高中物理人教版（2019）必修三 11.5 练习使用多用电表 同步学案

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11.5 实验：练习使用多用电表
一、考点梳理
考点一、对欧姆表的进一步认识
1.原理如图所示
甲　 　 　 　　乙　　　 　　丙
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注
当红、黑表笔相接时(如图甲所示)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点。注意此时欧姆表的内阻是(r＋Rg＋R)。
(2)“中值”标注
保持R不变，在两表笔间接一电阻Rx时，如图丙所示，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即处，则此时Rx＝Rg＋R＋r，称为中值电阻，等于欧姆表内电阻值。
(3)“∞ Ω”标注
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点。
(4)一般位置标注
由闭合电路的欧姆定律知I＝，每一电流值都对应一电阻值Rx，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了。
(1)流过欧姆表的电流是内部电源提供的， 流过电压表、电流表的电流是外电路的电源提供的。
(2)使用欧姆挡测电阻时， 指针的偏角越大， 测量电阻值越小，指针的偏角越小， 测量电阻值越大。
【典例1】　如图所示是欧姆表的原理示意图，其中，电流表的满偏电流为300 μA，电阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻Rx是多少？
【答案】5 000 Ω
【解析】当电流表满偏时有Ig＝
其中R内为欧姆表的内阻，所以有
R内＝＝ Ω＝5 000 Ω
用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有Ig＝
解得Rx＝－R内＝5 000 Ω
故测得的电阻Rx是5 000 Ω。
练习1、一个用满偏电流为3 mA的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间。如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为(　　)
A．1 000 Ω　　　　　　 B．5 000 Ω
C．1 500 Ω D．2 000 Ω
【答案】A
【解析】设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知3×10－3 A＝，1.5×10－3 A＝，解得R内＝500 Ω，E＝1.5 V，由1×10－3 A＝，解得Rx＝1 000 Ω，A正确。
考点二、多用电表的使用及读数
1.机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端电流零刻度位置。
2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动选择开关，确定挡位并选择一个合适的量程。使用多用电表前如果不仔细选好挡位和量程，可能会误用“μA”“mA”或“Ω”挡去测量电压，就有烧坏多用电表的危险。
3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔连入电路。
(1)测量电压时要与电路并联。
(2)测量电流时要与电路串联。
(3)测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零。
4．测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出。
【典例1】用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量：
(1)旋动部件________(选填“S”“K”或“T”)，使指针对准电流的“0”刻线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________(选填“S”“K”或“T”)，使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
【答案】(1)S　(2)T　0刻线　(4)ADC
【解析】(1)使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S。
(2)使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T。
(3)测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大的倍率的挡位，每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合理顺序为ADC。
【典例2】将灵敏电流计G改装成两种倍率(“×10”“×100”)的欧姆表，电路图如图甲所示。现用该欧姆表对一阻值约为200 Ω的电阻进行测量，步骤如下。
(1)将开关S合向________端(选填“a”或“b”)，这时的欧姆表所用的是较小倍率挡。
(2)将两表笔短接，旋动合适的部件，对欧姆表进行调零。
(3)将两表笔分别与被测电阻相接。
(4)若欧姆表的示数如图乙所示，则该电阻的阻值为________Ω。
(5)将两表笔短接，旋动合适的部件，对欧姆表进行调零。
若电源电动势E＝15 V，灵敏电流计的满偏电流Ig＝5 mA，“×10”倍率时欧姆表的内阻R＝150 Ω，在该倍率下欧姆调零时，流过电阻Ra的电流为________mA。
【答案】(1)a　(4)180　(5)95
【解析】(1)由图甲可知，该欧姆表与被测电阻使用的是同一电源，故根据闭合电路欧姆定律可知电路中的最大电流越大，欧姆表所用的倍率越小，结合电路的串、并联规律可知，当开头S合向a端时，欧姆表所用的是较小倍率挡。
(4)开关拔至较小倍率(“×10”)挡时，由图乙可知该电阻的阻值为18.0×10 Ω＝180 Ω。
(5)在“×10”倍率下欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流I＝＝ A＝100 mA，此时开关S合向a端，根据电路的串、并联规律可得流过电阻Ra的电流为Ia＝I－Ig＝95 mA。
练习1、某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：
(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
【答案】(1)直流电压　1.25 V　(2)直流电流　50 mA　(3)电阻　1.7 kΩ
【解析】(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5 V，测量结果为1.25 V。
(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA。
(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为17×100 Ω＝1.7 kΩ。
练习2、某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干．
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点．
(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.
【答案】(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
【解析】(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零．
(2)多用电表电流为“红进黑出”，题图甲中外电路电流由2到1，所以红表笔应连1端．
(3)多用电表挡位为×1 k，指针指15，则R＝15.0×1 kΩ＝15.0 kΩ，由图丙知电压表读数为3.60 V.
(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电压表内阻，所以电压表内阻为12.0 kΩ.
(5)15.0 kΩ为多用电表电阻挡的中值电阻，中值电阻阻值即内电路阻值，所以电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为15.0 kΩ，设内电路电池电动势为E，则当电压表示数为4.00 V时，＝，解得：E＝9.00 V.
考点三、利用多用电表探测黑箱内的电学元件
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，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 Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
【典例1】　有一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里。盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图所示，今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路。
　
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间测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
【解析】由A、C间的阻值情况可知，A、C间显然为一只电阻；由B、C间阻值情况和二极管的单向导电性可知，BC间应是一只二极管，且B接负极，C接正极；由A、B间的阻值情况可进一步验证上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如图所示。
[答案]　见解析图
练习1、如图所示的黑盒子内有由导线和三个阻值均为R的电阻组成的电路，盒外有三个接线柱，测得三个接线柱间的电阻分别为R12＝0.5R R23＝R R13＝1.5R，请在图中画出盒内电阻的接线图。
【解析】因为R23＝R，所以2、3之间只有1个电阻，由R12＝0.5R可知1、2之间为两电阻并联，接线图如图所示。
【答案】见解析
考点四、用多用电表判断电路的故障
1.故障种类及特点
电路故障一般有两种情况，即短路和断路。
(1)短路的特点：电路中有电流，但短路部分电压为零；被短路的用电器不工作，与之串联的用电器工作电流增大。
(2)断路的特点：在电源正常的情况下，断路部分电流为零，但断路处有电压，若干路断路则断路处电压等于电源电动势。
2．分析与检测方法
(1)电压表检测法
若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好，然后将电压表逐段与电路并联，若某一段电路电压表指针偏转，说明该段电路中有断点。若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电路电压表示数为零，则该段电路短路。
(2)多用电表检测法
断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分有断路。
【典例1】(多选)在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示)：
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路
2 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路
3 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路
以上操作和判断正确的是(　　)
A．1 B．2
C．3 D．都不正确
【答案】AC
【解析】选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确。选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的。而3显然正确，故选项A、C正确。
练习1、如图所示是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用多用电表的欧姆挡检查故障。
(1)测试前，应将开关S________(选填“断开”或“闭合”)。
(2)测量结果如下表所示，由此可以断定故障是________。
测试点 表头指针
c、d
d、e
e、f
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
【答案】(1)断开　(2)D
【解析】(1)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。
(2)根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。
练习2、用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图9所示．若多用电表
的选择开关处于表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．
图9
指针位置[ 选择开关所处挡位 读数
a 直流电流100 mA ________mA[]
直流电压2.5 V ________ V
b 电阻×100 ________Ω
二、夯实小练
1、下列有关多用电表的欧姆挡说法正确的是(　　)
A．欧姆挡的刻度是均匀的
B．欧姆挡的“零刻线”位于刻度盘右侧
C．欧姆挡由“×10”挡换至“×1”挡后不需要重新欧姆调零
D．欧姆挡可直接测出连接在电路中的电阻的阻值
【答案】B
【解析】欧姆挡的刻度是不均匀的，右侧疏，左侧密，故A错误；欧姆挡的“零刻线”位于刻度盘右侧，故B正确；欧姆挡由“×10”挡换至“×1”挡后必须进行欧姆调零，故C错误；为了防止其他电阻的影响，利用欧姆挡测电阻时必须将电阻与电路断开，故D错误．
2、(多选)用多用电表测电阻，下列说法中正确的是 (　　)
A．测电阻时，要把选择开关旋转到欧姆挡上
B．若把选择开关旋转到欧姆挡的“×1”挡上，准确调零后，测量电阻，指针恰指在刻度30和50的正中央，则待测电阻的阻值正好为40 Ω
C．测电阻时，指针偏转角度越小，待测的电阻值就越大
D．若多用电表内没有安装电池，就不能用来测电阻
【答案】ACD　
【解析】使用多用电表应将选择开关旋至测量项目上，且挡位要合理，测电阻时，选择开关旋转到欧姆挡上，A正确；欧姆表刻度不均匀，指针指在刻度30和50正中央时待测电阻阻值小于40 Ω，B错误；测电阻时，指针偏转角度越小，越靠左边，待测电阻阻值越大，C正确；测电阻时多用电表内有一节干电池，否则指针无偏转，D正确。
3、用多用电表探测图所示黑箱发现：用直流电压档测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆档测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中(　　)
【答案】B
【解析】黑表笔接E点，红表笔接F点，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出，通过二极管从红表笔流进，电流方向从E到F，故B正确．
4、9答案0下列说法中正确的是(　　)
A．欧姆表的每一档测量范围都是0到∞
B．欧姆表只能用来粗略地测量电阻
C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大
D．用欧姆表测电阻，指针越靠近刻度右边误差越小
【答案】AB
【解析】根据改装原理，电阻为零对应电流的最大值即满偏值，电阻为∞对应电流为零，因指针表示的电流可从零到最大变化，则电阻可测量的范围为零到∞，且每一档均可，A正确；使用欧姆表时，指针指中央附近误差较小，故C、D错误；用欧姆表测量电阻，读数误差较大，故是一种粗测法，B正确．
5、关于多用电表欧姆挡的使用，
（1）测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量。
（2）如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________Ω。
②如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________V。
【答案】(1)×1 欧姆调零 (2)①300 ②2.20
【解析】(1)测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，即为×1，并重新进行欧姆调零后测量。
(2)如果是用“×10”挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为30×10 Ω＝300 Ω。
如果是用直流5 V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.1 V，其读数为2.20 V。
6、(1)某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡(×10)，发现表针偏转角度极小。现将旋钮调至另外一挡，进行第二次测量使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的过程中可能进行的操作：
A、将两表笔短接，并调零
B、将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置
C、将多用电表面板上旋钮调到×100挡
D．将多用电表面板上旋钮调到×1挡
E．随即记下表盘的读数，乘以欧姆表的倍率，测得电阻值，根据上述有关操作，请选择合理实验步骤并写出正确操作顺序为________。
(2)使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图甲中a、b所示。若选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω。
(3)两位同学使用完多用电表后，分别把选择开关置于图乙和图丙位置，你认为图________的位置比较好。
【答案】(1)CABE (2)500 (3)乙
【解析】(1)第一次测量时指针偏转较小，说明所选挡位过小，应选择大挡位，应选C；在调整量程时应注意进行欧姆调零，应选A；然后进行测量，应选B；读数，应选E；步骤顺序应为：CABE。
(2)选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是50×10 Ω＝500 Ω。
(3)多用电表使用完毕，应把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，由图示可知，乙的位置是对的。
7、如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接处的接点．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的__________档．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________档．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
【答案】　(1)电压　欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①调到欧姆档．
②将红、黑表笔相接，检查欧姆档能否正常工作．
③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
【解析】　(1)在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压档，在1、2同时断开的情况下，应选用欧姆档．
(2)表明5、6两点可能有故障．
(3)①调到欧姆档；②将红，黑表笔相接，检查欧姆档能否正常工作；③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
8、为确定某电子元件的电学特性，做如下测量。
甲
(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择________(选填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡，并__________再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结果为________Ω。
(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图乙所示。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到________(选填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。
乙
【答案】　(1)×10　欧姆调零　70　(2)直流电压10 V
【解析】　(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“×10”倍率的电阻挡，并在欧姆调零后再进行测量，多用电表的测量结果为70 Ω。
(2)要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路，如图所示。
本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。
9、(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电阻阻值，先将选择开关旋至倍率“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针如图所示，则此电阻的阻值为________Ω。
(2)实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表转换开关拨到电阻“×100”挡，并重新进行欧姆调零后，分别测它们的正负电阻加以鉴别：
测甲元件时，R正＝R反＝0.5 kΩ；
测乙元件时，R正＝0.5 kΩ，R反＝100 kΩ；
测丙元件时，开始指针偏转到0.5 kΩ，接着读数逐渐增加，最后停在表盘最左端。
则甲、乙、丙三个元件分别是________。
A．电容器、电阻、晶体二极管
B．电阻、电容器、晶体二极管
C．电阻、晶体二极管、电容器
D．晶体二极管、电阻、电容器
【答案】　(1)260　(2)C
【解析】　(1)欧姆表指针指示刻度为26，选择开关旋到“×10”挡，即倍率为×10，则最后读数为10×26 Ω＝260 Ω。
(2)测甲元件时，R正＝R反＝0.5 kΩ，说明正反接电阻一样，所以甲元件是电阻；测乙元件时，R正＝0.5 kΩ，R反＝100 kΩ，说明正向接时阻值较小，反向接时阻值较大，因此乙元件是晶体二极管；测丙元件时，开始指针偏转到0.5 kΩ，接着读数逐渐增加，最后停在表盘最左端，说明刚开始时正在给电容器充电，阻值较小，当稳定后阻值会很大，则丙元件是电容器。故选C。
10、使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，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60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：
(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；
(2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω.
(3)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)
【答案】(1)黑 (2)14.0 53.0 4.6 (3)1.54
【解析】(1)因为欧姆表的黑表笔接内部电源的正极，所以根据电路的连接方式可知，a是黑表笔．
(2)因为多用电表调至×1 Ω挡，所以读数为14.0 Ω，电流表的读数为53.0 mA，电阻箱的读数为4.6 Ω.
(3)由于欧姆表的内阻等于欧姆表的中值电阻，所以此欧姆表的内阻为15 Ω，电阻箱和电流表的电阻之和为14 Ω.根据欧姆定律E＝IR总＝0.053×(15＋14)V＝1.54 V.
三、培优练习
1、某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为4mA；两支表笔与 的电阻相连时，电流表的读数为2.0mA。由此可知，则此欧姆表所用电源的电动势E是（ ）
A.8V B.4V C.6V D.无法求出
【答案】 A
【解析】两支表笔直接接触时
两支表笔与 的电阻相连时
联立解得E=8V
2、如图所示为某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不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是（ ）
A.当S接1时，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2时，处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接2时，处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
D.当S接3时，处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
【答案】 A
【解析】BC．多用电表保证“红进黑出” 当S接2时，电表内部有电源，处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，BC不符合题意；
A．当S接1时，表头与R1并联，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，A符合题意；
D．当S接3时，表头与R1并联后再与R2串联，处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，D不符合题意。
3、如图为欧姆表的内部结构简图，如果其中的电池用久了，下列说法正确的是(　　)
A．由于电动势变小，会使测量结果变小 B．由于电动势变小，会使测量结果变大
C．由于内阻变大，会使测量结果变小 D．尽管内阻变大，也不会影响测量结果
【答案】：B
【解析】：电流表满偏电流Ig不变，电池用久了，电源电动势E变小，电源内阻变大，指针偏转角度变小，电阻测量值变大，B选项正确，A、C、D选项错误．
4、如图所示是有两个量程的电流表，当使用A、B两个接线柱时，量程为0～3A，当使用A、C两个接线柱时，量程为0～0.6A。已知表头的内阻Rg为30 ，满偏电流Ig为1mA，则电阻R1=________ ，R2=________ 。（结果保留两位小数）
【答案】 0.01；0.04
【解析】接AB时
接AC时
解得
5、小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5 V)时的电阻。他选择的器材有：滑动变阻器(0～10 Ω)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电动势为3.0 V的电源；多用电表(电流挡；量程1 mA，内阻40 Ω；量程10 mA，内阻4 Ω；量程100 mA，内阻0.4 Ω)。
(1) 在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图2甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。
图2
(2) 再将多用电表的选择开关旋至“100 mA”挡，将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与________(选填“1”或“2”)连接。
(3) 闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50 V时，多用电表示数为8 mA，则该LED在额定电压时的电阻为________Ω。
(4) 为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①_________________________________；
②________________________________________________________________。
【答案】(1)负 (2)2 (3)312.5 　(4)①将多用电表的选择开关旋至“10 mA”测量电流　②改用多用电表(电流挡)内接法
【解析】(1)多用电表的电流从红表笔流进、黑表笔流出，二极管发光时电流从正极流进，由于二极管导通，故用黑表笔接二极管的正极，红表笔接负极。
(2)多用电表的电流从红表笔流进，由图乙可知，导线2接电源正极，电流流入多用电表。
(3)根据题意可知，电阻R＝＝ Ω＝312.5 Ω。
(4)二极管中电流为8 mA，电流较小，应选择较小量程测量电流，以减小误差；二极管电阻较大，应采用电流表内接法，以减小实验误差。
6、氧化膜电阻是用真空镀膜等工艺将金属氧化淀积在绝缘基体表面上形成的薄膜电阻，常用色环来标识其阻值，如图甲所示。某学习小组为了测量色环不清晰的氧化膜电阻的阻值，准备了下列器材：
A.待测氧化膜电阻Rx
B.电流表A1(量程150 μA，内阻约40 Ω)
C.电流表A2(量程1 mA，内阻约10 Ω)
D.电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)
E.滑动变阻器R(阻值0～20 Ω，允许最大电流1 A)
F.直流电源E(输出电压5 V，内阻不计)
G.多用电表
H.开关S、导线若干
(1)用多用电表粗测电阻时，将选择开关旋至×100挡，调零后将红、黑表笔与氧化膜电阻的两端相接，发现指针偏转的角度很小，再将选择开关旋至________(选填“×1”、“×10”或“×1 k”)挡，正确操作后，多用电表示数如图乙所示。
(2)用伏安法测量该电阻阻值，电流表应选用________(填写器材代号)。请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(3)正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转.在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的________(选填“红”或“黑”)表笔与电流表“＋”接线柱保持接触，另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，发现多用电表指针均发生较大角度的偏转，说明电路在何处发生何种故障？ ________________________________________________________
____________________________________________________________________。
【答案】(1)×1 k　(2)A1　如解析图所示　(3)黑　电流表“＋”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路
【解析】(1)指针偏转的角度很小，说明阻值较大，故应将选择开关调至更大挡，即旋至×1 k挡。
(2)由图乙可知，电阻阻值约为28 kΩ，则电路中的最大电流约为I＝＝179 μA，故电流表应选择A1，因电阻阻值较大，电流表应内接，电路如图所示。
(3)因另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，故电流从该表笔流向多用电表，该表笔是红表笔，则与电流表“＋”接线柱接触的是黑表笔；多用电表指针均发生较大角度的偏转，则说明红表笔到电源正极间的电路无故障，即发生的故障是电流表“＋”接线柱与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路。
7、测定某电阻丝的电阻率实验
图4
(1)实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图4甲所示，则电阻丝的直径是________cm。
(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值：已知此电阻丝的阻值约为几十千欧，下面给出的实验操作步骤
a.旋转选择开关S，使其尖端对准交流电500 V挡，并拔出两表笔
b.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，而后断开两表笔
c.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，测出阻值后，断开两表笔
d.旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆挡的某一挡位
合理的实验步骤顺序是：________(填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆挡位是______；根据该挡位和表中指针所示的位置，电阻丝的阻值约为______Ω。
(3)用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值，实验室提供下列可选用的
器材：
电压表V(量程3 V，内阻约50 kΩ)
电流表A1(量程200 μA，内阻约200 Ω)
电流表A2(量程5 mA，内阻约20 Ω)
电流表A3(量程0.6 A，内阻约1 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)
电源E(电源电压为4 V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用________(填字母代号)
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路图
(4)分别用L、d、Rx表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为
ρ＝________。
答案　(1)0.064 1　(2)dbca　×1 k　3.1×104
（3）A1　如解析图所示　
(4)
解析　(1)固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01 mm×14.1＝0.141 mm，则电阻丝的直径d＝0.5 mm＋0.141 mm＝0.641 mm＝0.064 1 cm。
(2)使用欧姆表测电阻时，应选择合适的挡位，然后进行欧姆调零，再测电阻，欧姆表使用完毕后，要把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，则正确的实验步骤为d、b、c、a；电阻丝的阻值约为几十千欧，旋转选择开关其尖端应对准的欧姆挡位是×1 k，由图示欧姆表可知，电阻丝的阻值为31×1 000 Ω＝3.1×104 Ω。
(3)电路中最大电流约为I＝＝ A≈1×10－4A＝100 μA，故电流表应选A1；待测电阻阻值约为几十千欧，滑动变阻器最大阻值为1 kΩ，故滑动变阻器应采用分压接法。电流表内阻为200 Ω，电压表内阻为50 kΩ，相对来说，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示。
(4)根据电阻定律得Rx＝ρ＝，又S＝πd2，联立可得ρ＝。
8、指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个实验，测量多用电表“×1 Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻。给定的器材有：待测多用电表，量程为100 mA的电流表，最大电阻为20 Ω的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干。实验过程如下：
(1)实验前将多用电表调至“×1 Ω”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指________(填“电阻”或“电流”)的零刻度。
(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图5甲的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(3)调节滑动变阻器，读出多用电表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数，记录在下面的表格中，请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图。
(4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为________ V，内部总电阻为________ Ω。(结果保留3位有效数字)
(5)电流表存在一定的内阻，这对实验结果________(填“有影响”或“无影响”)。
图5
R/Ω 4 7 10 14 18 20
I/10－3 A 78.0 67.0 60.0 52.0 45.0 43.0
/A－1 12.8 14.9 16.7 19.2 22.2 23.2
【答案】(1)电阻　(2)见解析图　(3)见解析图
(4)1.45～1.55　14.5～15.5　(5)无影响
【解析】(1)使用多用电表欧姆挡时，先要欧姆调零，将多用电表调至适当的倍率，红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指向电阻的零刻度，此时电流为满偏电流。
(2)电流表串联使用，滑动变阻器限流式，多用电表红“＋”黑“－”，红进黑出，电流从黑表笔流出，流进电流表的正接线柱，线路连接如图甲所示。
(3)根据数据组描点，用平滑直线进行连线，图象如图乙所示。
乙
(4)由电路图可得E＝I(R＋R内)，所以R＝E－R内，利用斜率可以求出E＝1.50 V，利用横坐标截距＝，求出R内＝15.0 Ω。
(5)E＝I(R＋R内)中的R表示电路中除多用电表以外的阻值，包含了电流表的内阻，则电流表的内阻对实验结果无影响。
9、某学生用多用电表测电阻。使用的实验器材有：多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线。
图1
(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔________，调整________，使指针指向表盘右端“0刻线”。
(2)再将调节好的多用电表红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，欧姆表的读数如图乙所示，则被测电阻为________kΩ。
(3)图1甲中的电压表有两个量程：0～3 V，内阻为R1；0～15 V，内阻是R2，则R1________R2(选填“＞”“＝”或“＜”)。
【答案】(1)直接接触　欧姆调零旋钮　(2)1　2.5　(3)＜
【解析】(1)欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔直接接触后，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘右端“0刻线”；
(2)红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接1，黑表笔接2，欧姆表读数＝倍率×表盘读数＝100×
25 Ω＝2.5 kΩ；
(3)把电流表改装成电压表，应串联分压电阻，量程越大，串联的电阻越大，则R1＜R2。
10、在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V　0.3 A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，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)接着练习使用欧姆表的“×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间电阻时，某次测试结果如图乙所示，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。
【答案】(1)①B ②A (2)①断开 ②6.0 e、f 12.7
【解析】(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，B项
正确。
②灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e、f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A项正确。
(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”。
②温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)。欧姆表读数应该为6.0 Ω。由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 Ω，说明测量的应该是e、f间电阻。由R＝可求得电阻
为12.7 Ω。
11、如图所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池的电动势E＝1.5 V，经改装后，若将原电流表3 mA刻度处的刻度值定为零位置，则2 mA刻度处应标多少阻值？当用它测量某电阻时，指针恰好指在中间位置，被测电阻为多少？
【答案】 解：由Ig＝ ，得R内＝ ＝ Ω＝500 Ω
由 Ig＝ ，得R1＝ －R内＝250 Ω
中值位置即电流为 Ig位置，则 ＝ 得R2＝R内＝500 Ω
【解析】此题属于典型题型，需引起重视，欧姆表的原理实际上就是闭合回路的欧姆定律，故欧姆表内部存在电源，利用电流的大小来反映被测电阻的阻值大小，刻度的分布不均匀且电流计的最大刻度为欧姆表的零刻度。
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