2019年高中物理选修3-1假期作业（十七）多用电表的原理

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假期作业（十七）多用电表的原理　
[温故知新]
一、欧姆表
1．工作原理：

依据闭合电路欧姆定律制成的，由电流表改装而成．
2．内部构造：由电源、表头、调零电阻构成．内部电路结构如图所示：
3．工作原理
根据闭合电路欧姆定律有Ig＝，当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，I＝，故每一个未知电阻都对应一个电流值I.根据相关的换算关系，电阻Rx可从表盘上直接读出．
由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．
当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻．
二、多用电表
多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图所示：

上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
另外，还有指针定位螺丝、欧姆表的调零旋钮和测试笔的插孔．
[典型例题]
【例题】将一个满偏电流为100 μA、内阻Rg＝100 Ω的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器的最大阻值R＝20 kΩ，电源电动势E＝1.5 V，内阻r未知．求：
(1)在电流表的0刻度处和满偏电流刻度处刻上多大电阻？中间刻度处应刻上多大电阻值？
(2)在电流表上满偏电流的和处应刻上多大电阻值？
(3)请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点．

【解析】　(1)灵敏电流表改装为欧姆表时，满偏电流Ig处应刻上的电阻为“0”，这时有
Ig＝，故欧姆表的内阻为
R内＝R＋Rg＋r＝＝ Ω＝15 kΩ.
在中间刻度即处，设电阻为R1，则
＝，得R1＝R内＝15 kΩ.
在电流表的0刻度处，电阻应刻上“∞”．
(2)设在满偏电流的处和处电阻分别为R2和R3，
则有＝，＝，
解得R2＝3R内＝45 kΩ，R3＝＝5 kΩ.
(3)有关数据如图所示．电压表、电流表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的．

【答案】　见解析

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律的原理制成的．解决此类问题应把握以下几点：
(1)知道欧姆表调零时满足Ig＝.
(2)找出指针所在位置的电流与满偏电流的倍数关系．
(3)利用闭合电路欧姆定律列式求解．
[提升训练]
1．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
2．关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法中正确的是(　　)
A．接欧姆表内电源负极的应是黑表笔
B．换挡后，都要重新调节调零电阻，使指针指到满刻度
C．表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零
D．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的
3．某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示．其电流表的量程分别为10 mA和250 mA，电压表的量程分别为10 V和250 V，电阻挡分别为×10 Ω和×100 Ω.则下列说法正确的是(　　)

A．功能选择开关S与“1”相接时，所测物理量和量程分别是直流电流、250 mA
B．功能选择开关S与“3”相接时，所测物理量和量程分别是直流电流、10 mA
C．功能选择开关S与“5”相接时，所测物理量和量程分别是直流电压、250 V
D．功能选择开关S与“6”相接时，所测物理量和量程分别是直流电压、10 V

4、如图为一简易多用电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)，表内直流电源的电动势为E.由图可知，欲选择电压挡大量程时，应将功能键置于________位置；欲测电阻时，应将功能键置于________位置，欲选择电流挡大量程时，应将功能键置于________位置．(统一填写功能键序号)

5.(1)如图是欧姆表的原理图，电流表的满偏电流值是125微安，电池的电动势是1.5伏．若把表盘改画成欧姆数的刻度，则表盘正中央的电阻刻度值应是 _________欧．右端电阻刻度值应是_______欧．

(2)测量电阻，每次换挡后，需重新_________，再进行测量．
(3)如果表的指针偏转角度过大，为了测量比较准确，应将表的选择开关拨至倍率 _________(选填“大”或“小”)的挡位上．

















假期作业（十七）多用电表的原理参考答案
1.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．
答案：B
2.解析：欧姆表内部有电源，负极与红表笔相连，正极与黑表笔相连，A选项错误；每次换挡后都必须重新进行欧姆调零，B选项正确；表盘刻度最左边表示电流为零，电阻阻值为无穷大，C选项错误；根据闭合电路欧姆定律可知，I＝，电流与电阻不成反比，刻度盘上的刻度是不均匀的，左边密右边疏，D选项错误．
答案：B
3.解析：电流表、电压表与欧姆表都是由小量程电流表改装成的．把小量程电流表改装成电流表应并联一个分流电阻；把电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻；把电流表改装成欧姆表时，电路应有一个电源；分析电路结构可知，功能选择开关S与“1”相接时，表头与电阻R2再与电阻R1并联，根据改装规律可知，所测物理量为电流，电流表量程是250 mA，A选项正确；功能选择开关S与“3”相接时，用来测电阻，B选项错误；选择开关S与“5”相接时，表头与电阻R5串联，串联电阻较小，此时多用电表在测电压，量程是10 V，C选项错误；功能选择开关S与“6”相接时，表头与电阻R5，R6串联，串联电阻较大，此时多用电表测电压，量程是250 V，D选项错误．
答案：A
4.解析：根据电表改装原理可知，电流表改装成电压表需要串联电阻，欲选择电压挡的大量程时，需要串联大电阻，应将功能键置于5位置；欲测电阻时，需要和电源连接，应将功能键置于3位置；电流表改装成大量程的电流表时，需要并联电阻，欲选择电流挡的大量程时，需要并联小电阻，应将功能键置于1位置．
答案：5　3　1
5.解析：(1)表盘正中央的电阻刻度值是中值电阻，大小等于内阻R内＝＝1.2×104 Ω；欧姆表的右侧刻度值是零．
(2)测量电阻，每次换挡后，需重新欧姆调零，再进行测量．
(3)欧姆表的指针偏转角度过大，说明被测电阻比较小，为了准确测量，应该将选择开关拨至小倍率的挡位上．
答案：(1)1.2×104　零　(2)欧姆调零　(3)小






























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