专题2.8 多用电表的原理-2019-2020学年高二物理人教版(选修3-1)
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8、9 多用电表的原理及使用记一记多用电表的原理及使用知识体系1个电表——万用电表4个测量——测电压、测电流、测电阻、测二极管的正反电阻1个判断——判断箱内元件1个检测——检测电路故障实验原理与操作数据处理与分析1.数据处理(1)欧姆表读数时,为了减小读数误差,指针应指在表盘到13的部分,即中央刻度附近.23(2)测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积.(3)测电流和电压时,如果表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只在本位内估读(估读不加位).2.误差分析(1)测电阻时,刻度线不均匀造成读数误差.(2)电池旧了,电动势下降,会使电阻测量值偏大.(3)欧姆表挡位选择不当,导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差.3.注意事项(1)使用多用电表“六忌”①忌不调零就使用多用电表.②忌用手接触测试笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用双手同时接触两测试笔的金属杆.③忌不进行欧姆表调零就用多用电表测电阻值.④改换欧姆挡量程后,忌不重新调零.⑤忌把电阻同其他电路连在一起进行测量.⑥多用电表不用时,忌选择开关置于欧姆挡(应置于交流电压最高挡或“OFF”挡).(2)用多用电表测黑箱时,一定要先用电压挡判断其内部有无电源,确定无电源后才能使用欧姆挡测量.要点一欧姆表原理1.欧姆表原理把一量程6 mA、内阻100 Ω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E=3 V(内阻不计);B.变阻器0~100 Ω;C.变阻器0~500 Ω;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.(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刻度处换成电阻刻度,其电阻值应为________.解析:(1)两表笔直接接触时,调节变阻器的阻值使电流达到满偏I g =,解得R 0=400 Ω,故变阻器应选C.ER g +R 0(2)红表笔接内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极,所以红笔接N 端,黑表笔接M 端.(3)由I 1=得R 1=-R g -R 0=1 000 Ω,同理,E R g +R 0+R 1EI 1R 2=-R g -R 0=500 ΩEI 2答案:(1)C (2)N M (3)1 000 Ω 500 Ω2.如图所示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R g =100 Ω,调零电阻最大值R =50 kΩ,串联的定值电阻R 0=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R x 是多少?解析:用欧姆表测量电阻时,对电路应用闭合电路欧姆定律,当电流表满偏时有:I g =,其中R 内为欧姆表的内阻.所以有:ER 内R 内== Ω=5.0×103 Ω.E I g 1.53.0×10-4用它测量电阻R x 时,当指针指在表盘中央时有=I g 2得R x =-R 内,故测得的电阻R x 是5.0×103 Ω.E R 内+Rx 2EI g 答案:5.0×103 Ω要点二 多用电表3.(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R 3<R 4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下列说法正确的是( )A .S 与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大B .S 与3或4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大C .S 与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大D .S 与5连接时,多用电表就成了欧姆表解析:把电流表改装成量程较大的电流表时,需给表头并联一定阻值的电阻,且并联的阻值越小,量程越大;而把电流表改装成量程较大的电流表时,应给表头串联一定阻值的电阻,且串联的电阻越长,改装表的量程越大,而改装成欧姆表时,需有电池接入电路,综上讨论可知A 、D 两项正确,B 、C 两项错误.答案:AD4.如图所示是一个电流、电压两用表的电路,电流表G 的量程是0~100 μA ,内阻是1 000 Ω,电阻R 1=0.1 Ω,R 2=99 000 Ω.当双刀双掷开关接到A 、B 上时,电流表改装成________表,其量程是________;当双刀双掷开关接到C 、D 上时,电流表改装成________表,其量程是________.解析:当双刀双掷开关接到A 、B 时,将电阻R 1并联在了电流表G 的两端如图甲所示,将电流表改装成了量程更大的电流表.根据并联电路的特点有(I -I g )R 1=I g R g .电流表的最大测量值为I == A ≈1 A.I g (R g +R 1)R 10.000 1×(1 000+0.1)0.1当开关接到C 、D 上时,电路变成图乙所示的电路,此时电阻R 2与电流表G 串联,R 2起分压作用,原电流表已改装成电压表,根据串联电路的特点,电压表的最大测量值为U =I g (R g +R 2)=0.000 1×(1 000+99 000) V =10 V.答案:量程较大的电流 0~1 A 电压 0~10 V要点三 多用电表的读数5.如图为一正在测量中的多用电表表盘.(1)如果是用直流2.5 V 挡测量电压,则读数为________V.(2)如果是用直流5 mA 挡测量电流,则读数为________mA.(3)如果是用“×100”挡测量电阻,则读数为________Ω.解析:(1)用多用电表测直流电压、电流时,需根据第二行刻度读数.所选挡位最小刻度值为 V =0.05 V ,由于指针指在第2.55032.8个最小刻度处,故所测电压U =0.05×32.8 V =1.64 V.(2)用直流5 mA 挡时,最小刻度值为 mA =0.1 mA.550故所测电流I =0.1×32.8 mA =3.28 mA.(3)用多用电表测电阻时,需根据第一行刻度读数.由于选用“×100”挡,故所测电阻R =8.0×100 Ω=800.0 Ω.答案:(1)1.64 (2)3.28 (3)800.0要点四 多用电表的使用6.(1)用多用电表的电阻挡测量阻值约几十千欧的电阻R x ,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S 为选择开关,P 为电阻挡调零旋钮.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使指针对准刻度盘上电阻挡的0刻度,断开两表笔b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出R x的阻值后,断开两表笔c.旋转S使其尖端对准电阻挡×1 kd.旋转S使其尖端对准电阻挡×100e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔合理顺序为________________.根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为________Ω.(2)(多选)下述关于用多用电表电阻挡测电阻的说法正确的是________.A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零解析:(1)正确的操作顺序应为cabe.如图所示,测量阻值为1 kΩ×30=30 kΩ=3.0×104Ω.(2)测电阻时,应将被测电阻从电路中拆下来或将电路切断,以免被测电阻两端存在电压而无法测定其阻值或烧杯电表,故C 项正确.用欧姆挡测电阻时,每换一次挡位,都必须进行一次欧姆调零,在不换挡位而测不同阻值电阻时,则不需重新进行欧姆调零,故D项错误.对测电阻而言,表笔颜色对测量值无任何影响,故B项错误.测电阻时,若指针偏角过大,表盘示数小,说明所选挡位倍率偏大,应换小一些的倍率挡位,所以A项正确.答案:(1)cabe 30 kΩ(或3.0×104Ω) (2)AC7.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻度线.(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,使指针对准电阻的________(填“0刻度线”或“∞刻度线”).(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准解析:多用电表测量电阻时,在测量之前就要观察指针是否在电流的“0”刻度线上,若指针不在电流的“0”刻度线上,用螺丝刀小心转动指针定位螺丝S,使指针对准电流的“0”刻度线.然后转动选择开关K,选择量程,再将两表笔短接,调整欧姆调零的旋钮T,使指针对准满偏刻度(即电阻的“0”刻度线),接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,测量被测电阻的阻值.若在测量过程中,发现指针偏转角度过小,表明被测的电阻阻值很大,这时要换用更高倍率的挡位.例如,本题就要从“×100”挡位更换到“×1 k”挡位.答案:(1)S (3)T 0刻度线 (4)ADC基础达标1.对欧姆表的理解,下列说法正确的是( )A .在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零B .在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测C .表盘刻度是不均匀的,从零刻度处开始,刻度值越大处,刻度越疏D .使用欧姆表测电阻时,如果用“×10”挡测量时,表针偏转过大,可改换“×100”挡并重新调零表针解析:用欧姆表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,A 项正确;在测量未知电阻时,可以先用中等倍率的某个挡位试测,然后根据指针偏转情况选择合适的倍率进行测量,不一定选择最大的倍率挡进行试测,B 项错误;表盘的刻度线是不均匀的,刻度值越大处刻度线越密,C 项错误;用“×10”挡测量时,表针偏转过大,可改换“×1”挡并重新调零表针,D 项错误.答案:A2.(多选)欧姆表的内部电路如图所示,已知电流计的电阻为R g ,滑动变阻器接入电路的阻值为R 0,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 +R g +R 0解析:欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的,A 项正确;电流从黑表笔出,红表笔进,B 项错误;“∞”刻度在刻度盘的左端,C 项错误;当欧姆表指针指在中间位置时,=I g 2,I g =,所以R x =R g +R 0+r ,即中间刻E R 0+R g +r +Rx ER 0+r +R g 度值为R 中=r +R g +R 0,D 项正确.答案:AD3.[2019·西南大学附中期末考试]如图为利用欧姆表测量电阻R x 的电阻值的电路,欧姆表内部表头的满偏电流为I g =3×10-4 A 、内阻r g =100 Ω,电源的电动势为E =1.5 V ,电源的内阻不计,保护电阻的阻值为R 0=50 Ω,滑动变阻器的全值电阻为R =50 kΩ.若用该欧姆表较精确地测量电阻R x ,则R x 的范围为( )A .0~50 kΩB .3~8 kΩC .300~800 ΩD .30~80 Ω解析:欧姆表表盘两端的线性关系最差,中间的线性关系较好,所以在中值电阻附近测量是较准确的.设中值电阻为R 中,欧姆表内阻为R 内,由闭合电路的欧姆定律得,=,I g =,所以R 中== Ω=5 kΩ.故I g 2E R 内+R 中E R 内E I g 1.53×10-4能准确测量的阻值在5 kΩ附近,B 项正确.答案:B4.(多选)关于多用电表,下列叙述正确的是( )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B .用多用电表无论是测电压、电流,还是测电阻,红表笔接触点的电势都高于黑表笔接触点的电势C .多用电表的电压挡、电流挡、欧姆挡都是靠外部提供电流的D .多用电表使用完毕后,应把选择开关旋到OFF 挡或交流电压最高挡解析:电压表、电流表、欧姆表共用一个表头,A 项正确;用多用电表测电压、电流时,红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势,测电阻时,红表笔接触点的电势低于黑表笔接触点的电势,B 项错误;多用电表的电压挡、电流挡由外部提供电流,而欧姆挡的电流由其内部电源提供,C 项错误;多用电表使用完毕后,应把选择开关旋到OFF 挡或交流电压最高挡,D 项正确.答案:AD5.根据欧姆表的工作原理回答问题:某同学在测量某一定值电阻的阻值时,他分别用“×1”、“×10”、“×100”的挡位进行了测量,其中指针在表盘的偏转情况如图所示.如果欧姆表的指针偏转如A所示,则该同学选用的是____________挡,如果欧姆表的指针偏转如B所示,则该同学选用的是____________挡,如果欧姆表的指针偏转如C所示,则该同学选用的是____________挡,该同学进行的三次操作中,最精确的操作是选用____________挡,被测电阻阻值约为____________.解析:乘的倍率越大,对应的刻度盘上的数字越小,故A对应“×1”挡,B对应“×10”挡,C对应“×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30×10 Ω=300 Ω.答案:×1 ×10 ×100 ×10 300 Ω6.如图所示,图中E为电源,R1、R2为电阻,K为开关.现用多用电表测量流过电阻R2的电流.将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后,正确的接法是( )A.保持K闭合,将红表笔接在a处,黑表笔接在b处B.保持K闭合,将红表笔接在b处,黑表笔接在a处C.将K断开,将红表笔接在a处,黑表笔接在b处D.将K断开,将红表笔接在b处,黑表笔接在a处解析:若保持K闭合,并将多用电表接在a、b间,则多用电表被短路,无法测量流过电阻R2的电流,所以应将K断开,将红表笔接在a处(电流流进),黑表笔接在b处(电流流出),故C项正确.答案:C7.某中学实验小组的同学在“练习使用多用电表”时,进行了如下的探究:(1)该小组的同学想利用多用电表测量某蓄电池的电压时,下列操作过程正确的是________.A.欧姆调零→选择合适的挡位→红黑表笔分别与蓄电池的正负极相连接→读数B.机械调零→选择合适的挡位→红黑表笔分别与蓄电池的正负极相连接→读数C.选择合适的挡位→机械调零→红黑表笔分别与蓄电池的负正极相连接→读数D.选择合适的挡位→欧姆调零→红黑表笔分别与蓄电池的负正极相连接→读数(2)若该小组的同学想利用多用电表测量插孔的电压,如图甲所示,则应将旋钮扳到图乙中的________挡位(填写挡位所对应的字母);经检查,操作无误并选择合适的挡位后,多用电表的指针位置如图丙所示,则该插孔的电压大小为________V.解析:(1)使用多用电表测电压时,应该先机械调零,然后选择合适的挡位,表笔接触蓄电池两极,红表笔与电源的正极相连接,待示数稳定后读数即可,B项正确,ACD三项错误;(2)题图甲所示的插座为220 V交流电源,所以应把多用电表的选择开关扳到题图乙所示的交流250位置,即H处;根据电表指针以及所选择的挡位可知,插座的电压为U=200 V.答案:(1)B (2)H 2008.某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻(二极管具有单向导电性,电流正向通过时几乎没有电阻,电流反向时,电阻很大).完成下列测量步骤:(1)检查多用电表的机械零点.(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,二极管的两个极分别记作a和b,将红表笔接a端时,表针几乎不偏转,接b端时偏转角度很大,则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二极管的________(选填“a”或“b”)端.(3)将选择开关拨至电阻“×100”挡,进行正确的测量步骤后,发现表针偏角较小.为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,应重新选择量程进行测量.则该同学应选择________(“×10”或“×1 k”)挡,然后________,再进行测量.测量后示数如图所示,则测量结果为________.(4)测量完成后,将选择开关拨向________挡位置.解析:(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,二极管的两个极分别记作a和b,将红表笔接a端时,表针几乎不偏转,说明电阻很大,二极管反向偏压,接b端时偏转角度很大,说明电阻很小,二极管正向偏压,则b端为二极管的负极,a端为二极管的正极,则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二极管的a端.(3)将选择开关拨至电阻“×100”挡位,进行正确的测量步骤后,表针偏角较小,说明所选挡位太小,为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,应重新选择量程进行测量,则该同学应选择“×1 k”挡,然后重新进行欧姆调零,再进行测量.测量后示数如题图所示,则测量结果为30.0×1 kΩ=30.0 kΩ.(4)测量完成后,将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置.答案:(2)a (3)×1 k 重新欧姆调零 30.0 kΩ(4)OFF挡或交流电压最高9.某同学用多用电表按如图所示电路进行了正确的测量.闭合开关S后,多用电表直接测出的是( )A .灯泡L 的电功率B .灯泡L 的电阻C .通过灯泡L 的电流D .灯泡L 两端的电压解析:闭合开关后,多用电表是串联到电路中,题目说接法正确,故选择的是电流挡,即测量的是电流,C 项正确,A 、B 、D 三项错误.答案:C10.[2019·上海七宝中学期末考试]在“练习使用多用电表”的实验中:(1)用多用电表测某电阻,挡位旋钮指向“×10”挡,读数时发现指针偏转角度太大,为使测量结果更加准确,则应改用“________”挡.(2)多用电表使用时间长了,设内部电池的电动势不变,内阻变大,使用该表测量电阻时,仍能够使用“调零旋钮”进行调零,则用该表测得的电阻的测量值与电阻的真实值比较将________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”).(3)如图所示电路,开关闭合后发现灯不亮,欲用多用电表检查该电路某处是否发生断路,应使用电表的________.A .电阻挡B .电流挡C .交流电压挡D .直流电压挡解析:(1)因为欧姆表的最右端示数为零,最左端示数无穷大,读数时发现指针偏转角度太大,说明电阻过小,所以应采用小一挡测量,即“×1”挡测量.(2)根据欧姆表的改装原理可知,正常调零时应有I g =,当电池内阻变大调零时应有I g =Er +R g +R 变,所以中值电阻R 中不变,由I =可知,E r ′+R g +R ′变ER 中+R g 测得电阻的测量值与真实值比较将不变.(3)电源为直流电源,闭合开关后发现灯不亮,欲用多用电表检查该电路某处是否发生断路,在保持电路完整的情况下,应使用多用电表的直流电压挡进行测量.答案:(1)×1 (2)不变 (3)D能力达标11.[2019·河北省石家庄一中月考]电流表G 的满偏电流I g =5 mA ,内阻r =290 Ω,把它改装成如图所示的一个多量程多用电表,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程.当开关S 接到1或2位置时为电流挡,其中小量程为0~10 mA ,大量程为0~100 mA.(1)关于此多用电表,下列说法正确的是________(填字母代号).A .开关S 接到位置4、5时是欧姆挡,欧姆表内阻相等,只是测量倍率不同B .开关S 接到位置5、6时是电压挡,接到位置6比接到位置5时的量程大C .无论做什么电表使用,表盘的刻度都是均匀的D .无论做什么电表使用,必须使电流从A 表笔流入电表,从B 表笔流出电表(2)开关S 接位置________(填“1”或者“2”)时是电流挡的小量程,图中电阻R 1=________Ω,R 2=________Ω.(3)当把开关S 接到位置4时,先短接A 、B 进行欧姆调零,而后将一阻值为3 600 Ω的电阻R 接到两表笔间,指针恰好偏转到电流表G 满刻度的处,则该欧姆表的内阻为________Ω.13解析:(1)当开关S 接到位置4时,表买与电表中的电源相连接,是电阻挡,而开关接5时,没有电源,此时电阻与电流表串联,故为电压挡,A 项错误;开关S 接到5串联的电阻小于接到6串联的电阻,可知接到6,串联的电阻大,分压作用大,电压表量程大,B 项正确;多用电表的欧姆挡表盘是不均匀的,C 项错误;为了让表头正向偏转,无论做什么电表使用,都必须使电流从A 表笔流入电表,从B 表笔流出电表,D 项正确.(2)接2时并联电阻大,分流小,其量程小,接1时,I g (r +R 2)=(I 1-I g )R 1,接2时,I g r =(I 2-I g )(R 1+R 2),解得R 1=29 Ω,R 2=261 Ω.(3)接位置4时电源的电动势为E ′,则由闭合电路的欧姆定律可得I g =,指针偏转到电流表G 满刻度的处时,I g =E ′R 内1313,代入数据得R 内=1 800 Ω.E ′R 内+3 600 Ω答案:(1)BD (2)2 29 261 (3)1 80012.[2019·四川成都石室中学期末考试]在练习使用多用电表的实验中,请完成下列问题:(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图1所示,若选择开关拨至“×100”挡,则测量的结果为________;若选择开关拨至“10 V ”挡,则测量结果为________.(2)将○G 改装成两种倍率(如“×1”、“×10”)的欧姆表.现有两种备选电路,如图2甲和图2乙所示,则图2中________(选填“甲”或“乙”)为合理电路;另一电路不合理的原因是________________________________________________________________________.在合理的电路中,当开关S 合向________端,这时的欧姆表是较大倍率挡.(3)多用电表在正确选择倍率情况下测未知电阻阻值,设电池的电动势为E 、内阻为r ,R 0为调零电阻,R g 为表头内阻,电路中电流I 与待测电阻的阻值R x 关系图象如图3所示,则该图象的函数关系式为________.(4)下列根据图3中I -R x 图线作出的解释或判断中正确的是________.A .因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小B .欧姆表调零的实质是通过调节R 0使R x =0时电路中的电流I =I gC .R x 越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏D .测量中,当R x 的阻值为图3中的R 2时,指针位于表盘中央位置的左侧解析:(1)在使用多用电表测量电阻时,指针位置如题图1所示,若选择开关拨至“×100”挡,按照最上面刻度读数,则测量的结果为18.0×100 Ω=1 800 Ω;若选择开关拨至“10 V ”挡,按照中间刻度读数,则测量结果为4.5 V .(2)题图2中乙不能改变电流表的量程,即实际上题图2乙电路不可能实现多倍率测量.在合理的电路中,当开关S 合向b 端时,由R a 、R b 、G 组成的电流表的量程小,对应的欧姆表为较大倍率挡.(3)由闭合电路欧姆定律得I =.(4)因为函数图线是非线性变化的,Er +R 0+R g +Rr 所以欧姆表的刻度是不均匀的.欧姆表的示数左大右小是因为电流随待测电阻阻值的增大而减小,A 项错误;由多用电表构造原理易知B 、C 、D 三项正确.答案:(1)1 800 Ω 4.5 V (2)甲 题图2中乙不能改变电流表的量程,即实际上题图2乙电路不可能实现多倍率测量 b (3)I = (4)BCDEr +R 0+R g +Rx。
第二章 恒定电流第8节 多用电表的原理一、欧姆表1.原理:依据 制成,它是由 改装而成的。
2.内部构造:由 、 和 三部分组成。
3.测量原理如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻R x 时,通过表头的电流g x E I r R R R =+++,改变R x ,电流I 随着改变,每R x 值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I 值对应的 值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。
二、多用电表1.用途:共用一个表头,可分别测量 、 、 等物理量。
2.最简单的多用电表原理图如图甲所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为 使用;接通2时,可作为 使用;接通3时,可作为 使用。
3.外形构造如图乙所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及 ,选择开关旋到不同的位置,多用电表内对应的仪表电路被 ,就相当于对应的仪表。
在不使用时,应把选择开关旋到 挡或交流电压最高挡。
闭合电路欧姆定律 表头 电源 可变电阻 R x电压 电流 电阻 电流表 欧姆表 电压表 量程 接通 OFF欧姆表的一些重要结论1.欧姆表的原理如图所示2.刻度标注(1)“0 Ω”标注:当红、黑表笔相接时(图甲),此时被测电阻R x =0,调节调零电阻R ,使表头达到满偏电流,即g gE I r R R =++,这时整个电路中的总电阻为欧姆表的总内阻, R 内=r +R +R g ,因此时R x =0,所以满偏电流I g 处应标注“0 Ω”。
(2)“∞ Ω”标注:当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻R x =∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞ Ω”点。
(3)其他刻度的标注:当红、黑表笔间接入一个电阻R x 时,如图丙所示,由闭合电路的欧姆定律有xE I R R =+内,每一个电流值对应一个阻值R x ,将电流转换成电阻标度,就将电流表改装成了欧姆表。
3.欧姆表的内阻与中值电阻的关系 由x E I R R =+内可得,当R x =R 内时g 12I I =,指针半偏,通常把此时R x 的值(即表盘中央的刻度)称为中值电阻。
4.由xE I R R =+内可知,I 与R x 不成简单的反比关系,所以欧姆表的刻度时不均匀的。
【例题】如图所示是欧姆表的工作原理图。
(1)若表头的满偏电流为I g =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3时,待测电阻为 Ω。
参考答案:(1)2.7×104 Ω 1.2×104 Ω 4.5×103 Ω 3×103 Ω 2×103 Ω 750 Ω (2)3 000 6 000 试题解析:(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”。
由闭合电路欧姆定律得,欧姆表总内阻g 0g 3000E R R r R I ==++=Ω内。
测量电阻R x 时:x E I R R =+内,x E R R I =-内,当I=50 μA 时,R x =43361.53000=310310=2.7105010-Ω-Ω⨯Ω-⨯Ω⨯Ω⨯。
同理可求出,100 μA 、200 μA 、250 μA 、300 μA 、400 μA 时,对应的电阻分别为:1.2×104 Ω、4.5×103 Ω、3×103 Ω、2×103 Ω、750 Ω。
(2)当表针偏转到满刻度的13处时,61.5=3000=6000500103x E R R I-=-Ω-ΩΩ⨯内。
1.(2018·天津市宝坻区高一联考)一个用满偏电流3 mA 的电流表改装而成的欧姆表。
调零后用它测量500 Ω的标准电阻时,指针恰好在刻度盘的正中间。
如果用它测量一个未知电阻时,指针在1 mA 处,则被测电阻的阻值为A .1 000 ΩB .5 000 ΩC .1 500 ΩD .2 000 Ω2.(2019山东济南期末)如图所示,灯泡L1、L2原来都正常发光,由于故障两灯突然熄灭,(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是A.将多用表的电压档并联在ac两端,示数0,说明ac间断路B.将多用表的电压档并联在cd两端,有示数,说明cd间完好C.将多用表的电压档并联在ad两端,有示数;并联在ac两端,示数0,说明cd间断路D.断开S,将L1拆下,使用多用电表欧姆档,调零后将红黑表笔连接在L1两端,如果指针不偏转,说明L1完好3.(2018·北京市门头沟区高三综合练习)某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。
两支表笔直接接触时,电流表的读数为满偏电流I g;两支表笔与400 Ω的电阻相连时,电流表的读数为I g/3。
以下说法正确的是A.该测量电阻装置的内阻200 Ω,图中A接黑表笔B.该测量电阻装置的内阻200Ω,图中A接红表笔C.该测量电阻装置的内阻400Ω,图中A接黑表笔D.该测量电阻装置的内阻400 Ω,图中A接红表笔4.使用多用表欧姆挡测电阻,下列说法中正确的是A.测量电阻前,要使红黑表笔短路,调节调零电阻使指针指示电流为零B.红表笔插入“+”接线孔,它接的是表内电池的正极C.用“×10”挡测量时,表针偏转过大,可改换“×100”挡并重新调零表针D.偏角越大,对同一量程来说,所测的电阻越小5.(2018·北京平谷区高三一模)某同学学习了欧姆表原理后,想自己设计并改装一个欧姆表。
他手上有如下器材:量程100 μA、内阻500 Ω的电流计;电动势1.5 V的一节干电池;滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。
他设计的电路如图甲所示,实验时他将两表笔短接,电流计指针满偏时,他计算出电路中的总电阻为15 kΩ,然后他将一个10 Ω和20 Ω的电阻分别接到两表笔之间时,发现电流计指针指示的位置几乎一样,很难区分。
进一步研究后他认为,只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时,测量结果才比较准确。
为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法,设计了如图乙所示的电路,并联电阻R1后,可使干路电流是流经电流计电流的n倍。
若要测量阻值约20 Ω的电阻,n的取值最合适的是A.n=10 000 B.n=1 000C.n=100 D.n=106.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似。
现将多用电表选择开关拨到“×100”挡,分别测它们的正、反向电阻加以鉴别:测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ;测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增大,最后停在100 kΩ上。
则甲、乙、丙三个元件分别是A.电容器、电阻、二极管B.电阻、电容器、二极管C.电阻、二极管、电容器D.二极管、电阻、电容器7.(2018·北京市门头沟高三一模)某学生在练习使用多用电表之前,她认真分析了欧姆表的原理电路图(见图甲)。
她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示,下列说法中错误..的是A.图1中多用电表选择开关应该是直流电压档B.图2中多用电表选择开关应该是直流电流档C.图3中多用电表测二极管电阻时,指针几乎不偏转D.图4中多用电表选用欧姆档,可以给电容器充电8.如图所示为J0411多用电表示意图。
其中A、B、C为三个可调节的部件。
某同学在实验室中用它测量一阻值约为1~3 kΩ的电阻。
他测量的操作步骤如下:(1)调节可动部件______,使电表指针指向__________。
(2)调节可调部件_____,使它的尖端指向________位置。
(3)将红黑表笔分别插入正负插孔中,笔尖相互接触,调节可动部件_____________,使电表指针指向________位置。
(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接,进行测量读数。
(5)换测另一阻值为20~25 kΩ的电阻时,应调节B,使它的尖端指向“×1 k”的位置,此时还必须重复步骤________,才能进行测量,若电表读数如上图所示,则该待测电阻的阻值是________。
9.(2018·百校联盟高考名师猜题保温金卷)某探究小组进行“练习使用多用电表”的实验,请帮他们完成下列几个问题。
(1)如图甲是多用电表的刻度盘,当选用量程为0~50 mA的电流挡测量电流时,表针指示图示刻度,则所测电流为_____mA;当选用量程为0~250 V的电压挡测电压时,其示数为________V。
(2)图乙是图甲中多用电表的简化电路图,测当转换开关S旋转到位置3时,可用来测量________;转换开关接2时,多用电表为一个倍率为“×10”的欧姆表,若图甲中E为该量程对应表盘刻度的中间位置,刻度值为15,则欧姆表内阻为_______Ω;若表头A的满偏电流为50 mA,则乙图中电源的电动势为______V。
(3)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将一个二极管的两极分别记做a和b,红表笔接a端、黑表笔接b端时,表针几乎不转;红表笔接b端、黑表笔接a端时,表针偏转角很大。
则该二极管的正极是______(填“a”或“b”)端。
10.二极管具有单向导电性,当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管,且二极管的阻值很小,可忽略),当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大,电流为零)。
为了验证二极管的这一特性,将其接入如图所示电路cd之间的D处,闭合开关时灯不亮。
经初步检查各接线均牢固正确,为了确定电路故障的位置,四位同学各自进行了以下操作由此可判断A.同学1的操作说明故障在a、b之间B.同学2的操作说明故障在b、c之间C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开11.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R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下列说法正确的是A.S与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大B.S与3或4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大C.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表12.(2018·山东省普通高中学业水平考试)某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值,它的欧姆挡有“×1”、“×10”、“×100”、“×1 k”的四个挡位。
当选择开关置于“×l”挡进行测量时,指针指示位置如图所示,则其电阻值是_________。