高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电第3节 科学测量:用多用电表测量电学量习题

第3节 科学测量  用多用电表测量电学量

1．以下关于欧姆表原理的电路示意图，正确的是(　　)

A　       　B

C　      　D

解析：欧姆表的红、黑表笔分别与内部电源的负、正极相连，A、B错误；闭合电路中的外电路，电流从电源的正极流向负极，对于电流计电流应从正接线柱进，从负接线柱出，C对，D错。

答案：C

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．用不同挡的欧姆表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

解析：欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，A正确；用不同挡的欧姆表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，C、D错误。

答案：A

3．甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到“×100”挡，并能正确操作。他们发现指针偏角太小，于是甲就把选择开关旋到“×1 k”挡，乙把选择开关旋到“×10”挡，但乙重新调零，而甲没有重新调零，则以下说法正确的是(　　)

A．甲选挡错误，而操作正确

B．乙选挡正确，而操作错误

C．甲选挡错误，操作也错误

D．乙选挡错误，而操作正确

解析：指针偏转角度小说明通过表头的电流较小，待测电阻阻值大，所以甲的选挡正确；换挡后，需重新欧姆调零后才能再次测量电阻阻值，所以乙的操作是正确的。

答案：D

4．如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。

(1)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为____________V。

(2)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为________Ω。

(3)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为____________mA。

【解析】　在题图所示的多用电表表盘中，如果是用10 V直流电压挡测量电压，读数时要找到对应的刻度和量程，读数为6.4 V；用5 mA直流电流挡测量电流时读数为3.20 mA；用“×100”的电阻挡测量电阻，被测电阻的阻值为：读数×100 Ω＝7×100 Ω＝700 Ω。

【答案】　(1)6.4　(2)700　(3)3.20

5．如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的处。现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的，则该电阻的阻值为__________R。

【解析】　由I＝可知，Ig＝

Ig＝，Ig＝，三式联立得Rx＝16R。

【答案】　16

6．多用电表是实验室和生产实验中常用的仪器之一，它具有测量电压、电流及电阻等多种测量功能。如图所示是多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将开关S拨到________或________两个位置；若测量电压时只有10 V到50 V两个量程，在测量时选择50 V量程，应将开关S拨到________位置；若测量电流时只有25 mA和100 mA两个量程，在测量时选择25 mA量程，应将开关S拨到________位置。

【解析】　在进行电阻测量时，因为欧姆挡的电路与电源连接，则将多掷开关S拨到3或4位置。电压挡要串联电阻分压，不接电源，当多掷开关S拨到5、6时，可以测量电压，串联的电阻越大，电压表的量程越大，则选择50 V量程时，应将开关S拨到6位置。

电流挡要并联电阻分压，不接电源。当多掷开关S拨到1、2时，可以测量电流，并联的电阻越小，电流表的量程越大，测量时选择25 mA量程应选择并联较大电阻的电流挡，故开关S拨到2位置。

【答案】　3　4　6　2

7.　在练习使用多用电表的实验中：

(1)某同学连接的电路如图所示。

①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；

②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准电阻挡，此时测得的是________的电阻；

③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。

(2)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时，若(　　)

A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大

B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量

C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间，则测量值小于25 Ω

D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大

【解析】　解题关键在于，当开关断开时，多用电表测量的是电阻；开关闭合时，电表测量的是电压或电流。

(1)①多用电表作为电流表测电流时应与待测电阻串联，因此测的是流过R1的电流；②断开开关，两个电阻串联，此时多用电表作为欧姆表测量的是滑动变阻器R1接入电路的阻值与R2串联之后的总电阻；③滑动变阻器的滑片移到最左端时，R1无阻值接入，外电阻就剩一个R2，此时多用电表测的就是R2分得的电压或路端电压。

(2)若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻，测量值将偏小，A选项错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，分两种情况：若偏转角过大，应减小倍率；若偏转角过小，应增大倍率，因此B选项错误；由于欧姆表刻度线右侧稀左侧密，选择“×10”倍率挡，在20与30刻度正中间的电阻值应小于250 Ω，C选项错误。只有D选项正确。

【答案】　(1)①R1　②滑动变阻器R1接入电路的阻值和R2串联　③R2(或电源)　(2)D

8.某同学在练习使用多用电表时连接的电路如下图所示

（1）若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________（选填“R1”或“R2”）的电流；

（2）若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是_________。

A．R1的电阻

B．R2的电阻

C．R1和R2的串联电阻

D．R1和R2的并联电阻

（3）将选择倍率的旋钮拨至“×100 Ω”的挡时，测量时指针偏转角很大，为了提高测量的精确度，应将选择开关拨至_________挡（选填“×1 kΩ”或“×10 Ω”），将两根表笔短接调节调零旋钮，使指针停在0 Ω刻度线上，然后将两根表笔分别接触待测电阻的两端，若此时指针偏转情况如图所示，则所测电阻大小为________Ω。

解析：（1）多用电表使用电流挡时应该串联在电路中，图中多用电表与滑动变阻器串联，电流相等，若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过R1的电流；

（2）断开电路中的电键，R1与R2串联，多用电表两表笔接在其两端，故测得的是R1与R2串联的总电阻，故选C；

（3）用“×100 Ω”测电阻时挡时，指针停在刻度盘0 Ω附近，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应换用小挡，应选“×10 Ω”挡，然后对欧姆表重新进行欧姆调零，然后再测电阻阻值；由图象表盘可知，待测电阻阻值为：16×10 Ω=160 Ω。

答案：（1）  （2）C  （3）×10 Ω  160

9.　如图所示是欧姆表的工作原理图。

(1)若表头的满偏电流为Ig＝500 μA，干电池的电动势为1.5 V，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：

(2)这只欧姆表的总内阻为________ Ω，表针偏转到满刻度的时，待测电阻为________ Ω。

【解析】　(1)对应电流“0”刻度的电阻刻度为“∞”，对应满偏电流“500 μA”刻度的电阻刻度为“0”，所以调零时，由闭合电路的欧姆定律有：

Ig＝，

得欧姆表总内阻

R内＝Rg＋r＋R0＝＝3 000 Ω。

测量电阻Rx时有I＝，

得Rx＝－R内，

当I＝200 μA时，Rx＝－3 000 Ω＝4.5×103 Ω，

当I′＝300 μA时，Rx′＝－3 000 Ω＝2×103 Ω。

(2)当表针偏转到满刻度的处时，通过欧姆表的电流

I″＝＝ A。

Rx″＝－R内＝6 000 Ω。

【答案】　(1)4.5×103 Ω　2×103 Ω　(2)3 000　6 000

10.如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)。

(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。

(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如表所示。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示。

请将记录表补充完整，并在图甲中画出一种可能的电路。

解析：  (1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A。

(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。

(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由题图乙多用电表读数可知所缺数据为5.0 Ω，由a、b间电阻为5.0 Ω，a、c间为10.0 Ω，b、c间为15.0 Ω知，电路为a、b间5.0 Ω的电阻与a、c间10.0 Ω的电阻串联而成，电路图如图所示。

答案：.(1)A　(2)短暂　(3)5.0　见解析图

11.（1）小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如下右图所示d=_______mm。然后他又用游标尺上测该金属丝的长度，测得的结果如下左图所示L=________cm。

（2）然后小明又用用多用电表粗测该金属丝的电阻：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×10倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：

①________________。

②两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处。

③重新测量并读数，实线所示，测量结果是________Ω。

解析：（1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为5.5mm，可动刻度所示为19.5×0.01mm=0.195mm，螺旋测微器示数为5.5 mm+0.195 mm=5.695 mm；

由图示游标卡尺可知，主尺示数为5 cm=50 mm，游标尺示数为3×0.05 mm=0.15 mm，则游标卡尺示数为50 mm+0.15 mm=50.15 mm=5.015 cm。

（2）由题知选择×10倍率的电阻挡，正确操作时，发现多用电表的指针偏转角度太大，由多用电表的电阻刻度特点可知，为了使读数准确，指针要摆到表盘中央附近，则要把×10倍率挡换成×1倍率挡。由欧姆表盘的读数规则可知测量结果为12.0×1 Ω=12.0 Ω。

答案：（1）5.695  5.015  （2）①换用×1倍率的挡位  ②12.0

12.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？

【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。

【答案】　5 000 Ω