多用电表欧姆挡的原理和使用试题赏析
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(答题时间:30分钟)1. 如图为多用电表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻r g=100Ω,调零电阻的最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V,用它测量电阻R x,能准确测量的范围是()A. 30~80kΩB. 3~8kΩC. 300~800ΩD. 30~80Ω2. 在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,下列说法正确的是()A. 双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大B. 测量时发现指针偏转角度过大,则必须增大倍率,重新调零后再进行测量C. 欧姆表内的电池使用时间太长,若电动势不变,内阻变大,虽然完成调零,但测量值将略偏小D. 欧姆表内的电池使用时间太长,若电动势略减小,内阻变大,虽然完成调零,但测量值将略偏大3. 下图是简化的多用电表的电路。
转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表。
下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断其中的正确说法是()A. S与2连接时,多用电表就成了测电阻B. S与3连接时,多用电表就成了电流表C. S与4连接时,多用电表就成了电压表D. S与5连接时,多用电表就成了电压表,现欲把这个电流4. 有一个灵敏电流表的内阻是R g=200Ω,满刻度电流值是I g=500A表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是()A. 应串联一个0.1Ω的电阻B. 应并联一个0.1Ω的电阻C. 应串联一个1800Ω的电阻D. 应并联一个1800Ω的电阻5. 一安培表由电流表G与电阻R并联而成,若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些,下列可采取的措施是()A. 在R上串联一个比R小得多的电阻B. 在R上串联一个比R大得多的电阻C. 在R上并联一个比R小得多的电阻D. 在R上并联一个比R大得多的电阻6. 如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是()A. A1、A2的读数之比为1∶1B. A1、A2的读数之比为5∶1C. A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D. A1、A2的指针偏转角度之比为1∶57. 如图所示为有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,当使用a、c 两个端点时,量程为0~100V。
厦门一中12级高二物理《§4.2多用电表的原理与使用》作业 班级 座号 姓名一、欧姆表原理:欧姆表是据欧姆定律制成的测量电阻的仪表,可直接读出电阻阻值,比用伏安法测电阻方便.原理:如右图示:调零时:I g =E /R g (欧姆表内阻R g =r +r g +R +R 0)测量时:I = E /(R g +R x ) 。
I 与R x 一一对应,只要将对应R x 值的电流刻度Ⅰ改为阻值R x ,即为欧姆表.注意1: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2:红表笔笔接欧姆表内部电源负极,而黑表笔笔接内部电源的正极。
即电流红进黑出。
二、多用电表原理(电路图如图所示)多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用.1、直流电流挡直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同的电阻改装而成的几个量程不同的电流表.2、直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同的电阻改装而成的几个量程不同的电压表. 3、欧姆挡(见上面欧姆表原理)三、多用电表外部构造:多用电表可以用来测电流、电压和电阻,又称万用电表,其表面结构如图所示.其表面分为上、下两部分:上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“∞”,右端标有“0”,是用于测电阻的;中间的刻度线是用于测电流和电压的,其刻度是分布均匀的,最下面一条刻度线左侧标有“V ”是用于测交流电压的,其刻度是均匀的。
多用电表表面的下半部分为选择开关,周围标有测量功能的区域和量程。
将多用电表的选择开关旋转到电流挡,多用电表就测量电流;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量电压或电阻。
多用电表表面还有一对正、负插孔.红表笔插“+”插孔,黑表笔插“-”插孔,插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮,用它可进行电阻调零,另外,在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮,用它可以进行机械调零,即旋转该调零螺丝,可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。
8多用电表的原理9 实验:练习使用多用电表一、欧姆表1.原理:依据闭合电路的欧姆定律制成,它是由电流表改装而成的.2.内部构造:由表头、电源和可变电阻三部分组成.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I g=错误!,改变R x,电流I随着改变,每个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R x值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.电阻挡的零刻度为什么在刻度盘最右端?提示:当所测电阻R x=0时,电流表中的电流最大,为表头的满偏电流.二、多用电表1.用途:共用一个表头,可分别测量电压、电流、电阻等物理量.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,可作为电流表使用;接通2时,可作为欧姆表使用;接通3时,可作为电压表使用.3.外形构造如图乙所示(把图上内容补充完整),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,应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡.多用电表在使用完毕后,为什么将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡?提示:原因有二:一是为了断开表内电源电路,以防电源放电,损坏电源;二是为了在使用不当时保护电表。
考点一欧姆表测电阻的原理1.原理如图所示欧姆表测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律,所以通过表头的电流为:I=错误!,R x与电流I一一对应,故可以将表盘上的电流值改为电阻值, 就可以从表盘上直接读出电阻的数值,这样就制成了一个欧姆表.其中,R也叫调零电阻,R+R g+r为欧姆表的内阻.2.刻度标注1使用欧姆挡测电阻时,指针的偏角越大,测量电阻值越小,指针的偏角越小,测量电阻值越大.2流过欧姆表的电流是自己内部电源提供的,流过电压表和电流表的电流是外电路的电源提供的。
【例1】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。
练习使用多用电表」、基础知识(一)欧姆表原理(多用电表测电阻原理1、构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成.欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.部:接被测电阻R x.全电路电阻R总=&+只+「+ R x.2、工作原理:闭合电路的欧姆定律I = R+ R+ r+ R.3、刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻R x= 0)时,调节调零电阻偏,这一过程叫欧姆调零.R,使I = I g,电流表的指针达到满⑴当I = I g时,⑵当1 = 0时,R x = 0,在满偏电流I g处标为“ 0”. R x在1= 0处标为“S”.(图甲)(图乙)⑶当I =殳时, Rx= R g+R+ r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻.(二)多用电表的功能多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程•外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程. 另外,还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔.表盘瞬姆调養钮1、测量小灯泡的电压和电流① 按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.② 按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.2、测量定值电阻① 根据被测电阻的大约阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指欧 姆表的“ 0”刻度,若不指欧姆表的“ 0”刻度,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在欧 姆表的“ 0”刻度处;② 将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;③ 读出指针在刻度盘上所指的数值,观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率,用读数 乘以倍率,即得测量结果;④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF ”挡.3、探索黑箱内的电学元件(三)多用电表使用注意事项(1) 表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入 “一”孔,注意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”.(2) 区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“整的是表盘下边中间的定位螺丝; 欧姆零点是指刻度盘右侧的“ 0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应红衷笔黒表笔0”位置,调量程的倍率.(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆.(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零.(7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用,应把表内电池取出.四)多用电表对电路故障的检测高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种,且故障一般只有一处.(1)断路故障的检测方法①将多用电表拨到电压挡作为电压表使用.a、将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零, 说明电源损坏.b、在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表的示数为零,则说明该部分电路完好,若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点.②将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路.③用欧姆挡检测将各元件与电源断开,然后接到红黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路.不能用欧姆表检测电源的情况.(2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.②用电流表检测,串联在电路中的电流表若示数不为零,故障应是短路五)欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧1、欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘⑴左8右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零与电流、电压最大刻度重合.(2)刻度不均匀:左密右疏.(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率.电流、电压挡是量程范围挡. 4大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧2、读数技巧 (1)欧姆表的读数估读.③ 电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积.(2)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是 0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位.二、练习 考点一:对多用电表使用的考查1、 (2011 安徽理综 21( n ))(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“X测量时指针偏转如图所示.请你简述接下来的测量操作过程:⑵接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图所示.其中电在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏, 大倍率a ”OO①为了减小读数误差,指针应指在表盘1 21到2的部分,即中央刻度附近.②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1Q 时,要估读到下一位,其余情况都不用1、0.1、1 k ”挡位,④测量结束后,将选择开关旋到“ ”挡.压表内阻约为5 k Q,电流表内阻约为 5 Q 图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的 连接.⑶图是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程•当转换开关S 旋到位置3时,可用来测量 __________________ ;当S 旋到位置 _______________ 时,可用来测答案(1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“X 100”挡;②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“(2)如图所示(3) 电阻 1、2 1 2、多用电表表头的示意图如图所示.在正确操作的情况下:0 Q”③再接入待测电阻,将指针示数X100, 即为待测电阻阻值.量电流,其中S 旋到位置(1)所测电阻的阻值为 ______________ Q 如果要用此多用电表测量一个阻值约为电阻,为了使测量结果比较精确, 应选用的欧姆挡是 ___________________ (选填“X 42.0X 10 Q 的 10”、 “X 100”或 “X 1 k ”).(2)用此多用电表进行测量, 当选用量程为50 mA 的电流挡测量电流时,表针指于图示位流入电表. 答案(1)直流电压 1.20 V (2)直流电流 48 mA(3)电阻 1.6 k Q (4)改用“X 1 k ”倍率考点二对多用电表读数的考查如图所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“X 100 ”的电阻挡测电阻时, 表针指示如图所示,则:(1)若选择开关的位置如 (2)若选择开关的位置如 (3)若选择开关的位置如 (4) 若选择开关的位置如正确操作步骤应该依次为:OH' 100 1(1—50丛/ f \2,5 ]0讯I ⑸ 500 V - @a 箭头所示,b 箭头所示,c 箭头所示,c 箭头所示, (5)全部测量结束后,应把选择开关拨到则测量的物理量是 则测量的物理量是 则测量的物理量是,测量结果为 ,测量结果为 ,测量结果为正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的或者(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从色表笔经 插孔重新欧姆调零读数 (5)0FF 挡交流电压最高挡(6)红正3、3 M “-f]fl訂 X Ik X 100x10 X I.......... . .. (V)置,则所测电流为mA ;当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时,表针指于图测2.0 X 104 Q 电阻时应选"X 1 k ”的欧姆挡.(2)选50 mA 直流电流挡,则每一大格表示 10 mA ,每一小格表示1 mA ,测量的精确度为1 mA ,应估读到0.1 mA (此时为1/10估读),指针对应的读数为 30.8 mA ;选择量程为250 mA 的电流挡,则每一大格表示 50 mA ,每一小格表示5 mA ,测量的精确度为5 mA ,应估读到1 mA (此时为1/5估读),指针对应的读数为 154 mA.⑶选择10 V 电压挡,则每一大格表示2 V ,每一小格表示0.2 V ,测量的精确度为0.2 V , 应估读到0.1 V (此时应为1/2估读),指针对应的读数为 6.2 V.(2)30.8(30.7 〜30.9 都正确)154 (3)6.2指针分别处于 a 、b 的位置,如图所示•若多用电表的选择答案 23.0解析 在读电压和电流时,要注意估读,而在读电阻时不用估读.5、(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻步骤,其中S 为选择开关,P 为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确步骤前的字母按合理的示位置,则所测电流为mA.(3)当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为V.解析(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为15,倍率为"X 100”,读数为 1.5X 103 Q ;答案(1)1.5 X 103 X 1 k4、用多用电表进行了几次测量, 开关处于表格中所指的挡位,a 和b 的相应读数是多少?请填在表格中.R x ,以下给出的最可能的实现操作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欧姆挡的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d .旋转S 使其尖端对准欧姆挡X 100e .旋转S 使其尖端对准交流 500 V 挡,并拔出两表笔⑵下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(1)题目中要求测量几十千欧的电阻,所以应该选择X 1 k 的欧姆挡,再进行欧姆调零, 然后进行测量,最后将 S 旋至指向交流500 V 挡,拔出表笔,所以顺序为c 、 a 、b 、e •根据欧姆表的读数原理,可以得出欧姆表的读数为30 k Q.⑵指针偏角过大,说明电阻较小,所以应选择倍率较小的挡位, A 项正确;电阻的阻值 与电流的流向无关,所以红、黑表笔接反,不影响测量结果, B 项错误;不将被测电阻 与外电路断开,流经欧姆表的电流会影响读数甚至烧毁器材,C 项正确;只要不换挡位,就不用重新调零,D 项错误. 6、实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,课外活动小组的同学设计了一个试验来测量螺 线管的电阻•他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生 电源等. (1)他们使用多用电表粗测螺线管金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤: ①将红表笔插入多用电表的 _____________________ (正、负)插孔、黑表笔插入多用电表的 (正、负)插孔;选择电阻挡“X 1”③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用电表的示数如图所示,读数为Q.根据如图所示指针位置,此时被测电阻的阻值约为Q.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,都必须重新调零答案(1)c 、a 、b 、e 30 k (2)AC解析M U r・"imiE(2)根据多用电表示数,为了减小实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择__________________________ 电路来测量金属丝电阻.-a------------——®-■—®__R__卜S £D(3)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数.请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据. (只需写出简要步骤)答案(1)①正负②将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指在电阻为零处(2)D (3)见解析解析(1)①将红、黑表笔分别插入多用电表的“ + ”、“一”插孔;选择电阻挡“X 1 ”②将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指在电阻为零处;③读数为4 Q.(2)滑动变阻器应选用分压式接法,由于金属丝电阻较小,因此应采用电流表外接法.故选D.(3)使用多用电表的电压挡位,接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压,若电压等于电源电压,说明与多用电表并联的元件或导线有断路故障. 或使用多用电表的电阻挡位, 断开电路或拆下元件、导线,逐个测量各元件、导线上的电阻,若电阻为无穷大,说明该元件或导线有断路故障.考点三电学黑箱的探测(2012江苏单科10)如图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件, 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,应先调整题图中多用电表的(选填“ A ”、“ B ”或“ C ”).Off f,_]j So — .I ■二 1025 -— 2」*mA(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 ,另表笔应 ___________ (选填“短暂”或“持续”)接b ,同时观察指针偏转情况. ⑶在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“X1”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,测量记录如下表.两表笔分别 接a 、b 时,多用电表的示数如图所示. 请将记录表补充完整,并画出一种可能的电路两表笔接的接点多用电表的示数a 、b Qa 、c 10.0 Qb 、c15.0 Q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.7、 小明使用多用电表5.0 Q,AQ O■間]1 Ip(3) 黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等,由多用电表读数可知所缺数据为由a 、b 间电阻为 5.0 Q, a 、c 间为10.0Q, b 、c 间为 15.0 Q 知, 电路为a 、b 间5.0 Q“1 X 1.5 故 R 12=Q= 0.6 Q.1 + 1.5考点四 用多用电表检查电路故障如图所示是某同学连接的实验实物图,合上开关后,发现列两种方法检查故障:的电阻与a 、c 间10.0 Q 的电阻串联而成, 电路图如图所示. 答案 (1)A (2)短暂 8、(2012全国22)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路, 个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为 1 Q, 黑箱面板上有二2、 3接线柱之间的电阻为1.5 Q, 1、3接线柱之间的电阻为 2.5 Q. ⑴在图所示的虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,答案 (1)见解析图 (2)0.61、2接线柱之间的电阻为Q.解析(1)根据已知1、2间电阻为1 Q, 2、3间电阻为1.5 Q ,1、3间电阻为2.5 Q,可画出电阻的连接方式如下:1 =q in 20Ifl|=CZ=:d1 in(2)若将1、3接线柱用导线连接起来,则等效电路图为:9、A 、B 灯都不亮.他采用下(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:①那么选择开关应置于下列量程的③该同学测试结果如下表所示, 根据测试结果,可以判定故障是 设只有下列中的某一项故障 )测试点 a 、bC 、bC 、dd 、f电压表示数有示数有示数无示数有示数B .灯B 短路C . C 、d 段断路AB . 10 VC . 50 VD . 250V②在测试a 、b 间直流电压时,红表笔应接触.(填a 或b )(2)用欧姆挡检查:①测试前,应将开关 S.(填“断开”或“闭合”).测量点C 、dd 、ee 、f表针偏转情况A.灯A 断路 B .灯B 断路 ②测量结果如下表所示,由此可以断定故障是C •灯A 、B 都断路D . d 、e 间导线断路解析(1)①总电动势为6 V ,故选10 V 量程即可.②红表笔接高电势,即a 端.③综合判断:用电器两端有电压为断路,无电压为短路或完好,电源两端无电压为损坏, 有电压为完好,故选D.(2)①测电阻前应断开开关(断开电源).②C 、d 间有阻值,说明灯 A 完好. d 、e 间无电流(电阻8),说明d 、e 断路.e 、f 间有阻值,说明B 灯完好.选D.答案⑴①B ②a ③D (2)①断开②D10、某班同学在做“练习使用多用电表”的实验. (1)某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻R x 的阻值,当选择开关置于欧姆挡“X100”的位置时,多用电表指针示数如图所示,此被测电阻的阻值约为Q.挡.(用字母序号表示)A.灯A 断路 D . d 、f 段断路⑵某同学按如图所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯都不亮.用多用电表的欧姆挡检查电路的故障. 检查前,应将开关S __________________ •(填“闭合”该同学或“断开”)(3)若(2)中同学检查结果如下表所示,由此可以确定测试点b、f b、e b、d d、e 多用电表示数无穷大无穷大500 Q无穷大B .灯B断路A.灯A断路C .灯A、B都断路D. d、e间导线断路答案(1)2.6 k(或2.6X 103 2 600) (2)断开(3)D解析(1)欧姆表测电阻的测量值等于读数乘以倍率.⑵用欧姆挡检查电路需将电路断开.(3)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路,b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路,d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路,b、d间电阻有一定的数值,说明b、d间没有断路,所以断路在d、e之间.。
多用电表【学习目标】1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2.了解多用电表的基本结构,学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3.会用多用电表测量二极管的正、反向电阻,判断二极管的正、负极。
【要点梳理】要点一、欧姆表1.内部构造:欧姆表是由电流表改装而成的,它的内部主要由表头、电源和调零电阻组成.2.基本原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示,G 是电流表(表头),内阻为g R ,满偏电流g I ,电池的电动势为E ,内阻为r ,电阻R 是可变电阻,也叫调零电阻.(1)当红、黑表笔相接时(如图甲所示),相当于被测电阻0x R =,调节R 的阻值,使g g E I r R R=++,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点,g r R R ++()是欧姆表的内阻.(2)当红、黑表笔不接触时(如图乙所示),相当于被测电阻x R =∞,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刻度的“∞”点.(3)当红、黑表笔间接入被测电阻x R 时(如图丙所示),通过表头的电流g xE I r R R R =+++.改变x R ,电流I 随着改变,每个x R 值都对应一个电流表,在刻度盘上直接标出与I 值对应的x R ,就可以从刻度上直接读出被测电阻的阻值.(4)当g R R R r =++时,12g I I =,指针半偏,令欧姆表内阻g R R R r =++内,则当指针半偏时,表盘的中值电阻g R R R R r ==++中内.要点诠释:(1)当欧姆表未接入电阻,处于断路状态,即x R →∞时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为∞处.故当电路接入电阻后如果偏角很小。
表明被测电阻阻值较大.(2)当欧姆表表笔直接相连,即0x R =时,表路中电流最大.指针偏满,故电阻零刻度在最右端满偏电流处.(3)x R 与I 是非线性关系,故电阻挡表盘刻度不均匀.从表盘上看,“左密右疏”,电阻零刻度是电流最大刻度,电阻“∞”刻度是电流零刻度.要点二、多用电表1.功能:多用电表又叫“万用表”,是一种集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器,它们共用一个表头.由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点,在科学实验、生产实践中得到广泛应用.2.外部结构:如图所示是一种多用电表外形图,表的上上半部分为表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通.在不使用时,应把选择开关旋到OFF 挡,或交流电压最高挡.要点诠释:除了机械式多用电表,还有数字式多用电表.数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减到最小,同时还可具有多种其他功能.要点三、 实验:练习使用多用电表使用多用电表前应先检查其机械零件.若一开始指针不正对电流的零刻度,应调节多用电表的机械零点调节旋钮,使指针正对零刻度.1.用多用电表测量小灯泡的电压(1)将功能选择开关旋到直流电压挡.(2)根据待测电压的估计值选择量程.如果难以估测待测电压值,应按照从大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量.(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并联,注意使电流从“+”插孔流人多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示.(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数.2.用多用电表测量通过小灯泡的电流(1)多用电表直流电流挡在电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联.(2)红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔.测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔与电源正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔与电源负极相接的一端).如图所示.(3)多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流.(4)测电流时,选择适当的量程,使表针偏转尽量大一些,测量结果比较准确.要点诠释:无论测电流还是测电压,都应使指针偏转尽量大一些,测量结果较准确.3.用多用电表测量定值电阻(1)首先根据估测电阻的大小选合适挡位,通常按大量程挡向小量程挡顺序选择;(2)电阻调零:两表笔短接,调整调零电阻,使指针指到最大电流处或0Ω处;(3)测量读数:读数时要乘倍率.(4)用毕选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上.要点诠释:○1每次换挡后均要重新欧姆调零.○2被测电阻要与电源等其他元件断开.○3要合理选择挡住(即倍率),使指针尽可能指在中值刻度附近,以减少测量误差.4.用多用电表测量二极管的正反向电阻(1)二极管的单向导电性○1晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图:○2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通(如图甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图乙所示).(2)欧姆表中电流的方向多用电表做欧姆表用时,电表内部的电源接通,电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入.(3)测二极管的正、反向电阻○1测正向电阻”的位置上,将红表笔插入“+”插孔,黑表用多用电表的欧姆挡,量程拨到“10Ω笔插入“-”插孔,然后两表笔短接进行电阻挡调零后,将黑表笔接触二极管的正极,红表R(如图甲所示).笔接触二极管的负极,稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻1○2测反向电阻 将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1000Ω ”),变换挡位之后,需再次把两笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如1000)求出反向电阻2R (如图乙所示).要点诠释:(1)当1R 与2R 相差很大时,说明二极管质量较好;当1R 与2R 相差较小时,说明二极管质量不好.如果1R 和2R 均较小,可能二极管短路;如果1R 与2R 均较大,可能二极管断路.(2)实际使用二极管时要辨明它的正、负极.要点四、多用电表的测量原理和使用1.多用电表的测量原理(1)测直流电流和直流电压的原理这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照下图,将其中的转换开关接1或者2时测直流电流,接3或4时测直流电压,转换开关接5时,测电阻。
第1页 共14页 第2页 共14页2023-2024学年高二上物理:11.5实验:练习使用多用电表一.选择题(共6小题)1.图为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA ,内阻R g =100Ω,调零电阻的最大值R 0=50k Ω,电池电动势E =1.5V ,两表笔短接调零后,用它测量电阻R x ,当电流计指针指在满刻度的13时,则R x 的阻值是( )A .100ΩB .1k ΩC .10k ΩD .100k Ω2.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成的,下列说法正确的是( ) ①甲表是安培表,R 增大时量程增大 ②甲表是安培表,R 增大时量程减小 ③乙表是伏特表,R 增大时量程增大 ④乙表是伏特表,R 增大时量程减小。
A .①③B .①④C .②③D .②④3.用多用电表探测如图所示的黑箱发现:用直流电压挡测量,E 、G 两点间和F 、G 两点间均有电压,E 、F 两点间无电压;用欧姆表测量,黑表笔接E 点,红表笔接F 点,阻值很小,但反接阻值很大.那么该黑箱内元件的接法可能是选项图中的( )A .B .C .4.在如图所示的电路中,只有一处导线发生断路,已知电池和两个定值电阻完好。
现要求用多用电表对该电路的故障进行探究,一同学将两表笔正确地插入插孔后,将红表笔接触图中的a 点,然后黑表笔分别接触b 、c 两点。
已知电源的电压为U =6V ,两个定值电阻的阻值分别为R 1=100Ω、R 2=5Ω。
为了能完成上述操作应选择的合理挡位是( )A .直流电压挡10VB .直流电流挡0.5AC .直流电压挡5VD .欧姆挡5.如图所示,把一个量程为5mA 的电流表表头改装成欧姆表“×1”挡,表头的内阻是50Ω,电池的电动势是1.5V ,内阻为10Ω。
经过欧姆调零之后测电阻,当欧姆表指针指到满偏的一半位置时,被测电阻的阻值是( )A .60ΩB .150ΩC .300ΩD .600Ω6.关于指针式多用电表的使用,下列说法正确的是( )A .测电阻时,指针偏转至靠近刻度盘最右端,需要将倍率调换到更高倍率挡B .测电阻时,为保证接触良好,可以用手直接将表笔和电阻捏紧C .欧姆表换挡后,不需要重新进行欧姆调零,即可直接测电阻D .测电流时,电流从红表笔流入多用电表,黑表笔流出 二.多选题(共3小题)。
精做26 多用电表原理及使用1.(2017·新课标全国Ⅱ卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480Ω。
虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2。
5 mA挡,欧姆×100 Ω挡.(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0"位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。
若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________.(结果均保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2)B (3)160 880 (4)1。
47 mA 1 10 0 Ω 2.95 V【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。
在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同.2.(2016·上海卷)在“用多用表测电阻、电流和电压"的实验中(1)(多选题)用多用表测电流或电阻的过程中(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图所示位置。
多用电表的使用与读数实验答案一、基础知识:内部电路:如图所示,根据闭合电路的欧姆定律制成的。
()电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的值叫中值电阻,。
若换挡则必须重新调新调零。
范围内比较准确。
二、高考真题:真题1(2012江苏)如题10-1 图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冶刻度线处,应先调整题10-2 图中多用电表的 _________(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“短暂冶或“持续冶)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“伊1冶挡,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,测量记录如下表. 两表笔分别接a 、b 时,多用电表的示数如题10-2 图所示.请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路. 答案:(1)A (2)短暂 (3)5.真题2(2011重庆)某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同,均为几欧姆,接法可能是题22图1中甲、乙两种之一,A 、B 和C 是外接头。
现有一组线圈断路,维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障,若测A 和B 之间、B 和C 之间、A 和C 之间的电阻时,多用电表指针偏转分别如题22图2(a )、(b )、(c )所示,则测量中使用的欧姆档的倍率是 (填1⨯、10⨯、100⨯或1k ⨯),三组线圈的接法是 (填甲或乙),断路线圈是 (填①、②或③)。
〘答案〙⑴1⨯ 乙 ③〖解析〗测A 和B 之间、B 和C 之间、A 和C 之间的电阻时,多用电表指针都有偏转,一定不是甲电路,因为甲电路中,只要有一个电阻断路,三次测量时,多用电表指针只可能就一次有偏转。
多用电表欧姆挡的原理和使用试题赏析作者:陈宏
来源:《中学生数理化·自主招生》2019年第08期
多用电表是高考《考试大纲》要求考生会使用的基本仪器之一,其原理是恒定电流相关知识的综合应用,涉及多用电表问题中的重点和难点是欧姆挡的原理和使用。
与多用电表欧姆挡相关的考题切人点多、综合性强,突出考查考生的电路分析能力和实验设计能力等。
下面我们
就筛选出与多用电表欧姆挡的原理和使用有关的试题加以科学归纳、评析,从中领悟和欣赏命题专家的独具匠心。
一、多用电表欧姆档的原理
多用电表欧姆挡的原理是闭合电路的欧姆定律。
当红、黑两表笔之间连接电阻R x组欧姆表的R中相等,则它们的表盘刻度情况就完全相同(可共用一个刻度盘)。
换句话说:中值电阻唯一地决定了欧姆表表盘的刻度,中值电阻一经确定,欧姆表表盘的刻度便将确定。
由此可知,要改变欧姆表的测量范围,实现欧姆表的不同倍率,只需改变中值电阻即可,比如使R中变为原来的10倍,则指针听指的刻度值也就变为了原来的10倍。
如何改变中值电阻呢?根据R中=R内=r+R0=E/I g可知,要改变中值电阻有两种途径:一是保持电路中的最大电流Ig的值不变,改变电源电动势;二是保持电源电动势不变,改变电路中的最大电流Ig的值,即在灵敏电流计G上并联多个电阻,把G表改装成不同量程的电流表,再加一个选择开关,从而实现不同倍率的转换。
二、实例分析
例1 某同学设计了一个简易的多用电表,共内部电路如图1所示,其中G为灵敏电流计,S为单刀多掷开关(功能键)。
(1)当开关S置于1或2位置时用于测______,且开关S置于______时其量程较大;将开关S置于5位置时用于测______。
(2)測电压时,电流从______端流入多用电表(选填“红”或“黑”)。
(3)如图2甲和乙所示是另一位同学设计的两种欧姆表的内部电路,改装后的表盘如图3所示,倍率分别为“×10”和“×100”。
则设计合理的是图______(选填“甲”或“乙”)所示电路,原因是:______。
(4)若电源El的内阻不计,灵敏电流计G的内阻R g=10Ω,该多用电表功能选择开关S 接“1”时测电阻的倍率为“×10”,则R1=______Ω。
解析:(1)当开关S置于1或2位置时是将定值电阻与灵敏电流计并联,即将灵敏电流计改装成电流表,因此是用于测量电流的,且开关S置于1时,并联电阻较小,其量程较大;将开关S置于5位置时用于测量电阻。
(2)多用电表的电流方向是从红表笔流入,从黑表笔流出。
(3)图甲中电源为E1,灵敏电流计的满偏电流一定,则欧姆表的内阻为定值,无法实现倍率的变换。
图乙中有两个电源,通过改变电源电动势可实现两种倍率的转换。
(4)由表盘中间刻度可知,该倍率时中值电阻(欧姆表内阻)为150Ω,即
R1+R g=150Ω,解得R1=140Ω。
点评:求解本题的关键是要知道多用电表的内部结构,知道电流档是要与灵敏电流计并联电阻,电压档是要与灵敏电流计串联电阻,而欧姆档必须有电源,且电源的正极与黑表笔相连;在欧姆表调零以后,欧姆表的总内阻等于表盘的中值电阻。
本题中灵敏电流计的满偏电流是一定的,因此只能通过改变电源电动势来实现换档。
解析:把图乙虚线框内的电路等效成一个电流表,当开关S合向a端时,满偏电流为I a,当开关S合向b端时,满偏电流为I b,根据串、关联电路规律得(I a-I g)·R a=g·
点评:因为本题中只有一个电源,所以只能通过改变电流表的量程来实现换档。
例3 某同学用实验室所提供的器材连接成如图5甲所示的电路,并将原微安表表盘改画成如图5乙所示,成功地改装成一个简易的“×1k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ~20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意,表盘上数字“15”位置为原微安表表盘满偏电流一半处。
实验室提供的器材有:I g=100μA的微安表一个;电动势E=1.5V,电阻可忽略不计的电池;阻值调至14kΩ的电阻箱R一个;红、黑表笔各一支和导线若干。
(1)原微安表的内阻R g=______Ω。
(2)在图甲电路的基础上,不换微安表和电池,电阻箱的阻值不变,图5乙的刻度也不改变,仅增加1个电阻,就能改装成“×1”的欧姆表。
要增加的电阻应接在______〔选填“a、b”“b、c”或“a、c”)之间,规格为______(保留三位有效数字)。
解析:(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ~20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”可知,在测量阻值在10kΩ~20kΩ范围内的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近,由此结合刻度盘可确定此表的中值电阻,即表内总电阻R总=
点评:要满足“不换微安表和电池,电阻箱的阻值不变,图5乙的刻度也不改变,仅增加1个电阻”的条件,实现欧姆表换档只能在x、c间并联一个小电阻,否则不可能使中值电阻减小到15Ω。
跟踪训练
1.安装一个简单的欧姆表,备用器材有:
A.电流表(量程100μA,内阻1.5kΩ)
B.电流表(量程1mA,内阻1kΩ)
C.变阻器(0~300Ω)
D.变阻器(0~800Ω)
E.电源(电动势1.5V,内阻不计)
F.电源(电动势9V,内阻不计)
G.表笔两支(红、黑各一支),导线若干
如果要求安装只有一挡的简单欧姆表,选用器材尽可能少,那么电流表应选用______,变阻器应选用______,电源应选用______。
2.某物理興趣小组设计了如图6所示的欧姆表内部电路,通过控制开关s和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。
所用器材如下:
A.干电池:电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω
B.灵敏电流计G:满偏电流I g=1mA,内阻R g=150Ω
C.定值电阻R1=1200Ω
D.电阻箱R2和R3:最大阻值都为9999Ω
E.电阻箱R4:最大阻值为9999Ω
F.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干
(1)该兴趣小组按图6正确连接好电路。
当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=______Ω,使电流计达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫欧姆表的内阻R内,则R内=______Ω,欧姆表是______(选填“×1”或“×10”)倍率。
(2)闭合开关S。
第一步,调节电阻箱R2和R3,当R2=______Ω且R3=______Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;第二步,在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图7所示位置时,对应的欧姆表的刻度值为______Ω。
3.某同学将量程为200μA,内阻为500Ω的表头改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表,设计电路如图8所示。
定值电阻R1=500Ω,R2=225Ω。
S为单刀双掷开关,A、B为接线柱。
回答下列问题;
(1)将开关S置于“1”时,量程为______。
(2)定值电阻R3=______Ω(结果保留三位有效数字)。
(3)利用改装的电流表进行某次测量时,开关S置于“2”,表头指示如图9所示,则所测量电流的值为______mA。
(4)图10是将表头改装成有两个倍率挡(如“×1”“×10”)的欧姆表电路原理图,则当开关S合向______端(选填“a”或“b”)时,欧姆表是较大倍率挡。
参考答案:1.B D E
2.(1)149.5 1500“×10”(2)14.5150 100
3.(1)10mA (2)25.0 (3)0.680(4)b (责任编辑张巧)。