2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題（十二）第45講 多用電表的原理與使用學(xué)案（含解析）.doc

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第45講　多用電表的原理與使用 考點(diǎn)一　歐姆表和多用電表的原理 一、歐姆表原理 1．歐姆表內(nèi)部電路簡(jiǎn)化如圖。 2．歐姆表測(cè)電阻阻值的原理：閉合電路歐姆定律。 (1)紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，指針滿(mǎn)偏，有Ig＝。 (2)當(dāng)紅、黑表筆之間接有未知電阻Rx時(shí)，有I＝，故每一個(gè)未知電阻都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值I。 由于I與R是非線性關(guān)系，表盤(pán)上電流刻度是均勻的，所以其對(duì)應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的。電阻的零刻度在電流滿(mǎn)偏處，即表盤(pán)刻度的最右端。當(dāng)Rx＝Rg＋R＋r時(shí)，I＝，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻。 二、多用電表原理 1．多用電表內(nèi)部電路簡(jiǎn)化如圖。 2．多用電表原理及擋位區(qū)別 (1)當(dāng)S接通1或2時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于并聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，1的量程較大。 (2)當(dāng)S接通3或4時(shí)，接通內(nèi)部電源，此時(shí)為歐姆擋，4的倍率比3的倍率高。 (3)當(dāng)S接通5或6時(shí)，表頭與電阻串聯(lián)，此時(shí)為電壓擋，由于串聯(lián)的阻值不同，6的量程比5的量程大。 1．[教材母題]　(人教版選修3－1 P66T3)某人把電流表、干電池和一個(gè)定值電阻串聯(lián)后，兩端連接兩支測(cè)量表筆，做成了一個(gè)測(cè)量電阻的裝置。兩支表筆直接接觸時(shí)，電流表讀數(shù)為5.0 mA，兩支表筆與200 Ω的電阻連接時(shí)，電流表讀數(shù)為3.0 mA。現(xiàn)在把表筆與一個(gè)未知電阻連接，電流表讀數(shù)為2.5 mA，這個(gè)未知電阻是多大？ [變式子題]　如圖是一個(gè)將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測(cè)一阻值為R的電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)至滿(mǎn)刻度的處?，F(xiàn)用該表測(cè)一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的處，則該電阻的阻值為(　　) A．4R B．5R C．10R D．16R 答案　D 解析　當(dāng)進(jìn)行電阻調(diào)零時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，此時(shí)歐姆表滿(mǎn)偏，即Ig＝。當(dāng)測(cè)量電阻值為R的電阻時(shí)，有＝。設(shè)待測(cè)電阻的阻值為R′，則有＝。聯(lián)立以上各式解得R′＝16R，故D正確。 2．若一多用電表的內(nèi)部電路如圖所示，已知表頭G的內(nèi)阻為400 Ω，滿(mǎn)偏電流為2 mA；兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)分別為E＝1.5 V，E′＝9 V。 (1)若R1＝1.0 Ω，R2＝99 Ω，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“1”時(shí)，多用電表測(cè)量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測(cè)量的最大值(量程)為_(kāi)_______。 (2)在(1)的條件下，若R5＝0.92103 Ω，R6＝9.0103 Ω，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“6”時(shí)，多用電表測(cè)量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測(cè)量的最大值(量程)為_(kāi)_______。 (3)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“3”時(shí)，多用電表測(cè)量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)；若要測(cè)量的是阻值為幾千歐姆的電阻，應(yīng)當(dāng)把選擇開(kāi)關(guān)置于“________”。 答案　(1)電流　1.0 A　(2)電壓　100 V (3)電阻　4 解析　(1)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“1”時(shí)，表頭與R2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，多用電表測(cè)量的是電流，設(shè)測(cè)量的最大值(量程)為I，則有(400 Ω＋99 Ω)210－3 A＝(I－210－3 A)1.0 Ω，解得I＝1.0 A。 (2)表頭兩端電壓U0＝400210－3 V＝0.8 V，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“6”時(shí)，表頭與R1和R2并聯(lián)，然后與R5和R6串聯(lián)，多用電表測(cè)量的是電壓，流過(guò)R5和R6的最大電流為I′＝210－3 A＋＝0.01 A，測(cè)量的最大值(量程)為U＝I′(R5＋R6)＋U0＝100 V。 (3)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于“3”時(shí)，多用電表測(cè)量的是電阻；若要測(cè)量的是阻值為幾千歐姆的大電阻，多用電表中值電阻應(yīng)該為幾千歐姆，需要的電池電動(dòng)勢(shì)比較大，所以應(yīng)當(dāng)把選擇開(kāi)關(guān)置于4。 3．若某歐姆表表頭的滿(mǎn)偏電流為5 mA，內(nèi)裝一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，那么該歐姆表的內(nèi)阻為_(kāi)_______ Ω。待測(cè)電阻接入紅、黑兩表筆之間時(shí)，指針指在刻度盤(pán)的中央，則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______ Ω。若指針指在滿(mǎn)刻度的處，則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______ Ω。 答案　300　300　100 解析　將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻的阻值，當(dāng)電流表指針滿(mǎn)偏時(shí)Ig＝，歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)＝Rg＋r＋R0＝＝ Ω＝300 Ω。 當(dāng)電流為Ig時(shí)，有Ig＝，即R內(nèi)＋Rx1＝＝600 Ω，故Rx1＝300 Ω。 當(dāng)電流為Ig時(shí)，有Ig＝，即R內(nèi)＋Rx2＝＝400 Ω，故Rx2＝100 Ω。 考點(diǎn)二　多用電表的使用 1．多用電表面板 (1)多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。 (2)外形如圖所示：上半部分為表盤(pán)，表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開(kāi)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)。 2．利用多用電表測(cè)電壓、電流和電阻 (1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開(kāi)關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程。 (2)機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤(pán)刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。 (3)將兩支表筆分別插入“＋”“－”插孔。 (4)測(cè)量小燈泡的電壓和電流。 ①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓擋，測(cè)小燈泡兩端的電壓。 ②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流擋，測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流。 (5)測(cè)量定值電阻 ①根據(jù)被測(cè)電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處。 ②將被測(cè)電阻接在兩表筆之間，待指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)。 ③讀出指針在刻度盤(pán)上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測(cè)量結(jié)果。 ④測(cè)量完畢，將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 為確定某電子元件的電氣特性，做如下測(cè)量。 (1)用多用電表測(cè)量該元件的電阻，選用“100”倍率的電阻擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，因此需選擇________(填“10”或“1 k”)倍率的電阻擋，并______________再進(jìn)行測(cè)量，多用電表的示數(shù)如圖甲所示，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______ Ω。 (2)將待測(cè)元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、多用電表、開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線連接成電路，如圖乙所示。添加連線，使電路能測(cè)量該元件完整的伏安特性。 本實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)電壓，多用電表的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)調(diào)到______________(填“直流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)擋。 解析　(1)用多用電表測(cè)量該元件的電阻，選用“100”倍率的電阻擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，說(shuō)明電阻較小，因此需選擇“10”倍率的電阻擋，并重新歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為70 Ω。 (2)要測(cè)量該元件完整的伏安特性，必須連接成滑動(dòng)變阻器分壓式電路。本實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)電壓，待測(cè)元件額定電壓為9 V，多用電表的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)調(diào)到直流電壓10 V擋。 答案　(1)10重新歐姆調(diào)零70 (2)如圖所示直流電壓10 V 特別提醒 (1)使用前要機(jī)械調(diào)零。 (2)兩表筆在使用時(shí)，電流總是“紅入”“黑出”。 (3)測(cè)電阻時(shí) ①指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋。 ②每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。 ③讀出示數(shù)要乘以倍率。 (4)使用完畢，選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池。 用多用電表的歐姆擋測(cè)量一未知電阻的阻值。若將選擇倍率的旋鈕撥至“100”擋時(shí)，測(cè)量時(shí)指針停在刻度盤(pán)0 Ω 附近處，為了提高測(cè)量的精確性，有下列可供選擇的步驟： A．將兩根表筆短接 B．將選擇開(kāi)關(guān)撥至“1 k”擋 C．將選擇開(kāi)關(guān)撥至“10”擋 D．將兩根表筆分別接觸待測(cè)電阻的兩端，記下讀數(shù) E．調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針停在0 Ω刻線處 F．將選擇開(kāi)關(guān)撥至交流電壓最高擋 將上述必要的步驟選出來(lái)，這些必要步驟的合理順序是____________(填寫(xiě)步驟前的代號(hào))；若操作正確，上述D步驟中，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示，則此未知電阻的阻值Rx＝________。 答案　CAEDF　150 Ω 解析　用多用電表的歐姆擋測(cè)未知電阻時(shí)，指針停在中值(中間位置)附近時(shí)測(cè)量誤差較小，當(dāng)用“100”擋測(cè)量時(shí)，指針停在刻度盤(pán)的0 Ω附近，說(shuō)明該待測(cè)電阻的阻值相對(duì)該擋比較小，為了提高測(cè)量精度，應(yīng)降低倍率，用“10”擋來(lái)測(cè)量。換擋之后，必須重新歐姆調(diào)零，之后再接入未知電阻進(jìn)行測(cè)量和讀取數(shù)據(jù)，測(cè)后暫不使用此多用電表，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋，這是為了保證電表不受意外損壞。如下次再使用這個(gè)電表測(cè)電流、電壓等其他量時(shí)，一旦忘了選擋，用交流電壓最高擋雖然測(cè)不出正確結(jié)果，但不會(huì)把電表燒壞。 考點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1．多用電表對(duì)電路故障的檢測(cè) (1)斷路故障的檢測(cè)方法 ①用直流電壓擋 a．將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說(shuō)明電源較新，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源老舊。 b．在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則說(shuō)明該部分電路中有斷路。 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(kāi)，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說(shuō)明元件完好，若電阻無(wú)窮大(或無(wú)電流)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。 2．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接了如圖甲所示的實(shí)物電路圖，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的示數(shù)為零。 (1)他借助多用電表檢查小燈泡，先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到“1 Ω”擋，再進(jìn)行________調(diào)零；又將紅、黑表筆分別接觸①②接線柱，多用電表的表盤(pán)如圖乙所示，說(shuō)明小燈泡正常，此時(shí)燈絲的電阻為_(kāi)_______ Ω。 (2)他將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋于某直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接觸②③接線柱，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源的電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明②③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了________(選填“斷路”或“短路”)。 (3)故障排除后，為了使電流表的示數(shù)從零開(kāi)始，要在________(選填“①④”或“③④”)接線柱間再連接一根導(dǎo)線，并在閉合開(kāi)關(guān)前把滑動(dòng)變阻器的滑片置于最________(選填“左”或“右”)端。 解析　(1)多用電表測(cè)電阻時(shí)應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零；多用電表的表盤(pán)的讀數(shù)為6.0 Ω。 (2)電壓表的示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明電壓表直接接在開(kāi)路的電源上，②③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路。 (3)為了使電流表的示數(shù)從零開(kāi)始，滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法，要在③④接線柱間再連接一根導(dǎo)線；初始時(shí)刻輸出的電壓最小，滑片應(yīng)置于最左端。 答案　(1)歐姆　6.0　(2)斷路　(3)③④　左 方法感悟 電路故障的判斷方法 (1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則該段電路中有斷點(diǎn)。 (2)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該并聯(lián)段電路被短路。若電壓表示數(shù)不為零，則該并聯(lián)段電路沒(méi)有被短路或不完全被短路。 (3)如閉合開(kāi)關(guān)，電路中存在電源，應(yīng)用多用電表的直流電壓擋檢查故障；如電路中沒(méi)有電源，可以用多用電表的歐姆擋檢查燈泡或?qū)Ь€的故障。 (2018太原模擬)如圖所示，已知黑箱外有A、B、C三只接線柱，黑箱內(nèi)有一只定值電阻和一個(gè)二極管，它們的兩端都直接接在接線柱上。用多用電表依次測(cè)三只接線柱間的阻值，結(jié)果如下表所示。請(qǐng)判定黑箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)。 答案　見(jiàn)解析 解析　先由二極管的反向截止的性質(zhì)分析，由表可知，接BC和CB時(shí)測(cè)量結(jié)果不同，故在BC間一定有二極管存在；同理可知在AC間也有二極管存在，并且AC間的正向電阻大于BC之間，說(shuō)明AC間包含電阻；而接AB和BA時(shí)電阻不變；故說(shuō)明AB間只有電阻，BC間接二極管。所以黑箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)為： 課后作業(yè) 1．(2018河南高三二模考試)在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)甲同學(xué)先用多用電表的歐姆擋“100”測(cè)量標(biāo)有“220 V　100 W”的白熾燈的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，為了減小測(cè)量誤差，下列選項(xiàng)中合理的操作順序?yàn)開(kāi)_______(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母)。 A．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“1 k”的位置 B．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“10”的位置 C．用兩表筆與白熾燈連接好并讀數(shù) D．將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零 (2)甲同學(xué)按正確的實(shí)驗(yàn)操作，指針停在如圖甲所示的位置，則此白熾燈電阻的測(cè)量值為_(kāi)_______ Ω。 (3)乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)該多用電表“直流50 V”擋損壞了，但“直流10 V”擋能正常使用。打開(kāi)電表外殼發(fā)現(xiàn)電路板上的電阻R2被燒壞了，如圖乙所示。若表頭A的滿(mǎn)偏電流為1 mA，則應(yīng)用________ kΩ的電阻替換R2就可以修好“直流50 V”擋。 答案　(1)BDC　(2)120　(3)40 解析　(1)先用多用電表的歐姆擋“100”測(cè)量標(biāo)有“220 V　100 W”的白熾燈的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，說(shuō)明白熾燈的電阻很小，為了減小測(cè)量誤差，將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“10”的位置，將兩表筆短接，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，用兩表筆與白熾燈連接好并讀數(shù)，故合理的操作順序?yàn)锽DC。 (2)選擇開(kāi)關(guān)處在“10”擋，由圖甲所示可知，電阻測(cè)量值為：1210 Ω＝120 Ω。 (3)電阻R2兩端電壓為40 V，電阻R2阻值為R2＝＝＝4104 Ω＝40 kΩ，則應(yīng)用40 kΩ的電阻替換R2就可以修好“直流50 V”擋。 2．(2017全國(guó)卷Ⅲ)圖a為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿(mǎn)偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆“100 Ω”擋。 (1)圖a中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置 B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置 C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________ Ω，R4＝________ Ω。 (4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖b所示。若此時(shí)B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為_(kāi)_______；若此時(shí)B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為_(kāi)_______；若此時(shí)B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為_(kāi)_______。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 答案　(1)黑　(2)B　(3)160　880 (4)1.47 mA　1.10 kΩ　2.95 V 解析　(1)當(dāng)B端與“3”連接時(shí)，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接。 (2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時(shí)，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無(wú)效，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 (3)根據(jù)題給條件可知：當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時(shí)為量程1 mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。 當(dāng)B端與“4”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時(shí)為量程1 V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120 Ω，兩端電壓為0.12 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4兩端電壓為0.88 V，則R4電阻為880 Ω。 (4)若此時(shí)B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA。 若此時(shí)B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11100 Ω＝1.10 kΩ。 若此時(shí)B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.95 V。 3．(2018衡水中學(xué)高三5月模擬考試)某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖a所示的歐姆表電路，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“1”和“10”兩種倍率，所用器材如下： A．干電池：電動(dòng)勢(shì)E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω； B．電流表G：滿(mǎn)偏電流Ig＝1 mA，內(nèi)阻Rg＝150 Ω； C．定值電阻R1＝1200 Ω； D．電阻箱R2和R3：最大阻值999.99 Ω； E．電阻箱R4：最大阻值9999 Ω； F．開(kāi)關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干。 (1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖a正確連接好電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2＝________ Ω，使電流表達(dá)到滿(mǎn)偏，此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)＝________ Ω，歐姆表的倍率是________(選填“1”“10”)。 (2)閉合開(kāi)關(guān)S：第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2＝________ Ω且R3＝________ Ω時(shí)，將紅、黑表筆短接，電流表再次滿(mǎn)偏； 第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4，調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為_(kāi)_______ Ω。 答案　(1)149.5　1500　10　(2)14.5　150　100 解析　(1)由閉合電路歐姆定律可知，歐姆表的內(nèi)阻為：R內(nèi)＝＝ Ω＝1500 Ω，則R2＝R內(nèi)－R1－Rg－r＝1500 Ω－1200 Ω－150 Ω－0.5 Ω＝149.5 Ω。中值電阻應(yīng)為1500 Ω，根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知，表盤(pán)上只有兩種擋位，多用電表用開(kāi)關(guān)S變換擋位，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí)相比，干路允許的最大電流較小，由歐姆定律知?dú)W姆表內(nèi)阻較大，測(cè)量的中值電阻較大，故S斷開(kāi)時(shí)歐姆表倍率應(yīng)為“10”。 (2)為了得到“1”倍率，應(yīng)讓G滿(mǎn)偏時(shí)對(duì)應(yīng)的歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)′為150 Ω；電流為：I1＝ A＝0.01 A；此時(shí)表頭中電流應(yīng)為Ig＝0.001 A；則與之并聯(lián)電阻R3中電流應(yīng)為：I3＝I1－Ig＝0.01 A－0.001 A＝0.009 A，并聯(lián)電阻R3為：R3＝＝ Ω＝150 Ω；R2＋r＝＝ Ω＝15 Ω，故R2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω；圖示電流為I示＝0.60 mA；則總電阻為：R總＝＝＝103 Ω＝250 Ω，故待測(cè)電阻為：R測(cè)＝R總－R內(nèi)′＝250 Ω－150 Ω＝100 Ω；故對(duì)應(yīng)的刻度應(yīng)為100 Ω。 4．(2018唐山二?？荚?某同學(xué)只用以下給定儀器組裝如圖甲所示的簡(jiǎn)易多用電表，儀器不得重復(fù)使用。 A．電流表(0～200 μA,100 Ω)； B．電阻箱(0～999 Ω)； C．電阻箱(0～9999 Ω) ； D．定值電阻R2(1 kΩ)； E．變阻器(0～300 Ω)； F．變阻器(0～800 Ω)； G．干電池(1.5 V，r＝0)； H．干電池(9 V，r＝0)； I．導(dǎo)線若干。 該多用電表需設(shè)置0、1為量程0～1 mA的電流擋，0、3為量程0～3 V的電壓擋，0、2為歐姆擋。該同學(xué)通過(guò)計(jì)算并選擇器材(器材選擇只填器材前的字母)。 (1)量程0～1 mA的電流擋中電阻箱R1應(yīng)該選擇________，將其調(diào)節(jié)為_(kāi)_______ Ω。 (2)量程0～3 V的電壓擋中電阻箱R4應(yīng)該選擇________，將其調(diào)節(jié)為_(kāi)_______ Ω。 (3)0、2的歐姆擋中變阻器R3應(yīng)該選擇________，電源應(yīng)該選擇________。 (4)該同學(xué)用上述簡(jiǎn)易多用電表的歐姆擋測(cè)量某未知電阻，他首先進(jìn)行了歐姆擋調(diào)零，然后將電阻接在0、2之間，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，示數(shù)為_(kāi)_______ μA，由此可求得未知電阻為_(kāi)_______ Ω。 答案　(1)B　25　(2)C　2980 (3)F　G　(4)120　1000 解析　(1)量程0～1 mA的電流擋中電阻箱阻值為R1＝＝ Ω＝25 Ω，則R1應(yīng)該選擇B，將其調(diào)節(jié)為25 Ω；此時(shí)電流表的總電阻為rg′＝20 Ω。 (2)量程0～3 V的電壓擋中電阻箱阻值R4＝－rg′＝ Ω－20 Ω＝2980 Ω，則R4應(yīng)該選擇C，將其調(diào)節(jié)為2980 Ω。 (3)R3最大可能為800 Ω，故電源電壓最大值為E＝Ig′(rg′＋R2＋R3max)＝1.82 V，所以0、2的歐姆擋中電源應(yīng)該選擇一節(jié)干電池G；根據(jù)閉合電路歐姆定律，R內(nèi)＝R3＋R2＋rg′＝＝ Ω＝1500 Ω，則R3＝480 Ω，即變阻器R3應(yīng)該選擇F。 (4)電流表示數(shù)為120 μA，此時(shí)電路中的電流為0.6 mA，根據(jù)E＝I(Rx＋R內(nèi))，由此可求得未知電阻為Rx＝－R內(nèi)＝ Ω－1500 Ω＝1000 Ω。 5．(2018福建高中畢業(yè)班模擬卷一)某興趣小組自制了一個(gè)多量程的歐姆表，其電路圖如圖甲所示。其中電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；表頭G量程Ig＝60 μA，內(nèi)阻Rg＝2 kΩ，表頭的表盤(pán)如圖乙所示。 (1)①開(kāi)關(guān)S1撥至“1 k”擋，將滑動(dòng)變阻器R0滑片調(diào)到最左端。 ②將紅、黑表筆短接，此時(shí)表頭的讀數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為_(kāi)_______ μA。由此可知，滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為_(kāi)_______ kΩ(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 ③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0的滑片位置，使電流表指針滿(mǎn)偏。 ④將被測(cè)電阻Rx接在紅、黑表筆之間，此時(shí)電表指針指向20 μA處，則該被測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______ kΩ(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 ⑤根據(jù)上述原理，將表頭的電流刻度改成與之相對(duì)的電阻值刻度，即做成一個(gè)歐姆表。 (2)圖中R3的阻值為_(kāi)_______ kΩ(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (3)電池使用一段時(shí)間后電動(dòng)勢(shì)E減小為1.44 V，改裝后的歐姆表仍可以調(diào)零。若某次測(cè)量結(jié)果的讀數(shù)為50 kΩ，則該被測(cè)電阻的真實(shí)阻值是________ kΩ；若測(cè)量結(jié)果的讀數(shù)為25 Ω，則該被測(cè)電阻的真實(shí)阻值是________ Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)②49　29?、?0　(2)2.78　(3)48　24 解析　(1)②將紅、黑表筆短接，此時(shí)表頭的讀數(shù)為49 μA。由此可知，滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為R0＝－Rg＝ Ω－2 kΩ≈29 kΩ； ④當(dāng)電流表指針滿(mǎn)偏時(shí)：Ig＝；當(dāng)電表指針指向20 μA 處時(shí)：Ig＝，解得Rx＝50 kΩ。 (2)由以上計(jì)算可知，當(dāng)電表指針指向20 μA處時(shí)，此時(shí)歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)兩端電壓為UG＝E＝0.5 V，當(dāng)在“1 k”位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的待測(cè)電阻為50 kΩ，可知當(dāng)在“100”位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的待測(cè)電阻為Rx＝50100 Ω＝5 kΩ，此時(shí)Rx兩端電壓為U＝E－UG＝1 V；則電流為I＝＝＝0.2 mA，此時(shí)通過(guò)R3的電流為I3＝I－IG＝200 μA－20 μA＝180 μA，則R3＝＝ Ω≈2.78 kΩ。 (3)若電池電動(dòng)勢(shì)為E＝1.5 V時(shí)，調(diào)零后：Ig＝；若電池電動(dòng)勢(shì)為E′＝1.44 V時(shí)，調(diào)零后：Ig＝；當(dāng)測(cè)量某電阻Rx時(shí)，則I＝＝；聯(lián)立可得＝，當(dāng)Rx測(cè)＝50 kΩ時(shí)，代入解得Rx真＝48 kΩ；當(dāng)Rx測(cè)＝25 Ω時(shí)，代入解得Rx真＝24 Ω。 6．某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖1所示，該電路用標(biāo)稱(chēng)值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50 V擋檢測(cè)故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)。 (1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用表指示如圖2所示，讀數(shù)為_(kāi)_______ V，說(shuō)明題中________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開(kāi)關(guān)”“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點(diǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開(kāi)關(guān)后，多用表指示仍然和圖2相同，可判定發(fā)生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開(kāi)關(guān)”或“小燈”)。 答案　(1)11.5(11.2～11.8之間的值均可)　蓄電池　(2)小燈 解析　(1)多用電表調(diào)至50 V量程時(shí)分度為1 V，應(yīng)估讀到下一位，故接ac兩點(diǎn)測(cè)量的是電源兩端的電壓，讀數(shù)為11.5 V，可見(jiàn)蓄電池完好。 (2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，表明電壓表被斷路，開(kāi)關(guān)閉合后，讀數(shù)不變，表明蓄電池、保險(xiǎn)絲、開(kāi)關(guān)和多用表能組成完好回路，開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲無(wú)問(wèn)題，發(fā)生故障的是小燈，小燈斷路。