《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

角度1 多用电表的原理与读数
例1（2024·四川师范大学附属中学模拟）某同学利用一个多用电表（表盘如图5乙所示）测量一个内阻$R_g$约$100\Omega$、满偏电流$I_g = 100mA$的电流表的内阻，主要步骤如下：
（1）欧姆挡的选择开关拨至倍率______（填“×1”“×10”或“×100”）挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表______（填“A”或“B”）接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱。

（2）多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为______$\Omega$，这时电流表的读数为______$mA$。
（3）测量结束后，将选择开关拨到OFF挡。
（4）通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为______$V$。

答案： 例1
(1)×10　B　
(2)120　40　
(4)10.8
解析　
(1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，故选择“×10”挡较好;多用电表的黑表笔与内部电源正极连接，与外电路形成闭合回路后，电流从黑表笔流出，红表笔流进,而电流表接入电路要注意“＋”进“－”出，故黑表笔应接电流表的B接线柱上。
(2)欧姆表读数等于表盘刻度值×倍率，即欧姆表的读数为120Ω;电流表的量程是0~100mA,分度值为2mA,则示数为40mA。
(4)由题图乙可知表盘中间刻度为15,又选择倍率为“×10”挡，所以此时多用电表的中值电阻为150Ω,根据E=I(R+R中)得E=40×10⁻³×(120+150)V=10.8V。

角度2 多用电表的原理
例2（2024·山东高三校联考）某物理爱好者设计了一个三挡位（“×1”“×10”“×100”）的欧姆表，其内部结构如图6所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，$R_1$、$R_2$、$R_3$为定值电阻，表头G的满偏电流为$I_g$，内阻为$R_g$，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下列问题：
（1）欧姆表的两只表笔中，______（选填“a”或“b”）是红表笔。
（2）当欧姆表的挡位为“×100”时，应将单刀三掷开关K与______（选填“1”“2”或“3”）接通。
（3）若从“×10”挡位换成“×1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该______（选填“向上”或“向下”）调节。
（4）在“×100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000$\Omega$的定值电阻$R_1$，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的$\frac{1}{4}$；取走$R_1$，在ab两表笔间接入待测电阻$R_x$，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的$\frac{1}{3}$，则$R_x =$______$\Omega$。

答案： 例2
(1)a　
(2)1　
(3)向下　
(4)4000
解析　
(1)电流从红表笔流进欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，欧姆表红表笔与内部电源负极相连，所以图中a是红表笔。
(2)当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接入待测电阻的阻值大，倍率较大，即为“×100”挡位。
(3)从“×10”挡位换成“×1”挡位。即开关K从2拨向3,根据闭合电路欧姆定律有E=Ig2(R调零2+r)+Ig(Rg+R3)，E=Ig3(R调零3+r)+Ig(Rg+R2+R3)，又Ig2＜Ig3 ，则R调零2＞R调零3 ，即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。
(4)在“×100”挡位进行欧姆调零，则Ig1=E/R内，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的1/4,则Ig1/4=E/(R内+R1)，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的1/3,则Ig1/3=E/(R内+Rx)，联立解得Rx=2/3R1，则有Rx=4000Ω。

角度3 使用多用电表判断二极管的正、负极
例3 某同学通过用多用电表测量找到发光二极管的负极。
（1）该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）该同学依次用多用电表电阻挡的“×1”挡、“×10”挡、“×100”挡、“×1 k”挡分别进行了二极管导通状态的准确的测量（多用电表内部电源电动势不变），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： 例3
(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=E/(R+RΩ)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。