专题2.8 多用电表的原理

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。

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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 g
E
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”。

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（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
x
E
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
1
2
I 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
x
E
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。

电流刻度0 50 μA100 μA200 μA250 μA300 μA400 μA500 μA
电阻刻度∞0 （2）这只欧姆表的总内阻为Ω，表针偏转到满刻度的
1
3
时，待测电阻为Ω。

参考答案：（1）2.7×104Ω 1.2×104Ω 4.5×103Ω 3×103Ω 2×103Ω 750 Ω （2）3 000 6 000 （2）当表针偏转到满刻度的
1
3
处时，
6
1.5
=3000=6000
50010
3
x
E
R R
I-
=-Ω-ΩΩ
⨯
内。

1．如图所示，为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔。

下列说法中正确的是
A．a孔插红表笔
B．表盘刻度是均匀的
C．用×100 Ω挡测量时，若指针指在0附近，则应换用×1 kΩ挡
D．测量“220 V 100 W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484 Ω小
2．（2017·山西省阳高县第一中学高二物理竞赛）下图是多用电表欧姆挡的原理图，其中电流表的满偏电流为500 μA，内阻R g=50 Ω，调零电阻R的最大阻值为30 kΩ，固定电阻R0=50 Ω，电池电动势ε=1.5 V，用它测量电阻R x，能较准确测量的阻值范围是
A．(1~4) kΩ
B．(100~400) Ω
C．(10~40) Ω
D．(10~40) kΩ
3．如图所示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R0=50 Ω，电池电动势E=1.5 V。

用它测量电阻R x，能准确测量的阻值范围是
A．30~80 kΩ B．3~8 kΩ
C．300~800 Ω D．30~80 Ω
4．（2017·河北省邯郸一中高二直期中）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．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
6．（2017·河南省师大附中高二期中）关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是A．接表内电源负极的应是黑表笔
B．换挡后，都要重新调节调零电阻，使指针指向右边“0”刻度处
C．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的
D．表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零
7．如图所示为多用电表电路图，如果用该多用电表测量直流电压U和电阻R，红表笔插入多用电表的正（＋）
插孔，则
A．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
B．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
C．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
8．关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是
A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度
B．电阻刻度是不均匀的
C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
9．（2017·晋城校级期末）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。

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（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________。

10．（2017·北京市第八中学高二月考）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
11．（1）如图所示，螺旋测微器的读数为_________mm，游标卡尺的读数为_______mm。

（2）电压表接0~3 V量程，电压表的读数为V；
（3）电流表接0~0.6 A量程，电流表的读数为A。

12．如图为一正在测量中的多用电表表盘。

（1）如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为V。

（2）如果是用×100 Ω挡测量电阻，则读数为Ω。

（3）如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为mA。

13．把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图所示，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________。

14．（2017·河北省博野中学高二月考）如图所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g=300 μA，内阻R g=100 Ω，可变电阻的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω，图中与接线柱A 相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻R x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R x=________ kΩ。

若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R x，其测量结果与原结果相比较________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

15．（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。

若选择开关处于“10 V”挡，其读数
为Ｖ；若选择开关处于“×10”挡，其读数为200 Ω（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

16．（2015·上海卷）如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。

电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω；电池电动势1.5 V、内阻1 Ω；变阻器0R阻值0~5 000 Ω。

（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的，当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到
4 Ω时仍可调零。

调零后0R阻值将变_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300 Ω，
则这个电阻的真实值是________Ω
（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）
1．AD【解析】由图示可知，a插孔与内置电源负极相连，则a插孔是“+”插孔，a孔应插红表笔，故A
正确；欧姆表刻度盘不均匀，右侧稀疏左侧密集，故B错误；用×100 Ω挡测量时，若指针指在0 Ω附近，说明所选挡位太大，应换小挡，应换用×10 Ω挡，故C错误；测灯泡电阻时应把灯泡从电路中断开，其温度比灯泡正常发光时的温度低，电阻小于灯泡正常发光时的电阻，因此测量“220 V 100 W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比4 840 Ω小，故D正确。

3．B【解析】电流最大时，由I g=
E
R
内
，（其中R内为欧姆表的内阻）得R内=
g
E
I=6
1.5
30010-
⨯
Ω=5 000 Ω。

用它测量电阻R x时，当指针指在表盘中央时
1
2
I g=
+
x
E
R R
内
，得R x=
g
2E
I–R内=5 000 Ω。

故能准确测量的阻值范围是
5 kΩ附近，选项B正确。

4．AD【解析】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，选项A正确；红表笔插入“+”接线孔，它接的是表内电池的负极，选项B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，选项C错误；根据欧姆表的表盘特点，偏角越大，对同一量程来说，所测的电阻越小，选项D正确。

【名师点睛】本题考查了欧姆表的使用方法；要注意欧姆表使用前要进行机械调零，红表笔接电源负极，指针偏角大，说明阻值小，要换小倍率，且重新调零。

5．C【解析】甲元件的正、反向阻值相等，说明甲元件为电阻；二极管的特点是正向电阻较小，反向电阻很大，故乙元件为二极管；电容器的特点：在与电源突然接通时，对电容器充电，指针偏角较大，稳定后电容器为断路，指针偏角较小，故丙元件为电容器。

选项C正确。

6．B【解析】根据红进黑出原理可得电源正极接黑表笔，A错误；每次换挡后都必须重新进行短接调零，
故B 正确；电流E
I R r
=
+，电流与电阻不成反比，所以刻度盘上的刻度是不均匀的，左边密右边疏，故C 错误；表盘刻度最左边表示电流为零，而电阻阻值则为无穷大，故D 错误。

7．B 【解析】图中所示是多用电表的示意图，无论是测电压U 还是测电阻R ，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B 正确。

8．ABC 【解析】要认识多用电表的表盘，电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度线在右侧，左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合，右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数。

故选项ABC 正确。

10．AD 【解析】S 与1或2连接时，电阻与表头G 并联，变成了电流表，并联电阻越小，电阻分流越大，
量程越大，因此接1时量程较大，A 正确，B 错误；S 与3或4连接时，电阻与电表串联，变成了电压表，串联电阻越大，电阻分压越大，量程越大，因为34R R <，所以接4时量程大，故C 错误；S 与5连接时，有电源，为欧姆表，D 正确。

11．（1）6.124（±0.02） 50.90 （2）2.15（2.14~2.18） （3）0.16
【解析】 （1）螺旋测微器的固定刻度读数6 mm ，可动刻度读数为0.01×12.4=0.124 mm ，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数为6 mm+0.124 mm=6.124 mm 。

由于游标尺上的游标刻度是20个，所以游标尺的精确度是0.05 mm ，游标卡尺的主尺读数为50 mm ，游标尺上第18个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×
18 mm=0.90 mm ，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数为50 mm+0.90 mm=50.90 mm ； （2）由于电压表接0~3 V 量程，最小刻度为0.1 V ，电压表的读数为2.15 V ； （3）电流表接0~0.6 A 量程，最小刻度为0.02 A ，电流表的读数为0.16 A 。

12．（1）6.5 （2）8.0×102 （3）3.25
【解析】（1）用直流10 V 挡测量电压，读数为6.5 V 。

（2）用×100 Ω挡测量电阻，指示值8.0 Ω，倍率为×
100，读数为8.0×102 Ω。

（3）用直流5 mA 挡测量电流，准确值3.2 A ，估计值0.05 mA ，读数为3.25 mA 。

13．（1）C （2）N M （3）1 000 Ω
14．红 5 变大
【解析】根据电流从红表笔进，从黑表笔出可得图中与接线柱A 相连的表笔颜色应是红色，欧姆表的内阻为3
1.5k Ω=5k Ω0.310g E r I -=
=⨯内，按正确使用方法测量电阻R x 的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，即电路电流为
2
g I ，故有
2
g x
I E
r R =
+内，解得5k Ωx R =，当电池电动势变小、内阻变大时，欧
姆得重新调零，由于满偏电流g I 不变，由公式：g
E
r I =
内，欧姆表内阻r 内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由1g x x I E
I R r R R ==
++内内
，可知当r 内变小时，I 变小，指针跟原来的
位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了。

【名师点睛】根据欧姆表的结构，由闭合电路欧姆定律可以判断读数，以及电池电动势变小，内阻变大时测量结果的变化。

15．（1）AD （2）5.4 小于
【解析】（1）多用电表测量电阻时，更换倍率后都必须重新进行欧姆调零，选项A 正确；测量电流前需要进行机械调零，更换量程时不需要进行再次调零，选项B 错误；在测量未知电阻时，必须先用电压表测试电阻内是否带有电源，再大致估计电阻大小选择大致倍率，故选项C 错误；在测量未知电流时，必须选择电流最大量程进行试测，避免电表烧坏，故选项D 正确。

（2）若选择开关处于“10 V”挡，则电表的最小刻度为0.2 V ，此时读数为5.4 V ；若选择开关处于“×10”挡，欧姆表的中央刻度为15，此时指针指示未知但小于15，所以读数应该小于150 Ω，故小于200 Ω。

【方法技巧】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正确使用。

16．（1）小；290（2）准确
（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。

【名师点睛】本题考查多用电表欧姆挡的工作原理，解答本题要求熟练闭合电路欧姆定律的应用，掌握多用表的原理。

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