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专题47 实验：练习使用多用电表
【基础回顾】
一、实验目的
1．掌握多用电表的使用方法。
2．会使用多用电表测电压、电流及电阻。
3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。
二、实验原理
1．电阻表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造
如图所示，电阻表由电流表G、电池、调零电阻R 和红、黑表笔组成。
(2)工作原理
闭合电路的欧姆定律I＝
。
(3)电阻表内阻
Rx＝0，调节R 使I＝Ig＝，此时指针指在满偏电流Ig处，电阻表内阻RΩ＝Rg＋r＋R＝。
(4)如何将电流表刻度标度成电阻表刻度
①一般方法：待测电阻为Rx，I＝，此时Rx＝－RΩ＝－。
②三个特殊位置
a．当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“ 0
”。(图甲)
b．当I＝0 时，Rx→∞，在I＝0 处标为“ ∞
”。(图乙)
c．当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于电阻表的内阻值，Rx叫 中值 电阻。
(5)系统误差分析：电阻表内电池用久了以后，电动势E 会减小，内阻会增大。由I＝＝
可知，随着E 减小，I 减小，故Rx的测量值偏大。
2．多用电表
(1)多用电表的外形
①外形如图丁所示：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。
②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( 红
表笔插入“＋”插孔，
黑 表笔插入“－”插孔)。
(2)多用电表测电流、电压和电阻的原理
原理图如图所示，当选择开关掷到1、2 时为电流表，掷到3、4 时为电阻表，掷到5、6
时为电压表。
(3)换挡原理：根据中值电阻=内阻= E
I g.不同倍率中值电阻之比就是倍率之比。
一方面：可以通过改变电源电动势E 的大小：量程之比等于两个电动势之比。
另一方面：电动势不变，只能改变I g，只能通过改表进行。给电流表并联上一个电阻，
使I g变大，但中值电阻却变小，倍率变小，所以并联的电阻越小的，倍率越小，不并联的倍
率是最大的。也就是说电流表的量程I g和倍率成反比。也可以说电表总内阻越小，倍率越小。
三、实验器材
多用电表、电学黑箱、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、小螺丝刀。
四、实验步骤
1．机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度 左 端的零位置。若不指零，则
可用小螺丝刀进行机械调零。
2．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。
3．测量小灯泡的电压和电流
(1)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。
(2)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。
4．用多用电表测电阻的步骤
(1)估测待测电阻阻值，选择合适的量程。
(2)欧姆调零：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的
指针达到满偏。
(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
档
或交流电压最高挡
长期不用应取出电池。
5．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)用多用电表测二极管的正、反向电阻
①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关选至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑
表笔接触二极管的 正 极，红表笔接触二极管的 负 极(如图甲)。
②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关选至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑
表笔接触二极管的 负 极，红表笔接触二极管的 正 极(如图乙)。
五、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。
题型一 实验
多用电表使用时的注意事项
1．表内电源正极接黑 表笔，负极接红 表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔
插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
2．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，调整的
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，调整的是欧姆调零
旋钮 。
3．电阻表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
4．使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用
手接触表笔的金属杆。
5．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能
损坏电表。
6．测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
7．使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡 或“
OFF”
挡
。长期不用，应把表内
电池取出。
【例题精讲】
1．某实验小组使用多用电表进行实验。使用前，该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处。
（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω 的电阻Rx。
①以下给出的是可能的操作步骤，其中S 为选择开关，P 为欧姆调零旋钮，把你认为正确的步骤选出
来，并将其按合理的顺序填写在横线上
CDBE
（填步骤前的字母）。
A.旋转S 使其尖端对准欧姆挡×1k 挡位
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
C.旋转S 使其尖端对准欧姆挡×100 挡位
D.将两表笔短接，调节P 使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
E.旋转S 使其尖端对准OFF 挡，并拔出两表笔
②根据图甲所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为
1900
Ω。
③下列关于使用多用电表欧姆挡测量电阻的说法中正确的是
BC
。（多选）
A.测阻值不同的电阻时必须重新进行欧姆调零
B.电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出
C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开
D.若指针偏转角过小，应将选择开关S 拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
（2）为了测量多用电表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻，该小组同学先从表盘上读出
多用电表“×1”挡的内电阻r＝15Ω，再将待测毫安表、电阻箱和“×1”挡的多用电表串联在一起，通
过调节电阻箱阻值，记录下多组毫安表、电阻箱的示数I 和R，并作出相应的R−1
I 关系图线，如图乙
所示。根据图像，可求得多用电表“×1”挡内部电源的电动势E＝
1.5
V，待测毫安表的内阻
RmA＝
15
Ω。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）①CDBE；②1900；③BC；（2）1.5；15。
【解答】解：（1）①表盘中央刻度为“15”，用多用电表的欧姆挡测量阻值约为2000Ω 的电阻Rx；
首先选择欧姆挡的倍率，旋转S 使其尖端对准欧姆挡×100 挡位，对应于C；其次进行欧姆调零，将两
表笔短接，调节P 使指针对准表盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔，对应于D；进行电阻测量，将两
表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔，对应于B；最后整理器材，旋转S
使其尖端对准OFF 挡，并拔出两表笔，对应于E，因此顺序为CDBE；
②欧姆挡的倍率为“100”，被测电阻的阻值约为1900Ω。
③A.若不换挡位，测阻值不同的电阻时不需要重新进行欧姆调零，故A 错误；
B.欧姆表内部电流从黑表笔流出，从红表笔流入多用电表，故B 正确；
C.测电路中的电阻时，应先把该电阻与电路断开，防止其他电阻的影响，故C 正确；
D.若欧姆表指针偏转角过小，说明所选欧姆挡的倍率小，应将选择开关S 拨至倍率较大的挡位，重新
调零后测量，故D 错误。
故选：BC。
（2）根据闭合电路欧姆定律E＝I（R+RmA+r）
变形得R = E⋅1
I −( RmA+r )
图像的斜率表示电动势k = E = 180−120
140−100 V =1.5V
当R＝120Ω 时，1
I =100 A
−1
代入数据解得RmA＝15Ω。
故答案为：（1）①CDBE；②1900；③BC；（2）1.5；15。
2．某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1 所示。
（1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节 机械调零 （填
“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。
（2）将选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻Rx的两端相接，若指针指在图
1 中的虚线位置，则选择开关应旋至
×100
（填“×1”或“×100”）倍率，然后欧姆调零，再测量
Rx，指针指在图1 中的实线位置，则Rx＝
1300
Ω。
（3）图2 所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，R1和R2为定值电阻，滑动变阻器为
调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K 接“1”时对
应的是
×10
（填“×1”或“×10”）倍率。
（4）若图2 中电源电动势E＝1.5V，表头满偏电流Ig＝1.0mA，内阻Rg＝90.0Ω，欧姆表的中值刻度是
15.0，则R2＝
9.0
Ω（结果保留2 位有效数字）。
【答案】（1）机械调零；（2）×100；1300；（3）×10；（4）9.0。
【解答】解：（1）使用多用电表前，若指针未对齐左端“0”刻度线，则需进行机械调零。
（2）多用电表欧姆挡“×10”倍率测电阻，欧姆表指针偏转角度小，说明待测电阻的阻值较大，应换
“×100”倍率；
待测电阻为Rx＝13×100Ω＝1300Ω
（3）开关K 接“1”时并联电阻为（R1+R2），电流表为小量程，开关接“2”时并联电阻为R1，电流
表为大量程，即I1＜I2
根据闭合电路欧姆定律R内= E
I 可知R 内1＞R 内2
开关K 接“1”时电流表量程小，欧姆挡为倍率较大的×10 倍率挡；
（4）根据闭合电路欧姆定律I = E
R内
可知“×1”倍率和“×10”倍率的电流为10 倍关系，即I2m＝10I1m
开关K 接“2”时为×1 倍率挡，此时欧姆表的内阻R 内＝15.0Ω
根据闭合电路欧姆定律I 2m= E
R内
= 1.5
15.0 A =0.1 A
开关K 接“2”时为×1 倍率挡，根据并联电路特点和欧姆定律IgRg＝（I1m﹣Ig）（R1+R2）
开关K 接“1”时为×10 倍率挡，根据并联电路特点和欧姆定律Ig（Rg+R2）＝（I2m﹣Ig）R1
联立解得R1＝1.0Ω，R2＝9.0Ω。
故答案为：（1）机械调零；（2）×100；1300；（3）×10；（4）9.0。
3．如图甲所示，是某同学设计的多用电表的内部电路。虚线框中S 为一单刀多掷开关，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功能。图中电流表
G（表头）的满偏电流Ig为100mA，内阻Rg＝30Ω。
（1）S 接通触点1 时，多用电表是量程为0～0.6A 的电流表，则R1＝
6
Ω。（保留一位有效数
字）
（2）若要测量一阻值约为20Ω 的电阻，图中S 应接通 触点
2
（填“触点2”或“触点3”），正
确操作后多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为
19
Ω。
（3）该同学为测量图甲中电源的电动势，把S 接通触点2 后，在两表笔间串联接入一电阻箱（最大阻
值为99.0Ω）。改变电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的读数Rx 和对应多用电表的电流读数I，画出
1
I −Rx图像如图丙所示。若已知1
I −Rx图线的斜率为k，则测得电源电动势E＝ 6
k （用题中物理
量符号表示）。
【答案】（1）6；（2）触点2；19；（3）6
k 。
【解答】解：（1）根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg＝（I﹣Ig）R1
解得R1= I g Rg
I −I g
= 100×10
−3×30
0.6−100×10
−3 Ω=6 Ω
（2）S 接2 为欧姆挡，因此要测量一阻值约为20Ω 的电阻，图中S 应接通触点2；
多用电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为19Ω；
（3）电流表G 的满偏电流Ig为100mA，改装电流表的量程为0.6A，量程扩大为原来的6 倍，即I 干＝
6I
根据闭合电路欧姆定律6 I =
E
R内+ Rx
变形得1
I = 6 R内
E
+ 6
E ⋅Rx
1
I −Rx图线的斜率为k = 6
E
电源电动势E = 6
k 。
故答案为：（1）6；（2）触点2；19；（3）6
k 。
4．某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程
为0～0.1A）、电压表V（量程为0～3V）、滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）、定值电阻R1
＝20Ω、定值电阻R2＝60Ω、多用电表、开关和导线若干。
（1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流
表的 负 （选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“×1
挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图所示，则电流表内阻为RA＝
9.0
Ω
（结果保留到小数点后一位）。
（2）该同学利用题中部分实验器材设计了另外一种测量方案。
①为了保证更精确的测量结果，如图最合理的是
C
。
②电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则
电流表内阻RA＝ U
I −R1 。（用题中所给物理量字母符号表示）
③上述方案中，不考虑两电表读数误差带来的影响，电流表内阻的测量值与真实值相比 相等
（选填“偏大”，“偏小”，“相等”）。
【答案】（1）负，9.0；（2）C，U
I −R1，相等。
【解答】解：（1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，多用电表内部电源的正极与黑
表笔相连，电源的负极与红表笔相连，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的负接线柱，黑
表笔接触电流表的另一接线柱。
将欧姆表倍率调为“×1”挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流
表内阻为RA＝9.0×1Ω＝9.0Ω
（2）①由欧姆定律可知，当电压表、电流表均满偏时，此时电路中的电阻为R = U
I = 3
0.1 Ω=30Ω
此时R0＝R﹣RA＝30Ω﹣9.0Ω＝21.0Ω
故定值电阻选择R1＝20Ω 较合理，定值电阻与电流表的内阻之和大于滑动变阻器的最大阻值，所以采
用分压式，所以最合理的电路图是C；
②由欧姆定律可得I =
U
R A+ R1
可得R A = U
I −R1
③上述方案中，R1为定值电阻，I 是通过电流表支路的真实电流，U 是电流表与定值电阻R1串联后的
真实电压，所以电流表的测量值与真实值相比相等。
故答案为：（1）负，9.0；（2）C，U
I −R1，相等。
5．某同学利用实验室久置的器材设计了一个具有两种挡位（“×1”挡和“×10”挡）的欧姆表，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3V，内阻r＝7Ω），电流表G（表头）的满偏
电流Ig＝20mA，内阻为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”。
（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，将红表笔与黑表笔短接，
调节滑动变阻器的阻值，使指针指向
0
（填“0”或“∞”）刻度位置，理论上接入滑动变阻器的
阻值为
98
Ω；
（2）制作时老师提醒该同学电池组已使用较长时间，电动势变小，内阻增大，所以该同学用该欧姆表
对阻值为150Ω 的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的
×10
（填“×1”或
“×10”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针会指向图乙中的
15
左侧
（填“15 左
侧”、“15”或“15 右侧”）位置；
（3）该同学为了测出电源电动势，先将电阻箱以最大阻值（9999Ω）接在两表笔间，接着闭合S1，断
开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为237Ω 时，指针指向
“15”刻度位置；当电阻箱的阻值调为92Ω 时，指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动
势为
2.9
V。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）0，98；（2）×10，15 左侧；（3）2.9。
【解答】解：（1）欧姆调零调到0 刻度，此时电流表达到满偏，有Ig（R+r+Rg）＝E
则滑动变阻器理论接入阻值为R = E
I g
−r −Rg=98Ω
（2）阻值为150Ω 的标准电阻进行试测，为减小误差应选×10 挡。
电源电动势变小，内阻增大，测量同一电阻时，电流变小，指针较之前左偏，即15 左侧。
（3）由闭合电路欧姆定律，有E = I g
2 (r 变+ Rg+ R1)，E＝Ig（r 变+Rg+R2）
解得电源电动势E＝2.9V
故答案为：（1）0，98；（2）×10，15 左侧；（3）2.9。
6．某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流
为Ig、内阻为Rg的电流表改装成倍率可调为“×10”或“×100”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。
（1）甲图中黑红表笔未画，接线柱A 应连接 黑表笔 （填“黑表笔”或“红表笔”），请根据图
甲中的电路原理图，连接图乙中的实物图。
（2）S 接1 时为“×10”的挡位，当S 由接1 变成接2 进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P 向下移
动 （填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则
R2
R1
=
9
。
（3）更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“×100”
倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻
度k2，已知该表盘的中间刻度为k1，则该欧姆表内部电源的电动势E U
k2
(k1+k2) （用字母U、
k1、k2表示）。
（4）若测量电阻前指针静止在电阻“∞”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作
符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值 大于 该电阻的真实值（填“大于”“等于”或
“小于”）。
【答案】（1）黑表笔；
；
（2）向下移动；9；（3）U
k2
(k1+ k2)；（4）大于。
【解答】解：（1）根据图甲可知，A 接电源正极，结合红进黑出可知，A 接黑接线柱；
实物图如下图
（2）倍率由“×10”挡位换成“×100”挡位，流经回路总电流变小，多用电表的内阻需变大，则P 应
该向下滑动。多用电表欧姆调零之时，流经“×10”挡的回路总电流是“×100”挡位总电流的10 倍，
故满足以下关系：
I = I g+ I g Rg
R1+ R2
，10 I = I g+ I g( Rg+ R2)
R1
则
10 I g( Rg+ R1+ R2)
R1+ R2
= I g( Rg+ R1+ R2)
R1
化简得
10R1＝R1+R2
故
9R1＝R2
则
R2
R1
=9
（3 ）两次指针指得的刻度对应电阻大小分别是100k1 和100k2 ，根据串联关系
E =
U
100k2
(100k1+100k2)
所以
E = U
k2
(k1+k2)
（4）由于忘记机械调零，故测量时进行欧姆表调零，欧姆表的内阻偏小，在测一个电阻时，指针偏左，
故测量值大于真实值。
故答案为：（1）黑表笔；
；
（2）向下移动；9；（3）U
k2
(k1+ k2)；（4）大于。
7．某同学设计具有“×1”、“×10”和“×100”三种倍率的简易欧姆表电路如图甲所示，图乙是电流表
G 的表盘刻度，已知：干电池电动势E＝1.5V，电流表G 量程为100μA，定值电阻R1、R2、R3。
（1）图甲中表笔a 为 红 表笔（填“红”或“黑”）；
（2）在图乙中标记电阻刻度时，表盘上电流值为20μA 处的电阻刻度应为
60
Ω；
（3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，发现指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的
阻值，下列操作正确的是
B
（填选项前字母）；
A．换用“×100”挡，直接测量
B．换用“×100”挡，重新进行欧姆调零后测量
C．换用“×1”挡，重新进行机械调零后测量
D．换用“×1”挡，重新进行欧姆调零后测量
（4）当电键K 与1 接通时，欧姆表的倍率为
×100
（填“×1”、“×10”或“×100”）；
（5）在欧姆调零过程中，当电键K 与3 接通时通过电阻R1 的电流是K 与1 接通时通过R1 电流的
111
倍。
【答案】（1）红；（2）60；（3）B；（4）×100；（5）111。
【解答】解：（1）电流由多用电表的红表笔流入黑表笔流出，由图示电路图可知，图甲中表笔a 是红
色的。
（2）由闭合电路的欧姆定律得R 内=
E
I 满偏
，则电流表量程越大，欧姆表内阻越小，欧姆表中值电阻越
小，欧姆表倍率越小，欧姆表选择×1 倍率时欧姆表倍率最长，此时电流表量程最大，由图a 所示电路
图可知，电键K 应接3，由图乙所示表盘可知，选择×1 倍率时中值电阻R 中3＝15×1Ω＝15Ω，欧姆表
内阻等于中值电阻，则R 内3＝R 中3＝15Ω，则Ig3=
E
R中3
= 1.5
15 A＝0.1A＝1000Ig，表盘上电流值为20μA
时，I3＝1000×20μA＝20000μA＝0.02A，由闭合电路的欧姆定律得I3=
E
R内3+ Rx
，代入数据解得Rx＝
60Ω，则表盘上电流值为20μA 处的电阻刻度应为60Ω。
（3）该同学选用“×10”挡测量一电阻的阻值，指针偏转角度过小，为了更精确地测量该电阻的阻值，
应选择×100 倍率，重新进行欧姆调零后再测量，故B 正确，ACD 错误。
故选：B。
（4）由闭合电路的欧姆定律得R 内=
E
I 满偏
，则电流表量程越小，欧姆表内阻越大，欧姆表倍率越大，
由图甲所示电路图可知，电键K 接通1 时，电流表量程最小，欧姆表倍率最大，则此时欧姆表倍率为
×100。
（5）由图甲所示电路图可知，当电键K 接3 时电流表量程最大，欧姆表内阻最小，倍率最小，为×1
倍率，由（1）可知Ig3＝1000Ig，由并联电路特点可知，流过R1的电流为流过表头电流的999 倍；当电
键K 接1 时电流表量程最小，欧姆表内阻最大，欧姆表倍率最大为×100，此时欧姆表中值电阻R 中1＝
15×100Ω＝1500Ω，由闭合电路的欧姆定律得Ig1=
E
R内3
= 1.5
1500A＝0.001A＝10Ig，此时流过R1 的电流
为流过表头电流的9 倍，则当电键K 与3 接通时通过电阻R1 的电流是K 与1 接通时通过R1 电流的
999
9 =111 倍。
故答案为：（1）红；（2）60；（3）B；（4）×100；（5）111。
8．某同学设计了两种倍率的欧姆表，其内部电路如图甲所示，已知表头内阻Rg＝400Ω，电源电动势未知，
内阻不可忽略，则：
（1）开关S 断开 （选填“闭合”或者“断开”）时，倍率较大；
（2）选择开关S 断开时，进行欧姆调零后，A、B 两表笔之间接不同的标准电阻Rx时，表头G 的示数
I 与Rx的关系如图乙所示，电源的电动势E＝
3V
；
（3）再把开关S 闭合，两表笔短接发现表头指针刚好半偏，R1＝
240
Ω
；
（4）电源由于长时间使用，电动势略有减小，内阻略有增大，用该表测电阻时测量值会 偏大
（选填偏小、偏大或不变）。
【答案】（1）断开；（2）3V；（3）240Ω；（4）偏大。
【解答】解：（1）当开关S 闭合时，表头满偏时的电路电流比开关S 断开时大，电源电动势不变，电
路中的电流与电阻成反比关系，则开关S 断开时所测电阻倍率较大。
（2）根据题意Rx＝0 时I = I g=3×10
−3 A，Rx＝2000Ω 时I＝1×10﹣3A，则根据闭合电路欧姆定律E＝
I（Rg+R+R0）+IRx
代入数据，解得E＝3V，R+R0＝600Ω
（3）闭合开关S，两表笔短接，则有E = I g Rg
2
+ I g
2 (1+ Rg
R1
)×( R+ R0)，解得R1＝240Ω
（4）设欧姆表内部电路总电阻为RΩ，流经待测电阻的电流为I，实验时内阻增大可以通过欧姆调零时
调节R 消除电源内阻变化带来的影响。但若电动势减小，根据E＝IRΩ+IRx，计算时使用的电动势大于
实际值，导致电阻测量值偏大。
故答案为：（1）断开；（2）3V；（3）240Ω；（4）偏大。
9．小萌同学练习使用多用电表测量电学量。
（1）利用多用电表“直流100mA 挡”测量电流时，指针偏转情况如图甲中Ⅰ所示，则读数为
37
mA。
（2）利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时，下列说法正确的是
B
。
A.若测量时指针偏转过大，则需改用更大的倍率
B.测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势
C.改变欧姆表的倍率后，必须重新进行机械调零
（3）在利用多用电表“欧姆挡”测电阻时，小萌同学发现欧姆表的表盘数字模糊不清，她选择欧姆挡
“×100”挡，正确进行欧姆调零后将阻值为8000Ω 的定值电阻接入红、黑表笔之间，指针偏转情况如
图甲中Ⅱ所示，已知欧姆挡的原理电路图如图乙所示，则欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为
20
。
（4）如图丙所示，选择多用电表欧姆挡“×1”挡，将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连，
能观察到指针
A
。
A.向右偏转到较大角度后偏角逐渐减小
B.向右偏转到一定角度后保持稳定
【答案】（1）37；（2）B；（3）20；（4）A。
【解答】解：（1）多用电表“直流100mA 挡”的分度值为2mA，读数为37mA。
（2）A.利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时，若测量时指针偏转过大，指针对应示数小，则需改用更
小的倍率，故A 错误；
B.欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势，故B 正确；
C.改变欧姆表的倍率后，必须重新进行欧姆调零，不需要进行机械调零，故C 错误。
故选：B。
（3）电流表的满偏电流Ig＝100mA，设中央刻度为x
择欧姆挡“×100”挡，根据闭合电路欧姆定律，欧姆表内阻R内=100 x = E
I g
欧姆调零后将阻值为R＝8000Ω 的定值电阻接入红、黑表笔之间，电流I =20mA = 1
5 I g
根据闭合电路欧姆定律I =
E
R内+ R
联立解得x＝20Ω
欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为“20”。
（4）如图丙所示，选择多用电表欧姆挡“×1”挡，将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连，
欧姆表内部电源先给电容器充电，电路有充电电流，可以观察到欧姆表指针向右发生较大角度的偏转，
充电结束后，充电电流为零，可以观察到指针的偏转角逐渐减小到零，故A 正确，B 错误。
故选：A。
故答案为：（1）37；（2）B；（3）20；（4）A。
10．某兴趣小组在练习使用多用电表的实验过程中，进行了以下实验。
（1）某同学先是设计了一个只有一种倍率挡位的欧姆表，内部电路为图（a），已知电源电动势E＝
1.5V、内阻r＝5Ω，灵敏电流计满偏电流Ig＝100μA，内阻rg＝10Ω，表盘如图（b），欧姆表表盘中值
刻度为“15”。将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后欧姆表的内阻为
1.5×10
4 Ω，
将定值电阻Rx接入红、黑表笔间，发现指针的偏转角度如图（b）所示。
（2 ）该同学重新改装了该欧姆表的内部结构，制作了一个有三种倍率挡位
（“×1”、“×10”、“×100”）的欧姆表，如图（c），重新测量定值电阻Rx的阻值，需要调到更合
适的倍率挡位，应将开关K 与 “
1 ”
（选填“1”、“2”或“3”）接通。
（3）欧姆表的电源电动势原为1.5V，使用较长时间后，电动势降为1.2V，用此欧姆表欧姆调零后测
得某电阻的阻值为2000Ω，则该电阻的真实值为
1600
Ω。
（4）该同学继续选择用欧姆挡，并将两表笔直接接到原本不带电的电容器两极，则观察到表盘指针的
偏转情况是 先向右发生较大角度的偏转，然后逐渐回到左边的“
0 ”刻度线
。
【答案】（1）1.5×104；（2）“1”；（3）1600；（4）先向右发生较大角度的偏转，然后逐渐回到
左边的“0”刻度线。
【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律，欧姆表的内阻R内= E
I g
=
1.5
100×10
−6 Ω=1.5×10
4 Ω
（2）根据闭合电路欧姆定律R内= E
I 可知，电流表的电流越小，欧姆表的内阻越大；三种倍率挡位
“×1”、“×10”、“×100”分别对应于开关接3、2、1；
图（a）中欧姆表的内阻为15000Ω，表盘中央刻度为“15”，因此此时对应的倍率为“1k”，图（b）
中欧姆表指针对应示数小，说明对应的倍率大，为了减小误差，应该选择“×100”挡位，因此开关K
与“1”接通；
（3）表盘中央刻度为“15”，测量阻值为2000Ω 的某电阻，选择的倍率为“100”挡，此时欧姆表的
内阻RΩ＝15×100Ω＝1500Ω
电流表的量程扩大为原来的10 倍，即IA＝10Ig
电动势下降后欧姆表的内阻RΩ′ = E′
10 I g
=
1.2
10×100×10
−6 Ω=1200Ω
根据闭合电路欧姆定律I =
E
RΩ′ + Rx
=
E′
RΩ+ Rx 真
代入数据解得Rx＝1600Ω
（4）该同学继续选择用欧姆挡，并将两表笔直接接到原本不带电的电容器两极，欧姆表的内部电源先
给电容器充电，电路中有充电电流通过，可观察到欧姆表的指针向右发生较大角度的偏转，电容器充
电结束，电路中无充电电流，则可以观察到欧姆表指针逐渐回到左边的“0”刻度线，因此整个过程观
察到表盘指针的偏转情况是先向右发生较大角度的偏转，然后逐渐回到左边的“0”刻度线。
故答案为：（1）；（2）“1”；（3）1600；（4）先向右发生较大角度的偏转，然后逐渐回到左边的
“0”刻度线。
题型二 黑箱故障检测
1．断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡
将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明
电源损坏。
(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)用电阻挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值说明元件完好，若电阻无穷大
说明此元件断路。
2．短路故障的检测方法
(1)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不被短路或不完全被短路。
(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。
【例题精讲】
1．某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势E＝1.5V，
表头允许通过的电流最大值Ig＝100μA，内阻Rg＝360Ω。现用该表测量一个阻值约为300Ω 的定值电阻
Rx。
（1）图甲a 为 黑 （选填“红”或“黑”）表笔，要测量Rx，选择开关c 应与
d
（选填“d”
或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量Rx时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为
320
Ω。
（2）若c 与e 相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中R1+R2＝
40
Ω。
（3）如图所示，实验中有一个黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子
的四个测量端口分别为A、B、C、D，某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。
①用多用电表的 直流电压挡 （选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）测量所有接线柱
组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。
②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如表所示：
测量端口
红表笔接左
黑表笔接左
左
右
A
B
0.7kΩ
∞
A
C
2.2kΩ
2.2kΩ
A
D
∞
∞
B
C
∞
2.9kΩ
B
D
∞
∞
C
D
∞
∞
根据实验推断黑箱子中的电路有可能是
BD
。（填选项标号）
【答案】（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。
【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，因此图中a 为黑表笔；
欧姆表的表盘中央刻度为“15”，测量一个阻值约为300Ω 的定值电阻Rx，为了减小测量误差，需要
选择“×10”的挡位；根据闭合电路欧姆定律R内= E
I m
可知，电流表为大量程；根据电流表的改装原理，
选择开关c 应与d 相连，然后进行欧姆调零。
图乙中的读数为Rx＝32×10Ω＝320Ω
（2）若c 与e 相连，为电阻“×100Ω”挡，此时欧姆表的内阻R 内′＝15×100Ω＝1500Ω
干路中流过的电流最大值I =
E
R内′ = 1.5
1500 A =1mA
根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg＝（I﹣Ig）（R1+R2）
解得R1+ R2= I g Rg
I −I g
=
100×360
1×10
3−100
Ω= 40Ω
（3）①电池提供直流电压，要判断黑箱子内有无电池，用多用电表直流电压挡测量所有接线柱组合，
无电压显示则无电池；
②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，欧姆表黑表笔接二极管正极，二极管导通，电阻小，
欧姆表黑表笔接二极管负极，二极管截止，电阻很大，但不是无穷大；欧姆表接电阻两端，电阻无变
化，若欧姆表红黑表笔接在电容器两端，电阻无穷大；
根据实验表格数据分析可知A、B 接线柱之间有二极管和电阻，A、C 接线柱之间有电阻，B、D 接线
柱之间可能有电容器，也可能空，故AC 错误，BD 正确。
故选：BD。
故答案为：（1）黑；d；320；（2）40；（3）直流电压挡；BD。
2．如图甲所示的指针式多用电表在中学物理实验中用途广泛，以下为实验小组利用多用电表设计的两种
实验方案。
（1）利用多用电表探究黑箱内的电路
如图乙所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2 和3，已知黑箱内是由R1、R2和R3三个电阻构成的电路，
且R1：R2：R3＝1：2：3。实验小组进行如下操作：
①将选择开关B 旋转到“×10”挡，按正确的操作步骤测量其中两接线柱间的电阻，发现表盘指针偏
角过小，此时应将选择开关B 旋转到
×100
挡（选填“×1”或“×100”）， 需要 （选填
“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。
②经过合理的操作，实验小组测得1、2 接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3 接线柱之间的电阻约为
2700Ω，1、3 接线柱之间的电阻约为600Ω。请在图乙的虚线框中画出黑箱中电阻的连接方式。
（2）利用多用电表检测电路故障
为完成某项实验，实验小组设计了如图丙所示的实验电路，正确连接电路后，闭合开关，观测到电压
表指针发生偏转，移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，由此表明 开关 （选填“开
关”“电阻”或“滑动变阻器”）一定没有断路。在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检
查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开关B 旋转到 直流电压 （选填“欧姆”或“直
流电压”）挡，然后将红表笔与
a
（选填“a”或“b”）接线柱接触，若发现多用电表指针发生
偏转，由此可判断电阻 无 （选填“有”或“无”）断路。
【答案】（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。
【解答】解：（1）①将选择开关B 旋转到“×10”挡，发现表盘指针偏角过小，则欧姆表指针对应示
数过大，此时应将选择开关B 旋转到“×100”的挡位；根据欧姆表的使用规则，每次换挡都需要重新
进行欧姆调零。
②实验小组测得1、2 接线柱之间的电阻约为3300Ω，2、3 接线柱之间的电阻约为2700Ω，1、3 接线
柱之间的电阻约为600Ω，由此推断电阻R1＝900Ω，R2＝1800Ω，R3＝2700Ω；
黑盒子内部结构如图所示：
（2）电压表与开关串联后并联在电源两端，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，说明电压表所在
回路没有断路；移动滑动变阻器的滑片，电流表读数始终为零，说明滑动变阻器或者电阻出现断路，
由此表明开关一定没有断路；
在不断开电路的情况下，实验小组利用多用电表检查其他故障，当检查至滑动变阻器时，应将选择开
关B 旋转到直流电压挡；将多用表的黑表笔与电源的负极相连，红表笔与滑动变阻器的a 接线柱接触，
若发现多用电表指针发生偏转，由此可判断电阻无断路。
故答案为：（1）①100；需要；②见解析；（2）开关；直流电压；a；无。
3．某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用一个满偏电流为100μA
的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图 见解析 ，并正确连接红、黑
表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片P 向
上 （选填“上”或“下”）移动；
（2）将单刀双掷开关S 与2 接通后，先短接，再欧姆调零。两表笔再与一电阻R0连接，表针指向表
盘中央图丁中的a 位置处，然后用另一电阻Rx代替R0，结果发现表针指在b 位置，则Rx＝ 1
4 R0
Ω；
（3）该同学进一步探测黑箱问题。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。用欧姆表测得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，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式（一种即可） 见解析 。
【答案】（1）见解析；上；（2）1
4 R0；（3）见解析。
【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此A 接黑表笔，B 接红表笔，根
据电路图连接实物图如下：
将欧姆表的红黑表笔短接，欧姆调零时，电流表的指针应达到最大值；现电流表的指针未达到最大值，
说明通过电流表的电流偏小；
设电流表与电阻R1和R2串联后的并联电阻为R 并，由于电流表内阻和电阻R1、R2的电阻不变，电流
的分配不变，为了增大通过电流表的电流，就应该增加干路电流；
根据闭合电路的欧姆定律，电路中的总电流I =
E
R并+r + R
当滑动变阻器的电阻减小时，电路中的总电流就会增大，因此滑动变阻器的滑动片应向上滑动；
（2）当红黑表笔短接时，根据闭合电路的欧姆定律I g= E
RΩ
当两表笔之间解电阻R0时，电流表指针位于a 位置，根据欧姆定律I a=
E
RΩ+ R0
当两表笔之间解电阻Rx时，电流表指针位于b 位置，根据欧姆定律I b=
E
RΩ+ Rx
代入数据联立解得待测电阻Rx = 1
4 R0
（3）由题意可得1、3 之间的电阻可为1、2 和2、3 之间电阻的串联值，所以第一情况：1、2 之间接
一个5Ω 电阻，2、3 之间接两个5Ω 电阻串联，电路图如图所示：
所以第二种情况：1、2 之间接两个10Ω 电阻并联，2、3 之间接一个10Ω 电阻，电路图如图所示：
故答案为：（1）见解析；上；（2）1
4 R0；（3）见解析。
4．学习小组为研究黑盒a、b 两端电压随电流变化的规律。实验室提供如下器材：
A．黑盒
B．电流表A（0.6A，内阻的0.5Ω）
C．电压表V1（3V，内阻约3kΩ）
D．电压表V2（6V，内阻约6kΩ）
E．滑动变阻器R（0～20Ω）
F．开关，导线若干
（1）学习小组设计了如图甲所示的电路闭合开关S，移动滑动变阻器R 的滑片，记录相应的电压表示
数U 和电流表示数I 如下表，请根据表中数据在图乙中作出U﹣I 图线。
U/V
1.95
1.73
1.52
1.30
1.10
0.88
I/A
0.18
0.22
0.26
0.30
0.34
0.38
（2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势E0＝
2.95
V（结果保留三位
有效数字）。
（3）图甲中电压表应选用
C
（选填“C”或“D”）。
（4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻R1＝7.5Ω，R2＝7.5Ω，R3＝10.0Ω，电池E（电动势
9.0V，内阻不计）。甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b 相连，电阻R4的阻值最接近
C
。
A．2.0Ω
B．10.0Ω
C．50.0Ω
【答案】（1）
（2）2.95
（3）C
（4）C。
【解答】解：（1）根据表中数据在图乙中作出U﹣I 图线，如图：
（2）由图甲，将黑盒视为一个电源，由闭合电路欧姆定律可得：E＝U+Ir
可得：U＝E﹣Ir
由U﹣I 图线，可得黑盒的等效电动势：E0＝2.95V；
（3）因黑盒的等效电动势为2.95V，电压表应选用C；
（4）黑盒中电池电动势为9.0V，R1＝R2＝7.5Ω，所以R2两端电压：
U R2=
R2
R1+ R2
E = 4.5V
设电池负极电势为零，则：φb＝4.5V
甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b 相连，则：φa＞φb
所以：Uab＝φa﹣φb＝2.95V
解得：φa＝7.45V
所以
U R4=7.45V
则
U R4=
R4
R3+ R4
E
解得：R4＝48.1Ω
故选C。
故答案为：（1）
（2）2.95
（3）C
（4）C。
5．用多用电表测量一个定值电阻的阻值，测量步骤如下：
（1）请将测量步骤补充完整。
①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上；
②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置；
③将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准 欧姆表零刻度线 ；
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，多用电表的指针位置如图甲所示，此时应选择
×1
（选填“×1”或“×100”）挡重新测量，选挡后 需要 （选填“需要”或“不需要”）进行欧姆
调零，然后重新测量；
⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF 位置。
（2）黑箱面板上有三个接线柱1、2 和3，黑箱内只有一个由三个阻值均为3Ω 的定值电阻构成的电路。
用多用电表测得1 和2 接线柱、1 和3 接线柱、2 和3 接线柱之间的电阻均为2Ω，请在图乙的虚线框中
画出电阻的连接方式。
【答案】（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2）
【解答】解：（1）欧姆调零时，应将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准欧姆表零
刻度线；测量过程中，如果指针偏转角过大，说明电阻值较小，欧姆挡的倍率选择较大，故换倍率较
小的挡位×1 挡，进行欧姆调零，然后重新测量；
（2）黑箱内的电路由3 个阻值均为3Ω 的定值电阻构成，用多用电表测得1 和2 接线柱、1 和3 接线柱、
2 和3 接线柱之间的电阻均为2Ω，说明1 和2 接线柱、1 和3 接线柱、2 和3 接线柱之间的电路结构相
同，可知黑箱内电阻的连接方式如图所示．
故答案为：（1）③欧姆表零刻度线；④×1，需要；（2）
6．（1）如图1 所示为指针式多用电表，其中S、K、T 为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电
阻的阻值Rx测量的某些操作步骤如下：
①首先调节部件
S
（选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向电流0 刻度处。
②然后把选择开关旋到欧姆挡位置×10“挡位，测量时指针偏转如图2 所示。以下是接下来的测量过
程：
a.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×1”挡
d.将选择开关旋到“×100”挡
e.将选择开关旋到“×1k”挡
f.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
以上实验步骤中的正确顺序是
dafb
（选填步骤前的字母）。
（2）重新测量后，指针位于如图3 所示位置，被测电阻的测量值为
2200
Ω。
（3）如图4，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆
挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为图5 中
A
。
连接方式
红a 黑b
红b 黑a
红b 黑c
红c 黑b
红c 黑b
红a 黑c
阻值/Ω
∞
80
300
300
380
∞
【答案】（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。
【解答】解：（1）使用多用电表时，应先调节多用电表“S”处的指针定位螺丝，使电表指针指向电
流0 刻度处。
图中显示指针偏转角度过小，表盘读数过大，应该换用稍高倍率“×100”的挡位。更换挡位后需要进
行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将电表归位。则实验步骤中的正确顺序是dafb。
（2）被测电阻的阻值为
Rx＝22×100Ω＝2200Ω
（3）由表格中的数据可知，红黑表笔在b、c 点互换时，阻值不变，故b、c 间应为定值电阻300Ω，红
b 黑a 时阻值为80Ω，说明a、b 间接二极管，二极管处于导通状态，a 端接正极，b 端接负极，结合多
用表的内部结构可知，黑表笔与电源正极相接。故A 正确，BCD 错误。
故选：A。
故答案为：（1）S，dafb；（2）2200；（3）A。
7．（1）某同学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
×1k
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 负极
（选填“正极”或“负极”）。
（2）某次选用多用电表量程为50mA 挡测量，指针如图（A）所示，则电流I＝
45.0
mA；
（3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（B）所示，说明该二极管是 非线性 元件（选填
“线性”或“非线性”）。
（4）该同学继续用多用电表测量黑箱内部结构，黑箱面板上有三个接线柱1、2 和3，黑箱内有一个
由四个阻值相同的电阻构成的电路。测得1、2 接线柱之间的电阻为1Ω，2、3 接线柱之间的电阻为
1.5Ω，1、3 接线柱之间的电阻为2.5Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
【答案】（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4）
【解答】解：（1）指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用×1k 挡继续实验；根据“红进黑出”原则
及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
（2）多用电表量程为50mA，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为45.0mA。
（3）根据图像可知，I 随U 非线性变化，故说明该二极管是非线性元件。
（4）根据已知1、2 间电阻为1.0Ω，2、3 间电阻为1.5Ω，1、3 间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方
式如图所示
故答案为：（1）×1k，负极；（2）45.0；（3）非线性；（4）
8．如图1 所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C 三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只
定值电阻和一只半导体二极管），为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探
测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A、B、C 连接，测量结果如下表。
红表笔
A
B
B
C
A
C
黑表笔
B
A
C
B
C
A
阻值
有阻值
阻值同AB
测量值
很大
很小
很大
略大于AB
间电阻
（1）在虚线框中画出黑箱内的电路结构图；
小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验：
（2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图3，将e、f 按照正确方式与A、B 相
连，并在A、B 之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R 的大小，读出多组对应的电压表读
数，记录为U1；
（3）将e、f 按照正确方式与A、C 相连，电压表改接入A、C 间，闭合开关，改变电阻箱R 的大小，
读出对应的电压表读数，记录为U2；
（4）分别作出1
U 1
−R和1
U 2
−R图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别
为k1，k2，则电源电动势为 1
a1
或1
a2
，黑箱内定值电阻阻值为 a1
k1
，二极管正向电阻值为
a2
k2
−a1
k1
。
【答案】（1）电路结构图如图所示：
（4）1
a1
或1
a2
，a1
k1
，a2
k2
−a1
k1
。
【解答】解：（1）AB 与BA 间电阻相同，说明AB 间是定值电阻，在测量BC 之间电阻时，黑表笔接
B 时电阻很小，接C 时电阻很大，说明BC 之间有二极管，而且B 接二极管的正极，则电路如图所示：
（2）将e、f 按照正确方式与A、B 相连时，设电源电动势为E，定值电阻为R0，则
U 1=
E
R+ R0
R0
即
1
U 1
=
1
E R0
R+ 1
E
则
a1= 1
E
k1=
1
E R0
将e、f 按照正确方式与A、C 相连，此时AC 之间的电压表测的是二极管和定值电阻的总电压，设电
源电动势为E，二极管正向电阻的电压为RD，定值电阻阻值为R0，则由题意得：
U 2=
E
R+ R0+ RD
( R0+ RD)
1
U 2
=
1
E( R0+ RD) R+ 1
E
则
a2= 1
E
k2=
1
E( R0+ RD)
故电源电动势
E = 1
a1
= 1
a2
电阻
R0= a1
k1
二极管正向电阻
RD= a2
k2
−a1
k1
故答案为：（1）电路结构图如图所示：
（4）1
a1
或1
a2
，a1
k1
，a2
k2
−a1
k1
。
9．（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如
图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同
学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好
多用电表，分别测量AB、BC、CD 间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的
所有元件及其连接方式 如图所示 。
A、B
红表笔接A 黑表笔接B
红表笔接B 黑表笔接A
开始很小，然后变为很大
B、C
红表笔接B 黑表笔接C
红表笔接C 黑表笔接B
逐渐由大变小，最终稳定在某一值
C、D
红表笔接C 黑表笔接D
红表笔接D 黑表笔接C
恒定值
（2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中
R 为电阻箱，R0为保护电阻，阻值R0＝5.0Ω，电流表A 的内阻RA＝9.0Ω。他们改变R 的阻值，记下多
组R 和电流表示数I。甲同学以IR 作纵坐标，以I 作横坐标，作图处理数据；乙同学以I（R+R0）为纵
坐标，以I 为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2 所示。
①由图2 可知，甲同学绘制的是图线
a
（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为
1.5
V，内阻为
1.0
Ω。
②丙同学打算以1
I 为纵坐标，以R 作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3 中画出。
【答案】（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。
【解答】解：（1）接AB 之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB 之间为电容器；
接BC 之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC 之间为电感线圈；
接CD 之间电阻为恒定值，可知CD 之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图，
（2）由闭合回路欧姆定律可得：E＝I（R+RA+R0+r）
甲图线对应的U、I 关系式为：U＝E﹣I（RA+R0+r）
乙图线对应的U、I 关系式为：U＝E﹣I（RA+r）
可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。
关系式结合图线可得：E＝1.5V，
R A+ R0+r = 1.5
0.1 Ω，解得：r＝1Ω
由闭合回路欧姆定律可得：I=
E
R+ R A+ R0+r =
1.5
R+9.0+5.0+1.0
变形得：1
I =10+ 2 R
3
可知1
I 与R 呈线性关系，当R＝15Ω 时，1
I =20 A
−1
当R＝0 时：1
I =10 A
−1
故作图如下，
故答案为：（1）图及详解见解析；（2）①a、1.5、1.0；②见详解。
10．如图1 所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C 三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一
只定值电阻和一只半导体二极管）。为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下
探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A，B，C 连接，测量结果如下表：
红表笔
A
C
C
B
A
B
黑表笔
C
A
B
C
B
A
阻值
有阻值
阻值同AC
测量值
很大
很小
很大
接近AC 间
电阻
（1）在虚线框（图2）中画出黑箱内的电路结构图；
小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验：
（2）将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图，将e 与
B
（填“A”或
“B”）相连，f 与
A
（填“A”或“B”），A、B 之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电
阻箱R1的电压表读数，记录为U1；
（3）将e、f 按照正确方式与A、C 相连，闭合开关，改变电阻箱R1的大小，读出对应的电压表读数，
记录为U2；
（4）分别作出1
U 1
−R和1
U 2
−R图像，发现两图像均为直线，若直线纵截距分别为a1，a2；斜率分别
为k1，k2，则电源电动势为 1
a1
或1
a2
，黑箱内定值电阻阻值为 a2
k2
或a1
k2
，二极管正向电阻
值为 a1( 1
k1
−1
k2
)或a2( 1
k1
−1
k2
) 。
【答案】（1）见解析；（2）B；A；（4）1
a1
或1
a2
；a2
k2
或a1
k2
；a1( 1
k1
−1
k2
)或a2( 1
k1
−1
k2
)。
【解答】解：（1）由表中数据可知，欧姆表的红黑表笔正接和反接，AC 之间的阻值相同，说明A、
C 之间只接有电阻；
黑表笔接B、红表笔接C 时，电阻很大，反接时电阻很小，说明B、C 间只接有二极管，且C 接二极
管的正极；
黑表笔接B，红表笔接A 时电阻很大，反接时电阻接近AC 间的电阻，说明A、B 间串联接有二极管和
电阻，电路如图所示：
（2）由图3 可知，f 与电源的正极相连，将电源、电阻箱、开关连接，为了使二极管导通，应将e 与
B 相连，f 与A 连接；
A、B 之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R1应的电压表读数，记录为U1，电路图如图所
示：
（3）将e、f 按照正确方式与A、C 相连，如图所示：
（4）在步骤（2）中，设定值电阻为R′，二极管正向电阻为r
根据闭合电路欧姆定律E =U 1+
U 1
R′ +r ⋅R
变形得1
U 1
= 1
E +
1
E( R′ +r ) ⋅R
图像的纵截距a1= 1
E
解得电动势E = 1
a1
图像的斜率k1=
1
E( R′ +r ) =
a1
R′ +r
解得R′ +r = a1
k1
在步骤（3）中，根据闭合电路的欧姆定律E =U 2+ U 2
R′ ⋅R
变形得1
U 2
= 1
E +
1
ER′ ⋅R
图像的纵截距a2= 1
E
解得电动势E = 1
a2
图像的斜率k2=
1
ER′ = a2
R′
解得定值电阻R′ = a2
k2
联立R′ +r = a1
k1
解得二极管正向电阻r = a1
k1
−a2
k2
由于E = 1
a1
，E = 1
a2
因此两直线的纵截距a1＝a2
所以二极管的正向电阻r =a1( 1
k1
−1
k2
)=a2( 1
k1
−1
k2
)。
故答案为：（1）见解析；（2）B；A；（4）1
a1
或1
a2
；a2
k2
或a1
k2
；a1( 1
k1
−1
k2
)或a2( 1
k1
−1
k2
)。
