4.2多用电表的原理与使用 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版选修3-1
4.2多用电表的原理与使用
课时练（解析版）
1．如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
(1)多用电表的红表笔应是图甲中的____
端（填“A”或“B"）。
(2)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量_____；当选择开关S旋到位置3、4时，电表用来测量______；
(3)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择________（填“×1”或“×100”）倍率的欧姆挡。
2．某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。
（1）他选择“×100”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很小，如图甲中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到___________的挡位（选填“×10”或“×1k”）；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向___________Ω。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，若表针指在如图甲中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为___________Ω。
（2）若用已调好的多用电表欧姆挡“×100”挡来探测一只完好的二极管的正、负极（如图乙所示）。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针指在如图甲中的虚线①的位置，此时红表笔接触的是二极管的________极（选填“正”或“负”）。
3．某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
（1）甲同学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所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为___________mA；若所选挡位为×10Ω挡，则示数为___________Ω。
（2）乙同学用该表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在测量这个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是________（填字母代号）。
A．将红表笔和黑表笔短接
B．把选择开关旋转到×100Ω挡
C．把选择开关旋转到×1Ω挡
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
（3）丙同学在图乙所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法正确的是（______）
A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关出现断路故障
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良
4．小明手里有一块多用电表A，其功能完好，但刻度值已不清晰。他想通过实验测定该多用表（简称A表，下同）“×10Ω”档欧姆调零后的内阻R0和内置电源的电动势E。他找来了另一个多用电表B（简称B表，下同）、一个电阻箱、一个开关和若干导线作为实验的器材。
实验的操作如下：
（1）小明将A表调到“×10Ω”档，将B表调到“mA”档，准备如图（甲）将所有的器材串联起来作为实验电路。请你在图中连好剩余的导线______：
（2）先使用B表的电流档测量A表“×10Ω”档的满偏电流。将电阻箱阻值调为0，将A表调到欧姆档“×10Ω”档位置。几次试测后，确定B表应使用“10mA”档，调节A表的欧姆调零旋钮直至A表满偏，此时B表的读数如图（乙）所示，记录下B表读数为______mA；
（3）断开开关，保持A、B表档位不变，将A表红黑表笔短接进行______，然后重新连入原来电路。
（4）调节电阻箱，闭合开关，当B表读数为6.0mA时，读出电阻箱阻值为R1=250Ω：继续调节电阻箱阻值，当B表读数为4.0mA时，读出电阻箱阻值为R2=1000Ω；
（5）断开电路，整理器材。
根据以上测量数据，可算出A表“×10Ω”档内置电源的电动势E=_____V，A表“×10Ω”档欧姆调零后的内阻R0=_____Ω，B表量程“10mA”档的内电阻RB=______Ω。
5．如图所示，为某实验小组制作的简易多用电表的电路原理图。已知灵敏电流计G的满偏电流、内阻。图中、是定值电阻，是滑动变阻器。选择开关S有“1”、“2”、“3”三个接线柱。
(1)图中，A表笔是___________表笔（选填“红”或“黑”）；若要测量晶体二极管的正向电阻，则晶体二极管的正极应接___________表笔（选填“A”或“B”）。
(2)选择开关S接“1”时，改装成量程为的电流表，选择开关S接“3”时，改装成量程为的电压表，则=___________Ω，
=___________Ω。
(3)选择开关S接“2”时，调零后用它测阻值为的标准电阻，电流表指针恰好指在刻度盘的正中央，接着用它直接测量一个未知电阻，电流表指针恰好指在刻度盘的量程处，则该未知电阻的阻值为________Ω。
6．（1）如图1游标卡尺示数为________mm
（2）多用电表表盘指针位置如图2所示。如果选用的是直流5mA挡，则读数为______mA。
（3）某同学用电压表和电流表测量电阻R
的阻值，实验装置如图3所示。这个电路测量___（“大”或“小”）电阻误差较小。
（4）某同学设计的测定水果电池电动势和内电阻的电路如图4所示。水果电池内阻较大，图中电流计内阻未知。实验中他多次改变电阻箱的电阻值，并记录电阻箱的阻值及相应的电流计读数。用上述方法
（______）
A．能测定水果电池电动势
B．能测定水果电池内电阻
C．处理数据时用图比图更科学
D．电阻箱取值应该小些
（5）一段导体的伏安特性曲线如图5所示。一同学用电动势为4.5V、内阻为3.0Ω的电源与该导体构成闭合回路，则导体消耗的功率是______W（结果保留两位有效数字）。
7．(1)已知用不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：
A．3.4cm
B．3.37cm
C．3.372cm
D．3.3721cm
其中，用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是_____________。用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是__________。（填相应选项的字母）
(2)如图为一简易多用表的内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，S为单刀多掷电键（功能键）表内两恒压直流电源的电动势不相等，且E1＜E2。由图可知，欲测电压时，应将功能键置于________位置；欲测电阻时，应将功能键置于________位置。在测电流的两个位置中，将功能键置于___________位置时电流的量程较大。
8．(1)某同学用调好零的多用电表按正确步骤测量一电阻P的阻值，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图甲所示。为使测量比较精确，应将选择开关旋到___________（选填“×1”“×10”或“×1
k”）的倍率挡位上，并___________，再进行测量。
(2)为更精确测量此电阻阻值，采用如图乙所示电路测量。此接法测得的电阻值比其真实值偏___________（填“大”或“小”），造成这种误差的主要原因是___________。
闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表示数接近电源电动势。经检测导线和电表均完好，则发生故障的是___________断路（选填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”）。
9．（1）图a的读数为__________mm。图b读数为__________mm。
（2）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测出金属丝的电阻，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量：甲同学直接用多用电表测其电阻，该同学选择倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太大。为了准确地进行测量，请你从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序：________。填步骤前的字母
A．旋转选择开关至欧姆挡“”
B．旋转选择开关至欧姆挡“”
C．旋转选择开关至“OFF”，并拔出两表笔
D．将两表笔分别连接到的两端，读出阻值后，断开两表笔
E.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔按正确步骤测量时，指针指在图示位置，的测量值为________。
（3）如图3所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为，电池电动势为，则该欧姆表的内阻是_____________，表盘上刻度线对应的电阻值是_______________。
（4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值，乙同学采用如图4所示的电路。电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。
①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_____________选填“红”或“黑”表笔。
②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数得到的关系如图5所示。不计此时多用电表的内阻。则______________，电源电压________________V。
10．在“测电源电动势与内阻”的实验中：
(1)小张同学想先用多用电表粗测一下干电池的电动势，他将红、黑表笔分别插在电表的负、正插孔，然后将多用电表选择开关置于直流电压档，再将红表笔接电源正极，黑表笔接电源负极，这样操作是否可行？______（填“可行”或“不可行”）
(2)小王同学通过正确利用多用电表测量干电池的电动势，如图1所示是他选择的档位和指针所指的位置，此时显示电动势读数为______V；
(3)小李同学利用图2所示电路图测量两节相同的干电池的电动势和内阻，请据此在图3实物图中完成剩下的接线；______
(4)小李同学在正确进行实验后，记录几组数据并在作图描点如图4______，据此可知，一节干电池的电动势为______V。一节干电池的内阻为______Ω（结果保留三位有效数字）。
11．在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中
(1)用多用电表测量某电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现指针偏转角过大，改为选择_______（选填“×10”或“×lk”）倍率的电阻挡，并欧姆调零再进行测量，其示数如图a所示，测量结果为______Ω；
(2)某同学先将电容放电，然后将欧姆表的两个表笔分别接在其两管脚上，观察到以下现象：指针在连接瞬间大幅摆动至较小的阻值，然后迅速返回至无穷大。请解释该现象：________；
(3)某同学使用多用电表探测黑箱，已知黑箱内有一个内阻不计的电源和若干阻值相同的电阻，黑箱外有四个接线柱，利用电压挡测量出每两点间的电压分别为、、、。试在答题卡的黑箱图中画出两种可能的电路（电阻个数不超过5个）_______。
12．某物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，来测定量程为6mA的灵敏电流计的内阻，并用该灵敏电流计改装成多用电表，请完成下列问题。
（1）闭合开关S，调节电阻箱并记录电阻箱的示数为20Ω、灵敏电流计的示数为2.5mA、电压表的示数为0.3V，由此可知灵敏电流计的内阻Rg为_______Ω。
（2）如图乙所示为该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功能关于此多用电表，下列说法中正确的是________；
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接的是红表笔
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
（3）该同学改装的电流挡的量程是0.6A，则R1的阻值是______Ω（保留三位有效数字），欧姆挡所用电池的电动势为E=3V，该同学用此欧姆表测一未知电阻，进行准确操作后，指针恰好停在灵敏电流计2mA刻度处，则待测电阻的阻值应为____Ω。
13．使用多用电表测量电阻时，多用电表的内部电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一个表头串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为3V的电压表（电阻很大），滑动变阻器，导线若干。实验时，将多用电表的选择开关调至欧姆“×1”挡，调节欧姆调零旋钮，使指针指向0，将滑动变阻器接入电路中的阻值调至最大。
(1)实验电路图如图甲所示，电压表“+”“－”已经标出，若两电表均正常工作，则多用电表左表笔为________（填“红”或“黑”）色；
(2)若适当调节滑动变阻器接入电路的阻值，滑片位于某位置时多用电表的示数如图乙所示，则多用电表的读数为___________Ω；
(3)现采用图甲的电路测量多用电表的等效电动势E和等效内阻表示多用电表的读数，U表示电压表的读数。实验中通过多次改变滑动变阻器接入电路中的阻值，从电压表上读出相应的示数U，发现U与R不成线性关系，根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线，如图丙所示，若直线的斜率为k，直线在坐标轴上的截距为b，则该多用电表的等效电动势__________，等效内阻___________。（用表示）
(4)用此多用电表测电阻，实验操作正确，则用欧姆“×1”挡测20Ω的电阻时流过表头的电流__________（选填“大于”或“小于”）用欧姆“×10”挡测150Ω的电阻时流过表头的电流。
参考答案
1．A
电压
电阻
×100
【详解】
(1)[1]多用电表的红表笔应是图甲中的A
端。
(2)[2][3]测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量电压，因为电压表是灵敏电流计串联电阻构成的；当选择开关S旋到位置3、4时，电表用来测量电阻，因为欧姆表内有电源；
(3)[4]某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，是大电阻，需要更换大挡，因此需选择×100倍率的欧姆挡。
2．“×1k”
0
17k
正
【详解】
(1)[1][2]表针应指在中间误差较小，偏角小说明阻值大，要换较大挡位“×1k”，重新调零时应使表针指向右侧0Ω处。
[3]未知电阻的测量值为
17×1kΩ=17kΩ
(2)[4]二极管具有单向导电性，表针指在如图1中的虚线①的位置，说明此时二极管电阻很大，电流是从二极管的负极流向正极，由于黑表笔接欧姆表内置电源的正极，红表笔接电源负极，所以此时红表笔接触的是二极管的正极。
3．24.0
160
CAD
AC
【详解】
（1）[1]
若所选挡位为直流50mA挡，则示数为：24.0mA
[2]
若所选挡位为×10Ω挡，则示数为
（2）[3]
乙同学用欧姆表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻，需要换到×1挡，然后将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故合理的顺序是CAD。
（3）[4]
A．用多用电表2.5V直流电压挡进行检测，将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明灯泡可能出现短路故障，A正确；
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明开关出现短路故障，B错误；
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，即电压表测的是电源两端的电压，说明灯泡和灯泡座可能接触不良，C正确。
故选AC。
4．
8.0
欧姆调零
9
1125
125
【详解】
(1)[1]
欧姆表红表笔与电流表负极线柱相连，黑表笔与电流表正接线柱相连，A、B表与电阻箱、开关组成串联电路，实物电路图如图所示
(2)[2]
电流表量程为10mA，由图示表盘可知，其分度值为0.2mA，示数为8.0mA。
(3)[3]
断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表红黑表笔短接进行欧姆调零。
(5)[4][5][6]
设电表A欧姆×10挡的内阻为R0，则有：
当B表读数为6.0mA时，读出电阻箱阻值为R1=
250Ω
；继续调节电阻箱阻值，当B表读数为4.0mA时，读出电阻箱阻值为R2=
1000Ω，由闭合电路欧姆定律得
解得
5．红
B
160
4880
【详解】
(1)[1][2]图中，A表笔接内部电源的负极，是红表笔；若要测量晶体二极管的正向电阻，需给二极管加正向电压，则晶体二极管的正极应接B表笔。
(2)[3][4]选择开关S接“1”时，改装成量程为的电流表，则
此时改装后电流表内阻
选择开关S接“3”时，改装成量程为的电压表，则
(3)
[5]调零后
测阻值为的标准电阻时
电流表指针恰好指在刻度盘的量程处时
解得
6．14.25
2.00
小
AC
1.5
【详解】
(1)[1]游标卡尺的固定刻度读数为14mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，所以最终读数为14.25mm；
(2)[2]如果选用的是直流5mA挡，则读数为2.00
mA。
(3)[3]采用电流表外接法，测量电流偏大，则
，阻值测量偏小。
(4)[4]
AB．由图可知，实验中将电阻箱与电流表和电源串接，则由电流表示数可得出电流；
由电阻箱是出外电阻，则可求得路端电压；
由闭合电路欧姆定律可得出电动势；
但由于电流表内阻不知，故无法测出内阻；故A正确，B错误；
C．在处理数据时，由欧姆定律可知，，故
R-I是曲线，为直线，后者更易处理，故C正确；
D．由于水果电池电阻较大，故为了得出更大的电流变化，电阻箱应取大一点的电阻，故D错误。
故选AC。
(5)[5]
作出电源的伏安特性曲线如图，则两图象的交点为电阻的工作点，由图可知，电阻两端的电压为3.0V，电流为0.5A，故功率
P=UI=1.5W
7．A
B
5或6
3或4
1
【详解】
（1）[1][2]A．2.4cm是最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果，最后一位是估读；
B．2.37cm可能是最小分度值为毫米的刻度尺测量的结果，最后一位是估读，也有可能是游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果；
C．2.372cm是游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺测量的结果；
D．2.3721cm是螺旋测微器测量的结果，最后一位是估读；
所以用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是A，用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是B；
(2)[3]多用电阻若测电压，应让表头与电阻串联；
由图可知，与电阻串联的接法只有5或6；
[4]要用表头测电阻，则内电路中应有电源，由图可知，只有接3或4时才能测电阻；
[5]测电流时应使表头与电阻并联，由接1或2时可以用来测电流；接1时，R2与表头串联后再与R1并联，因此R1相对于表头及串联电阻更要小，故测量的量程更大；
8．×10
重新欧姆调零
小
电压表分流
待测金属丝
【详解】
(1)[1][2]
由图知测电阻时指针的偏角太大，说明电阻较小，应换×10挡，并需重新欧姆调零；
(2)[3][4]由
如图乙所示电路电压表测的是电阻的真实电压，而由于电压表的分流作用，电流表测的是电阻与电压表并联的电流，比流经电阻的电流大，故测量值比真实值偏小。
[5]
闭合开关后，电流表示数为零，说明电路存在断路；电压表示数接近电源电动势，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，与电压表并联的待测金属丝发生断路。
9．11.4
6.123（6.121~6.124）
AEDC
22
15
15
红
200
8
【详解】
(1)[1]游标卡尺的读数：主尺读数+游标尺读数分度值，a的读数为：11mm+40.1mm=11.4mm。
[2]螺旋测微器的读数：固定刻度的读数+可动刻度读数（估读）精度值，b的读数为：6mm+12.30.01mm=6.123mm(6.121~6.124mm)。
(2)[3]指针转过角度太大，则电阻的读数太小误差太大，所以要换小倍率的挡位，则A正确；B错误；测电阻的合理顺序为：AEDC。
[4]欧姆表的读数为：表盘刻度倍率，的测量值为：22=。
(3)[5]由闭合电路欧姆定律可得欧姆表的内阻为
。
[6]表盘上刻度线对应的电阻值为
。
(4)①[7]根据电流方向总是红进黑出的规律，可知与a点相连的是多用电表的红表笔。
②[8][9]由欧姆定律可得
上式整理有
由图像可得
，
10．不可行
1.45
1.48（1.45-1.50）
1.64（1.60-1.67）
【详解】
（1）[1]
）用多用电表的电压挡测电源电压，正插孔与电源电源正极相连，负插孔与接电源负极，小张将红、黑表笔分别插在电表的负、正插孔，然后将多用电表选择开关置于直流电压挡，再将红表笔接电源正极，黑表笔接电源负极，他的操作是不可行的。
（2）[2]
电压表量程为2.5V，其分度值为0.05V，示数为1.45V。
（3）[3]
应用伏安法测电源电动势与内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实物电路图如图所示
（4）[4]
根据坐标系内描出的点做出电源U-I图像如图所示
[5]图像的纵坐标的交点为2.94V，则一节干电池的电动势为1.47V。
[6]
由图示图像可知，电源内阻为
一节干电池的内阻为
11．×10
110
欧姆表内的电池对电容器充电，接通瞬间的充电电流最大，之后充电电流逐渐减小至零
【详解】
(1)[1]用多用电表测量某电阻，选用“×100”的电阻挡测量时，发现指针偏转较大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，欧姆表应换用较小挡位，应将多用电表选择旋钮调到电阻×10挡；
[2]由图a所示表盘可知，被测电阻的阻值为11×10=110Ω；
(2)[3]出现题意现象是因为欧姆表内的电池对电容器充电，接通瞬间的充电电流最大，之后充电电流逐渐减小至零；
(3)[4]根据可知，2、4间无电势差，即不能接有电阻，且1、2间电势差最大，即为路端电压，根据电路中电压分配与电阻的关系得如图
12．100
AC
1.01
10
【详解】
(1)[1]根据部分电路欧姆定律，有
代入数据，得
(2)[2]当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱A接的是红表笔，接线柱B接的是黑表笔。故A正确；D错误；当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，故B错误；C正确。
(3)[3]根据分流原理，有
代入数据，得
[4]当S接触点2时为欧姆表，有
灵敏电流计2mA刻度处对应的总电流为0.2A，由欧姆定律，得
13．黑
18
小于
【详解】
(1)[1]多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，由于多用电表左表笔与电压表正接线柱连接，则左表笔为黑表笔
(2)[2]由图乙可知，多用电表的读数为
(3)[3][4]由实验原理可得
得
结合图丙可得
，
解得
，
(4)[5]多用电表测电阻时，尽量使指针指到中间刻度附近，则用欧姆“×1”挡测20Ω的电阻时指针的位置更偏向左侧，所以此时电流更小，即用欧姆“×1”挡测20Ω的电阻时流过表头的电流小于用欧姆“×10”挡测150Ω的电阻时流过表头的电流