第48講 用多用電表測量電學中的物理量（練習）（解析版）

學而優(yōu)教有方第48講用多用電表測量電學中的物理量（模擬精練+真題演練）1．（2023·江蘇·模擬預測）小明同學通過實驗探究多用電表歐姆擋的工作原理。（1）小明同學利用自己所學物理知識，自制了一個歐姆表，他采用的內(nèi)部等效電路圖為甲圖中的，表筆a為（選填“紅”或“黑”）色。（2）已知G表的滿偏電流為，制作好歐姆表后，小明同學對歐姆表進行歐姆調(diào)零，他將上圖中歐姆表的紅黑表筆短接，G表指針位置如圖乙，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使G表指針指在位置（選填“0刻度”、“滿偏”），即完成歐姆調(diào)零。用此歐姆表粗測某電阻的阻值，當用“”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應(yīng)該換用（選填“”或“”）擋，并重新歐姆調(diào)零后進行測量。（3）經(jīng)歐姆調(diào)零后，小明同學打算測量此歐姆表的電動勢和內(nèi)阻，他找到5個規(guī)格相同的標準電阻，他將個（，2，3，4，5）電阻串聯(lián)后先后接在該歐姆表的紅黑表筆之間，記下串聯(lián)電阻的個數(shù)和對應(yīng)電流表的讀數(shù)。根據(jù)所得數(shù)據(jù)做出圖像，如圖丙所示，可求得歐姆表中電源的電動勢為V，該歐姆表的內(nèi)阻為。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）用歐姆擋測量一電阻的阻值，進行了如圖所示虛線框中A、B、C、D四個操作，正確的操作順序是；A．B．C．D．（5）小明同學發(fā)現(xiàn)該歐姆表使用一段時間后，電源電動勢減少，內(nèi)阻增加，但仍然能歐姆調(diào)零，結(jié)合上述分析，則調(diào)零后用該表測量的電阻的測量值真實值。（選填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】C紅滿偏×11.58256CADB大于【詳解】（1）[1][2]根據(jù)歐姆表的原理可知其內(nèi)部有電源，有滑動變阻器調(diào)節(jié)其內(nèi)阻，并且黑表筆接電源的正極，紅表筆接電源的負極。則他采用的內(nèi)部等效電路圖為甲圖中的C；表筆a為紅色。（2）[3]小明同學對歐姆表進行歐姆調(diào)零，他將上圖中歐姆表的紅黑表筆短接，G表指針位置如圖乙，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使G表指針指在滿偏位置，即完成歐姆調(diào)零；[4]用此歐姆表粗測某電阻的阻值，當用“”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，可知待測電阻較小，應(yīng)該換用“”擋，并重新歐姆調(diào)零后進行測量。（3）[5][6]根據(jù)閉合歐姆定律可知整理得由圖丙可知，解得；（4）[7]使用多用電表測電阻，首先進行機械調(diào)零，用刻度盤下的調(diào)零旋鈕手動把指針撥到零刻度線處，然后選擇歐姆擋位，再進行歐姆調(diào)零，兩個表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，調(diào)整好之后，把兩表筆接在電阻兩端，進行測量。故正確的操作順序是CADB。（5）[8]當電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式歐姆表內(nèi)阻得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，可知當變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了，即調(diào)零后用該表測量的電阻的測量值大于真實值。2．（2023·湖北·模擬預測）某同學利用如圖所示的電路組裝一只歐姆表，實驗室提供以下器材：A．雙量程電流表（0~10mA，內(nèi)阻為20Ω，0~0.6A，內(nèi)阻為6Ω）B．直流電源E1（電動勢為1.5V，內(nèi)阻為2Ω）C．直流電源E2（電動勢為15V，內(nèi)阻為6Ω）D．滑動變阻器（最大阻值為2000Ω）E．滑動變阻器（最大阻值為1000Ω）F．滑動變阻器（最大阻值為500Ω）G．單刀雙擲開關(guān)兩個、導線若干

（1）若電源E1電路對應(yīng)歐姆擋位，則電流表開關(guān)應(yīng)該接（選“b”或者“c”），滑動變阻器R1選用；電源E2電路對應(yīng)歐姆×100擋位，則電流表開關(guān)應(yīng)該接（選“b”或者“c”），滑動變阻器R2選用（填器材前字母）。（2）若用此歐姆表比較精確地測量一只阻值約為290Ω的電阻，應(yīng)選用擋位，發(fā)現(xiàn)指針指在滿偏電流的三分之一處，則此電阻的阻值為Ω（3）如果電池長期未用，導致內(nèi)阻增大，電動勢基本不變，且仍然能正常調(diào)零，這將導致測量的結(jié)果（填“偏大”“偏小”或“準確”）【答案】bFbD10300準確【詳解】（1）[1][2]由電路可知電流表開關(guān)接b時有開關(guān)接c時有所以開關(guān)接b時量程為（0~10mA），開關(guān)接c時量程為（0~0.6A）。雙量程電流表（0~10mA，內(nèi)阻為20Ω，0~0.6A，內(nèi)阻為6Ω）若電源E1電路對應(yīng)電流表0~0.6A，則對應(yīng)電流表0~10mA，則若電源E1電路對應(yīng)歐姆×10擋位，所以要選0~10mA，選“b”，則滑動變阻器R1選用滑動變阻器F（最大阻值為500Ω）。[3][4]電源E2電路對應(yīng)歐姆×100擋位，若對應(yīng)電流表0~0.6A，有對應(yīng)電流表0~10mA，有所以電流表要選0~10mA，選“b”則滑動變阻器選用D（最大阻值為2000Ω）。（2）[5]若用此歐姆表比較精確地測量一只阻值約為290Ω的電阻，應(yīng)選用×10擋位.[6]發(fā)現(xiàn)指針指在滿偏電流的三分之一處，則此電阻的阻值為（3）[7]如果電池長期未用，導致內(nèi)阻增大，電動勢基本不變，且仍然能正常調(diào)零，根據(jù)可見測量的結(jié)果與電池內(nèi)阻無關(guān)，測量結(jié)果仍然準確。3．（2023·安徽合肥·合肥一六八中學?？寄M預測）如圖甲為物理興趣小組設(shè)計的多用電表的電路原理圖。他們選用內(nèi)阻、滿偏電流的電流表、標識不清的電源，定值電阻、導線、滑動變阻器等組裝了多用電表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，上排刻度線對應(yīng)數(shù)值還沒有及時標出。

（1）若，當選擇開關(guān)接“3”時為電壓表的量程為V。（2）該興趣小組在實驗室找到了一個電阻箱，利用組裝好的多用電表設(shè)計了如下從“校”到“測”的實驗：①將選擇開關(guān)接“2”，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)的阻值使電表指針滿偏；②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤中央C處，此時電阻箱如圖丙所示，則C處刻度線的標注值應(yīng)為Ω，多用電表內(nèi)部電源的電動勢E=V。③用待測電阻代替電阻箱接入兩表筆之間，表盤指針指在圖乙所示位置，則計算可知待測電阻約為=Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）④小組成員拿來一塊電壓表，將兩表筆分別觸碰電壓表的兩接線柱，其中表筆（填“紅”或“黑”）接電壓表的正接線柱，該電壓表示數(shù)為12.0V，可以推知該電壓表的內(nèi)阻為Ω?！敬鸢浮?150015黑6000【詳解】（1）[1]由歐姆定律可得（2）②[2]將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤中央C處，此時電阻箱如圖丙所示，則C處刻度線的標注值應(yīng)為[3]紅黑表筆短接時，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得指針指在電表刻度盤中央C處時，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得聯(lián)立解得③[4]用待測電阻代替電阻箱接入兩表筆之間，表盤指針指在圖乙所示位置，此時電流為6.9mA，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得④[5]歐姆表的黑表筆接電源的正極，紅表筆接電源的負極；將兩表筆分別觸碰電壓表的兩接線柱，其中黑表筆接電壓表的正接線柱；[6]該電壓表示數(shù)為12V，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得該電壓表的內(nèi)阻為4．（2023·福建廈門·廈門外國語學校?？寄M預測）多用電表的簡化電路圖如圖甲所示，請完成下列問題。（1）當選擇開關(guān)S旋到位置6時，電表用來測量；當S旋到位置時，多用電表測電流時量程較大。（2）某同學用多用表測量某電學元件的電阻，把選擇開關(guān)旋到“”位置，測量發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，因此需將選擇開關(guān)旋到（填“”或“”）位置。（3）某實驗小組探究“改變歐姆擋倍率的方式”，實驗電路如圖乙、丙所示，實驗器材如下：A．干電池（電動勢為，內(nèi)阻不計）；B．電流計（量程，內(nèi)阻）；C．可變電阻器；D．定值電阻；E．導線若干，紅黑表筆各一只。①在乙圖中，左側(cè)表筆是（“紅”，“黑”）表筆；②在丙圖中，將與電流計并聯(lián)，相當于歐姆表更換倍率。用圖乙和圖丙分別測量兩個電阻，兩表指針位置相同，則兩電阻的阻值大小之比。③如果在使用過程中電池電動勢變?yōu)?，但仍可以歐姆調(diào)零。在這種情況下，測量值和真實值之比為。【答案】電壓1黑100∶115∶14【詳解】（1）[1][2]由多用電表原理可知，選擇開關(guān)S旋到位置6時，電表用來測量電壓，當S旋到位置1時，多用電表測電流時量程較大。（2）[3]多用表測量某電學元件的電阻時，多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，說明電阻較大，則需將選擇開關(guān)旋到。（3）①[4]由電流從黑表筆流出可知，在乙圖中，左側(cè)表筆是黑表筆。②[5]根據(jù)并聯(lián)分流原理可知，將與電流計并聯(lián)，當電流表滿偏時，流過的電流為則電路中電流擴大為原來的100倍，由歐姆定律可知，電阻變成原來的，則用圖乙和圖丙分別測量兩個電阻，兩表指針位置相同，則兩電阻的阻值大小之比③[6]根據(jù)題意，電動勢沒有改變之前，電動勢為，歐姆表內(nèi)阻為，由閉合回路歐姆定律有改變之后，電動勢為，歐姆表內(nèi)阻為，則有可得則有；則5．（2023·安徽蕪湖·統(tǒng)考二模）如圖（a）為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中是電池，和是固定電阻，是可變電阻。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位分別為直流電壓擋和擋、直流電流擋和擋、歐姆擋。改裝多用表表盤如圖（b）所示。

（1）測量時，接線柱A接的是（填“紅”或“黑”）表筆；若開關(guān)B端與觸點“1”相連，則此時多用電表的擋位為擋，若開關(guān)B端與觸點“5”相連，則此時多用電表的擋位為擋；（擋位填寫要求具體到量程）（2）若開關(guān)B端與觸點“1”相連，進行相關(guān)測量時，多用電表指針指示位置如圖（b）所示，則此時多用電表的讀數(shù)為；（3）若電池E的電動勢為，當把開關(guān)B端接到觸點“3”，短接A、B表筆進行歐姆調(diào)零后，再用該擋測量一個未知電阻阻值，指針偏轉(zhuǎn)到表頭G滿偏刻度的處，則該電阻的阻值為。（4）若電池E由于長時間使用后，電動勢由下降到，但仍可調(diào)零。用重新調(diào)零后的歐姆表測得某待測電阻阻值為，則這個待測電阻阻值的真實值為?！敬鸢浮亢?500400【詳解】（1）[1]根據(jù)歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，黑筆接電源正極，紅筆接電源負極，所以與A接線柱相連的是黑表筆；[2]若開關(guān)B端是與“1”相連的，則此時應(yīng)為量程較大的電流表，所以多用電表的擋位為2.5mA；[3]若開關(guān)B端與觸點“5”相連，則此時應(yīng)為量程較大的電壓表，所以多用電表的擋位為5V；（2）[4]此時多用電表的讀數(shù)為；（3）[5]當把開關(guān)B端接到位置3，短接A、B表筆，有I=1mA，根據(jù)E=IR內(nèi)其中，用該擋測量一個未知電阻阻值，指針偏轉(zhuǎn)到電流表G滿偏刻度的處，有聯(lián)立解得（4）[6]若歐姆表長時間不用，電動勢變?yōu)?1.2V，那么中值電阻而指針所指處的電流為當電動勢降低后有解得6．（2023·四川成都·成都七中?？寄M預測）如圖為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中是電池；和是固定電阻，是可變電阻；虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位分別為直流電壓擋和擋。直流電流和擋，歐姆擋。

（1）測量時，接線柱接的是（填“紅”或“黑”）表筆；若開關(guān)端是與“1”相連的，則此時多用電表的擋位為擋；（填題干中所給5個擋位中的一個）（2）若電池的電動勢為，當把開關(guān)端接到位置3，短接A、B表筆進行歐姆調(diào)零后，用該擋測量一個末知電阻阻值，指針偏轉(zhuǎn)到電流表滿偏刻度的處，則該電阻的阻值為。（3）電池使用時間較長，電池的電動勢變小、內(nèi)阻變大；重新調(diào)零后，實驗要求若被測電阻阻值等于中值電阻時，測量的相對誤差不能超過，則電池電動勢降低為（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）時必須更換電池?！敬鸢浮考t5001.4【詳解】（1）[1]為滿足“紅進黑出”的規(guī)律，由圖可知，B端接3時與電源負極連接，則接線柱B接的是紅表筆；[2]開關(guān)端與“1”或“2”相連時為電流表，若開關(guān)端與“1”相連，分流電阻較小，分流較大，量程較大，則此時多用電表的擋位為擋；（2）[3]當把開關(guān)B端接到位置3，由題意和電路圖可知，電路最大電流為；短接A、B表筆，進行歐姆調(diào)零，則有解得用該擋測量一個未知電阻阻值，指針偏轉(zhuǎn)到電流表G滿偏刻度的處，有聯(lián)立解得（3）[4]當電動勢變小，內(nèi)阻變大時，重新進行歐姆調(diào)零，其滿偏電流保持不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得若被測電阻阻值等于中值電阻時，則有根據(jù)題意由解得此時聯(lián)立解得則電池電動勢降低為時必須更換電池。7．（2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預測）某物理興趣小組設(shè)計了一個如圖所示的多用電表電路圖。如圖所示，已知表頭G的滿偏電流為Ig=30mA，內(nèi)阻Rg=90Ω。定值電阻R1=10Ω。電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，電阻箱R2和R3的調(diào)節(jié)范圍都是0~999.9Ω。（1）與多用電表B端相連的是（填“紅”或者“黑”）表筆。（2）選擇開關(guān)置于1位置，閉合開關(guān)S，電流表的量程為，保持S閉合，選擇開關(guān)置于3位置，將其改裝為量程60V的電壓表，電阻箱R3應(yīng)調(diào)節(jié)為Ω。（3）選擇開關(guān)置于2位置，通過開關(guān)S的通斷可以實現(xiàn)歐姆表“×1”與“×10”兩種倍率，則（填“閉合”或者“斷開”）開關(guān)S，歐姆表為“×1”倍率。將歐姆表切換至“×10”倍率，紅、黑表筆短接進行歐姆調(diào)零，將某一待測電阻接在紅黑表筆之間，當表頭G的指針偏轉(zhuǎn)角度為滿量程的時，待測電阻為Ω?！敬鸢浮亢?00191.0閉合200【詳解】（1）[1]根據(jù)多用電表“紅進黑出”可知B相連的為黑表筆。（2）[2][3]選擇開關(guān)置于1位置，閉合開關(guān)S時，R1與Rg并聯(lián)后總電阻為RA=9Ω，S閉合，選擇開關(guān)置于3時U=IA(RA+R3)解得R3=191.0Ω（3）[4][5]歐姆表中，正確調(diào)零后，待測電阻與電流的關(guān)系為閉合開關(guān)S時，電流表量程為S斷開時的10倍，故而所測電阻是開關(guān)斷開時的，因此開關(guān)S閉合為×1倍率，S斷開為×10倍率，使用×10時，電流表量程為30mA，因此8．（2023·甘肅·統(tǒng)考三模）某實驗興趣小組為了研究電表的改裝原理和練習使用多用電表，設(shè)計了如下實驗。他走進物理實驗室，利用一個滿偏電流為30mA的電流表改裝成倍率可調(diào)為“×1”或“×10”的歐姆表，其電路原理圖如圖甲所示。

（1）圖甲中的A端與（選填“紅”或“黑”）表筆相連接。使用時進行歐姆調(diào)零發(fā)現(xiàn)電流表指針指在如圖乙所示位置，此時他應(yīng)該將滑動變阻器的滑片P向（選填“上”或“下”）移動。（2）從圖甲中可知：當開關(guān)S接2時，對應(yīng)歐姆表的（選填“×1”或“×10”）倍率；（3）若多用電表的電池用久了，電動勢E由1.5V降成1V，內(nèi)阻r由1.5Ω變成5Ω，現(xiàn)用此電表歐姆調(diào)零后測量未知電阻，讀數(shù)為240Ω，則其真實值為。（4）該興趣小組在實驗室找來多用電表進一步探測如圖所示黑箱問題時發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆接E點，紅表筆接F點，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中的。

A．

B．

C．

D．

【答案】黑上×10160B【詳解】（1）[1]根據(jù)“紅進黑出”可得，圖甲中A端應(yīng)與黑表筆相接；[2]要使電流表滿偏，滑動變阻器滑片P需要向上移動，阻值變小。（2）[3]當開關(guān)S接2時，并聯(lián)的電阻更大，改裝后的電流表量程較小，對應(yīng)歐姆表的×10擋位。（3）[4]電源電動勢減小，若按正確方法進行使用，歐姆調(diào)零時可求歐姆表的內(nèi)阻，原歐姆表的內(nèi)阻為現(xiàn)歐姆表的內(nèi)阻為根據(jù)閉合電路歐姆定律可得；聯(lián)立解得（4）[5]用多用電表的直流電壓擋測量，E、G和F、G間有電壓，E、F間無電壓，說明電源在G和結(jié)點之間，黑表筆接E，紅表筆接F，電阻很小，反接時電阻很大，說明E、F間有二極管，當電流方向從E到F時，二極管導通。故選B。9．（2023·北京海淀·人大附中?？寄M預測）（1）某一電學黑箱內(nèi)可能有電源、電容器、電感線圈、二極管、定值電阻等元件，在接線柱間以如圖甲所示的“Z”字形連接（虛線所連的兩接線柱間只有一個元件）。為了確定各元件種類，小華同學用多用電表進行了如下實驗。若已判定黑箱中無電源，現(xiàn)將選擇開關(guān)旋至歐姆表“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，分別測量AB、BC、CD間的正向電阻和反向電阻，記錄如下表。請在圖丙中畫出黑箱內(nèi)的所有元件及其連接方式。A、B紅表筆接A黑表筆接B紅表筆接B黑表筆接A開始很小，然后變?yōu)楹艽驜、C紅表筆接B黑表筆接C紅表筆接C黑表筆接B逐漸由大變小，最終穩(wěn)定在某一值C、D紅表筆接C黑表筆接D紅表筆接D黑表筆接C恒定值

（2）甲、乙、丙三位同學協(xié)作測定某電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗。他們設(shè)計的電路原理如圖1，其中R為電阻箱，為保護電阻，阻值，電流表A的內(nèi)阻。他們改變R的阻值，記下多組R和電流表示數(shù)I。甲同學以IR作縱坐標，以I作橫坐標，作圖處理數(shù)據(jù)；乙同學以為縱坐標，以I為橫坐標處理數(shù)據(jù)，他們在同一張坐標紙上畫出的圖如圖2所示。

①由圖2可知，甲同學繪制的是圖線（填“a”或“b”），由該圖線得到的電源電動勢為V，內(nèi)阻為。②丙同學打算以為縱坐標，以R作橫坐標，請根據(jù)①中計算的結(jié)果將丙所作圖線在圖3中畫出?！敬鸢浮恳娫斀鈇1.51.0見詳解【詳解】（1）[1]接AB之間時電阻開始很小，然后變?yōu)楹艽?，可知AB之間為電容器；接BC之間時電阻逐漸由大變小，最終穩(wěn)定在某一值，可知BC之間為電感線圈；接CD之間電阻為恒定值，可知CD之間為定值電阻。所以黑箱內(nèi)的元件及其連接方式如下圖

（2）[2]由閉合回路歐姆定律可得甲圖線對應(yīng)的U、I關(guān)系式為乙圖線對應(yīng)的U、I關(guān)系式為可知乙圖線的斜率較小。故甲同學繪制的是圖線a。[3][4]關(guān)系式結(jié)合圖線可得,解得[5]由閉合回路歐姆定律可得可知與R成線性關(guān)系，當R=15時當R=0時故作圖如下

10．（2023·河南許昌·鄢陵一中校考模擬預測）某歐姆表由于長時間未使用，電源電動勢和內(nèi)阻發(fā)生了明顯變化，導致無法進行歐姆調(diào)零。小佳同學用如圖甲所示的電路來研究其內(nèi)部的電源情況。實驗時選擇歐姆表“”擋位，已知毫安表的量程為，內(nèi)阻約為。（1）在電路連接時，要注意毫安表的“-”接線柱要與歐姆表的（選填“紅”或“黑”）表筆相連；（2）調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當毫安表的讀數(shù)為時，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)到整個表盤位置的刻度處，如圖乙所示，則歐姆表表頭G的量程為；（3）連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值R和通過毫安表電流I，作出圖像，如圖丙所示，則電源的電動勢V。在不考慮實驗偶然誤差的情況下，電源電動勢的測量值真實值（選填“大于“小于”或“等于”）；（4）若想讓該歐姆表在“”擋位下可以正常使用，則更換的新電源電動勢V。【答案】紅5005等于20【詳解】（1）[1]電流從歐姆表的紅表筆流入，從毫安表的“﹣”接線柱流出，所以毫安表的“-”接線柱要與歐姆表的紅表筆相連。（2）[2]設(shè)歐姆表表頭G的量程為Ig，由題意可得解得（3）[3]設(shè)回路中除電阻箱之外的