2019-2020高中物理第二章恒定电流第8节多用电表的原理讲义+习题(含解析)-1

1、学必求其心得，业必贵于专精1 第 8 节多用电表的原理1知道欧姆表测量电阻的原理。2了解欧姆表的内部结构和刻度特点。3了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能。一、欧姆表1原理依据错误 !闭合电路的欧姆定律，由错误 !电流表改装而成的。2内部构造由错误 !表头、错误 !电源和错误 !可变电阻三部分组成（如图)。二、多用电表1用途共用一个表头，可分别测量错误 !电压、错误 !电流、错误 !电阻。2最简单的多用电表原理图如图所示 ,当单刀多掷开关接通1 时，可作为错误 !电流表使用，接通 2 时，可作为错误 !欧姆表使用 ,接通 3 时，可作为错误 !电压表使用。学必求其心得，业必贵于专精2

2、 （1）欧姆表指针偏角越大，表明被测电阻越大。（）（2)欧姆表红表笔接表内电源的正极。( )（3)欧姆表测电阻时 ,指针偏角偏大，应换大倍率挡。( )（4)多用电表所有刻度都是均匀的.（)(5）用多用表无论是测电压还是测电流时电流总是从红表笔流入，从黑表笔流出。（）提示： (1）（ 2) （3）（4）（5）课堂任务欧姆表原理仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动 1：我们知道电流表可以看成显示电流的特殊电阻rg,如图学必求其心得，业必贵于专精3 甲，当接入电路的电阻r变化时 ,电流就变化，电流表示数i和电阻r有什么关系？提示：由闭合电路欧姆定律得i错误 !，所以电流表示数i和接入的电阻阻

3、值r一一对应。活动 2：由活动 1 的结论可知 ,将电流刻度换成电阻刻度，就能用电流表测电阻值,图乙的表盘应该如何标定电阻的最大值和最小值？提示:由i错误 !可知，电流越大，电阻越小，电阻允许的变化范围是 0。当电流为 0时,a、b间断开，电阻为无穷大，所以电流的 0 刻度标为电阻的； 当电流达到满偏刻度时 ,电阻应最小 ,所以标为 0。活动 3：为了标定电阻的0 刻度，甲图测量电路是否能达到要求？如果不能，请对电路改装,这时电阻 0 刻度如何标定 ?提示：由甲图可知，a、b接触电阻为 0 时，电流超过量程 ,所以甲图不符合要求 ,应该串联一个滑动变阻器，如图所示。使ab短接，调节滑动变阻器，

4、 当阻值为r1时，电流表刚好满偏 ,ig错误 !，此时就标定了电阻 0 刻度。学必求其心得，业必贵于专精4 活动 4：在以上活动的基础上，为了测出电阻r的阻值，请写出电流刻度和r的关系式。由此改装成的欧姆表刻度是均匀的吗？提示:由闭合电路的欧姆定律得iergrr1r，其中r1满足ig错误 !(即欧姆表调零 )，每一电流值都对应一电阻值r，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了。由关系式可知电阻刻度不均匀，左侧密右侧疏。活动 5:讨论、交流、展示，得出结论。（1)欧姆表的结构如图所示(2)刻度标注及测电阻的原理刻度标注方法标注位置学必求其心得，业必贵于专精5 “ 0红、黑表笔短接调节调零

5、电阻使指针满偏，被测电阻r0(图乙)满偏电流ig处“”红、黑表笔不接触表头指针不偏转，被测电阻r ( 图甲 )电流为零处中值电阻rrr1rg刻度盘正中央“r”红、黑表笔接rierr1rgrr与i一一对应（图丙）与r对应的电流i处例 1 把一量程 6 ma、内阻 100 的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：a.电源e3 v（内阻不计） ;b.变阻器 0100 ；c.变阻器 0 500 ；d.红表笔； e。黑表笔。（1)变阻器选用 _。(2)红表笔接 _端，黑表笔接 _端.学必求其心得，业必贵于专精6 (3)电流表 2 ma 刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为_；电流表 3 ma 刻

6、度处换成电阻刻度 ,其电阻值应为 _.(1）滑动变阻器的阻值由什么决定？提示:由电动势和满偏电流及电源和g 表的内阻决定 .（2）欧姆表是依据什么标注的？提示：每一个r都对应着一个不同的电流值，将此处的电流标注为相应的电阻。规范解答 (1）两表笔直接接触时 ,调节变阻器的阻值使电流达到满偏 ,igergr0，解得r0 400 ，故变阻器应选 c。（2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接n端，黑表笔接m端.（3）电流i2 ma 时，有i错误 !，解得r 1000 .电流i3 ma 时,i错误 !,解得r 500 。完美答案(1)c (2)nm(3)1000 500 1当

7、红、黑表笔断开时 ,电流表中电流为零 ,此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流为零处标电阻“”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆调零旋钮，使电流表指针满偏，所以在电流满偏处标电阻“0”.2i与r不成比例 ,欧姆表的刻度不均匀 .3欧姆表偏角偏角是相对零电流位置或左端的“ 刻度学必求其心得，业必贵于专精7 而言的越大，表明被测电阻越小。4中值电阻 :当外加电阻rrrgr1时，指针指在刻度盘的中央 ,该电阻叫中值电阻 .错误 !如图所示 ,欧姆表刻度盘中，未使用时指针指a,两表笔短接时指针指b.若欧姆表的总内阻为24 ，c是a、b的中点，d是a、c的中点，则d点的刻度值为 ( ）a 36 b 72 c

8、 24 d 12 答案b解析由欧姆表原理：ig错误 !，当指针指在d点时，电流为满偏电流的错误 !，则由错误 !错误 !，得:r3r内 72 ，b 正确。课堂任务多用表原理仔细观察下列图片 ,认真参与“师生互动”。活动 1：回顾前面的知识，请思考甲、乙、丙虚线框中的测量电路表示什么电表？并简述其原理(甲图 内部包含一个小量程电流学必求其心得，业必贵于专精8 表即表头 )。提示：甲表示电流表，利用并联分流，由一表头并联电阻以扩大电流表量程。乙表示电压表，利用串联分压，由一表头串联电阻扩大电压表量程 .丙表示欧姆表，根据闭合电路中电流与电阻的一一对应关系，由电流表测电阻。活动 2：如果只用一个电流

9、表（即甲中的）达到甲、乙、丙三图的测量目的，组成多用途电表,试用如图的多挡位选择开关画出电路图。提示：活动 3:活动 2 中组成的就是最简单的多用电表，为了实际测量满足大范围或高精度的需要，往往电表要设置多个量程，电流、电压挡如何实现多个量程挡位?提示：由同一表头并联不同电阻可以组成几个量程不同的电流挡。由同一表头串联不同电阻可以组成几个量程不同的电压挡。学必求其心得，业必贵于专精9 活动 4：欧姆表的测量范围都是0,量程是一定的，为了提高测量精度，应该如何设置多挡位？提示：由欧姆表测量表达式知电阻刻度左密右疏,为了提高测量精度，测量小电阻和大电阻时指针都应该尽量偏向表盘中央位置附近,取特例中

10、值电阻，它等于欧姆表内阻,所以对于大电阻和小电阻,欧姆表内阻也应该随之变化。而表头的满偏电流一定，由ig错误 !可知，对于给定的电池 ,电动势e一定，内阻也一定 .为了提高精度 ,使测量大电阻和小电阻时欧姆表指针都尽量偏向表盘中央位置附近，就必须改变电源电动势和欧姆表的内阻。活动 5：讨论、交流、展示，得出结论。(1)多用电表的原理图由以上分析 ,可以画出多量程多用电表的原理示意图，如图所示。由并联分流可知， 1、2 挡位测电流 ,1挡量程大。3、4 挡位有电源，测电阻 .由活动 4 可知，一定的电动势对应一定的中值电阻，实际中欧姆挡的多个挡位由于选定特定电动势的电源，挡位之间是 10倍的进学

11、必求其心得，业必贵于专精10 率。只要更换挡位，电动势和电路就改变了，所以更换挡位测量前先要经过欧姆调零 ,校准欧姆表在此挡位时的内阻；测量时表盘上电阻刻度再乘以倍率即为测量值。由串联分压可知， 5、6 挡位测电压， 6挡量程大。（2）多用电表的外形结构外形构造如图所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及量程，选择开关旋到不同的位置， 多用电表内对应的仪表电路被接通，就相当于对应的仪表 .在不使用时，应把选择开关旋转到off 挡或交流电压最高挡 .例 2 (多选）如图所示是简化的多用电表的电路图。转换开关s 与不同接点连接，就组成不同的电表，已知r3r4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判

12、断下列说法正确的是( )学必求其心得，业必贵于专精11 as与 1 或 2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大bs与 3 或 4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大cs与 3 或 4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大ds与 5 连接时，多用电表就成了欧姆表（1)s与 1 或 2 连接时r1、r2中电流各是什么流向？提示： s 与 1 连接时电流由 1 流进,分别流经两个电阻再汇合，此时两个电阻属于并联。s与 2 连接时电流由 2 流进依次经过两个电阻，两个电阻属于串联.（2)图中电压表的量程由什么决定？提示：由串联电阻的大小决定，电阻越大,分压越大 ,量程越大。规范解

13、答 s与 1连接时，电阻r1起分流作用，s与 2 连接时，电阻r1r2起分流作用，所以s与 1或 2 连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大;s与 3 或 4 连接时,表头与分压电阻串联， 多用电表就成了电压表 ,由于r3r4，所学必求其心得，业必贵于专精12 以前者量程较小； s与 5 连接时,多用电表就成了欧姆表，r6为欧姆挡调零电阻 .综上所述，正确答案为a、d。完美答案ad多用电表中电流的流向红表笔接“”插孔，黑表笔接“”插孔。（1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表,从黑表笔流出.（2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍

14、然是“红进、黑出”。(3）使用欧姆挡时 ,红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出”。变式训练 2多用电表是实验室和实际生产中常用的仪器.(1)如图甲所示是一个多用电表的内部电路图,在进行电阻测量时,应将 s拨到_或_位置,在进行电压测量时，应将s拨到_或_位置。（2)使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图乙学必求其心得，业必贵于专精13 中a、b所示。若选择开关处在“10 ”的电阻挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是_ ；若选择开关处在“直流电压2。 5 v ”挡时指针位于b，则被测电压是 _ v.答案（1)3 4 5 6 （2）500 2.00解

15、析（1）在进行电阻测量时，表内要有电源，所以要接到3或 4 位置;在进行电压测量时， 表头要串联电阻 ,所以要接到 5 或 6位置。（2)由题图乙知若选择开关处在“10 ”的电阻挡时指针位于a,读数时要读最上方的刻度盘,被测电阻的阻值是50 10 500 ; 若选择开关处在“直流电压 2.5 v”挡时指针位于b，读数时要读中间的刻度盘 ,所以被测电压是2。00 v。a 组：合格性水平训练1(多用电表原理）（多选）关于多用电表，下列说法正确的是( ）a多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的学必求其心得，业必贵于专精14 b用多用电表无论是测电压、 电流还是测电阻， 红表笔的电势都

16、高于黑表笔的电势c多用电表的电压挡、 电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的d用多用电表测电压、测电流和测电阻时，电流都是从红表笔流入的答案ad解析多用电表内只有一个表头，所以a 正确;对于多用电表 ,电流都是从红表笔流进，从黑表笔流出，故测电压、电流时，红表笔电势高，测电阻时，黑表笔接内部电源的正极,故黑表笔电势高于红表笔， d 正确， b 错误;欧姆挡和其他挡不同，它是靠内部电源提供电流的， c 错误。2(欧姆表的原理） (多选)关于多用电表上的欧姆刻度线，下列说法中正确的是 ( ）a零欧姆刻度线与零电流刻度线重合b零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合c欧姆刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越

17、密d欧姆刻度线是不均匀的 ,欧姆值越小 ,刻度线越密答案bc解析因为多用电表在不使用时，指针指在电流表的零刻度线上,但是此时欧姆表的两个表笔并没有接触，表笔之间的电阻无穷大 ,所以电流表的零刻度线对应的是欧姆表的无穷大刻度线。当电流表学必求其心得，业必贵于专精15 处于满偏刻度上时，对应的电阻最小，所以零欧姆刻度线与电流表的满偏刻度线重合 ,a 错误,b 正确；从欧姆表的刻度盘上得知欧姆表的刻度是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密，c 正确， d 错误。3.（欧姆表的结构）如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的（)答案a解析红表笔接内部

18、电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零， a 正确。4 （欧姆表的原理 )(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 ( )学必求其心得，业必贵于专精16 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rrgr0答案ad解析欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，a 正确;电流从黑表笔流出，红表笔流进，红表笔接内部电源的负极，b 错误；刻度盘的最左端是欧姆“”刻度，c 错误；当欧姆表指针指在中间位置时 ,ig2

19、错误 !，ig错误 !，所以rxrgr0r，即中间刻度值为r中rrgr0，d 正确。5(欧姆表的原理 )用一个满偏电流为10 ma、内阻为 40 的表头，一个电动势为 1.5 v、内阻不计的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表 ,应当选择的可变电阻的规格是( ）a0 20 b0 50 c 0100 d 0 200 答案d解析表头的满偏电流为10 ma，欧姆调零时有r 40 错误 !学必求其心得，业必贵于专精17 150 ，故r 110 ，可变电阻应当选择0200 ，否则不能调零，d 正确.6 （欧姆表的原理）用欧姆表测一个电阻r的阻值，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100 与 200

20、刻度弧线的正中间，可以确定（）ar 150 br 1500 c 1000 r 1500 d 1500 r 2000 答案c解析表盘右疏左密 ,所以指针指在 100与 200刻度弧线的正中间,可以确定 1000 r 1500 ，故选 c。7 （多用电表的原理 )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、电流等.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。答案3 4 电压6 电流1学必求其心得，业必贵于专精18 解析使用欧姆挡时需

21、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，所以将灵敏电流计的表头改装成电压表时应串联电阻， 故 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i1igrgr2r1ig,i2错误 !ig，可知i1i2.8(多用电表的认识 )（1）参考多用电表面板完成下列填空:用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有_处，并把多用电表 _联接到被测电路中；若测电压时,应把选择开关旋至标有 _处，并把多用电表与被测电路_联。测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在电势_处，即电流从_表笔

22、流进多用电表。（2)如图为一正在测量中的多用电表表盘。如果是用“10”挡测量电阻，则读数为_ 。如果是用直流 10 ma 挡测量电流，则读数为 _ ma。学必求其心得，业必贵于专精19 如果是用直流 5 v 挡测量电压，则读数为 _ v。答案(1）ma 串v 并高红(2)60 7.2 3.60解析(1）用多用电表测直流电流时，选择开关应置于“ma ”挡,且把电表串联接入被测电路中;测电压时，把选择开关置于标有“ v”处，且并联于被测电路两端；因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入多用电表。（2)用多用电表

23、测电流或电压时,只要根据旋钮所指示的量程看相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指示的读数即可,而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率，才是电阻的测量值。因为选的是“10”挡，所以读数为6 10 60 。因为用直流 10 ma 挡测电流， 所以对应下面 10 ma 挡读数为7。2 ma(注意从直流刻度区读） .用直流 5 v 挡测时，电压为 3。60 v。b 组:等级性水平训练9 （欧姆表的原理 )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，指针偏转至满刻度错误 !处.现用该表测一未知电阻 ,指针偏转至满刻度的错误 !处，则该电阻的阻值为

24、( )学必求其心得，业必贵于专精20 a4rb5rc10rd16r答案d解析当进行欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律，此时欧姆表满偏，即ig错误 !,当测量阻值为r的电阻时，有错误 !错误 !，设待测电阻的阻值为rx，则有错误 !错误 !，联立各式解得rx16r，故 d 正确.10(多用电表的原理）在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表 ,如图甲为电表的电路图。已知选用的电流表内阻rg 10 、满偏电流ig10 ma，当选择开关接3时为量程 250 v的电压表 .该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀 ,c为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数据没有标出.(1)若指针在图

25、乙所示位置,选择开关接1 时其读数为 _ ma;选择开关接 3 时其读数为 _ v。学必求其心得，业必贵于专精21 （2）为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节r1的阻值使电表指针满偏；将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指c处，此时电阻箱的示数如图丙，则c处刻度应为_ 。计算得到多用电表内电池的电动势为_ v。(保留两位有效数字 )(3)调零后将多用电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置， 则待测电阻的阻值为_ 。（保留两位有效数字）答案(1)6。9 173（1721

26、74均可）(2)150 1。5（3）67解析(1）选择开关接 1时测电流， 其分度值为 0。2 ma，示数为 6。9 ma;选择开关接 3 时测电压，其分度值为5 v，其示数为 173 学必求其心得，业必贵于专精22 v.(2)电阻箱示数为 0 1000 1 100 5 10 0 1 150 ,即c处刻度。指针指在c处时,电流表示数为 5 ma0。005 a，c处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 ，电源电动势eigr 0.01 150 v1.5 v。(3）根据第 (1）问可知，表头所示电流为6。9 ma；调零后将电表红、 黑表笔与某一待测电阻相连， 此时电路中的电流值也为6.9 ma,而表内

27、电池的电动势为e1.5 v，表内总电阻为 150 ，由欧姆定律可知：r错误 ! 150 67 ,所以待测电阻的阻值为67 。11.（欧姆表的原理）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 a，内阻rg 100 ，可变电阻r的最大阻值为 10 k ,电池的电动势e1.5 v，内阻r0。 5 ，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 _ k，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”） 。学必求其心得，业必贵于专精23 答案红5 变大解析由i错误 !及ig错误 !，且指针指在刻度盘中央 ,i错误 !ig150 a，联立解得rx 5 k ；因电池电动势e变小，欧姆调零后，根据ig错误 !，欧姆表的内阻变小，电阻测量值是通过电流表示数显示出来的，i错误 !错误 !，r内变小时i变小,即接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数变大。12 （欧姆表的原理 )如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流为0.5 ma、内阻为 10 ; 电池电动势为 1。5 v、内阻为 1 ，变阻器r0阻值为 0 5000 。(1）该欧姆表的刻度值是按电池电