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2021版高考物理（基础版）一轮复习学案：第八章 6实验十一 练习使用多用电表
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实验十一 练习使用多用电表
[学生用书P178]
一、实验目的
1．了解多用电表的构造和原理，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．外部构造(如图所示)
(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻．
(2)表盘的上部为表头．
2. 欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．
外部：接被测电阻Rx.
全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.
(2)工作原理：闭合电路欧姆定律I＝.
(3)刻度的标定：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，这一过程叫欧姆调零．
①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
③当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．(图丙)
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．
四、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．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，闭合开关，测小灯泡两端的电压．
5．按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，闭合开关，测量通过小灯泡的电流．
6．用多用电表测电阻的步骤：
(1)调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．
(2)将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞.
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较．
(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零．
(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．
(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
7．探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
直流电压挡
两接线柱正、反接试触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
电容器
欧姆挡
指针先指“0”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
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．
2．测电压和电流时，如果所读表盘的分度值为1、0.1、0.01等，读数时应读到分度值的下一位，若表盘的分度值为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与分度值位数相同即可．
六、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“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．
2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是刻度盘左侧的“0”位置，对应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，对应调整的是欧姆调零旋钮．
3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．
4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．
5．由于欧姆表盘刻线不均匀，估读时误差较大，故测量结果不估读，读数时注意乘倍率．
6．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．
7．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．
8．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．
9．如图甲所示，晶体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)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
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，电表示数较小，反之电表示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
七、误差分析
1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池．
2．欧姆表刻度不均匀读数时要注意其左密右疏的特点．
3．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，因此要选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中间区域．
4．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．
5．读数时易产生偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．
多用电表的原理及使用[学生用书P179]
【典题例析】
(2019·高考全国卷Ⅲ)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1 500 Ω)，滑动变阻器R2(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.
[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R1.
(2)欧姆表的内阻R′g＝Rg＋r＋R0＋R＝15 kΩ，当电流为25 μA时有＝⇒R′x＝3Rx＝45 kΩ；当电流为75 μA时有＝⇒R″x＝Rx＝5 kΩ.
(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0处．题图(c)中电阻箱读数为35 000.0 Ω.
[答案] (1)如图所示 900 R1
(2)45 5
(3)0 35 000.0
(2017·高考全国卷Ⅲ)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G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”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)
解析：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连．
(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错．
(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝IG＋，解得R1＋R2＝160 Ω；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0＝，R4＝－R0＝880 Ω.
(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100 Ω挡，读数为11.0×100 Ω＝1.10×103 Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为×5 V＝2.95 V.
答案：(1)黑 (2)B (3)160 880
(4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.95 V
对元件探测和故障检测的考查[学生用书P180]
【典题例析】
某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流 50 V 挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为______V，说明______正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
[解析] (1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．
(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用电表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．
[答案] (1)11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池
(2)小灯
在如图甲所示的电路中，四节干电池串联作为电源，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V，0.3 A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，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灯被短路
(2)接着利用欧姆表的“×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间的电阻时，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)①因电源为四节干电池，故电动势E＝6 V，则多用电表应选直流电压10 V挡较合适；②因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为0，故故障应为A灯丝断开．
(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；由题图乙读数知阻值为6 Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；由R＝得灯泡B的阻值R≈12.7 Ω，与欧姆表测得的阻值相差较大，这是因为欧姆表测量的是小灯泡未通电工作时的阻值，温度较低，阻值较小．
答案：(1)①B ②A (2)①断开 ②6 e、f 12.7
欧姆表测量时小灯泡未工作，小灯泡温度低，电阻小
创新实验[学生用书P181]
实验原理的创新
实验过程的创新
实验
装置图
(2017·高考全国卷Ⅲ)
创新
解读
(1)电表的改装
(2)多用电表的使用和读数
(1)多用电表数据处理
(2)电压表内阻已知，根据其示数计算出通过电压表的电流
【典题例析】
(2017·高考江苏卷)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示．
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
Rt/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)．
(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)．
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在题图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
[解析] (1)如果电源用E1，则在t＝30 ℃时电路中的最大电流Im＝ A≈13.67 mA＜15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t＝80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R′，则＝0.015 A，解得R＝330.9 Ω，因此滑动变阻器应选用R2.
(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.
(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路．因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①.
[答案] (1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转
(4)⑤④②③①
(2020·甘肃民乐一中期中)电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻．
(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势．测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为____________V.
(2)用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5 Ω.改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的－R图线，如图丙．由图线C可知电池C的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(3)分析图丙可知，电池____________(选填“A”“B”“C”或“D”)较优.
解析：(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确结果，由指针指示可知：E＝11.0 V.
(2)根据闭合电路欧姆定律有：E＝I(R0＋r)＋IR，因此有：＝×R＋×(R0＋r)，由此可知，图象的斜率表示，纵轴截距为：.
由图象可知：k＝＝，＝0.5，
由此解得：E＝12 V，r＝1 Ω.
(3)电动势大、内阻小的电源最优，由图象可知C图象代表的电源电动势最大，内阻最小，因此最优．
答案：(1)11.0 (2)12 1 (3)C
[学生用书P182]
1．(1)某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________．(选填“闭合”或“断开”)
(2)若(1)中同学检查结果如表所示，由此可以确定________________．
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电
表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大
A.灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
解析：(1)用欧姆挡检查电路需将电路断开．
(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．
答案：(1)断开 (2)D
2．(2018·高考全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：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0～99 999.9 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)电阻箱的阻值应取R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(保留到个位)
解析：(1)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻，电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻，所以并联的电阻箱应为R1，串联的电阻箱应为R2，电路如答案图所示．
(2)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻R1＝＝100 Ω，电流表改装成一个电压表应串联一个大电阻R2＝＝2 910 Ω.
答案：(1)如图所示 (2)100 2 910
3．图(a)为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约1 000 Ω的定值电阻．
(1)测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件____________，使电表指针停在____________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置.
②调节可调部件K，使它的尖端指向____________(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置.
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件____________，使电表指针指向____________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置.
④将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端，当指针摆稳后，读出表头的示数，如图(b)所示，再乘可调部件K所指的倍率，得出该电阻的阻值Rx＝____________.
⑤测量完毕，应调节可调部件K，使它的尖端指向“OFF”或交流电压“×500”位置．
(2)欧姆挡进行调零后，用“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是____________.
A．这个电阻的阻值较小
B．这个电阻的阻值较大
C．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×1”挡，并且重新调零后进行测量
D．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×100”挡，并且重新调零后进行测量
答案：(1)①S 电流0刻度 ②×100 ③T 欧姆0刻度 ④1 100 Ω (2)BD
4．如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．
(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)．
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．
(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如表．
两表笔接的接点
多用电表的示数
a，b
________ Ω
a，c
10.0 Ω
b，c
15.0 Ω
两表笔分别接a，b时，多用电表的示数如图乙所示．
请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路．
解析：(1)A是机械调零，B是欧姆调零，C是功能选择开关，故选填A.
(2)为防止a、b间存在高压电源并在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．
(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管，由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω；因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联．又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故可判断出电路图如图所示．
答案：(1)A (2)短暂 (3)5.0 见解析图
5．小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：
(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是________．
A．阻值一直为0
B．阻值先不变，后续阶段变小
C．阻值恒定且远大于R2
D．阻值先不变，后阶段变大
(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正、负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i－u图线如图乙中OC所示；当D的负极接高电势时，其i－u图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的________极(选填“正”或“负”)．
(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框部分是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9 V，电表满偏电流Ig＝3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为__________Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为__________Ω.
解析：(1)因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值可能先不变，后续阶段变小，故B正确．
(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色部分为负极．
(3)由R总＝，解得R总＝3 000 Ω；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω.
答案：(1)B (2)负 (3)3 000(或3×103)
6 000(或6×103)
6．(2020·浙江名校协作体模拟)钱华同学的爸爸是个电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量．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，如图甲所示；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、×1 k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：__________________________．
(3)钱华同学的兴趣越来越浓厚，他思考这个发光二极管是否像普通电阻一样，两端电压与通过的电流成正比呢？他求助物理实验室老师探究该二极管的伏安特性，测绘它的伏安特性曲线，通过实验，测得发光二极管两端电压U和通过它的电流I的数据如表：
U/V
0
1.50
1.80
1.90
2.00
2.08
2.19
2.33
I/mA
0
0
0.01
0.02
0.04
0.06
0.09
0.20
U/V
2.43
2.51
2.56
2.62
2.70
2.82
2.87
I/mA
0.50
0.80
1.00
3.00
5.00
9.00
11.01
①请在图乙中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整．
②请你根据钱华同学实验时收集到的数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的伏安特性曲线(I－U图线)．
解析：(1)在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；根据题干所述内容进行全面判定后发现，二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接为二极管的正极，故短管脚为负极．
(2)从×1挡、×10挡、×100挡到×1 k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．
(3)①电路连线如图(a)所示．
②发光二极管的伏安特性曲线(I－U图线)如图(b)所示．
答案：(1)欧姆调零 短管脚
(2)小 电路中总电阻越来越大，电流越来越小
(3)图见解析
[学生用书P178]
一、实验目的
1．了解多用电表的构造和原理，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．外部构造(如图所示)
(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻．
(2)表盘的上部为表头．
2. 欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．
外部：接被测电阻Rx.
全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.
(2)工作原理：闭合电路欧姆定律I＝.
(3)刻度的标定：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，这一过程叫欧姆调零．
①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
③当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．(图丙)
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．
四、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．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，闭合开关，测小灯泡两端的电压．
5．按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，闭合开关，测量通过小灯泡的电流．
6．用多用电表测电阻的步骤：
(1)调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．
(2)将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞.
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较．
(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零．
(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．
(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
7．探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
直流电压挡
两接线柱正、反接试触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
电容器
欧姆挡
指针先指“0”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
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．
2．测电压和电流时，如果所读表盘的分度值为1、0.1、0.01等，读数时应读到分度值的下一位，若表盘的分度值为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与分度值位数相同即可．
六、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“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．
2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是刻度盘左侧的“0”位置，对应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，对应调整的是欧姆调零旋钮．
3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．
4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．
5．由于欧姆表盘刻线不均匀，估读时误差较大，故测量结果不估读，读数时注意乘倍率．
6．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．
7．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．
8．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．
9．如图甲所示，晶体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)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
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，电表示数较小，反之电表示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
七、误差分析
1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池．
2．欧姆表刻度不均匀读数时要注意其左密右疏的特点．
3．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，因此要选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中间区域．
4．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．
5．读数时易产生偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．
多用电表的原理及使用[学生用书P179]
【典题例析】
(2019·高考全国卷Ⅲ)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1 500 Ω)，滑动变阻器R2(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.
[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R1.
(2)欧姆表的内阻R′g＝Rg＋r＋R0＋R＝15 kΩ，当电流为25 μA时有＝⇒R′x＝3Rx＝45 kΩ；当电流为75 μA时有＝⇒R″x＝Rx＝5 kΩ.
(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0处．题图(c)中电阻箱读数为35 000.0 Ω.
[答案] (1)如图所示 900 R1
(2)45 5
(3)0 35 000.0
(2017·高考全国卷Ⅲ)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G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”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)
解析：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连．
(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错．
(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝IG＋，解得R1＋R2＝160 Ω；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0＝，R4＝－R0＝880 Ω.
(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100 Ω挡，读数为11.0×100 Ω＝1.10×103 Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为×5 V＝2.95 V.
答案：(1)黑 (2)B (3)160 880
(4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.95 V
对元件探测和故障检测的考查[学生用书P180]
【典题例析】
某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流 50 V 挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为______V，说明______正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
[解析] (1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．
(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用电表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．
[答案] (1)11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池
(2)小灯
在如图甲所示的电路中，四节干电池串联作为电源，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V，0.3 A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，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灯被短路
(2)接着利用欧姆表的“×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间的电阻时，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)①因电源为四节干电池，故电动势E＝6 V，则多用电表应选直流电压10 V挡较合适；②因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为0，故故障应为A灯丝断开．
(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开；由题图乙读数知阻值为6 Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻；由R＝得灯泡B的阻值R≈12.7 Ω，与欧姆表测得的阻值相差较大，这是因为欧姆表测量的是小灯泡未通电工作时的阻值，温度较低，阻值较小．
答案：(1)①B ②A (2)①断开 ②6 e、f 12.7
欧姆表测量时小灯泡未工作，小灯泡温度低，电阻小
创新实验[学生用书P181]
实验原理的创新
实验过程的创新
实验
装置图
(2017·高考全国卷Ⅲ)
创新
解读
(1)电表的改装
(2)多用电表的使用和读数
(1)多用电表数据处理
(2)电压表内阻已知，根据其示数计算出通过电压表的电流
【典题例析】
(2017·高考江苏卷)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示．
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
Rt/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)．
(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)．
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在题图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
[解析] (1)如果电源用E1，则在t＝30 ℃时电路中的最大电流Im＝ A≈13.67 mA＜15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t＝80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R′，则＝0.015 A，解得R＝330.9 Ω，因此滑动变阻器应选用R2.
(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.
(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路．因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①.
[答案] (1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转
(4)⑤④②③①
(2020·甘肃民乐一中期中)电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻．
(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势．测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为____________V.
(2)用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5 Ω.改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的－R图线，如图丙．由图线C可知电池C的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(3)分析图丙可知，电池____________(选填“A”“B”“C”或“D”)较优.
解析：(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确结果，由指针指示可知：E＝11.0 V.
(2)根据闭合电路欧姆定律有：E＝I(R0＋r)＋IR，因此有：＝×R＋×(R0＋r)，由此可知，图象的斜率表示，纵轴截距为：.
由图象可知：k＝＝，＝0.5，
由此解得：E＝12 V，r＝1 Ω.
(3)电动势大、内阻小的电源最优，由图象可知C图象代表的电源电动势最大，内阻最小，因此最优．
答案：(1)11.0 (2)12 1 (3)C
[学生用书P182]
1．(1)某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________．(选填“闭合”或“断开”)
(2)若(1)中同学检查结果如表所示，由此可以确定________________．
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电
表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大
A.灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
解析：(1)用欧姆挡检查电路需将电路断开．
(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．
答案：(1)断开 (2)D
2．(2018·高考全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：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0～99 999.9 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)电阻箱的阻值应取R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(保留到个位)
解析：(1)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻，电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻，所以并联的电阻箱应为R1，串联的电阻箱应为R2，电路如答案图所示．
(2)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻R1＝＝100 Ω，电流表改装成一个电压表应串联一个大电阻R2＝＝2 910 Ω.
答案：(1)如图所示 (2)100 2 910
3．图(a)为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约1 000 Ω的定值电阻．
(1)测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件____________，使电表指针停在____________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置.
②调节可调部件K，使它的尖端指向____________(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置.
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件____________，使电表指针指向____________(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置.
④将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端，当指针摆稳后，读出表头的示数，如图(b)所示，再乘可调部件K所指的倍率，得出该电阻的阻值Rx＝____________.
⑤测量完毕，应调节可调部件K，使它的尖端指向“OFF”或交流电压“×500”位置．
(2)欧姆挡进行调零后，用“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是____________.
A．这个电阻的阻值较小
B．这个电阻的阻值较大
C．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×1”挡，并且重新调零后进行测量
D．为测量更准确些，电表应当换用欧姆“×100”挡，并且重新调零后进行测量
答案：(1)①S 电流0刻度 ②×100 ③T 欧姆0刻度 ④1 100 Ω (2)BD
4．如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．
(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)．
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．
(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如表．
两表笔接的接点
多用电表的示数
a，b
________ Ω
a，c
10.0 Ω
b，c
15.0 Ω
两表笔分别接a，b时，多用电表的示数如图乙所示．
请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路．
解析：(1)A是机械调零，B是欧姆调零，C是功能选择开关，故选填A.
(2)为防止a、b间存在高压电源并在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．
(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管，由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω；因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联．又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故可判断出电路图如图所示．
答案：(1)A (2)短暂 (3)5.0 见解析图
5．小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：
(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是________．
A．阻值一直为0
B．阻值先不变，后续阶段变小
C．阻值恒定且远大于R2
D．阻值先不变，后阶段变大
(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正、负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i－u图线如图乙中OC所示；当D的负极接高电势时，其i－u图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的________极(选填“正”或“负”)．
(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框部分是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9 V，电表满偏电流Ig＝3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为__________Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为__________Ω.
解析：(1)因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值可能先不变，后续阶段变小，故B正确．
(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色部分为负极．
(3)由R总＝，解得R总＝3 000 Ω；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω.
答案：(1)B (2)负 (3)3 000(或3×103)
6 000(或6×103)
6．(2020·浙江名校协作体模拟)钱华同学的爸爸是个电气工程师，钱华经常看到爸爸用多用电表进行一些测量．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，如图甲所示；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、×1 k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：__________________________．
(3)钱华同学的兴趣越来越浓厚，他思考这个发光二极管是否像普通电阻一样，两端电压与通过的电流成正比呢？他求助物理实验室老师探究该二极管的伏安特性，测绘它的伏安特性曲线，通过实验，测得发光二极管两端电压U和通过它的电流I的数据如表：
U/V
0
1.50
1.80
1.90
2.00
2.08
2.19
2.33
I/mA
0
0
0.01
0.02
0.04
0.06
0.09
0.20
U/V
2.43
2.51
2.56
2.62
2.70
2.82
2.87
I/mA
0.50
0.80
1.00
3.00
5.00
9.00
11.01
①请在图乙中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整．
②请你根据钱华同学实验时收集到的数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的伏安特性曲线(I－U图线)．
解析：(1)在测量电阻时，选择挡位后首先要进行欧姆调零；根据题干所述内容进行全面判定后发现，二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接为二极管的正极，故短管脚为负极．
(2)从×1挡、×10挡、×100挡到×1 k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．
(3)①电路连线如图(a)所示．
②发光二极管的伏安特性曲线(I－U图线)如图(b)所示．
答案：(1)欧姆调零 短管脚
(2)小 电路中总电阻越来越大，电流越来越小
(3)图见解析
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