第十章電路及其應(yīng)用微專題77實(shí)驗(yàn)：用多用電表測量電學(xué)中的物理量1．閉合電路歐姆定律是歐姆表測電阻的工作基礎(chǔ)。2.多用電表電流擋、電壓擋與歐姆擋共用一個(gè)表頭，使用電流擋、電壓擋時(shí)要保證流過表頭的電流方向與歐姆擋一樣，即“紅進(jìn)黑出”。3.使用多用表先要機(jī)械調(diào)零，使用歐姆表測電阻每次換擋還需歐姆調(diào)零。1．(2023·北京市西城區(qū)質(zhì)檢)如圖所示為多用電表的刻度盤。若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時(shí)，表針如圖所示，則：(1)所測電阻的阻值為________Ω，如果要用此多用電表測量一個(gè)阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是____(選填“×10”“×100”或“×1k”)。(2)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA；當(dāng)選用量程為250mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA。(3)當(dāng)選用量程為10V的電壓擋測量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________V。答案(1)1.45×103×1k31.0155(3)6.22．(2024·陜西省西安師大附中月考)某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中。(1)用多用電表測量某元件的電阻，選用“×10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度過小，因此需選擇________(填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋，并需________(填操作過程)后，再次進(jìn)行測量，若多用電表的指針如圖甲所示，測量結(jié)果為________Ω。(2)實(shí)驗(yàn)小組最后將一量程為3V的電壓表改裝成可測量電阻的儀表——?dú)W姆表。①先用如圖乙所示的電路測量該電壓表的內(nèi)阻，圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，閉合開關(guān)S，將電阻箱的阻值調(diào)到3kΩ時(shí)，電壓表恰好滿偏；將電阻箱的阻值調(diào)到12kΩ時(shí)，電壓表的指針恰好半偏，由以上信息可求得電壓表的內(nèi)阻RV＝________kΩ。②將圖乙所示的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，就改裝成了一個(gè)可測量電阻的簡易歐姆表，如圖丙所示，為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度，進(jìn)行了如下操作：將兩表筆斷開，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不同阻值的已知電阻，找出對應(yīng)的電壓刻度，則“1V”處對應(yīng)的電阻刻度為________Ω。答案(1)×100歐姆調(diào)零1200(2)61000解析(1)多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度過小說明指針靠近無窮處，即電阻過大，所以要換更高的擋位，因此需選擇“×100”倍率的歐姆擋，同時(shí)注意歐姆調(diào)零，多用電表的測量結(jié)果為12Ω×100＝1200Ω(2)①由題圖乙可知電源的電動(dòng)勢E＝U＋I(xiàn)R由題意可知E＝3V＋eq\f(3V,RV)×3×103V，E＝1.5V＋eq\f(1.5V,RV)×12×103V，解得E＝4.5V，RV＝6000Ω＝6kΩ②若電壓表的示數(shù)為1V，電路中的電流為I′＝eq\f(1,R并)＝eq\f(E－1V,R)，其中R并＝eq\f(RVRx,RV＋Rx)，解得Rx＝1000Ω。3．(2024·廣東省階段練習(xí))某多用電表的歐姆擋內(nèi)部電路示意圖如圖甲所示，該多用電表長時(shí)間未使用。(1)王同學(xué)在對該表進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，該多用電表的B表筆應(yīng)為______(填“紅”或“黑”)表筆。(2)由于長時(shí)間未使用，該表內(nèi)部電源電動(dòng)勢發(fā)生了較大變化，導(dǎo)致無法進(jìn)行歐姆調(diào)零。為了測得現(xiàn)在的電源電動(dòng)勢，王同學(xué)將毫安表和電阻箱串聯(lián)在兩表筆間，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇歐姆表“×1”擋位，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)毫安表的讀數(shù)為100mA時(shí)，歐姆表指針恰好指在整個(gè)表盤的中央刻度處，則歐姆表表頭G的量程為______mA。(3)連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值R和通過毫安表的電流I，作出R－eq\f(1,I)圖像如圖丙所示，則電源的電動(dòng)勢E＝________(用a和b表示)；該方法測得的電動(dòng)勢______(填“有”或“無”)系統(tǒng)誤差。(4)該同學(xué)觀察到歐姆表指針恰好指在整個(gè)表盤的中央刻度處的數(shù)值為15，則該歐姆表在可以正常使用的情況下，電源的電動(dòng)勢為______V。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案(1)黑(2)200(3)eq\f(b,a)無(4)3.0解析(1)電流從歐姆表的紅表筆流入，該多用電表的B表筆應(yīng)為黑表筆。(2)設(shè)歐姆表表頭G的量程為Ig，由題意可得eq\f(1,2)Ig＝100mA，解得Ig＝200mA(3)設(shè)回路中除電阻箱之外的總電阻為r，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝I(R＋r)，整理得R＝eq\f(E,I)－r電源的電動(dòng)勢為E＝k＝eq\f(b,a)，由于表達(dá)式中E＝I(R＋r)，r為回路中除電阻箱之外的總電阻，包含了毫安表的內(nèi)阻，可知該方法測得的電動(dòng)勢無系統(tǒng)誤差。(4)歐姆表指針恰好指在整個(gè)表盤的中央刻度處的數(shù)值為15，電源的電動(dòng)勢為E＝I×2R＝0.1×2×15V＝3.0V。4．如圖所示的是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法檢查故障。(1)用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行檢查①在測試a、b間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸________(選填“a”或“b”)。②該同學(xué)測試結(jié)果如表所示，根據(jù)測試結(jié)果，可以判定故障是________(假設(shè)只有下列選項(xiàng)中的某一項(xiàng)有故障)。測試點(diǎn)電壓示數(shù)a、b有示數(shù)c、b有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)A.燈A斷路 B．燈B短路C．c、d段斷路 D．d、f段斷路(2)用歐姆擋檢查①測試前，應(yīng)將開關(guān)S________(選填“斷開”或“閉合”)。②測試結(jié)果如表所示，由此可以斷定故障是________。測試點(diǎn)表頭指示位置c、dd、ee、fA.燈A斷路 B．燈B斷路C．燈A、B都斷路 D.d、e間導(dǎo)線斷路答案(1)①a②D(2)①斷開②D解析(1)①測試時(shí)紅表筆應(yīng)接電勢高的a點(diǎn)。②根據(jù)測試結(jié)果，a、b間有示數(shù)，說明b→電源→a完好；c、b間有示數(shù)，說明b→電源→a→c完好；c、d間無示數(shù)，說明c→燈→d間完好；d、f間有示數(shù)，說明f→b→電源和d→c→a→電源完好，故應(yīng)是d、f段斷路，另外，若燈B短路，則d、f間應(yīng)無示數(shù)，故D正確。(2)①用歐姆擋檢查時(shí)，測試前應(yīng)首先將開關(guān)S斷開。②根據(jù)表針偏轉(zhuǎn)情況，接c、d時(shí)有示數(shù)，說明不是燈A斷路；接e、f時(shí)有示數(shù)，說明也不是燈B斷路；接d、e時(shí)有電阻無窮大，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路，故D正確。5.(2023·江蘇南京市模擬)某一物理興趣小組利用手頭的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖所示的歐姆表電路，通過調(diào)節(jié)開關(guān)S，可使歐姆表具有“×1”和“×10”的兩種倍率?？捎闷鞑娜缦拢篈．干電池(電動(dòng)勢E＝1.5V，內(nèi)阻不計(jì))B．電流表(滿偏電流Ig＝1mA，內(nèi)阻Rg＝90Ω)C．定值電阻R0(阻值為5.0Ω)D．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為150Ω)E．定值電阻RaF．定值電阻RbG．開關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各一支，導(dǎo)線若干(1)該興趣小組按照如圖所示電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)開關(guān)S合向______(填“a”或“b”)，歐姆表的倍率是“×10”倍率；(2)已知?dú)W姆表為“×1”倍率時(shí)的中值電阻為15Ω，則定值電阻Ra＝______Ω，Rb＝______Ω；(3)將開關(guān)S合向b，第一步：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，當(dāng)R1＝______Ω時(shí)，將紅、黑表筆短接，電流表電流達(dá)到滿偏電流。第二步：在紅、黑表筆間接入待測電阻Rx，發(fā)現(xiàn)電流表指針指向eq\f(Ig,3)的位置，則待測電阻Rx＝______Ω。答案(1)b(2)19(3)136300解析(1)把虛線框內(nèi)的電路等效成一個(gè)電流表，當(dāng)開關(guān)S合向a端時(shí)，滿偏電流為Ia，當(dāng)開關(guān)S合向b端時(shí)，滿偏電流為Ib，根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知：(Ia－Ig)Ra＝Ig(Rg＋Rb)，(Ib－Ig)(Ra＋Rb)＝IgRg可以看出Ia＞Ib，當(dāng)開關(guān)S合向b時(shí)，歐姆表的倍率是“×10”倍率。(2)當(dāng)開關(guān)S合向a端時(shí)，中值電阻為R中a＝15Ω，則Ia＝eq\f(E,R中a)＝eq\f(1.5,15)A＝100mA，當(dāng)開關(guān)S合向b端時(shí)，則中值電阻為R中b＝150Ω，則Ib＝eq\f(E,R中b)＝eq\f(1.5,150)A＝10mA，將Ia＝100mA，Ib＝10mA代入(1)中的方程后，聯(lián)立解得Ra＝1Ω，Rb＝9Ω。(3)將開關(guān)S合向b，把虛線框內(nèi)的電路等效成一個(gè)電流表，其內(nèi)阻為Rgb＝eq\f(RgRa＋Rb,Rg＋Ra＋Rb)＝eq\f(90×1＋9,90＋1＋9)Ω＝9Ω根據(jù)閉合電路的歐姆定律得Ib＝eq\f(E,Rgb＋R0＋R1)，聯(lián)立解得R1＝136Ω在紅、黑表筆間接入待測電阻Rx，發(fā)現(xiàn)電流表指針指向eq\f(Ig,3)的位置時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得eq\f(1,3)Ib＝eq\f(E,Rgb＋R0＋R1＋Rx)，聯(lián)立解得Rx＝300Ω。6．(2023·湖北襄陽市五中適應(yīng)性考試)某物理興趣小組要組裝一個(gè)簡易的歐姆表，他們設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，通過控制單刀多擲開關(guān)S，可使歐姆表具有“×1”“×10”和“×100”三個(gè)倍率的擋位，并使改裝后的刻度盤正中央的刻度為15，如圖乙所示。所提供的器材規(guī)格如下：A．干電池(電動(dòng)勢E＝1.5V，內(nèi)阻不計(jì))B．電流表G(量程為500μA，內(nèi)阻為180Ω)C．定值電阻R1(阻值為1.8Ω)D．定值電阻R2、R3E．滑動(dòng)變阻器R4(0～2000Ω，額定電流0.5A)F．滑動(dòng)變阻器R5(0～1000Ω，額定電流1.0A)G．單刀多擲開關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各一支，導(dǎo)線若干(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“R4”或“R5”)。(2)電路中定值電阻R2＝________Ω，R3＝________Ω。(3)現(xiàn)利用該歐姆表測定一未知電阻Rx的阻值，將開關(guān)S接2，經(jīng)正確操作后，歐姆表的指針位置如圖丙所示，為較準(zhǔn)確地測定被測電阻的阻值，以下正確且必要的操作是________。A．開關(guān)S接1B．開關(guān)S接3C．將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0使指針指在電阻的0刻線D．將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0使指針指向電阻的∞刻線(4)按正確方法測量電阻Rx的阻值，歐姆表示數(shù)如圖丁所示，則Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)R4(2)16.2162(3)BC(4)2.2×103解析(1)當(dāng)為“×100”倍率擋位，且刻度盤正中央的刻度為15，可知此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻為1500Ω，根據(jù)題意，R5最大阻值為1000Ω，不滿足調(diào)節(jié)需求，可知滑動(dòng)變阻器選R4。(2)根據(jù)歐姆表的原理，可知將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0使電流表達(dá)到滿偏有IA＝eq\f(E,R0＋Rg)＝eq\f(E,R中)因?yàn)闅W姆表中間刻度值為15，則針對“×1”“×10”和“×100”三個(gè)倍率擋，對應(yīng)的改裝后電流表量程分別為100mA、10mA和1mA；則依題意，接1時(shí)有Ig(Rg＋R2＋R3)＝(100mA－Ig)R1接2時(shí)有Ig(Rg＋R3)＝(10mA－Ig)(R1＋R2)接3時(shí)有IgRg＝(1mA－Ig)(R1＋R2＋R3)聯(lián)立可得R2＝16.2Ω，R3＝162Ω(3)開關(guān)S接2，指針偏角小，說明被測電阻的阻值較大，為準(zhǔn)確測量，應(yīng)換用大量程，開關(guān)S應(yīng)接3，并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故選B、C項(xiàng)。(4)歐姆表示數(shù)為22×100Ω＝2200Ω＝2.2×103Ω。7．(2023·河南駐馬店市檢測)一多用電表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖甲所示。已知表頭G的內(nèi)阻為400Ω，滿偏電流為2mA，定值電阻R1＝1.0Ω、R2＝99.0Ω、R5＝920.0Ω、R6＝9.0×103Ω，電池電動(dòng)勢E＝1.5V。乙(1)將選擇開關(guān)S置于“6”時(shí)，多用電表測量的是______(選填“電流”或“電壓”)，其量程為______；(2)將選擇開關(guān)S置于“4”，多用電表的表盤如圖乙所示，已知此時(shí)歐姆表的倍率是“×100”，則E′＝______V；(3)將選擇開關(guān)S置于“3”，將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零后，斷開兩表筆，將一定值電阻R接入兩表筆間，表盤指針位置如圖乙所示，則該電阻的阻值為______Ω；若由于長時(shí)間不用，歐姆表內(nèi)電池電動(dòng)勢降為1.2V，則該電阻真實(shí)值是______Ω。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案(1)電壓100V(2)15(3)130104解析(1)表頭滿偏時(shí)兩端電壓U0＝400×2×10－3V＝0.8V當(dāng)選擇開關(guān)置于“6”時(shí)，R1和R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，然后與R5和R6串聯(lián)，多用電表測量的是電壓。通過R5和R6的最大電流為I＝Ig＋eq\f(U0,R1＋R2)其量程為U＝I(R5＋R6)＋U0聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得I＝10mA，U＝100V(2)由題圖乙可知，歐姆擋刻度線的中值為15，現(xiàn)將選擇開關(guān)S置于“4”，此歐姆表的倍率是“×100”，那么將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，有eq\f(E′,I)＝100×15Ω，所以E′＝1500I＝1500×10×10－3V＝15V(3)將多用電表的選擇開關(guān)S置于“3”時(shí)，多用電表的中值電阻RΩ′＝eq\f(E,I)＝eq\f(1.5,10×10－3)Ω＝150Ω，則該擋位的倍率是“×10”，再由題圖乙可以讀得歐姆表的示數(shù)為13×10Ω＝130Ω若歐姆表長時(shí)間不用，電動(dòng)勢變?yōu)镋″＝1.2V，那么中值電阻RΩ″＝eq\f(E″,I)＝eq\f(1.2,10×10－3)Ω＝120Ω，而指針?biāo)柑幍碾娏鳛镮″＝eq\f(E,RΩ′＋Rx)＝eq\f(1.5,150＋130)A，當(dāng)電動(dòng)勢降低后有I″＝eq\f(E″,RΩ″＋Rx″)，即eq\f(1.5,150＋130)A＝eq\f(1.2V,120Ω＋Rx″)，解得Rx″＝104Ω。8.(2023·湖北省十一校聯(lián)考)(1)一個(gè)電壓表由表頭G與分壓電阻R串聯(lián)而成，如圖所示，若在使用中發(fā)現(xiàn)此電壓表的讀數(shù)總是比準(zhǔn)確值稍小一些，采用下列哪種措施可以加以改進(jìn)________。A．在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻B．在R上串聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻D．在R上串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻(2)有一內(nèi)阻未知(約25～35kΩ)、量程已知，共有30個(gè)均勻小格的直流電壓表V。小荊同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)過程中想通過上述電壓表測量一個(gè)多用電表中歐姆擋的內(nèi)部電源的電動(dòng)勢，他從多用電表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為N1＝30。①請你將他的實(shí)驗(yàn)電路連接起來。②他在實(shí)驗(yàn)過程中，歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率