文档内容
实验十一 用多用电表测量电学中的物理量
目标要求 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.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．
实验技能储备
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，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．
多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(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(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔
插入“－”插孔)．
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直流电压挡，测小灯泡两端的电
压．红表笔接电势高(填“高”或“低”)的点．
按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．此
时电流从红色表笔流入电表．
3．用多用电表测定值电阻的阻值
(1)原理电路图
相当于待测电阻R＝
x
I与R 的 0，调节R使I＝I 相当于待测电阻R x ＝ 待测电阻为R x ，I
x g
∞，此时I＝0，指针 ＝，指针指到某确定
对应关系 ＝，即表头满偏(R
Ω
不偏转 位置
＝R＋r＋R)
g
表头电流I与电阻R
表头电流满偏I 处， 表头电流I＝0处，对 x
g
刻度 一一对应，但不是线
对应欧姆表零刻度 应欧姆表∞刻度(左
特点 性关系，表盘刻度不
(右侧) 侧)
均匀
(2)注意：①黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑
出”．
②当多用电表指针指在中央时＝，知中值电阻R ＝R .
中 Ω
(3)测量步骤
①估测待测电阻阻值．
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 “ OFF ” 挡 或交流电压最高挡，长期不用应取出电池．
(4)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左侧的“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右侧的“0”位置，欧姆调零对
应的是欧姆调零旋钮．
②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欧姆调零．
④手不能接触表笔的金属杆．
⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开．
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很小，当给二极管加反向电压时电阻很大．(2)用欧姆挡判断二极管的正负极
将多用电表欧姆挡调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的正极，红表
笔接触二极管的负极(如图甲)；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的负极，红
表笔接触二极管的正极(如图乙)．
5．探索黑箱内的电学元件
判断目的 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 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大
考点一 教材原型实验
考向1 多用电表原理及读数
例1 (2017·全国卷Ⅲ·23)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；
R 、R 、R 、R 和R 是固定电阻，R 是可变电阻；表头 的满偏电流为250 μA，内阻为
1 2 3 4 5 6
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R 的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．
6A．在使用多用电表之前，调整R 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
6
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
6
C．使用电流挡时，调整R 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
6
(3)根据题给条件可得R＋R＝________Ω，R＝________Ω.
1 2 4
(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”相连的，则多用电表
读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与
“5”相连的，则读数为____________．(结果均保留3位有效数字)
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA
1．10 kΩ 2.94 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，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，
选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R 使电表指针指在表盘右端电阻“0”
6
位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R 不在闭合电路中，调节无效，选项C错误．
6
(3)根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R 、R 组成的串联电路并联，此时为
1 2
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R＋R＝160 Ω.
1 2
当B端与“4”连接时，表头与R 、R 组成的串联电路并联后再与R 串联，此时为量程1 V
1 2 4
的电压挡，表头与R 、R 组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由
1 2
串联电路中电压与电阻成正比知：R 两端电压为0.88 V，则R 电阻为880 Ω.
4 4
(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，量程为 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2.94 V.
考向2 欧姆表的使用
例2 小明同学练习使用多用电表测电阻：(1)如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动________，使指针对准电流的“0”刻线．(填“S”或“T”)
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置．
③将红、黑表笔短接，旋动________(填“S”或“T”)，使指针对准电阻的________刻线
(填“0”或“∞”)．
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大．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“×100”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×1”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，对电表欧姆调零
(2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为________ Ω.
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5 V，内阻较小)，测得该电阻读数为R；然后更换
另外品牌的新电池(电动势为1.5 V，内阻较大)，欧姆表调零后测得该电阻读数为R′，两次
测量值R与R′相比，正确的是________．
A．R′＝R B．R′>R
C．R′＜R D．无法确定
答案 (1)①S ③T 0 ④BDC (2)19 (3)A
解析 (1)①S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件S，使指针指在“0”刻度线；
③欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”；
④欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K
置于电阻挡“×1”的位置，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC；
(2)由题图乙可知，被测电阻为19 Ω；
(3)由欧姆表的结构可知，电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，两
次的测量值是相等的，B、C、D错误，A正确．考向3 使用多用电表测量二极管
例3 钱华同学的爸爸是电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量．钱华
在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到
发光二极管的负极．
(1)钱华同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“×1”
挡，经过________之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚
上，发现二极管发出了耀眼的白光；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光．
这说明二极管的负极是______(选填“长管脚”或“短管脚”)所连接的一极．
(2)钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了，他琢磨了一下，然后又依次用电阻挡的
“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡、“×1k”挡分别进行了二极管导通状态的准确的测
量，他发现二极管发光的亮度越来越________(选填“大”或“小”)，请帮助他分析一下具
体 的 原 因 ：
________________________________________________________________________.
答案 (1)欧姆调零 短管脚 (2)小 原因见解析
解析 (1)在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；二极管发光时处于正向导通状
态，因为黑表笔所接的长管脚为二极管的正极，故短管脚为负极．
(2)从“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡到“×1k”挡，多用电表的内阻越来越大，根
据闭合电路欧姆定律I＝可知，通过二极管的电流越来越小，根据P＝I2R可知二极管的亮度
越来越小．
考点二 用多用电表判断电路故障
例4 在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡 A、B的规格均为“3.8 V 0.3
A”．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；(用字母序号表示)
A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，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灯短路
(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“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)①B ②A (2)①断开 ②6 e、f
12．7 温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常
温下灯丝的电阻)
解析 (1)①因为电源的电动势大约为6 V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择
开关应选择10 V的量程，故B正确；②测得c、d间电压约为5.8 V，接近电源电动势，e、f
间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确．
(2)①用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连．②欧姆表的读数为
6×1 Ω＝6 Ω，因为c、d间断路，知测量的是e、f间的电阻．根据R＝得，小灯泡正常发光
时的电阻为R＝ Ω≈12.7 Ω.它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电
阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻)．
考点三 探索创新实验
例5 (2019·全国卷Ⅲ·23)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R(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器
0 1
R(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导
2
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“R”或“R”)．
1 2
(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 R
1(2)45 5 (3)0 35 000.0
解析 (1)由题知当两表笔间接入15 kΩ的电阻时，电流表示数为50 μA，由闭合电路欧姆定
律有＝，代入数据解得R＝900 Ω，所以滑动变阻器选择R.
1
(2)欧姆表的内阻R′＝R ＋r＋R ＋R＝15 kΩ，当电流为25 μA时，有＝，可得R′＝45
g g 0 x
kΩ；当电流为75 μA时，有＝，可得R″＝5 kΩ.
x
(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向 0 kΩ处．题图中电阻箱读数为
35 000.0 Ω.
课时精练
1．如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1
Ω，灵敏电流计满偏电流I ＝10 mA，内阻r＝90 Ω，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻
g g
度为“15”．
(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示．将多用电表的
红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为________ Ω.某电阻接入红、
黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为________ Ω.
(2)若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计________(选填“串联”或“并联”)一阻值为________ Ω的电阻，再进行欧姆调零．
(3)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正
确的是________(填选项前的字母)．
A．欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端
B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行
欧姆调零
D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略
大于175 Ω
答案 (1)150 70 (2)并联 10 (3)AC
解析 (1)设欧姆表总内阻为R，短接时有
E＝IR
g
代入数据计算得
R＝150 Ω
当半偏时有
E＝I(R＋R )
g 中
所以R＝R ，所以选择的是“×10”挡位，根据题图丙可知该电阻的阻值为70 Ω.
中
(2)开关旋至“×1”，此时内阻R′＝R ′＝15 Ω，
中
短接时电流I ＝＝100 mA
m
所以给灵敏电流计并联一个分流电阻R.
0
根据欧姆定律
R＝＝10 Ω
0
(3)二极管具有单向导电性，由于表笔A与欧姆表内部电源正极相连，故需要表笔A、B应分
别接二极管的C、D端，故A正确；实验测量时，手不能触碰金属杆，否则会将自身电阻并
联进电路，测量值偏小，故B错误；若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，说
明电阻对该挡位来说太小，所以应该换小挡位，即“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零，
故C正确；欧姆表表盘刻度不均匀，“左密右疏”且越往左阻值越大，所以测量值应小于
175 Ω，故D错误．
2．某同学利用一节干电池(电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω)、表头(满偏电流I ＝1 mA，内阻
g
r ＝1 450 Ω)、两个定值电阻、一个滑动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、一对红黑表笔
g
制作一只双量程的简易欧姆表，设计的电路图如图甲、乙所示．(1)红表笔是________(填“A”或“B”)；
(2)如图甲所示，先将表笔A、B短接，调节电阻R使表头满偏，则电阻R＝________；
(3)保持R不变，按如图乙所示，将定值电阻R 、R 和单刀双掷开关接入电路，将表笔A、B
1 2
短接，开关分别接1、2使表头指针半偏时，对应的中值电阻分别为150 Ω和300 Ω，则开关
接1时的倍率________(填“大于”“等于”或“小于”)接2时的倍率，定值电阻的阻值R
1
＝________、R＝________.(以上两空结果保留两位小数)
2
答案 (1)A (2)49 Ω (3)小于 106.47 Ω
195．61 Ω
解析 (1)欧姆表的电流“红进黑出”，故红表笔接内部电源的负极，故红表笔是A.
(2)由闭合电路欧姆定律可得
I＝
g
代入数据解得R＝49 Ω
(3)设开关接1时倍率为“×1”，则开关接2时，满足
300 Ω＝150 Ω×2
即倍率为“×2”，故开关接1时的倍率小于接2时的倍率．
中值电阻表示多用电表的内阻，开关接1时，表头先与R 串联再与R 并联，可得
2 1
＋r＋R＝150 Ω
开关接2时，R 与R 先串联再与表头并联，可得
1 2
＋r＋R＝300 Ω
联立解得R＝106.47 Ω，R＝195.61 Ω.
1 2
3．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器．
(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中 S为一个单刀多掷开关，
通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物
理量的不同功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是________．(选填选项前面的字母)A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
B当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示．
a．若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________ mA.
b．若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为________ Ω.
c．若所选挡位为电阻“×10”挡，则欧姆表表头内阻为________ Ω.
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值
约2 kΩ的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操
作顺序逐一写出步骤的序号：________.
A．将红表笔和黑表笔接触
B．把选择开关旋转到“×100”位置
C．把选择开关旋转到“×1k”位置
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流 I
和它的阻值R 关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是________．
x(5)图丙为上题(图乙表盘的)多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电
流I ＝100 μA，内阻R ＝100 Ω，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，则此时欧姆表为
g g
电阻________挡．
答案 (1)AC (2)22.0 190 150 (3)BAD (4)AC (5)×1k
解析 (1)当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔接内
部电源的正极，则接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，电阻与
表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B接的是黑表笔，选项A正确；
当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B接的是
黑表笔，选项D错误；
(2)a.若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为22.0 mA；
b．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为19×10 Ω＝190 Ω；
c．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为15×10 Ω＝150 Ω.
(3)用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻
值约2 kΩ的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD.
(4)根据闭合电路的欧姆定律可知I＝
则＝R＋，故A、C正确．
x
(5)由闭合电路的欧姆定律I＝，即100×10－6 A＝，
g
解得R ＝15 kΩ
内
则此时欧姆表为电阻“×1k”挡．4．(2022·浙江省高三模拟)多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用
电表示意图．
(1)通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用
多用电表测量不同物理量的功能．图中的E是电池的电动势，R 是电池内阻，R 是欧姆调
3 6
零电阻，A、B分别与黑、红表笔相接．R 、R 、R 、R 都是定值电阻，表头G的满偏电流
1 2 4 5
为20 mA，内阻为R.已知R ＋R ＝4R ，R ＝360 Ω，R ＝1 600 Ω.关于此多用电表，下列说
g 1 2 g 4 5
法正确的是________；
A．图中B是红表笔
B．当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1时的量程比接2时大
C．当S接触点3时，多用电表处于测量电阻的挡位，倍率越大，滑动变阻器接入电路的阻
值越大
D．当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接4比接5时量程大
(2)该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节R.进行欧姆调零后测量未
6
知电阻．得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中
电池的电动势E＝____ V(计算结果保留三位有效数字)．通过分析可知该小组使用多用电表
的________(填“×1”“×10”或“×1k”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻．
(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻．器材有：待测电源(电动势约为8 V), 定
值电阻R ＝8.0 Ω，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图丙所示，测得并记录多组数
0
据后，得到对应的－图，如图丁所示，则内阻r＝________ Ω(结果保留三位有效数字)．答案 (1)ABC (2)3.75 ×10 (3)1.00
解析 (2)“B”端与“3”相接时，
由IR＝(I－I)(R＋R)，
g g g 1 2
R＋R＝4R，可得I＝I，
1 2 g g
根据闭合电路欧姆定律I＝，
结合题图乙解得R ＝150 Ω，E＝3.75 V
内
通过分析可知欧姆表中值电阻为150 Ω，则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进
行测量未知电阻．
(3)根据题图丁和闭合电路欧姆定律可知
E＝U＋(R＋r)
0
整理可得
＝＋·
结合图像的截距和斜率可知
b＝＝0.12 V－1
k＝＝1.08 Ω·V－1
解得r＝1.00 Ω.
