第44講 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量(講義)（原卷版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第44講重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量目錄01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航TOC\o"1-3"\h\u02、知識(shí)導(dǎo)圖，思維引航 103、考點(diǎn)突破，考法探究 2知識(shí)點(diǎn)1．認(rèn)識(shí)多用電表 2知識(shí)點(diǎn)2．用多用電表測(cè)量小燈泡的電壓和電流 3知識(shí)點(diǎn)3．用多用電表測(cè)定值電阻的阻值 3知識(shí)點(diǎn)4．用多用電表測(cè)二極管的正、反向電阻 4知識(shí)點(diǎn)5.用多用電表探測(cè)電路故障 4知識(shí)點(diǎn)6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 5考向1.多用電表的原理與讀數(shù) 5考向2.歐姆表的原理及構(gòu)造 6考向3.使用多用電表判斷二極管的正、負(fù)極 7考向4.用多用電表探測(cè)電路故障 8考向5.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 904、真題練習(xí)，命題洞見 10考情分析2024·浙江·高考物理第12題2024·河南·高考物理第12題2022·湖南·高考物理第12題2021·福建·高考物理第12題2021·北京·高考物理第12題復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.了解多用電表的構(gòu)造和工作原理。目標(biāo)2.會(huì)用多用電表測(cè)量電壓、電流。目標(biāo)3.測(cè)量定值電阻和判斷二極管的正負(fù)極。目標(biāo)4.會(huì)用多用電表進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路故障分析。知識(shí)點(diǎn)1．認(rèn)識(shí)多用電表(1)多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等物理量，并且每一種測(cè)量項(xiàng)目都有幾個(gè)量程。(2)外形如圖所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程。(3)多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔)。(4)原理圖：知識(shí)點(diǎn)2．用多用電表測(cè)量小燈泡的電壓和電流按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于__________擋，測(cè)小燈泡兩端的電壓。紅表筆接電勢(shì)__________(選填“高”或“低”)的點(diǎn)。按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于__________擋，測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流。此時(shí)電流從__________表筆流入多用電表。知識(shí)點(diǎn)3．用多用電表測(cè)定值電阻的阻值(1)原理電路圖I與Rx的對(duì)應(yīng)關(guān)系相當(dāng)于待測(cè)電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R使I＝Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R)，此時(shí)指針指在滿偏電流Ig處(歐姆表內(nèi)阻RΩ＝Rg＋r＋R)相當(dāng)于待測(cè)電阻Rx＝∞，此時(shí)I＝0，指針不偏轉(zhuǎn)待測(cè)電阻為Rx，I＝eq\f(E,RΩ＋Rx)，指針指到某確定位置，此時(shí)Rx＝eq\f(E,I)－RΩ刻度特點(diǎn)表頭電流滿偏I(xiàn)g處，對(duì)應(yīng)歐姆表零刻度(最右側(cè))表頭電流I＝0處，對(duì)應(yīng)歐姆表∞刻度(最左側(cè))表頭電流I與電阻Rx一一對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，表盤刻度不均勻兩點(diǎn)說(shuō)明(1)黑表筆與電源的正極連接，紅表筆與電源的負(fù)極連接，電流方向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”。(2)當(dāng)多用電表指針指在中央時(shí)eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,RΩ＋R中)，故中值電阻R中＝RΩ。(2)測(cè)量步驟①估測(cè)待測(cè)電阻阻值，選擇合適的量程。②歐姆調(diào)零。③將被測(cè)電阻接在紅、黑表筆之間。④讀數(shù)：指針示數(shù)乘以倍率。⑤使用完畢：選擇開關(guān)置于__________擋，長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池。(3)注意事項(xiàng)①區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”。機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度__________側(cè)的“0”位置，機(jī)械調(diào)零調(diào)節(jié)的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，歐姆調(diào)零調(diào)節(jié)的是歐姆調(diào)零旋鈕。②使指針指在中值附近，否則換擋。③測(cè)電阻時(shí)每換一次擋必須重新__________。④手不能接觸表筆的金屬桿。⑤測(cè)量電阻時(shí)待測(cè)電阻要與其他元件和__________斷開。知識(shí)點(diǎn)4．用多用電表測(cè)二極管的正、反向電阻(1)認(rèn)識(shí)二極管：晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成，它的符號(hào)如圖所示，左端為正極，右端為負(fù)極。特點(diǎn)：當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)電阻__________，當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)電阻__________。(2)用歐姆擋判斷二極管的正負(fù)極將多用電表歐姆調(diào)零之后，若多用電表指針偏角很大，則黑表筆接觸二極管的__________極，紅表筆接觸二極管的負(fù)極(如圖甲)；若多用電表指針偏角很小，則黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的__________極(如圖乙)。知識(shí)點(diǎn)5.用多用電表探測(cè)電路故障1.斷路故障的檢測(cè)方法(1)用直流電壓擋將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說(shuō)明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源損壞。(2)用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說(shuō)明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)用歐姆擋檢測(cè)將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值說(shuō)明元件完好，若電阻無(wú)窮大說(shuō)明此元件斷路。2.短路故障的檢測(cè)方法(1)將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。知識(shí)點(diǎn)6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時(shí)均無(wú)示數(shù)，說(shuō)明無(wú)電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小，反接時(shí)示數(shù)很大考向1.多用電表的原理與讀數(shù)1.某同學(xué)利用一個(gè)多用電表(表盤如圖5乙所示)測(cè)量一個(gè)內(nèi)阻Rg約100Ω、滿偏電流Ig＝100mA的電流表的內(nèi)阻，主要步驟如下：(1)歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率________(填“×1”“×10”或“×100”)擋，先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，將多用電表中“黑表筆”接到電流表________(填“A”或“B”)接線柱上，“紅表筆”接另一個(gè)接線柱。圖5(2)多用電表表盤中的指針和電流表表盤指針?biāo)肝恢萌鐖D乙、丙所示，該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為________Ω，這時(shí)電流表的讀數(shù)為________mA。(3)測(cè)量結(jié)束后，將選擇開關(guān)撥到OFF擋。(4)通過(guò)進(jìn)一步分析還可得到多用電表內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)為________V?？枷?.歐姆表的原理及構(gòu)造2.某物理愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè)三擋位(“×1”“×10”“×100”)的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，K為單刀三擲開關(guān)，R為調(diào)零電阻，R1、R2、R3為定值電阻，表頭G的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，干電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。用此歐姆表測(cè)量某待測(cè)電阻的阻值，回答下列問(wèn)題：(1)歐姆表的兩只表筆中，________(選填“a”或“b”)是紅表筆。(2)當(dāng)歐姆表的擋位為“×100”時(shí)，應(yīng)將單刀三擲開關(guān)K與________(選填“1”“2”或“3”)接通。(3)若從“×10”擋位換成“×1”擋位，再進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，調(diào)零電阻R的滑片應(yīng)該________(選填“向上”或“向下”)調(diào)節(jié)。(4)在“×100”擋位進(jìn)行歐姆調(diào)零后，在ab兩表筆間接入阻值為6000Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,4)；取走R1，在ab兩表筆間接入待測(cè)電阻Rx，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)，則Rx＝________Ω?？枷?.使用多用電表判斷二極管的正、負(fù)極3.某同學(xué)通過(guò)用多用電表測(cè)量找到發(fā)光二極管的負(fù)極。(1)該同學(xué)做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的“×1”擋，經(jīng)過(guò)________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長(zhǎng)管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光。這說(shuō)明二極管的負(fù)極是________(選填“長(zhǎng)管腳”或“短管腳”)所連接的一極。(2)該同學(xué)依次用多用電表電阻擋的“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋、“×1k”擋分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測(cè)量(多用電表內(nèi)部電源電動(dòng)勢(shì)不變)，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來(lái)越________(選填“大”或“小”)，請(qǐng)幫助他分析一下具體的原因：______________________________________________。考向4.用多用電表探測(cè)電路故障4.在如圖所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8V0.3A”。合上開關(guān)S后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，A、B燈都不亮。(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障：①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號(hào)表示)。A.2.5V B.10VC.50V D.250V②測(cè)得c、d間電壓約為5.8V，e、f間電壓為0，則故障是________。A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開C.d、e間連線斷開 D.B燈短路(2)接著用歐姆表的“×1”擋測(cè)電阻，歐姆表經(jīng)過(guò)“歐姆調(diào)零”，①測(cè)試前，一定要將電路中的開關(guān)S______。②測(cè)c、d間和e、f間電阻時(shí)，某次測(cè)量結(jié)果如圖8所示，讀數(shù)為________Ω，此時(shí)測(cè)量的是________間的電阻，根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為________Ω，它不等于測(cè)量值，原因是__________________________________________________________________________________________________________。考向5.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件5.如圖9所示，電學(xué)實(shí)驗(yàn)室的“黑盒子”表面有A、B、C三個(gè)接線柱，盒內(nèi)總共有兩個(gè)電學(xué)元件(一只定值電阻和一只半導(dǎo)體二極管)，每?jī)蓚€(gè)接線柱之間最多連接一個(gè)元件。為了探明盒內(nèi)元件的連接方式，小華同學(xué)用多用電表進(jìn)行了如下探測(cè)：用多用電表歐姆擋進(jìn)行測(cè)量，把紅、黑表筆分別與接線柱A、B、C連接，測(cè)量結(jié)果如表：紅表筆ACCBAB黑表筆CABCBA阻值有阻值阻值同AC測(cè)量值很大很小很大接近AC間電阻(Ⅰ)在圖10虛線框中畫出黑箱內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)圖。(Ⅱ)小華為了精確測(cè)量黑箱內(nèi)二極管的正向電阻值和定值電阻阻值，又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)如圖11所示，將電源(電動(dòng)勢(shì)未知，內(nèi)阻不計(jì))、電阻箱、開關(guān)連接，將e與________(選填“A”或“B”)相連，f與________(選填“A”或“B”)相連，A、B之間再接入一個(gè)電壓表，閉合開關(guān)，改變電阻箱R的阻值大小，讀出多組對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)，記錄為U1。(2)將e、f按照正確方式與A、C相連，閉合開關(guān)，改變電阻箱R的阻值大小，讀出對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)，記錄為U2。(3)分別作出eq\f(1,U1)－R和eq\f(1,U2)－R圖像，發(fā)現(xiàn)兩圖線均為直線，若直線縱截距分別為a1、a2，斜率分別為k1、k2，則電源電動(dòng)勢(shì)為________，黑箱內(nèi)定值電阻阻值為________，二極管正向電阻值為________。1．（2024·浙江·高考真題）在測(cè)繪發(fā)光二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，(1)用多用電表歐姆擋判斷發(fā)光二極管的正負(fù)極選用擋時(shí)，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發(fā)現(xiàn)電表指針均不偏轉(zhuǎn)。選用擋（選填””或“”）重新測(cè)試，指針仍不偏轉(zhuǎn)，更換二極管極性后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)，此時(shí)與多用電表紅色表筆相連的是二極管（選填“正極”或“負(fù)極”）。

(2)圖（A）是已完成部分連線的實(shí)物圖，為實(shí)現(xiàn)電壓可從零開始調(diào)節(jié)，并完成實(shí)驗(yàn)，P應(yīng)連接接線柱（選填“a"“b”“c”或“d”），Q應(yīng)連接接線柱（選填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次選用多用電表量程為50mA擋測(cè)量，指針如圖（B）所示，則電流I=mA(3)根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)，繪出伏安特性曲線如圖（C）所示，說(shuō)明該二極管是元件（選填“線性”或“非線性”，正常發(fā)光時(shí)電壓在V范圍。2．（2024·新疆河南·高考真題）學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻?？蛇x用的器材有：多用電表，電源E（電動(dòng)勢(shì)5V），電壓表V1（量程5V，內(nèi)阻約3kΩ），定值電阻（阻值為800Ω），滑動(dòng)變阻器（最大阻值50Ω），滑動(dòng)變阻器（最大阻值5kΩ），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。完成下列填空：(1)利用多用電表粗測(cè)待測(cè)電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)（把下列實(shí)驗(yàn)步驟前的字母按正確操作順序排列）；A．將紅、黑表筆短接B．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆C．將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測(cè)電壓表的填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”）相連，歐姆表的指針位置如圖（a）中虛線Ⅰ所示。為了減少測(cè)量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋（填“×1”“×100”或“”）位置，重新調(diào)節(jié)后，測(cè)量得到指針位置如圖（a）中實(shí)線Ⅱ所示，則組測(cè)得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ（結(jié)果保留1位小數(shù)）；(2)為了提高測(cè)量精度，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖（b）所示的電路，其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（填“”或“”），閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于（填“a”或“b”）端；(3)閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片滑到某一位置時(shí)，電壓表，待測(cè)電壓表的示數(shù)分別為、，則待測(cè)電壓表內(nèi)阻（用、U和表示）；(4)測(cè)量得到，則待測(cè)電壓表內(nèi)阻（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。3．（2022·湖南·高考真題）小夢(mèng)同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位（“”“”）的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，為調(diào)零電阻（最大阻值為），、、為定值電阻（），電流計(jì)G的內(nèi)阻為。用此歐姆表測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值，回答下列問(wèn)題：（1）短接①②，將單刀雙擲開關(guān)與接通，電流計(jì)G示數(shù)為；保持電阻滑片位置不變，將單刀雙擲開關(guān)與接通，電流計(jì)G示數(shù)變?yōu)?，則（填“大于”或“小于”）；（2）將單刀雙擲開關(guān)與接通，此時(shí)歐姆表的擋位為（填“”或“”）；（3）若從“”擋位換成“”擋位，調(diào)整歐姆零點(diǎn)（歐姆零點(diǎn)在電流計(jì)G滿偏刻度處）時(shí)，調(diào)零電阻的滑片應(yīng)該調(diào)節(jié)（填“向上”或“向下”）；（4）在“”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，在①②間接入阻值為的定值電阻，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的；取走，在①②間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則。4．（2021·福建·高考真題）某實(shí)驗(yàn)小組使用多用電表和螺旋測(cè)微器測(cè)量一長(zhǎng)度為電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為，材料未知。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖（a）所示。該電阻絲的直徑為。（2）對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。（3）將多用電表的選擇開關(guān)旋至倍率的電阻擋（填“”“”“”或“”）。（4）將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線