第7节　闭合电路的欧姆定律

1 / 37 第 7 节 闭合电路的欧姆定律 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第 7 节 闭合电路的欧姆定律 要点一闭合电路欧姆定律的相关问题 1闭合电路欧姆定律的推导 设一个闭合电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，内电路电压为 U 内，外电路电阻为 R，路端电压为 U 外，电路电流为I，则 E U 内 U 外 根据欧姆定律知： U 外 IR U 内 Ir 由 式解得 I ER r 可见，闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这就是闭合电路的欧姆定律 (1)闭合电路的欧姆定律表达式： I ER r. 闭合电路的欧姆定律变形式： E IR Ir 或 E U 外 Ir 或U 外 E Ir. E IR Ir 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路 E U 外Ir 或 U 外 E Ir 既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路 (2)用电压表接在电源两极间测得的电压 U 外是指路端电2 / 37 压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以 U 外E. (3)当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以 U内 0，故此时 E U 外，即电源电动势等于电源没有接入 电路时的路端电压这提供了测 E 的一种方法 2路端电压 U 外与外电阻 R 之间的关系 对一定电源、电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下 (“” 表示增加， “” 表示减少 )： 当外电路断开时， R ， Ir 0， U E，此为直接测量法测电动势的依据 当外电路短路时， R 0， I Er(称为短路电流 )， U 外 0.由于通常的电源内阻很小，短路时会形成很大的电流这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因 3路端电压与电流的关系图象 (1)由 U E Ir 可知， U I 图象是 一条斜向下的直线， 如图 2 7 3 所示 图 2 7 3 (2)纵轴的截距等于电源的电动势 E；横轴的截距等于外电路短路时的电流 I0 Er. (3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻即 3 / 37 r EI0 UI tan 越大，表明电源的内阻越大 要点二解答闭合电路问题的一般步骤 首先要认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图 解题关键是求总电流 I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律 (I ER r)直接求出 I；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流 I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出 I. 求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流 . 1.内外电路电势如何升降？ 在理解课本图的基础上，我们还可以把电源看成等效的两部分即无内阻理想电源和电阻 r 的串联，则闭合电路内外电路的电势升、降如图 2 7 4 所示 图 2 7 4 从电源正极开始，沿电流流向，先经过电阻 r，电势降低 Ir，再经过外电路电阻 R，电势又降低 IR；由电源的负极到正极非静电力作用，使电势又升高 E，电源正负极的电势用 1 、4 / 37 2 表示，对整个过程有 1 Ir IR 2 ，即 1 2 Ir IR，亦即 E U 内 U 外 2内外电路功率、电源输出功率、电源效率怎样区别？ (1)各部分功率关系分析 由 EIt I2Rt I2rt 知， EI I2R I2r 其中 EI 为电源的总功率， I2r 为电源内耗功率， I2R 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率 (2)电源输出功率特点 P 出 UI I2R E2(r R)2R E2R(R r)2 4Rr E2(Rr)2R 4r，由此式可看出，当 R r 时， P 出有最大值，即Pm E24R E24r. 由图 2 7 5 可以看出 图 2 7 5 当 R r 时，输出功率最大， P 出 E24r. 当 Rr 时，若 R增大，则 P 出减小 除 R r 外，图象上总有两点输出功率 P 出相等，如图中R1 与 R2，则由 (ER1 r)2R2 整理得： R1R2 r2. (3)电源的效率 定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，即 UIEI5 / 37 UE. 如果外电路为纯电阻电路，则 UE IRI(R r) RRr 11 rR，所以外电路电阻越大，电源效率越高 当电源输出功率最大时， R r， 50%. 一、闭合电路欧姆定律的应用 【例 1】如图 2 7 6 所示电动势为 2V 的电源跟一个阻值 R 9 的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为，求电源的内阻 图 2 7 6 答案 1 解析 通过电阻 R 的电流为 I UR 由闭合电路欧姆定律 E U Ir，得电源内阻 r E UI 2 1. 二、电路的动态分析 【例 2】如图 2 7 7 所示， A、 B、 c 三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头 P 向下滑动时，三只电灯亮度的变化是 ( ) 图 2 7 7 6 / 37 A A、 B、 c 都变亮 B A、 B 变亮， c 变暗 c A、 c 变亮， B 变暗 D A 变亮， B、 c 变暗 答案 B 解析 滑动变阻器的触头 P 向下滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值 R 减小，所以电路总阻值 R 总减小，由闭合电路欧姆定律知总电流 (I 总 ER 总 r)变大，通过 A 的电流增大，A 两端的电压 UA 增大，故 A 变亮；由于 I 总变大，所以内阻上的电压 (U 内 I 总 r)变大，所 以 c 上的电压 (Uc E UA U 内 )变小，通过 c 的电流 Ic 变小，所以 c 变暗；由于 I总变大， Ic 变小，所以通过 B 的电流 (IB I 总 Ic)一定增大， B 灯变亮，选 B.基本思路是 “ 部分 整体 部分 ” ，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知 R 总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知 I 总和 U 路端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律判知各分量的变化情况 . 1将一个电动势为 3V，内阻不能忽略的电池两端接一电阻 R，当有 1c的电荷通过电阻 R时，在 R上产生的热量 ( ) A大于 3jB小于 3j c等于 3jD内阻未知，无法确定 答案 B 解析 根据 W qU 3j，而 W 为内阻 r 和外电阻 R 上产生的热量之和，故 R 上产生的热量小于 3j. 7 / 37 2如图 2 7 8 所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是 ( ) 图 2 7 8 A灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B灯多时各灯两端的电压较低 c灯多时通过电池的电流较大 D灯多时通过各灯的电流较大 答案 ABc 解析 由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流 越大，选项 c 正确此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项 B 正确流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项 A 正确，选项 D 错 3一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800mV，短路电流为 40mA，若将该电池板与一阻值为 20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是 ( ) A 答案 D 解析 电池板开路电压等于电动势 E 800mV.短路时 I Er求得内阻 r 20. 再由欧姆定律或电压分配关系，可得外接20 电阻时的路端电压为 4如图 2 7 9 所示，电源的电动势 E 24V，内阻 r 1 ，8 / 37 电阻 R 2 ， m 为直流电动机，其电阻 r 1 ，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为 UV 21V，求电动机转变机械能的功率是多大？ 图 2 7 9 答案 20W 解析 由闭合电路欧姆定律可得： E UV I(R r) 则 I E UVR r 24 212 1A 1A 由能量守恒可知电动机输出的机械功率为 P 机 IUV I2r (121 121)W 20W 题型一电路的动态分析 如图 1 所示的电路， 图 1 闭合开关 S，滑动变阻器滑片 P 向左移动，下列结论正确的是 ( ) A电流表读数变小，电压表读数变大 B小灯泡 L 变亮 9 / 37 c电容器 c 上电荷量减小 D以上说法都不对 思维步步高当滑片向左滑动时，电路中的总电阻怎样变化？总电流怎么变化？路端电压怎样变化？电流表和电压表分别是测量哪个电路的电流和哪个电阻两端的电压？电容器上的电压和哪个电阻的电压相等？ 解析 当滑片向左滑动时，电路中的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大所以电流表的示数减小，电压表的示数增大小灯泡的电流是干路电流，灯泡变暗电容器上的电压是路端电压，路端电压增大，电容器上所带的电荷量增 加 答案 A 拓展探究电动势为 E、 图 2 内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、 R2 及滑动变阻器 R 连接成如图 2 所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向 b 端时，下列说法正确的是 ( ) A电压表和电流表读数都增大 B电压表和电流表读数都减小 c电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大 答案 A 10 / 37 解析 设滑动变阻器的触头上部分电阻为 x，则电路的总电阻为 R 总 r R1 xR2x R2，滑动变阻器的触头由中点滑向 b 端时，并联支路电阻 x 增大，故路端电压变 大，同时并联部分的电压变大，故通过电流表的电流增大，故选项 A 正确 电路的动态分析的常规思路： 根据其中一个电阻的变化找出电路中总电阻的变化，其中断路相当于电阻无穷大，短路相当于电阻等于零 根据闭合电路欧姆定律找出电流和路端电压的变化情况 找出电压表、电流表测量的哪一部分的电流和电压 分析出各个支路的电流和电压的变化情况 . 题型二含源电路的功率和效率 如图 3 所示电路中， 图 3 定值电阻 R2 r(r 为电源内阻 )，滑动变阻器的最大阻值为R1 且 R1R2 r，在滑动变阻器的滑片 P 由左端 a 向右滑动的过程中，以下说法正确的是 ( ) A电源的输出功率变小 B R2 消耗的功率先变大后变小 c滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D以上说法都不对 11 / 37 思维步步高滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻怎么变化？电路中的电流怎么变化？通过电源的电流和通过电阻 R2 的电流怎么变化？考虑滑动变阻器上的功率消耗时怎样处理 R2? 解析 滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻 R2 的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程 中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把 R2 看成电源的一部分当滑动变阻器的阻值等于 2r 时，消耗的功率最大 答案 c 拓展探究如图 4 所示， 图 4 U I 图线上， a、 b、 c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态， b 点 ，则下列说法中正确的是 ( ) A在 b 点时，电源有最大输出功率 B在 b 点时，电源的总功率最大 c从 a 到 b 时， 角增大，电源的总功率和输出功率都将增大 D从 b 到 c 时， 角增大，电源的总功率和输出功率都将减小 12 / 37 答案 AD 含源电路的功率和效率问题： 电源内阻消耗的功率与干路电流有关，干路电流越大，消耗的功率越大 电源的输出功率的最大值出现在外电阻和内阻相等时，可把定值电阻等效为电源的内电路，此时电动势不变，内阻为原内阻和该电阻的串联值 . 一、选择题 1下列关于闭合电路的说法中，错误的是 ( ) A电源短路时，电源的内电压等于电动势 B电源短路时，路端电压为零 c电源断路时，路端电压最大 D电源的负载增加时，路端电压也增大 答案 D 2某电池当外电路断开时，路端电压为 3V，接上 8 的负载电阻后其路端电压降为，则可以判定该电池的电动势 E 和内阻 r 分别为 ( ) A E， r 1 B E 3V， r 2 c E， r 2D E 3V， r 1 答案 B 3. 13 / 37 图 5 法国和德国两名科学家先后独立发现了 “ 巨磁电阻 ” 效应，共同获得 XX 年诺贝尔物理学奖所谓 “ 巨磁电阻 ” 效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象，物理兴趣小组的同学从 “ 巨磁电阻 ” 效应联想到一些应用，他们的探究如下：为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可 以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在图 5 是磁报警装置一部分电路示意图，其中 RB 是利用 “ 巨磁电阻 ” 效应而制作的磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小， a、 b 接报警器，当传感器RB 所在处出现断针时，电流表的电流 I、 ab 两端的电压 U 将( ) A I 变大， U 变大 B I 变小， U 变小 c I 变大， U 变小 D I 变小， U 变大 答案 c 解析 当 RB 处出现断针时， RB 减小， R 总减小， I 总增大，I 总 r 增大， Uab E I 总 r 将减小；由于 I 总增大，所以R1 分压增大， UR1 URB Uab，可得 URB 减小， IR3 减小，由 IR3 I I 总，可得 I 增大 4. 14 / 37 图 6 如图 6 所示是研究内、外电压的实验装置， “ ” 、 “ ”是电池的两极， A、 B 是位于两极内侧的探针，电压表 V、 V分别接在电池的两极和两探针上， R 是滑动变阻器， P 是它的滑动触头，下述中错误的是 ( ) A P 向右滑动时 V 的示数增大 B P 向右滑动时 V 的示数减小 c电压表 V 跟 A 端相连的接线柱应是 “ ” 接线柱 D电压表 V 跟 B 端相连的接线柱应是 “ ” 接线柱 答案 c 解析 P 向右滑动时，变阻器有 效电阻变大，总电流变小，内电压 U Ir 变小，路端电压 U 变大，故 A、 B 正确在内电路中电流是从 B 经电解液流向 A， BA ，电压表V 跟 B 端相连的接线柱是 “ ” 接线柱，跟 A 端相连的接线柱是 “ ” 接线柱，故 c 错误， D 正确 5如图 7 所示， 图 7 经过精确校准的电压表 V1 和 V2，分别用来测量某线路中电阻 R 两端 a、 b 间的电压时，读数依次为和，则 ( ) A a、 b 间的实际电压略大于 15 / 37 B a、 b 间的实际电压略小于 c电压表 V1 的内阻大于 V2 的内阻 D电压表 V1 的内阻小于 V2 的内阻 答 案 Ac 解析 并联电压表使电路电阻减小，电流增大，故 a、 b 两端电压比实际电压要小，且电压表内阻越大，测量值越大，越接近实际电压 6如图 8 所示， 图 8 E 为电动势， r 为电源内阻， R1 和 R3 均为定值电阻， R2 为滑动变阻器当 R2 的滑动触点在 a 端时合上开关 S，此时三个电表 A1、 A2 和 V 的示数分别为 I1、 I2 和 U.现将 R2 的滑动触点向 b 端移动，则三个电表示数的变化情况是 ( ) A I1 增大， I2 不变， U 增大 B I1 减小， I2 增大， U 减小 c I1 增大， I2 减小， U 增大 D I1 减小， I2 不变， U 减小 答案 B 解析 滑动触点由 a 向 b 移动时， R2 阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故 U 减小；总电流增大， R3 两端电压也增大，所以并联电压16 / 37 减小，故 I1 减小， I2 增大 7如图 9 所示电路中， 图 9 电源电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以 ( ) A增大 R1 B减小 R1 c增大 R2 D减小 R2 答案 AD 解析 电容器相当于断路，电路实际上是 R 和 R2 并联后再和 R1 串联当 R1 增大， R 总增大， I 总减小， R 分配电流减小，灯泡变暗；当 R2 增大， R 总增大， I 总减小， U 增大，UR1 减小，所以 UR (U UR1)增大，灯泡变亮 二、计算实验题 8如图 11 所示的电路中， 图 11 当 S 闭合时，电压表和电流表 (均为理想电表 )的示数各为和当 S 断开时，它们的示数各改变和，求电源的电动势 答案 2V 解析 当 S 闭合时， R1、 R2 并联接入电路，由闭合电路欧17 / 37 姆定律得： U E Ir，即 E 当 S 断开时，只有 R1 接入电路，由闭合电路欧姆定律得： U E Ir ，即 E ( ) ( )r 由 得： E 2V， r 1 9如 图 12 所示， 图 12 电解槽 A 和电炉 B 并联接到电源上，电源内阻 r 1 ，电炉电阻 R 19 ，电解槽电阻 r ，当 S1 闭合、 S2 断开时，电炉消耗的功率为 648W； S1、 S2 都闭合时，电炉消耗的功率 475W (电炉电阻不变 )，试求： (1)电源电动势 (2)S1、 S2 都闭合时，流过电解槽的电流大小 (3)S1、 S2 都闭合时，电解槽电能转化成化学能的功率 答案 (1)120V (2)20A (3)1900W 解析 S1 闭合， S2 断开时，电炉功率 P1 I2R，所以 I P1R 64819A，电 源电动势 E I(R r) 120V. (2)S1、 S2 都闭合时，电炉功率 P2 I2RR 所以 IR P2R 47519A 5A 路端电压 U IRR 195V 95V 通过电源的电流 I E Ur 120 951A 25A 18 / 37 电解槽中电流 IA I IR 20A (3)电解槽消耗电功率 PA IAU 2095W 1900W 10.如图 13 所示的电路， 图 13 外电路电阻皆为 R，电源内阻为 R4，当 S 断开时，在电容器极板间放一个质量为 m，带电荷量 q 的电荷恰能静止，在 S闭合时， 电容器极板间放一个质量仍为 m，带电荷量为 q的电荷，恰能静止，请探究分析 q 和 q 应有什么关系 答案 见解析 解析 设电动势为 E，电容器板间距离为 d，则当 S 断开时 I ER4 R 4E5R，所以 Uc UR IR 4E5 由电荷静止，可由受力平衡得 Ucdq mg 整理可得： q 5mgd4E 当 S 闭合时， I ER4 R3RR 3R ER Uc I4R E4RR E4 由电荷受力平衡得 Ucdq mg，整理可得 q 4mgdE 由 可得 qq 516. 第 8 节 多用电表 . 19 / 37 要点一欧姆表的原理和选挡 1原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可以直接读出电阻值，比用伏安法测电阻要方便得多 图 2 8 5 原理如图 2 8 5 所示 调零时， Ig ERg r R ER 内；测量时， I ER 内 Rx. 只要将对应 Rx 值的电流刻度 I 改为阻值 Rx，即为欧姆表 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，电阻零刻度在电流满偏处 注意 红表笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔接内部电源的正极 2欧姆表的选挡 从理论上讲，欧姆表可直接测量从零至无限大之间任何阻值的电阻，但由于面板刻度不均匀，使得在零值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻的数值 (测量误差很大 )一般来说，欧姆表刻度标尺长度的 10% 90%之间为有效工作刻度另外当 Rx R 内，即在中值附近时，指针偏角 与 Rx的关系比较接近线性，刻度较均匀，因此，在具体测量时，最好使指针位于中央附近，这就是选挡的依据 在使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的20 / 37 挡位 (通常按大量程向小量程挡位顺序选择 )如果选择的挡位不合适，则应重新换挡，若指针偏角较小，则应选择倍率高一挡的挡位，反之则选低一挡的挡位 要点二多用电表使用的注意事项 1表盘面上 “ ”“ ” 插孔表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱，因此，不管测什么，首先将红表笔插入“ ” 插孔，将黑表笔插入 “ ” 插孔那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；用电阻挡时由原理图可知，红表笔连接的是表内电源的负极黑表笔连接的是表内电源的正极，因此，电流还是从红表笔流入，从黑表笔流出 2测量前，应把选择开关旋到相应项目的适 当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值和通过用电器电流的估计值 3欧姆挡的使用需要注意以下几点： 选挡接着调零 (选挡的原则：指针越接近中值电阻，读数越精确 )； 换挡重新电阻调零； 示数要乘以倍率； 用完后将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡或 “oFF” 挡上，长期不用时应把电池取出； 被测电阻要跟电源、其他元件分离 . 1.黑箱问题和电路故障问题有哪些？ 21 / 37 不同的元件有不同的特性，不 同的故障，出现不同的现象 (1)常见元件特性及测量现象 电阻的特点是不分极性的，即正向和反向电阻大小相等 二极管的特点是具有单向导电性，电流只能由正极流向负极，因此多用电表的欧姆挡测量其正向电阻 (黑表笔接正极，红表笔接负极 )时，有一个较小的电阻值而测其反向电阻时，电阻为很大或接近无穷大 电容的特点也可用测电阻的方法探测因为多用电表的欧姆挡内部带有电源，与电容连接时会给电容充电，随着充电的进行，充电电流逐渐减小，因此测其电阻时，一开始电阻值较小，后来阻值逐渐增大，最后接近无穷大 电源不同于其他任何元件，因为它能提供电压，用多用电表的电压挡可直接探测 (2)常见电路故障类型及现象 多用电表的电压、电流、欧姆挡都可以用来检测电路故障，实际使用直流电压挡测电压和欧姆挡测电阻较多具体操作时要注意各种情况的使用规则，根据测量结果和串并联电路特点来考虑故障位置和原因特别注意到一点，某段电路无电流时，电路中各点电势相等，是判断电路故障时常用依据 电路中两点间无电压，表示两点间电路无故障；电路中的两点间有电压 (接近电动势 )表示两点间有断点，其他部分无故障 22 / 37 2多用电表用途有哪些？ 检测大容量电容器：对于容量较大 (1F 以上 )的电容器，可用多用电表的电阻 (R100 挡或 R1k 挡 )进行简易检测当多用电表的两表笔分别与电容器的两极接触时，若指针根本不动，则表示该电容器已断路；如果指针由快到慢地摆动，然后又回到 “” 处，表明这个电容器良好，且电容器的容量越大指针摆过的偏角越大；若指针立即指到右端“0” 位置而不回摆，则表示该电容器已被击穿 (短路 )；若指针向右端摆动，但最终不能回摆到左端的 “” ，则表示该电容器漏电了 判断火线和零线：当电线裸露时，我们用测电笔可以很方便地判断出火线和 零线能否在不剥去电线绝缘层的情况下，判断火线和零线呢？用多用电表就可以做到方法是：将选择开关置于小量程的交流挡，取下黑表笔，将红表笔插在“ ” 孔先把被测处的两根电线拉开 2 5cm 的距离，再用红表笔的尖分别去碰触两根电线，多用电表显示值较大的即为火线 . 一、欧姆表的工作原理 【例 1】若某欧姆表表头的满偏电流为 5mA，内装一节干电池，电动势为，那么该欧姆表的内阻为多少？待测电阻接入红、黑两表笔间时，指针偏在满刻度的 3/4 处，则待测电阻23 / 37 的阻值为多少？ 答案 300 100 解析 将红 、黑表笔短接、调节调零电阻的阻值，当电流满偏时 Ig ERg r R0 所以欧姆表的内阻 R 内 Rg r R0 EIg 10 3 300 当电流为 34Ig 时，有 34Ig ER 内 Rx，即 R 内 Rx 4E3Ig 400 ，故 Rx 100 二、多用电表测电阻的过程 【例 2】如图 2 8 6 所示为一可供使用的多用电表， 图 2 8 6 S 为选择开关， Q 为电阻挡调零旋钮现在要用它检测两个电阻的阻值 (图中未画电阻 )已知阻值分别为 R1 60 ， R2 470k. 下面提出了在测量过程中一系列可能的 操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合于多用表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处 A旋动 S 使其尖端对准电阻挡 1k B旋动 S 使其尖端对准电阻挡 100 c旋动 S 使其尖端对准电阻挡 10 D旋动 S 使其尖端对准电阻挡 1 24 / 37 E旋动 S 使其尖端对准 V1000 F将两表笔分别接到 R1 的两端，读出 R1 的阻值，随后即断开 G将两表笔分别接到 R2 的两端，读出 R2 的阻值，随后即断开 H两表笔短接，调节 Q 使表针对准电阻挡刻度盘上的 0，随后即断开 所选操 作 及 其 顺 序 为 ( 用 字 母 代 号 填 写 ) ：_(操作步骤可以重复选用 ) 答案 AHGDHFE(或 DHFAHGE) 解析 多用电表测量电阻时，量程的选择以指针中央附近时读数较准确，由表盘中值示数约 150 可知，测 R1 60 的电阻时，只能选 “1” 挡；测 R2 470k 时，应选择“1k” 挡，并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行电阻挡调零，所以题目中所给操作 H 需重复选用在测量过程中对 R1 与 R2 测量的先后没有什么限制，但测量完毕后，功能选择开关必须旋离电阻挡，拨到交流 (V)高压 挡或“oFF” 处，所以合理的操作及顺序为 AHGDHFE 或 DHFAHGE. 1.关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是( ) A直流电流刻度线和直流电压刻度线是均匀的，可以共用25 / 37 同一刻度线 B电阻刻度是不均匀的 c电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应 D电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应 答案 ABc 2图 2 8 7 为多用电表欧姆挡的原理示意图， 图 2 8 7 其中电流表的满偏电流为 300A ，内阻 Rg 100 ，调零电阻的最大 值 R 50k ，串联的固定电阻 R0 50 ，电池电动势 E，用它测量电阻 Rx，能准确测量的阻值范围是 ( ) A 3k 8k B 30k 80k c 300k 800k D 300 800 答案 A 3用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时，分别用 1 、10 、 100 三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如图 2 8 8 所示 图 2 8 8 其中 是用 _挡， 是用 _挡， 是用26 / 37 _挡，为提高测量的精确度，应该用 _挡， 被测电阻阻值约为 _ 答案 1 10 100 10 300 解析 乘的倍率越大，示数越小，故 是 “1” 挡， 是“10” 挡， 是 “100” 挡为了提高测量的准确度，指针应在表盘的中间附近，故选 “10” 挡测量被测电阻阻值约为 3010 300. 4如图 2 8 9 所示，某幢居民楼有甲、乙两个房间需要从一楼接电，已知一楼的接线盒内有 4 根电缆 (未做任何标记 )，其中有两根通向甲房间，有两根通向乙房间，如果只用一只多用电表，试判断通向甲房间的电缆是哪两根？ 图 2 8 9 答案 可将甲房间内的两根电缆接在一起然后在一楼用多用电表的欧姆挡分别测量这四根电缆 c、 d、 e、 f 两两间的电阻值，如果电阻为 ，说明这两根电缆不可能同时都通向甲房间，如果某次测量中电阻较小，说明这两根电缆一定就是通向甲房间的那两根，其余两根电缆就是通向乙房间的 . 题型一欧姆表的工作原理 图 1 是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经27 / 37 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 4/5 处现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的 1/5处，则该电阻的阻值为 ( ) 图 1 A 4R B 5R c 10R D 16R 思维步步高欧姆表的内阻分为几部分组成？当进行电阻调零时，电流表的示数是多少？当进行电阻测量时，指针偏转的含义是什么？ 解析 当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满偏，即 Ig ER 内，当测量电阻值为 R 的电阻时，有 4Ig5 ER 内 R，设待测电阻阻值为 R ，则有： Ig5 ER内 R ，联立各式即可得到结论 答案 D 拓展探究关于多用电表，下列说法正确的是 ( ) A多用表是电压表、电流表、欧姆表共用一 个表头改装而成的 B用多用表无论是测电压、电流还是测电阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势 c多用表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的 D用多用表测电压、测电流和测电阻时，电流都是从红表28 / 37 笔流入的 答案 AD 解析 多用电表内只有一个表头，所以 A 选项正确；对于多用电表，电流都是从红表笔流进，从黑表笔流出其它测量电流的来源都是外电路提供的，但是欧姆挡和其它挡不同，它是靠内部提供电源的 多用电表的欧姆表部分的工作原理和电压表、电流表的工作原理有所不同，原因是内部存在电源，当进行电 阻调零时实际上是待测电阻为零，此时电流最大；当接入电阻时，指针偏转角度减小，通过电流的变化情况来判断外电阻的变化情况 . 题型二多用电表的使用 图 2 为一正在测量中的多用电表表盘 图 2 (1)如果是用 10 挡测量电阻，则读数为 _. (2)如果是用直流 10mA 挡测量电流，则读数为 _mA. (3)如果是用直流 5V 挡测量电压，则读数为 _V. 思维步步高在进行电阻测量时应该怎样进行读数？是不是需要估读？若在表盘上没有直流 10mA 的刻度盘，怎样进行处理？ 29 / 37 解 析 如果是进行的电阻测量，读数时应该用最上面一行刻度，然后再乘以倍率在进行电流的测量时，电流挡是 10mA，没有直接能够读数的表盘刻度，可以选择满偏刻度为 50 的刻度盘，每个小格代表进行读数 答案 (1)60 (2) (3) 拓展探究要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下： A待测电压表 V(量程 3V，内阻未知 ) B电流表 A(量程 3A，内阻 ) c定值电阻 R(阻值 2k ，额定电流 50mA) D蓄电池 E(电动势略小于 3V，内阻不计 ) E多用电表 F开关 k1、 k2，导线若干 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作： (1)首先，用多用电表进行粗测，选用 100 倍率，操作方法正确若这时刻度盘上的指针位置如图 3 所示，则测量的结果是 _. 图 3 (2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图 4所示的甲、乙实验电路，你认为其中较合理的电路图是_其理由是 _ 30 / 37 图 4 (3)在图 5 中，根据你选择的电路把实物连接好 图 5 (4)用你选择的电路进行实验时，请简述实 验步骤：_；用上述所测量的符号表示电压表的内阻 RV _. 答案 (1)3000 (2)乙 甲图中电流表的示数太小，误差太大乙图中 R 的阻值与电压表阻值接近，误差小 (3)实物连接图如下图所示 (4)实验步骤： 闭合，再闭合，读得电压表示数；再断开，读得电压表示数 . 多用电表使用的考查集中在以下几个方面： 多用电表的读数，注意不同的测量量所用的表盘不同 测量电阻由于其工作原理的限制，只能进行电阻的粗略测量，并且换挡必须进行调零 . 一、选择题 31 / 37 1关于欧姆表，下列说法正确的是 ( ) A欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的 B由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的 c使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行电阻调零，换挡后不必重新调零 D若测量时指针偏角较小，应换用较小倍率挡测量 答案 A 2用多用电表的欧姆挡 (1000) 检验性能良好的晶体二极管，发现多用电表的指针向右偏转的角度很小，这说明( ) A二 极管加有正向电压，故测得电阻很小 B二极管加有反向电压，故测得电阻很大 c此时红表笔接的是二极管的正极 D此时红表笔接的是二极管的负极 答案 Bc 解析 用欧姆挡进行检查，指针向右偏转的角度很小，说明电阻值接近无穷大，二极管加有反向电压而欧姆表的红表笔是和电源负极相连，二极管不导通，说明红表笔接的是二极管正极 3下列说法中正确的是 ( ) A欧姆表的每一挡测量范围都是 0 到 B欧姆表只能用来粗略地测量电阻 32 / 37 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 由于欧姆表刻度不均匀，只能对电阻粗略地进行测量 4一个用满偏电流为 3mA 的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量 500 的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间如用它测量一个未知电阻时，指针指在 1mA 处，则被测电阻的阻值为 ( ) A 1000B 5000c 1500D 2000 答案 A 解析 本题主要考查对欧姆表的原理的理解设欧姆表的内阻为 R 内，由欧姆定律知： 310 3A ER 内， 10 3AER 内 500 ，所以 R 内 500 ， E，又 110 3A ER内 Rx，所以 Rx 1000. 5. 图 6 有三个电阻串联，如图 6 所示，电流表是完好的，合上开关S 后，发现电流表的示数为零，在不拆开电路的前提下，通过电压表测量各连接点的电压值，可判断故障原因电压表测量数据为 Uab Ucd 0， Uac0 ，则该电路的故障原因可33 / 37 能是 ( ) A R1 断路 B R2 断路 c R3 断路 D R1、 R2、 R3 断路 答案 B 解析 若 R1 断路， Uab0 ， A 错误；若 R2 断路， Uab Ucd 0， Uac0 ，且电流表的示数为零 B 正确； 若 R3 断路 Ucd0 ， c 错误；若 R1、 R2、 R3 断路， Uac错误 6调零后，用 “10” 挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，