实验专题十一练习使用多用电表含答案.docx
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实验专题十一练习使用多用电表含答案
实验专题十一 练习使用多用电表
1.欧姆表实验原理
欧姆表的外部构造如图甲所示,内部结构如图乙所示。
是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表（表头）,R是可变电阻,也叫调零电阻,电池的电动势是E,内阻是r。
欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律。
甲 乙
红、黑表笔接触时,相当于被测电阻Rx=0,如图丙所示,调节R使电流表达到满偏,此时满足关系Ig=
这一过程叫欧姆调零,所以电流满刻度处是电阻挡的零点。
红、黑表笔不接触时,相当于被测电阻Rx=∞,如图丁所示,此时电流为零,所以电流的零刻度位置是电阻挡的∞。
红、黑表笔接触电阻Rx时,如图戊所示,通过电流表的电流Ix=
所以电流的Ix处对应电阻挡的Rx值。
注意:
Rx=R+Rg+r时Ix=
指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻。
2.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。
3.实验步骤
（1）在用多用电表的欧姆挡进行测量的过程中,需要先进行欧姆调零再进行测量,具体的过程用流程图可表示为:
（2）探索黑箱内的电学元件
探究项目
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
指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
（3）测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。
②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
4.注意事项
（1）红进黑出:
表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔。
无论用多用电表测电压、电流还是电阻（结合内部结构图看）,电流都要经红表笔（正插孔）流入多用电表,从黑表笔流出。
可以简记为“红进黑出”。
（2）区分两个“零点”:
机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是定位螺丝;欧姆零点是刻度盘右侧的“0”位置,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）勿忘欧姆调零:
测电阻时,要选择合适的挡位,使指针分布在“中值”附近。
每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。
（5）使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆。
（6）测量电阻时,待测电阻要与其他元件及电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
（7）多用电表使用完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出。
【典例1】在“练习使用多用电表”的实验中,某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值为十几千欧的电阻Rx。
（1）该同学列出了以下可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上:
。
A.将两表笔短接,调节P使表针指向欧姆零点,断开两表笔
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
C.旋转S至×1k位置
D.旋转S至×100位置
E.旋转S至OFF位置,并拔出两表笔
（2）该同学按正确的步骤测量Rx,表针位置如图所示,被测电阻Rx的阻值约为 Ω。
【针对训练1】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60mA的电流表,电阻箱,导线若干。
实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点,电阻箱置于适当数值。
完成下列填空:
（1）仪器连线如图甲所示（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 （选填“红”或“黑”）色。
（2）若适当调节电阻箱后,图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中（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）欧姆表刻度上中间刻度值为15,计算得到多用电表内电池的电动势为 V（结果保留3位有效数字）。
（4）若将两表笔短接,流过多用电表的电流为 mA（结果保留3位有效数字）。
附：
电表的改装
小量程的电流表
（表头）由于构造特点,其满偏电流（Ig）、满偏电压（Ug）都很小,无法直接测量较大的电流、电压,为此必须进行电表改装,扩大量程,常用的电流表、电压表、欧姆表及多用电表等都是用电流表
改装而成的。
1.电流表
改装成大量程电流表
实验
原理
电流表
改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻,如图所示,如果电流表内阻为Rg、满偏电流为Ig,根据欧姆定律和并联电路特点,改装后的电流表量程I=Ig+
。
显然,并联电阻R越小,量程越大
方法
突破
（1）分流电阻的计算:
根据并联电路的特点,有IgRg=（I-Ig）R,解得R=
（2）改装后电流表的内阻RA=
但表头内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,并联的电阻R起到分流的作用,扩大了量程,表盘刻度相应扩大
2.电流表
改装成电压表
实验
原理
当表头显示某一电流值I时,其两端电压U=IRg,即内阻已知的电流表可作为电压表使用,但由于表头满偏电流Ig、内阻Rg都较小,则满偏电压Ug（Ug=IgRg）也较小。
如果电流表串联一个阻值较大的电阻R,如图所示,那么A、B间的电压U=I（R+Rg）也较大,即改装后的电压表量程U=Ig（R+Rg）。
显然,串联电阻R越大,量程越大
方法
突破
（1）分压电阻的计算:
由串联电路的特点知U=Ig（Rg+R）,解得R=
-Rg
（2）电压表的内阻RV=Rg+R=nRg,但表头的内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,串联的电阻起到分压的作用,把表盘换成相应的电压刻度
3.电流表
改装成欧姆表
实验
原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的,欧姆表的工作原理如图所示,其中
为灵敏电流表（表头）,满偏电流为Ig,内阻为Rg,电源电动势为E,内阻为r,R为可变电阻,也叫调零电阻
（1）当红、黑表笔不接触时,电流表示数为零,指针不偏转,相当于被测电阻无穷大
（2）当红、黑表笔短接时,调节R使指针满偏,相当于被测电阻为零,此时有Ig=
（3）当红、黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表的电流I=
每一个Rx对应一个电流,在刻度盘上标出与I对应的Rx的值,这样在刻度盘上就可以读出待测电阻的阻值,电流表就改装成了一个欧姆表
方法
突破
欧姆表的刻度的标注方法
刻度
标注方法
标注位置
0
红、黑表笔相接,调节调零电阻使指针满偏,被测电阻Rx=0
满偏电流Ig处
∞
红、黑表笔不接触,电流表指针不偏转,被测电阻Rx=∞
电流为零处
中值电阻
R中=R内=Rg+R+r
刻度盘正中央
Rx
红、黑表笔间接电阻Rx,I=
Rx与I一一对应
与Rx对应的
电流I处
注意:
由I=
知,I与Rx是非线性关系,故欧姆表的刻度是不均匀的
【典例2】图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
甲 乙
（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻。
若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA。
由题给条件和数据,可以求出R1= Ω,R2= Ω。
（2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA。
电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。
则R0应选用阻值为 Ω的电阻,R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻。
图乙中的R0为保护电阻,虚线框内未画出的电路为图甲虚线框内的电路。
则图中的d点应和接线柱 （选填“b”或“c”）相连。
判断依据是:
。
【针对训练2】在把电流表改装成电压表的实验中,把量程Ig=300μA,内阻约为100Ω的电流表
改装成电压表。
（1）采用如图甲所示的电路测电流表
的内阻Rg,可选用器材有:
A.电阻箱:
最大阻值为999.9Ω
B.电阻箱:
最大阻值为99999.9Ω
C.滑动变阻器:
最大阻值为200Ω
D.滑动变阻器:
最大阻值为2kΩ
E.电源:
电动势约为2V,内阻很小
F.电源:
电动势约为6V,内阻很小
G.开关、导线若干
为提高测量精度,在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择 ;可变电阻R2应该选择 ;电源E应该选择 。
（选填器材的字母代号）
（2）测电流表
内阻Rg的实验步骤如下:
a.连接电路,将可变电阻R1调到最大;
b.断开S2,闭合S1,调节可变电阻R1使电流表
满偏;
c.闭合S2,调节可变电阻R2使电流表
半偏,此时可以认为电流表
的内阻Rg=R2。
设电流表
内阻Rg的测量值为R测,真实值为R真,则R测 （选填“大于”“小于”或“等于”）R真。
（3）若测得Rg=105.0Ω,现串联一个9895.0Ω的电阻将它改装成电压表,用它来测量电压,电流表表盘指针位置如图乙所示,则此时所测量的电压的值应是 V。
【典例3】灵敏电流计
的量程为500μA,内阻未知,某小组要将该电流计的量程扩大至5mA,有下列器材可选:
A.干电池一节
B.电压表
（量程为1.5V,内阻为几千欧）
C.滑动变阻器R1（0~100Ω）
D.电阻箱R2（0~999.9Ω）
E.开关、导线若干
（1）甲同学设计了如图甲所示的电路测电流计
的内阻,判断是否可行并分析原因:
。
（2）乙同学设计了如下实验:
①用如图乙所示电路测量电流计和电压表的内阻。
a.将R1滑片滑到左端,断开S2,闭合S1,调节R1,使电流计满偏,此时电压表
的示数为1.0V;
b.将R2调至最大,闭合S2,调节R1、R2,当电压表示数为1.2V时,电流计的示数为300μA,R2的阻值为18Ω。
由以上数据可得电压表的内阻RV= Ω,电流计的内阻Rg= Ω。
②用灵敏电流计和电阻箱改装电流表,请在虚线框内画出改装电路图,此时电阻箱的阻值应调为 Ω。
【针对训练3】某实验小组利用如图甲所示电路,可测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有:
多用电表,电流表,滑动变阻器,导线若干。
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1”挡,再将红表笔和黑表笔短接进行欧姆调零。
随后按图甲所示把多用电表、电流表、滑动变阻器连接起来,如果图甲中接线正确,那么与多用电表的a接线柱相接的是 （选填“黑”或“红”）表笔。
（2）调节滑动变阻器的滑片,从图甲所示位置向右滑动的过程中,电流表的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）调节滑动变阻器的过程中,某次欧姆表指针位置如图乙所示,示数为 Ω,对应电流表的指针位置如图丙所示,示数为 A。
经过多次测量,将电流表示数的倒数
和与之对应的欧姆表示数R描点作图,得到如图丁所示的图象,由此可得多用电表内电池的电动势为 V,选择“×1”挡时内部电路的总电阻为 Ω。
（计算结果保留3位有效数字）
【典例4】某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究（以下问题中均使用同一多用电表）。
（1）该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“10V”挡位,指针的位置如图甲所示,则测量结果为 V。
（2）学习小组随后便对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻阻值的电路如图乙所示,通过查找资料,了解到表头
的满偏电流为10mA,并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图象如图丙所示,由此可确定电池的电动势E= V,该图象的函数关系式为I= 。
综上可判定学习小组使用了多用电表倍率的 欧姆挡。
A.×1B.×10C.×100D.×1k
参考答案
【典例1】
【答案】
（1）CABE
（2）1.4×104
【针对训练1】
【解析】
（1）根据多用电表“红进黑出”的一般原则有,电流从红表笔进入多用电表,从黑表笔流出多用电表,由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极,故电流经过多用电表从a表笔流出,即a表笔为多用电表的黑表笔。
（2）欧姆表读数为R=14Ω;电流表读数为I=53.0mA;电阻箱读数为4×1Ω+6×0.1Ω=4.6Ω。
（3）欧姆表的内阻r=R中=15Ω,由欧姆定律得E=I（R+r）≈1.54V。
（4）两表笔短接,则I0=
≈102mA。
【答案】
（1）黑
（2）14 53.0 4.6 （3）1.54 （4）102
附：
电表的改装
小量程的电流表
（表头）由于构造特点,其满偏电流（Ig）、满偏电压（Ug）都很小,无法直接测量较大的电流、电压,为此必须进行电表改装,扩大量程,常用的电流表、电压表、欧姆表及多用电表等都是用电流表
改装而成的。
1.电流表
改装成大量程电流表
实验
原理
电流表
改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻,如图所示,如果电流表内阻为Rg、满偏电流为Ig,根据欧姆定律和并联电路特点,改装后的电流表量程I=Ig+
。
显然,并联电阻R越小,量程越大
方法
突破
（1）分流电阻的计算:
根据并联电路的特点,有IgRg=（I-Ig）R,解得R=
（2）改装后电流表的内阻RA=
但表头内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,并联的电阻R起到分流的作用,扩大了量程,表盘刻度相应扩大
2.电流表
改装成电压表
实验
原理
当表头显示某一电流值I时,其两端电压U=IRg,即内阻已知的电流表可作为电压表使用,但由于表头满偏电流Ig、内阻Rg都较小,则满偏电压Ug（Ug=IgRg）也较小。
如果电流表串联一个阻值较大的电阻R,如图所示,那么A、B间的电压U=I（R+Rg）也较大,即改装后的电压表量程U=Ig（R+Rg）。
显然,串联电阻R越大,量程越大
方法
突破
（1）分压电阻的计算:
由串联电路的特点知U=Ig（Rg+R）,解得R=
-Rg
（2）电压表的内阻RV=Rg+R=nRg,但表头的内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,串联的电阻起到分压的作用,把表盘换成相应的电压刻度
3.电流表
改装成欧姆表
实验
原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的,欧姆表的工作原理如图所示,其中
为灵敏电流表（表头）,满偏电流为Ig,内阻为Rg,电源电动势为E,内阻为r,R为可变电阻,也叫调零电阻
（1）当红、黑表笔不接触时,电流表示数为零,指针不偏转,相当于被测电阻无穷大
（2）当红、黑表笔短接时,调节R使指针满偏,相当于被测电阻为零,此时有Ig=
（3）当红、黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表的电流I=
每一个Rx对应一个电流,在刻度盘上标出与I对应的Rx的值,这样在刻度盘上就可以读出待测电阻的阻值,电流表就改装成了一个欧姆表
方法
突破
欧姆表的刻度的标注方法
刻度
标注方法
标注位置
0
红、黑表笔相接,调节调零电阻使指针满偏,被测电阻Rx=0
满偏电流Ig处
∞
红、黑表笔不接触,电流表指针不偏转,被测电阻Rx=∞
电流为零处
中值电阻
R中=R内=Rg+R+r
刻度盘正中央
Rx
红、黑表笔间接电阻Rx,I=
Rx与I一一对应
与Rx对应的
电流I处
注意:
由I=
知,I与Rx是非线性关系,故欧姆表的刻度是不均匀的
【典例2】
【解析】
（1）设使用a和b两接线柱时,电表量程为I1,使用a和c两接线柱时,电表量程为I2,则
使用a和b时有
+Ig=I1
使用a和c时有
+Ig=I2
得R1=15Ω,R2=35Ω。
（2）校准时电路中的总电阻的最小值R小=
Ω=500Ω,总电阻的最大值R大=
Ω=3000Ω,故R0选300Ω的电阻,R选用最大阻值为3000Ω的滑动变阻器。
（3）d接b时,R1和R2串联,不论是R1还是R2损坏,电表都有示数且示数相同,故应将d接c。
根据d接c时的电路连接情况可知:
闭合开关,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2。
【答案】
（1）15 35
（2）300 3000
（3）c 闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2
【针对训练2】
【解析】
（1）利用半偏法测量电流表
的内阻,要保证总电流基本不变,则R1的阻值远大于R2的阻值,电动势选择大一些的,故可变电阻R1应该选择B;可变电阻R2应该选择A;电源E应该选择F。
（2）由于并联R2后,总电阻减小,则总电流增大,所以通过R2的实际电流大于通过电流表
的电流,则R2的阻值小于电流表
的阻值,所以电流表R测（3）由图乙知电流表示数I=230μA,根据欧姆定律得U=I（Rg+R）=2.30V。
【答案】
（1）B A F
（2）小于 （3）2.30
【典例3】
【解析】
（1）甲同学设计的电路图中,电流计与电阻箱串联,不考虑电流计内阻,最小电流Imin=
=
A≈1.5×10-3A=1500μA,电流计内阻较小,约为几十欧姆或几欧姆,考虑电流计内阻时,电路最小电流也远大于500μA,电路最小电流超过了电流计量程,则应用图甲所示电路测电流计内阻不可行。
（2）①由实验步骤a可知:
U=IgRV
由实验步骤b可知:
U'=IRV=（I'+IR2）RV=
RV
解得RV=2000Ω,Rg=18Ω。
②把灵敏电流计改装成量程为5mA的电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值R=
=2Ω,改装后的电路图如图丙所示。
丙
【答案】
（1）不可行,流过电流计的最小电流超过了其量程
（2）①2000 18 ②电路图如图丙所示 2
【针对训练3】
【解析】
（1）红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,电流从电流表正接线柱流入,由图甲所示电路图可知,与多用电表的a接线柱相接的是黑表笔。
（2）调节滑动变阻器的滑片,从图甲所示位置向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流增大,电流表的示数增大。
（3）由图乙可知,欧姆表示数为32.0×1Ω=32.0Ω;由图丙所示电流表表盘可知,其量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.200A。
电源电动势E=I（R+R内）,则
=
R+
则
-R图象的斜率k=
=
=
电源电动势E=9.60V,由图丁图象可知,当
=0时,R=-16.0Ω,即
×（-16）+
=0,解得R内=16.0Ω
【答案】
（1）黑
（2）增大 （3）32.0 0.200 9.60 16.0
【典例4】
【解析】
（1）若用多用电表直流10V挡测量电压,其分度值为0.2V,对应读数是4.60V。
（2）对题图乙所示的电路由欧姆定律有I=
当欧姆调零时,Rx=0。
I=
=10.0mA;而指针指向中值电阻时,R滑+rg+r=Rx=150Ω,则I1=
=5.0mA,故E=1.5V;故电流的表达式为I=
;由欧姆表的内阻为150Ω,可知选择的是×10的倍率。
【答案】
（1）4.60
（2）1.5
B
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