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练习使用多用电表和原理理解　
高考真题体验·对方向/
1.(2017全国Ⅲ·23)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480 Ω.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.
/
图(a)
/
图(b)
(1)图(a)中的A端与　　　(选填“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　　　　　.(结果均保留三位有效数字)?
答案(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA或1.48 mA　1 100 Ω　2.95 V或2.96 V
解析(1)根据电流从红表笔进入多用表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连.
(2)在使用多用电表之前,调节机械定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,A选项错;使用欧姆挡时,将两表笔短接,调整R0进行欧姆调零,B选项正确;电流挡中电路与R6无关,C选项错.
(3)当B端接“2”时,电流表的量程为1 mA,此时,R1、R2串联后与表头并联,R1+R2承担的电流为I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160 Ω;当B端接“4”时,电压表量程为1 V,表头与R4串联,表头部分承担的电压Ug=IgRg=250×10-6×480 V=0.12 V,故R4承担的电压为0.88 V,所以R4=
0.88
1×1
0
-3
Ω=880 Ω.
(4)B端与“1”连接时,电流表最大量程为2.5 mA,表盘上每1小格表示0.05 mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为1.48 mA;B端与“3”连接时,多用表为欧姆表,示数为R=11×100 Ω=1 100 Ω;B端与“5”连接时,多用表为量程5 V的电压表,每1小格表示0.1 V,则读数为2.96 V.
2.(2018全国Ⅱ·22)某同学组装一个多用电表.可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表,组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡.
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中/为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱.
/
(2)电阻箱的阻值应取R1=　　　　 Ω,R2=　　　　 Ω.(保留到个位)?
答案(1)见解析图 　(2)100　2 910
解析(1)微安表改装为1 mA的电流表,需要并联小于其内阻的电阻,起分流作用,应选R1;改后的电流表再改装为大量程的电压表时需要串联较大的电阻,起分压作用,应选R2.电路如图所示.
/
(2)微安表与R1并联,有Igrg=(I-Ig)R1,其中I=1 mA,Ig=100 μA,rg=900 Ω,代入得R1=100 Ω.改装后的电流表量程为I=1 mA,内阻为Rg=
??
1
??
g
??
1
+
??
g
=90 Ω;
改装后的电流表与R2串联,有IR2=U-IRg,其中U=3 V,得R2=2 910 Ω.
/
多用电表使用的“四注意”
1.电流的流向:使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接黑表笔,负极接红表笔,从电源外部看,电流从红表笔流入,从黑表笔流出.
2.区分“机械调零”和“欧姆调零”:“机械调零”在表盘刻度左侧“0”位置,调整表盘下边的中间定位螺丝;“欧姆调零”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整欧姆调零旋钮.
3.倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,表头指针过大或过小均有较大误差(指针偏转角度在量程的
1
3
~
2
3
之间读数较准确,例如待测电阻约为2 kΩ,则应选用“×100”挡).如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新调零后再测量.
4.测量结束后,将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡.
典题演练提能·刷高分/
1.(2019山西二模)某多用电表内欧姆“×1”挡倍率的内部电路图如图甲的虚线框所示.一学习小组将电阻箱和电压表并联后接到多用电表两表笔A、B上,采用图甲的电路测量多用电表欧姆挡“×1”倍率正常工作时的内阻RΩ和其内部电池的电动势E(电压表的内阻很大,它在该电路中的分流作用可以忽略),实验操作步骤如下:
/
(1)先调整“指针定位螺丝”再将选择开关调至欧姆“×1”挡,红黑表笔短接调节“欧姆调零旋钮”使指针指在表盘　　　　　(选填“左”或“右”)侧零刻度处.?
(2)电阻箱和电压表并联后的两端分别接在表笔A和B上,正确的接法是:电压表的正接线柱要接在多用电表的表笔　　　　　(选填“A”或“B”)上.?
(3)改变电阻箱的阻值,分别读出多组电压表和电阻箱的示数U、R,并将对应的
1
??
和
1
??
的值计算出来并记录在表格中,再画出
1
??
?
1
??
图象如图乙所示,若图乙中图线的斜率为k1、与纵轴的截距为b1,则所测内部电池的电动势E=　　　　　,欧姆“×1”挡正常工作时的内阻RΩ=　　　　　.(用k1、b1表示)?
(4)一位同学提出了数据处理的另一种思路:先计算出
??
??
,然后画U-
??
??
图象如图丙所示.由图丙得到图线斜率为k2、与纵轴的截距为b2,则电池的电动势E=　　　　　,欧姆“×1”挡正常工作时的内阻R Ω=　　　　　.(用k2、b2表示)?
答案(1)右　(2)B　(3)
1
??
1
　
??
1
??
1
　(4)b2　-k2
解析(1)先调整“指针定位螺丝”,再将选择开关转至欧姆“×1”挡处,红黑表笔短接调节“欧姆调零旋钮”使指针指在表盘右侧零刻度处.
(2)由图甲所示电路图可知,电压表的正接线柱要接在多用电表的表笔B上.
(3)由闭合电路欧姆定律可知:E=U+IRΩ=U+
??
??
RΩ
整理得:
1
??
=
??
Ω
??
·
1
??
+
1
??
,由图示
1
??
?
1
??
图象可知:b1=
1
??
,k1=
??
Ω
??
电源电动势为:E=
1
??
1
,欧姆表内阻为:RΩ=
??
1
??
1
;
(4)由欧姆定律可知:I=
??
??
,
??
??
为电路电流,U-
??
??
图象,即U-I图象,由U=E-Ir可知,图象与纵轴的交点表示电动势,图象斜率的绝对值表示内电阻.由图丙图线可知,电源电动势:E=b2,欧姆表内阻:RΩ=-k2.
2.(2019贵州遵义模拟)(1)用如图甲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:
/
甲
①旋动部件　　　　　,使指针对准电流的“0”刻线.?
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　　　　　(选填“0刻线”或“∞刻线”).?
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
(2)如图乙所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为　　　　　 Ω;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为　　　　　 mA;测直流电压时,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为　　　　　 V.?
/
乙
答案(1)①S　③T　0刻线　④ADC　(2)1 700　47
23.5
解析(1)机械调零应旋动S,使指针对准I=0处.欧姆调零应旋动T,使指针对准电阻的“0刻线”.指针偏转角度小,说明待测电阻大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应按ADC顺序操作.
(2)①欧姆表读数为刻度盘读数×倍率,所以该电阻阻值为17×100 Ω=1 700 Ω;②选用量程为50 mA的直流电流挡,读数选取中间刻度第二排,读数为23.5 mA,故100 mA的量程时的读数为47 mA;选用量程为50 V的直流电压挡,读数选取中间刻度第二排,读数为23.5 V.
3.某同学用一个满偏电流为10 mA、内阻为30 Ω的电流表,一只滑动变阻器和一节电动势为1.5 V的干电池组装成一个欧姆表,如图(a)所示:
/
(1)甲、乙测试笔中,甲表笔应是　　　　(选填“红”或“黑”)表笔.?
(2)电流表5 mA刻度处应标的电阻刻度为　　　 Ω.?
(3)经调零后,将甲、乙两表笔分别接图(b)中的a、b两点,指针指在电流表刻度的4 mA处,则电阻Rx=　　　　 Ω.?
(4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图中的a、c两点,则Rx的测量结果偏　　　　(选填“大”或“小”).?
(5)再给电流表并联一个合适的定值电阻R,就可组装成一个中间刻度值为15 Ω的欧姆表,则R=　　　　 Ω.(保留两位有效数字)?
答案(1)红　(2)150　(3)225　(4)小　(5)3.3
解析(1)为了保证电流由正接线柱流入表头,红表笔应接内部电源的负极,则甲应为红表笔;(2)设欧姆表的内阻为R,根据闭合电路的欧姆定律可知,当电流表满偏时,则有10×10-3 A=
??
??
,解得R=150 Ω,当电流表的示数为5 mA时,则有5×10-3 A=
??
??+
??
??
'
,解得Rx'=150 Ω;(3)当电流表示数为4 mA时,根据闭合电路的欧姆定律有4×10-3 A=
??
??+
??
??
,解得Rx=225 Ω;(4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图中的a、c两点,则回路中的两个电源串联,电流增大,指针偏转更大,故Rx的测量结果偏小;(5)欧姆表的中间刻度值为15 Ω,说明欧姆表的内阻为15 Ω,此时回路中的最大电流为I=
??
??'
=
1.5
15
A=0.1 A,根据电流表的改装原理,有I=Ig+
??
g
??
g
??
,解得R=
??
g
??
g
??-
??
g
=
10×1
0
-3
×30
0.1-10×1
0
-3
Ω≈3.3 Ω.
4.某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表,仪器不得重复使用.
/
A.电流表(0~200 μA,100 Ω)
B.电阻箱(0~999 Ω)
C.电阻箱(0~9 999 Ω)
D.定值电阻R2(1 kΩ)
E.滑动变阻器(0~300 Ω)
F.滑动变阻器(0~800 Ω)
G.干电池(1.5 V,r=0)
H.干电池(9 V,r=0)
I.导线若干
该多用电表需设置0、1为量程0~1 mA的电流挡,0、3为量程0~3 V的电压挡,0、2为欧姆挡.该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母).
(1)量程0~1 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择　　　　,将其调节为　　　　 Ω;?
(2)量程0~3 V的电压挡中电阻箱R4应该选择　　　　,将其调节为　　　　 Ω;?
(3)0、2的欧姆挡中滑动变阻器R3应该选择　　　,电源应该选择　　　　;?
(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某一未知电阻,他首先进行了欧姆挡调零,然后将电阻接在0、2之间,发现电流表指针偏转如图乙所示,示数为　　　 μA,由此可求得未知电阻为　　　 Ω.?
答案(1)B　25　(2)C　2 980　(3)F　G　(4)120.0
1 000
解析(1)量程0~1 mA的电流挡中电阻箱阻值为R1=
??
g
??
g
??-
??
g
=
200×100
1 000-200
Ω=25 Ω,则R1应该选择B,将其调节为25 Ω;此时电流表的总电阻为rg'=20 Ω;
(2)量程0~3 V的电压挡中电阻箱阻值R4=
??
??
g
'
rg'=/
3
1
0
-3
-20/ Ω=2 980 Ω,则R4应该选择C,将其调节为2 980 Ω;
(3)0、2的欧姆挡中电源应该选择一节干电池G;根据闭合电路欧姆定律,则R内=R3+R2+rg'=
??
??
g
'
=
1.5
1
0
-3
Ω=1 500 Ω,则R3=480 Ω,则变阻器R3应该选择F;
(4)电流表示数为120.0 μA,此时电路中的电流为0.6 mA,根据E=I(Rx+R内)由此可求得未知电阻为Rx=
??
??
R内=
1.5
0.6×1
0
-3
Ω-1 500 Ω=1 000 Ω.
5.某实验小组在练习使用多用电表,他们正确连接好电路,如图甲所示.闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无读数,他们判断电路可能出现故障.经小组讨论后,他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路.已知保护电阻R=15 Ω,电流表量程为50 mA.操作步骤如下:
①将多用电表挡位调到电阻“×1”挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零;
②断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转;
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示;
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示.
/
回答下列问题:
(1)图丙中的多用表读数为　　　　 Ω;图丁中的电流表读数为　　　　 mA;?
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接　　　　点(选填“c”或“e”);?
(3)电路的故障可能是　　　　;?
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.保护电阻R短路 D.保护电阻R断路
(4)根据以上实验得出的数据,同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E'=　　　　 V(结果保留三位有效数字).?
答案(1)24　38.0　(2)e　(3)B　(4)1.48
解析(1)倍率采用×1,故读数为24×1 Ω=24 Ω;电流表量程为50 mA,所以分度值为1 mA,所以读数为38.0 mA;
(2)因为用多用电表测电流时,电流方向为红进黑出,即红表笔是流进欧姆表的,而电路中电流表在e端为负极,即电流经过电流表的方向为d→e,所以红表笔接e端;
(3)因为多用电表欧姆挡的指针不偏转,说明指在无穷大的刻度处,所以a、c间断路,而b、c间正常,所以只有灯泡断路,B正确;
(4)根据操作③可知电表指针正好指在中间刻度,即根据中值电阻规律可知欧姆挡电路内阻为r=15 Ω,根据操作④可知E'=(24+15)×0.038 V≈1.48 V.

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