资源简介

物理
第讲　实验：用多用电表测量电学中的物理量
考点一　多用电表的原理
1．欧姆表的原理
(1)构造：欧姆表由电流表、电池、可调电阻R1和红、黑表笔组成。
(2)工作原理：由闭合电路的欧姆定律Ix＝，可知Rx与电流Ix一一对应。
(3)刻度的标定：红、黑表笔直接接触时(相当于被测电阻Rx＝0)，调节可调电阻R1，使Ix＝Ig，电流表的指针达到满偏。
①当Ix＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。
②当Ix＝0时，Rx→∞，在Ix＝0处标为“∞”。
③当Ix＝时，Rx＝Rg＋R1＋r，此电阻Rx等于欧姆表的内阻RΩ，也叫中值电阻。
(4)电源极性：红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极。
2．多用电表的原理
多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如图所示，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。如图中1、2为电流测量端，其中接1为大量程；5、6为电压测量端，其中接6为大量程；3、4为电阻测量端，其中接4为大倍率。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端。
例1　某同学欲将内阻为98．5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99999．9 Ω)，干电池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________ Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω。
例2　某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999．9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999．9 Ω)；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题：
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到个位)
考点二　多用电表的使用和读数
一、实验原理
1．认识多用电表
多用电表可以用来测电流、电压和电阻，如图甲所示是一种多用电表的外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。
(1)表盘：共有三行刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的，其刻度是不均匀的，从右向左越来越密；中间的刻度线用于测直流电流、直流电压和交变电压，其刻度是均匀分布的；最下面一条刻度线左侧标有“2．5 V～”，是交流2．5 V专用，其刻度是不均匀的。
(2)选择开关：周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。
(3)插孔及调零旋钮
①一对正、负插孔通过表笔与待测元件相连，红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔。
②指针定位螺丝，即机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。
③欧姆调零旋钮，测电阻之前，用它可进行欧姆调零。
2．二极管的单向导电性
(1)二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图乙所示。
(2)二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当电流从正极流入时，它的电阻比较小；当电流从正极流出时，它的电阻比较大。
二、实验器材
多用电表、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。
三、实验步骤
1．观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。
2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。
3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。
4．测小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示连好电路，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。
(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。
5．测定值电阻的阻值
(1)根据定值电阻的阻值标定值，选择欧姆挡合适的挡位倍率。
(2)短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度处，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处。
(3)将两表笔分别接触待测电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。
6．用欧姆挡判断二极管的正、负极
将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。
7．测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
四、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。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2．测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0．1、0．01、0．001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0．2、0．02、0．002等，或5、0．5、0．05、0．005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可，并按二分之一或五分之一估读，即把最小刻度分成二等份或五等份，观察判断指针靠近哪一个等分线，进而估读到该等分线对应的数值。
五、误差分析
1．偶然误差
(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。
(2)由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当倍率挡位，使指针指在中值附近。
(3)读数时的观察易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。
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、电压值均小于真实值。
六、注意事项
1．使用前要机械调零。
2．两表笔在使用时，电流总是“红进”“黑出”。
3．选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流还是电阻，还要分清是交流还是直流。
4．电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。
5．刻度线有三行：上为电阻专用，中间为直流电流、直流电压、交流电压共用，下为交流电压2．5 V专用。
6．测电阻时
(1)待测电阻与电路、电源一定要断开。
(2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。
(3)指针指中值附近较准，不能指在中值附近时需换挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从中等倍率开始试测，指针偏角太小，换大倍率挡；指针偏角太大，换小倍率挡。
(4)每换一次挡位必须重新欧姆调零。
(5)读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。
7．使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。
例3　(1)用如图甲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、T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞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旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”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
(2)如图乙所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________ Ω；若测的是直流电流，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为________ mA；若测的是直流电压，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________ V。
考点三　利用多用电表探测黑箱内元件、检测电路故障
1．测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡。
2．多用电表对电路故障的检测
(1)若电路中只有断路故障，且只有一处，断路故障的检测方法
①用直流电压挡
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源通路，若电压表示数为零，说明电源断路。
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断路。
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。
③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(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。
(2)若电路中只有短路故障，且只有一处，短路故障的检测方法
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未被短路或未完全被短路。然后将电压表逐一接到各元件两端，根据电压表示数是否为零，判断各元件是否被短路。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；
第二步：用电阻“×100”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图甲所示。
(1)第一步测量结果表明盒内________________。
(2)图乙给出了图甲(1)和图甲(2)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是________ Ω，图丙给出了图甲(3)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是________ Ω。
(3)请在图丁的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
例5　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挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)。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．df段断路
表1
测试点 电压示数
a、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
e、f
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________。
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
课时作业
1．在练习使用多用电表的实验中。
(1)某同学连接的电路如图所示：
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测的是通过________的电流；(填元件代号，下同)
②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测的是________的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测的是________两端的电压。
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是________。
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2500 Ω
D．更换待测电阻后，必须重新进行欧姆调零
2．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；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。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，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2．5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)
3．(2025·湖南省永州市高三上10月监测)“黑匣子”一部分电路装在一个小盒子里，盒子内部由两个定值电阻连接而成，并且跟盒外的三根引出线相连接，如图1所示。将多用电表的选择开关旋转置于欧姆挡“×10”挡，测量a、b间电阻时，指针位于如图2所示甲位置，则Rab＝________ Ω；测量a、c间电阻时，指针位于图中乙位置，则Rac＝________ Ω；测量b、c间电阻时，指针位于图中丙位置，则Rbc＝________ Ω。请在图1中画出小盒子内部的电路结构，并标明每个电阻的阻值。
4．利用如图1所示装置进行实验，闭合开关后发现小灯泡不发光，经检查接线均良好，现使用多用电表进一步检测电路故障。
(1)使用多用电表的欧姆挡“×1挡”检测小灯泡是否发生故障。操作时，将电路断开，多用电表两表笔与小灯泡两端接触。若指针如图2中a所示，可判断小灯泡发生________(填“短路”或“断路”)故障；若指针如图2中b所示，可判断小灯泡是完好的，电阻读数为________ Ω。
(2)使用多用电表的“2．5 V直流电压挡”检测电路故障。保持开关闭合，下列检测结果说明开关可能出现断路故障的是________。
A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，电压表读数接近1．5 V
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，电压表读数接近1．5 V
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，电压表读数接近1．5 V
5．(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50 mA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。
6．某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表，其电路图如图甲所示。其中电池的电动势E＝1．5 V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60 μA，内阻Rg＝2 kΩ，表头的表盘如图乙所示。
(1)①开关S1拨至“×1 k”挡，将滑动变阻器R0滑片调到最上端。
②将红、黑表笔短接，此时表头的读数如图乙所示，该读数为________ μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为________ kΩ(结果保留两位有效数字)。
③调节滑动变阻器R0的滑片位置，使电流表指针满偏。
④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20 μA处，则该被测电阻的阻值为________ kΩ(结果保留两位有效数字)。
⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对应的电阻值刻度，即做成一个欧姆表。
(2)图甲中R3的阻值为________ kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1．44 V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________ kΩ；若测量结果的读数为25 Ω，则该被测电阻的真实阻值是________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
（答案及解析）
例1　某同学欲将内阻为98．5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99999．9 Ω)，干电池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________ Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω。
[答案]　(1)如图所示　900　R1　(2)45　5
(3)0　35000．0
[解析]　(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R1。
(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0．1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000．0 Ω。
例2　某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999．9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999．9 Ω)；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题：
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到个位)
[答案]　(1)图见解析　(2)100　2910
[解析]　
(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示。
(2)改装电流表需要并联一个电阻，要改装成量程为1 mA的电流表需要并联的电阻R1＝＝ Ω＝100 Ω；要改装成量程为3 V的电压表需要再串联电阻，串联电阻的阻值为R2＝＝ Ω＝2910 Ω。
例3　(1)用如图甲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、T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞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旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”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
(2)如图乙所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________ Ω；若测的是直流电流，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为________ mA；若测的是直流电压，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________ V。
[答案]　(1)①S　③T　0刻线　④ADC
(2)1700　47　23．4
[解析]　(1)使用前要进行机械调零，使指针指向左边电流的零刻度处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边电阻的零刻度处。由于测量时，指针从无穷大电阻值开始偏转，偏角过小，说明须增大倍率，使指针指向欧姆表中间刻度附近。
(2)若用“×100”挡测电阻，指针读数为17．0×100 Ω＝1700 Ω。
若用量程100 mA测直流电流，看中排刻度线，此时最小刻度是2 mA，要估读到最小刻度的同一位，并按二分之一估读，指针靠近46 mA和48 mA的“中间线”，所以读数为47 mA。
若用量程50 V测直流电压，看中排刻度线，此时最小刻度是1 V，要估读到最小刻度的下一位，读数为23．4 V。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；
第二步：用电阻“×100”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图甲所示。
(1)第一步测量结果表明盒内________________。
(2)图乙给出了图甲(1)和图甲(2)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是________ Ω，图丙给出了图甲(3)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是________ Ω。
(3)请在图丁的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
[答案]　(1)不存在电源　(2)1200　500
(3)图见解析
[解析]　(1)使用电压挡进行测量，目的是看盒子内部是否有电源，由于指针不发生偏转，因此盒子内部无电源。
(2)题图乙示数为12×100 Ω＝1200 Ω，题图丙示数为5×100 Ω＝500 Ω。
(3)使用欧姆挡进行测量时，注意黑表笔是和内部电源的正极相连的，观察题图甲中的(1)(2)可知：在测量b、c之间元件的电阻时，对两个接线柱进行正、反向测量，其阻值相同，说明b、c之间接有一个定值电阻；观察题图甲中的(3)(4)可知：在测量a、c之间元件的电阻时，黑表笔接c时电阻很小，接a时电阻很大，说明a、c之间有二极管，而且c应该接二极管的正极；观察题图甲中的(5)(6)可知：与观察题图甲中(3)(4)同理，a、b之间有二极管，
b接二极管正极；而且a、b之间正向阻值大于a、c之间正向阻值，则a、b之间为电阻与二极管串联。因此盒内元件及连接情况如图所示。
例5　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挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)。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．df段断路
表1
测试点 电压示数
a、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
e、f
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________。
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]　(1)a　D　(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。
由表1可知，a、b间，b、c间，d、f间均有示数，c、d间无示数，说明d、f之外路段无断路，且d、f间有电阻，而灯不亮，则d、f间有断路，C错误，D正确；至于灯A、灯B是否短路，则无法判断，A、B错误。
(2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。
课时作业
1．在练习使用多用电表的实验中。
(1)某同学连接的电路如图所示：
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测的是通过________的电流；(填元件代号，下同)
②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测的是________的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测的是________两端的电压。
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是________。
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2500 Ω
D．更换待测电阻后，必须重新进行欧姆调零
答案：(1)①R1　②R1和R2　③R2　(2)A
解析：(1)①多用电表调至直流电流挡，与滑动变阻器串联，测的是通过滑动变阻器R1的电流；②断开电路中的开关，多用电表调至欧姆挡，接在R1与R2串联电路的两端，测的是串联部分的总电阻；③多用电表调至电压挡，滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线，多用电表与电阻R2并联，测的是R2两端的电压。
(2)双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，测量值偏小，故A正确；测量时若发现指针向右偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，若向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新欧姆调零后再进行测量，故B错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于2500 Ω，大于2000 Ω，故C错误；更换待测电阻后，若不更换倍率，则不必重新进行欧姆调零，若更换倍率，则必须重新进行欧姆调零，故D错误。
2．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；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。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，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2．5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)
答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880
(4)1．47 mA　1．10 kΩ　2．95 V
解析：(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，C错误。
(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为IgRg＝0．12 V，则R4两端电压为0．88 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4电阻为880 Ω。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2．5 mA，读数为1．47 mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1．10 kΩ。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2．95 V。
3．(2025·湖南省永州市高三上10月监测)“黑匣子”一部分电路装在一个小盒子里，盒子内部由两个定值电阻连接而成，并且跟盒外的三根引出线相连接，如图1所示。将多用电表的选择开关旋转置于欧姆挡“×10”挡，测量a、b间电阻时，指针位于如图2所示甲位置，则Rab＝________ Ω；测量a、c间电阻时，指针位于图中乙位置，则Rac＝________ Ω；测量b、c间电阻时，指针位于图中丙位置，则Rbc＝________ Ω。请在图1中画出小盒子内部的电路结构，并标明每个电阻的阻值。
答案：300　200　100　图见解析
解析：选择开关置于欧姆挡的“×10”挡，由图2所示表盘可知，指针位于甲位置时，测量结果为Rab＝30×10 Ω＝300 Ω；指针位于乙位置时，测量结果为Rac＝20×10 Ω＝200 Ω；指针位于丙位置时，测量结果为Rbc＝10×10 Ω＝100 Ω。由Rab＝Rac＋Rbc可知，小盒子内部电路结构图如图所示。
4．利用如图1所示装置进行实验，闭合开关后发现小灯泡不发光，经检查接线均良好，现使用多用电表进一步检测电路故障。
(1)使用多用电表的欧姆挡“×1挡”检测小灯泡是否发生故障。操作时，将电路断开，多用电表两表笔与小灯泡两端接触。若指针如图2中a所示，可判断小灯泡发生________(填“短路”或“断路”)故障；若指针如图2中b所示，可判断小灯泡是完好的，电阻读数为________ Ω。
(2)使用多用电表的“2．5 V直流电压挡”检测电路故障。保持开关闭合，下列检测结果说明开关可能出现断路故障的是________。
A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，电压表读数接近1．5 V
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，电压表读数接近1．5 V
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，电压表读数接近1．5 V
答案：(1)短路　6　(2)B
解析：(1)多用电表指针如图2中a所示，代表所测小灯泡阻值为零，可判断小灯泡短路。多用电表指针如图2中b所示时，因所选欧姆挡倍率为“×1挡”，则电阻读数为R＝6×1 Ω＝6 Ω。
(2)红、黑表笔分别接触A、B，电压表接近1．5 V，说明干电池是好的，但无法据此判断开关出现断路故障，故A错误；红、黑表笔分别接触C、D，电压表读数接近1．5 V，如果开关没有断路，则电压表被短路，读数应为零，而此时却有读数，说明开关可能出现断路故障，故B正确；红、黑表笔分别接触E、F，电压表读数接近1．5 V，说明E点和电源正极之间是通路，则此时开关不可能断路，故C错误。
5．(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50 mA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)a　d　45．0
(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3 V，可知电压表应选取0～3 V量程，故Q接d。多用电表作为电流表，选用50 mA量程，分度值为1 mA，需要估读到0．1 mA，故电表的读数为45．0 mA。
(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2．0～2．5 V范围。
6．某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表，其电路图如图甲所示。其中电池的电动势E＝1．5 V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60 μA，内阻Rg＝2 kΩ，表头的表盘如图乙所示。
(1)①开关S1拨至“×1 k”挡，将滑动变阻器R0滑片调到最上端。
②将红、黑表笔短接，此时表头的读数如图乙所示，该读数为________ μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为________ kΩ(结果保留两位有效数字)。
③调节滑动变阻器R0的滑片位置，使电流表指针满偏。
④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20 μA处，则该被测电阻的阻值为________ kΩ(结果保留两位有效数字)。
⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对应的电阻值刻度，即做成一个欧姆表。
(2)图甲中R3的阻值为________ kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1．44 V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________ kΩ；若测量结果的读数为25 Ω，则该被测电阻的真实阻值是________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
答案：(1)②48　29　④50
(2)0．222　(3)48　24
解析：(1)②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为48 μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为R0＝－Rg＝ Ω－2000 Ω≈29 kΩ。
④当电流表指针满偏时：Ig＝；当电表指针指向20 μA处时：Ig＝，解得Rx＝50 kΩ。
(2)由以上计算可知，当电表指针指向20 μA处时，欧姆表内阻分得的电压为UG＝E＝0．5 V。当S1拨至“×1 k”挡位时，对应的待测电阻为50 kΩ，可知当S1拨至“×100”挡位时，对应的待测电阻为Rx′＝50×100 Ω＝5 kΩ，此时Rx′两端电压为U＝E－UG＝1 V，则电流为I′＝＝＝0．2 mA，此时通过R3的电流为I3＝I′－IG＝200 μA－20 μA＝180 μA，则R3＝＝ Ω≈0．222 kΩ。
(3)电池电动势为E＝1．5 V时，调零后，通过电源的电流IE＝；电池电动势为E′＝1．44 V时，调零后，通过电源的电流IE＝；当测量某电阻Rx时，通过电源的电流I＝＝；联立可得＝，当Rx测＝50 kΩ时，代入解得Rx真＝48 kΩ；当Rx测＝25 Ω时，代入解得Rx真＝24 Ω。
1(共73张PPT)
第九章　恒定电流
第7讲　实验：用多用电表
测量电学中的物理量
目录
1
2
3
考点一　多用电表的原理
考点二　多用电表的使用和读数
考点三 利用多用电表探测黑箱内元件、检测电路故障
课时作业
4
考点一　多用电表的原理
2．多用电表的原理
多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如图所示，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。如图中1、2为电流测量端，其中接1为大量程；5、6为电压测量端，其中接6为大量程；3、4为电阻测量端，其中接4为大倍率。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端。
例1　某同学欲将内阻为98．5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻
器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电
阻箱(0～99999．9 Ω)，干电池(E＝1．5 V，r＝1．5 Ω)，红、
黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑
动变阻器R接入电路的电阻应为______ Ω；滑动变阻器选_____(填“R1”或“R2”)。
答案：如图所示。
900
R1
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表
盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度
分别为______、_____。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指
向_____ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电
阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校
准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，
则电阻箱接入的阻值为___________Ω。
45
5
0
35000．0
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0．1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000．0 Ω。
例2　某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999．9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999．9 Ω)；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流
1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题：
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公
共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值R1＝_____ Ω；R2＝______ Ω。(保留到个位)
答案：如图所示。
100
2910
考点二　多用电表的使用和读数
一、实验原理
1．认识多用电表
多用电表可以用来测电流、电压和电阻，如图甲所示是一种多用电表的外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。
(1)表盘：共有三行刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的，其刻度是不均匀的，从右向左越来越密；中间的刻度线用于测直流电流、直流电压和交变电压，其刻度是均匀分布的；最下面一条刻度线左侧标有“2．5 V～”，是交流2．5 V专用，其刻度是不均匀的。
(2)选择开关：周围标有测量功能的区域和量程。
将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测
量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测
量电压或电阻。
(3)插孔及调零旋钮
①一对正、负插孔通过表笔与待测元件相连，
红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔。
②指针定位螺丝，即机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。
③欧姆调零旋钮，测电阻之前，用它可进行欧姆调零。
2．二极管的单向导电性
(1)二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，
它的符号如图乙所示。
(2)二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当电流从正极流入时，它的电阻比较小；当电流从正极流出时，它的电阻比较大。
二、实验器材
多用电表、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。
三、实验步骤
1．观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。
2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。
3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。
4．测小灯泡的电压和电流
(1)按如图甲所示连好电路，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。
(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。
5．测定值电阻的阻值
(1)根据定值电阻的阻值标定值，选择欧姆挡合适的挡位倍率。
(2)短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度处，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处。
(3)将两表笔分别接触待测电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。
6．用欧姆挡判断二极管的正、负极
将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。
7．测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
四、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。指针示数的读数一般读两位有效数字。
2．测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0．1、0．01、0．001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0．2、0．02、0．002等，或5、0．5、0．05、0．005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可，并按二分之一或五分之一估读，即把最小刻度分成二等份或五等份，观察判断指针靠近哪一个等分线，进而估读到该等分线对应的数值。
五、误差分析
1．偶然误差
(1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。
(2)由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当倍率挡位，使指针指在中值附近。
(3)读数时的观察易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。
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、电压值均小于真 实值。
六、注意事项
1．使用前要机械调零。
2．两表笔在使用时，电流总是“红进”“黑出”。
3．选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流还是电阻，还要分清是交流还是直流。
4．电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。
5．刻度线有三行：上为电阻专用，中间为直流电流、直流电压、交流电压共用，下为交流电压2．5 V专用。
6．测电阻时
(1)待测电阻与电路、电源一定要断开。
(2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。
(3)指针指中值附近较准，不能指在中值附近时需换挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从中等倍率开始试测，指针偏角太小，换大倍率挡；指针偏角太大，换小倍率挡。
(4)每换一次挡位必须重新欧姆调零。
(5)读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。
7．使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。
例3　(1)用如图甲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、T。请根据下列步骤完成电
阻测量：
①旋动部件____，使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件___，
使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”)。
S
T
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旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”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
ADC
(2)如图乙所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_______ Ω；若测的是直流电流，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为_____ mA；若测的是直流电压，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________ V。
1700
47
23．4
解析　(1)使用前要进行机械调零，使指针指向左边电流的零刻度处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边电阻的零刻度处。由于测量时，指针从无穷大电阻值开始偏转，偏角过小，说明须增大倍率，使指针指向欧姆表中间刻度附近。
(2)若用“×100”挡测电阻，指针读数为17．0×
100 Ω＝1700 Ω。
若用量程100 mA测直流电流，看中排刻度线，
此时最小刻度是2 mA，要估读到最小刻度的同一位，
并按二分之一估读，指针靠近46 mA和48 mA的“中
间线”，所以读数为47 mA。
若用量程50 V测直流电压，看中排刻度线，此时最小刻度是1 V，要估读到最小刻度的下一位，读数为23．4 V。
考点三　利用多用电表探测黑箱内元件、
检测电路故障
1．测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡。
2．多用电表对电路故障的检测
(1)若电路中只有断路故障，且只有一处，断路故障的检测方法
①用直流电压挡
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源通路，若电压表示数为零，说明电源断路。
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断路。
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。
③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(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。
(2)若电路中只有短路故障，且只有一处，短路故障的检测方法
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未被短路或未完全被短路。然后将电压表逐一接到各元件两端，根据电压表示数是否为零，判断各元件是否被短路。
例4　“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；
第二步：用电阻“×100”挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图甲所示。
(1)第一步测量结果表明盒内______________。
不存在电源
(2)图乙给出了图甲(1)和图甲(2)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是________ Ω，图丙给出了图甲(3)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是______ Ω。
1200
500
(3)请在图丁的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
答案：如图所示。
解析　(1)使用电压挡进行测量，目的是看盒子内部是否有电源，由于指针不发生偏转，因此盒子内部无电源。
(2)题图乙示数为12×100 Ω＝1200 Ω，题图丙示数为5×100 Ω＝500 Ω。
(3)使用欧姆挡进行测量时，注意黑表笔是和内部电源的正极
相连的，观察题图甲中的(1)(2)可知：在测量b、c之间元件的电阻
时，对两个接线柱进行正、反向测量，其阻值相同，说明b、c之
间接有一个定值电阻；观察题图甲中的(3)(4)可知：在测量a、c之
间元件的电阻时，黑表笔接c时电阻很小，接a时电阻很大，说明
a、c之间有二极管，而且c应该接二极管的正极；观察题图甲中的(5)(6)可知：与观察题图甲中(3)(4)同理，a、b之间有二极管，b接二极管正极；而且a、b之间正向阻值大于a、c之间正向阻值，则a、b之间为电阻与二极管串联。因此盒内元件及连接情况如图所示。
例5　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挡进行检查，选择开关置于
10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直
流电压时，红表笔应接触______(填“a”或“b”)。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．df段断路
a
表1 测试点 电压示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
D
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是_____。
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
BD
表2 测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
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。
由表1可知，a、b间，b、c间，d、f间均有示数，c、d间无示数，说明d、f之外路段无断路，且d、f间有电阻，而灯不亮，则d、f间有断路，C错误，D正确；至于灯A、灯B是否短路，则无法判断，A、B错误。
表1 测试点 电压示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
(2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。
表2 测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
课时作业
1．在练习使用多用电表的实验中。
(1)某同学连接的电路如图所示：
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测的是通过______的电流；(填元件代号，下同)
②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测的是_________的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测的是_____两端的电压。
R1
R1和R2
R2
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是______。
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2500 Ω
D．更换待测电阻后，必须重新进行欧姆调零
A
解析：(1)①多用电表调至直流电流挡，与滑动变阻器串联，测的是通过滑动变阻器R1的电流；②断开电路中的开关，多用电表调至欧姆挡，接在R1与R2串联电路的两端，测的是串联部分的总电阻；③多用电表调至电压挡，滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线，多用电表与电阻R2并联，测的是R2两端的电压。
(2)双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，测量值偏小，故A正确；测量时若发现指针向右偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，若向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新欧姆调零后再进行测量，故B错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于2500 Ω，大于2000 Ω，故C错误；更换待测电阻后，若不更换倍率，则不必重新进行欧姆调零，若更换倍率，则必须重新进行欧姆调零，故D错误。
2．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 的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。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，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA
挡和2．5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(1)图a中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相
连接。
黑
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使
电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指
在表盘右端电流最大位置
B
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为___________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为__________；若此时B端是
与“5”连接的，则读数为__________。(结果均保留三
位有效数字)
160
880
1．47 mA
1．10 kΩ
2．95 V
解析：(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在
表盘左端电流“0”位置，A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔
短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B正确；
使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，C错误。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2．5 mA，读数为1．47 mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1．10 kΩ。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2．95 V。
3．(2025·湖南省永州市高三上10月监测)“黑匣子”一部分电路装在一个小盒子里，盒子内部由两个定值电阻连接而成，并且跟盒外的三根引出线相连接，如图1所示。将多用电表的选择开关旋转置于欧姆挡“×10”挡，测量a、b间电阻时，指针位于如图2所示甲位置，则Rab＝_____ Ω；测量a、c间电阻时，指针位于图中乙位置，则Rac＝_____ Ω；测量b、c间电阻时，指针位于图中丙位置，则Rbc＝_____ Ω。请在图1中画出小盒子内部的电路结构，并标明每个电阻的阻值。
300
200
100
答案：如图所示。
解析：选择开关置于欧姆挡的“×10”挡，由图2所示表盘可知，指针位于甲位置时，测量结果为Rab＝30×10 Ω＝300 Ω；指针位于乙位置时，测量结果为Rac＝20×10 Ω＝200 Ω；指针位于丙位置时，测量结果为Rbc＝10×10 Ω＝100 Ω。由Rab＝Rac＋Rbc可知，小盒子内部电路结构图如图所示。
4．利用如图1所示装置进行实验，闭合开关后发现小灯泡不发光，经检查接线均良好，现使用多用电表进一步检测电路故障。
(1)使用多用电表的欧姆挡“×1挡”检测小灯泡是否发生故障。操作时，将电路断开，多用电表两表笔与小灯泡两端接触。若指针如图2中a所示，可判断小灯泡发生_______(填“短路”或“断路”)故障；若指针如图2中b所示，可判断小灯泡是完好的，电阻读数为_____ Ω。
短路
6
(2)使用多用电表的“2．5 V直流电压挡”检测电路故障。保持开关闭合，下列检测结果说明开关可能出现断路故障的是________。
A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，电压表读数接近1．5 V
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，电压表读数接近1．5 V
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，电压表读数接近1．5 V
B
解析：(1)多用电表指针如图2中a所示，代表所测小
灯泡阻值为零，可判断小灯泡短路。多用电表指针如图2
中b所示时，因所选欧姆挡倍率为“×1挡”，则电阻读数为
R＝6×1 Ω＝6 Ω。
(2)红、黑表笔分别接触A、B，电压表接近1．5 V，
说明干电池是好的，但无法据此判断开关出现断路故障，故A错误；红、黑表笔分别接触C、D，电压表读数接近1．5 V，如果开关没有断路，则电压表被短路，读数应为零，而此时却有读数，说明开关可能出现断路故障，故B正确；红、黑表笔分别接触E、F，电压表读数接近1．5 V，说明E点和电源正极之间是通路，则此时开关不可能断路，故C错误。
5．(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”)。
×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50 mA挡测量，指针如图B所示，则电流I＝________ mA。
a
d
45．0
(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。
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3 V，可知电压表应选取0～3 V量程，故Q接d。多用电表作为电流表，选用50 mA量程，分度值为1 mA，需要估读到0．1 mA，故电表的读数为45．0 mA。
(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2．0～2．5 V 范围。
6．某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表，其电路图如图甲所示。其中电池的电动势E＝1．5 V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60 μA，内阻Rg＝2 kΩ，表头的表盘如图乙所示。
(1)①开关S1拨至“×1 k”挡，将滑动变
阻器R0滑片调到最上端。
②将红、黑表笔短接，此时表头的读
数如图乙所示，该读数为_____ μA。
由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为_____ kΩ(结果保留两位有效数字)。
48
29
③调节滑动变阻器R0的滑片位置，使电流表指针满偏。
④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20 μA处，则该被测电阻的阻值为_____ kΩ(结果保留两位有效数字)。
⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对应的电阻值刻度，即做成一个欧姆表。
50
(2)图甲中R3的阻值为________ kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1．44 V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 kΩ，则该被测电阻的真实阻值是_____ kΩ；若测量结果的读数为25 Ω，则该被测电阻的真实阻值是_____ Ω。(结果均保留两位有效数字)
0．222
48
24
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
R

展开更多......

收起↑