選填"XI”“X10”"Xl()()”)。同

時應(yīng)保證R的阻值是靈敏電流計感的o

答案(1)X100(2)T(3)1100(4)X1001

解析(1)用多用電表“X10”倍率的歐姆擋測量電阻的阻值時，指針偏轉(zhuǎn)角太

小，說明示數(shù)大，要想使指針指在中值電阻附近，應(yīng)選用大倍率的，故選用“X

100”倍率的歐姆擋。

(2)兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕T,使指針指在0C處。

(3)由圖(b)可知，指針示數(shù)為11.0,因擋位為X100,故電阻讀數(shù)為

R=U.0X100C=l100Qo

(4)當開關(guān)S斷開時，通過電表干路的最大電流較小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，

表頭達到最大電流時，電路總電阻較大，故量程較大，應(yīng)為“義100”倍率的歐

姆擋，小明選用的歐姆擋倍率擴大十倍，即斷開開關(guān)S前通過電表干路的最大電

流是表頭最大量程的十倍，根據(jù)并聯(lián)電路電壓電流關(guān)系可得/g+Zi=i（）/g,I島

=/IRI,解得飛=加。

2.某實驗小組在練習使用多用電表的同時，對多用電表進行了探究（以下問題中均

使用同一多用電表）。請回答下列問題：

（1）該學習小組先使用多用電表測量直流電壓，若選擇開關(guān)處在直流電壓500V

擋，指針的位置如圖2甲所示，則測量結(jié)果為Vo

（2）將多用電表擋位調(diào)到電阻“XIk”擋，進行歐姆調(diào)零后將紅、黑表筆分別接

在沒有接入電路的滑動變阻器（最大阻值為100C，如圖乙所示乂、B兩個接線柱

上，則發(fā)現(xiàn)歐姆表指針的偏轉(zhuǎn)角度（填“較小”或“較大”）。

⑶然后學習小組將多用電表選擇開關(guān)旋至某倍率歐姆擋并重新進行歐姆調(diào)零后

測未知電阻值的電路如圖丙所示。通過查找資料，了解到表頭G的滿偏電流為

10mA,并通過測量作出了電路中電流/與待測電阻阻值R,的關(guān)系圖像如圖丁所

示，由此可確定電池的電動勢E=V,該圖像的函數(shù)關(guān)系式為/=

。綜上可判定學習小組使用多用電表歐姆擋的倍率是下列四個選項中的

（填字母代號）。

A.X1B.X10C.X100D.X1k

答案（1）270（2）較大（3）1.51B

1D二U十乙（

解析（1）電壓500V擋最小分度為10V,測量結(jié)果為270V。

⑵用“XIk”擋來測量100。的電阻，指針指在0.1Q處，故指針的偏轉(zhuǎn)角

較大。

E

(3)當表頭滿偏時有U=—

1E

當表頭半偏時有^/g—ip

可知氏內(nèi)=&=150Q

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得E=1.5V

該圖像的函數(shù)關(guān)系式為

E_1.5

/=R+R=150+R

多用電表歐姆擋的內(nèi)PL為R內(nèi)=150C,而表盤中間刻度為15Q,故倍率是X10,

B正確。

3.(2023?安徽蕪湖高三期末)多用電表是實驗室中常用的測量儀器，如圖3(a)所示

為多用電表的電路原理圖，其中電流表有().6A、3A兩個擋位，電壓表有3V、

15V兩個擋位，歐姆表有兩個擋位。

(1)S為選擇開關(guān)，通過旋動開關(guān)S,表筆3可以分別與觸點1、2、3、4、5、6

接通，從而實現(xiàn)用多用電表測量不同物理量的功能。

①圖(a)中A是(填“紅”或“黑”)表筆。

②當S接通觸點(填“1、2、3、4、5、6”)時，對應(yīng)多用電表0.6A擋。

③若電表內(nèi)電源電動勢選擇開關(guān)S接觸點3時，測量倍率比S接觸點4

時(填“大”“小”或“相等”)。

(a)

R

而

爹

@

⑵某實驗小組用該多用電表電壓擋測量電源的電動勢和內(nèi)阻。除多用電表外還

有以下器材：待測電源E