物理人教版 (新课标)8 多用电表的原理精练

第二章　恒定电流

8　多用电表的原理

基础过关练

题组一　对欧姆表的认识

1.(2020河北邯郸大名一中高二上月考)关于欧姆表及其使用中的问题,下列说法正确的是              (　　)

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

2.下列说法正确的是 (　　)

A.欧姆表的每一挡的测量范围都是0~∞

B.用欧姆表的不同挡测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的

C.用欧姆表测电阻时,指针越接近刻度盘中央,误差越大

D.用欧姆表测电阻时,选不同挡位时,指针越靠近右边误差越小

题组二　欧姆表的工作原理

3.(多选)欧姆表的内部电路如图所示,已知电流计的电阻为Rg,滑动变阻器接入电路的阻值为R0,电源的电动势和内阻分别为E、r。下列说法正确的是              (　　)

A.欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律

B.电路图中左侧的表笔为黑表笔

C.欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度

D.欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r+Rg+R0

4.(2021山东新高考质量测评联盟高二上联考)如图所示为欧姆表的电路原理示意图,其中电流表的满偏电流为Ig=500 μA、内阻rg=200 Ω,调零电阻最大阻值R=50 kΩ,串联的定值电阻R0=100 Ω,电池电动势E=1.5 V。用其规范测量电阻Rx时,指针偏转角为最大偏角的,则该电阻的阻值是              (　　)

A.1.5 kΩ　　　B.2 kΩ　　　C.3 kΩ　　　D.4.5 kΩ

5.(2021山东六校高二上阶段性联考)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2 mA处,则被测电阻的阻值为              (　　)

A.750 Ω　　　B.250 Ω　　　C.300 Ω　　　D.1 000 Ω

题组三　对多用电表的认识

6.(2021天津静海大邱庄中学高二月考)有一个多用电表,其欧姆挡的四个挡位分别为:“×1”“×10”“×100”“×1 k”,某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏转角很大,为了减小误差,他应该              (　　)

A.换用“×1 k”挡,不必重新调整调零旋钮

B.换用“×10”挡,不必重新调整调零旋钮

C.换用“×1 k”挡,必须重新调整调零旋钮

D.换用“×10”挡,必须重新调整调零旋钮

7.如图所示,在用多用电表测直流电压U和测量电阻R时,若红表笔插入多用电表的正(+)插孔,则              (　　)

A.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表

B.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表

C.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表

D.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表

能力提升练

题组一　欧姆表的工作原理

1.(2021山东济宁邹城一中高二月考,)如图为欧姆表的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻rg=100 Ω,调零电阻的最大阻值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻R1,能准确测量的阻值范围是              (　　)

A.3 kΩ~8 kΩ　　　　　　　　B.300 Ω~800 Ω

C.30 Ω~80 Ω　　　　　　　　D.30 kΩ~80 kΩ

2.()如图所示为一简单欧姆表的原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是　　　　色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=　　　　 kΩ;若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 

题组二　对多用电表的认识

3.()多用电表是实验室常用的实验器材之一,其原理是闭合电路的欧姆定律,它能测电阻、电压、电流。如图为多用电表的内部构造,如果用它来测量某电阻的阻值,则应将开关扳到　　　　或　　　　位置;其中5、6挡位为测量　　　　挡,且　　　　挡量程比较大;1、2挡位为测量　　　　挡,　　　　挡量程比较大。 

4.(2021重庆八中高二月考,)某同学要测量一个改装后的电压表V的量程和内阻,实验过程如下:

先用多用电表粗测电压表的内阻和量程,实验中多用电表红表笔应与电压表　　　　(填“正”或“负”)接线柱相连;若已知多用电表内的电源电动势为9 V,所用挡位为欧姆“×1 k”挡,欧姆调零后测量,指针位置如图所示。此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处,则所测电压表内阻约为　　　　,最大测量值为　　　　。 

5.(2021重庆一中高二上月考,)实验室有一个破损的多量程直流电流表,有1 mA、10 mA、100 mA三个挡位,由一个单刀三掷开关转换,其内部电路如图所示。

(1)单刀三掷开关转换至触点2时,电流表为　　　　mA挡位。 

(2)已知电流表的表头已烧坏,无法知道其特性,但三个精密分流电阻完好,测得R1=90 Ω,根据上述信息可以计算出R2=　　　　Ω,R3=　　　　Ω。 

(3)在保留分流电阻R1、R2和R3的情况下,为修复该电流表,需准备一个满偏电流为0.5 mA、内阻为　　　　Ω的表头G。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　欧姆表内部有电源,与被测电阻组成了闭合电路,为保证电流方向正确,则应是红表笔接内置电源负极,A错误;每次换挡后都必须重新进行短接调零,B正确;表盘刻度最左边表示电流为零,而电阻阻值则为无穷大,C错误;因为电流I=,所以表盘上所标明的电阻阻值刻度是不均匀的,左边密右边疏,D错误。

2.A　欧姆表的每一挡的测量范围都是0~∞,A正确;用欧姆表的不同挡测量同一电阻的阻值时,误差大小是不一样的,B错误;用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中央,误差越小,所以C、D错误。

3.AD　欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的,A正确;电流从黑表笔出,红表笔进,B错误;“∞”刻度在刻度盘的左端,C错误;当欧姆表指针指在表盘中间位置时,=,Ig=,所以Rx=Rg+R0+r,即表盘中间刻度值为R中=r+Rg+R0,D正确。

4.A　欧姆表内阻R内== Ω=3 000 Ω。测量电阻时,根据闭合电路的欧姆定律得Ig=,解得Rx=1 500 Ω=1.5 kΩ,故选A。

5.B　根据“中值电阻”定义可知欧姆表内阻R内=500 Ω,欧姆表内电源的电动势E=Ig×R内=3×10-3×500 V=1.5 V,测未知电阻时,由闭合电路欧姆定律得I=,解得R测=-R内=250 Ω,故B正确。

6.D　多用电表电阻的零刻度在表盘最右边,指针偏角很大说明被测电阻很小,因此,要换小挡位“×10”挡,且要重新欧姆调零,故D正确。

7.B　题图所示是多用电表的示意电路图,无论是测电压U还是测电阻R,电流都是从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出多用电表,选项B正确,A、C、D错误。

能力提升练

1.A　欧姆表的刻度盘中央附近刻度最均匀,读数误差最小,欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R内。由闭合电路欧姆定律可知:满偏时Ig=,半偏时Ig=,联立解得R中=R内==5 000 Ω,欧姆表的中值电阻为5 kΩ,能准确测量的阻值范围是3 kΩ~8 kΩ,故选A。

2.答案　红　5　变大

解析　根据电流“红进黑出”,知与A相连的为红表笔。由I=及Ig=,指针指在刻度盘中央,I=Ig=150 μA,联立解得Rx=5 kΩ;因电池电动势变小,欧姆表仍能调零,则欧姆表的内阻变小,接入同样的被测电阻,通过电流表的电流小于Ig,欧姆表读数变大。

3.答案　3　4　电压　6　电流　1

解析　使用欧姆挡时需要电表内接电源,所以3、4为欧姆挡;由于串联电阻具有分压作用,所以5、6为电压挡,又因串联电阻越大,量程越大,所以6挡量程比较大;由并联电阻的分流作用知1、2为电流挡,1、2两挡测电流的对应量程分别为I1=+Ig,I2=+Ig,可知I1>I2。

4.答案　负　15.0 kΩ　6 V

解析　根据“红进黑出”,多用电表的红表笔应连接多用电表内部电源的负极,所以实验中多用电表红表笔应与电压表的负接线柱相连;由题图可知,电压表的内阻为RV=15.0×1 kΩ=15.0 kΩ,

同时由题图可知,欧姆表的指针指在满刻度的一半处,

根据欧姆表的原理可知Ig=,Ig=

可得R内=RV=15.0 kΩ

所以电压表分担的电压UV=RV== V=4.5 V

所以电压表的最大测量值Umax== V=6 V

5.答案　(1)10　(2)9　1　(3)100

解析　(1)表头并联的电阻阻值越大分流越小,则电流表的量程越小,可知开关转换至触点1、2、3时,对应的挡位分别为1 mA挡、10 mA挡、100 mA挡。

(2)设原表头的满偏电流为I0(mA),内阻为rg,则三个挡位分别输入1 mA、10 mA、100 mA的电流时,可得=,=,=

将R1=90 Ω代入解得R2=9 Ω,R3=1 Ω

(3)根据=

当I0=0.5 mA时,表头内阻rg=100 Ω