第48讲用多用电表测量电学中的物理量(讲义)

第48讲用多用电表测量电学中的物理量目录

复习目标

网络构建

考点一欧姆表原理及应用

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点欧姆表的原理

【提升·必考题型归纳】

考向欧姆表原理的应用

考点二多用电表的使用

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点多用电表的使用方法

【提升·必考题型归纳】

考向多用电表的使用

考点三用多用电表探索黑箱内的电学元件

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点探索黑箱问题时所用档位和现象

【提升·必考题型归纳】

考向多用电表探究黑箱问题

真题感悟

1、清楚多用电表构造及原理。

2、理解和掌握用多用电表测量电学中的物理量方法。

考点一欧姆表原理及应用

知识点欧姆表原理及应用

1.构造: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。

外部:接被测电阻R x。

2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=E

。

R g+R+r+R x

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R,使I=I g,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。

(1)当I=I g时,R x=0,在满偏电流I g处标为“0”。(图甲)

(2)当I=0时,R x→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)

(3)当I=I g

时,R x=R g+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,R x叫中值电阻。

2

考向欧姆表原理的应用

1．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，电动势E＝1.5V内阻r＝0.5Ω；R1是固定电阻R1＝1200 Ω，R2、R3、R4是电阻箱；电阻箱R2和R3的最大阻值都为999.99 Ω；电阻箱R4的最大阻值9999 Ω；电流表G的满偏电流为1 mA，内阻为R g＝150 Ω。S为换挡开关，该多用电表有2个挡位，“×1”和“×10”两种倍率。开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

（1）该实验小组按图a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，

使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R 内，则R 内＝ Ω，欧姆表的倍率是 （填“×1”或“×10”）。

（2）闭合开关S ：第一步：调节电阻箱R 2和R 3，当R 2＝ Ω且R 3＝ 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R 4，调节R 4，当电流表指针指向图b 所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为 Ω。

【答案】 149.5 1500 10⨯ 14.5 150 100 【详解】（1）[1][2][3]由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为g 1.5

=

15000.001

E R I =Ω=Ω内则 R 2＝R 内－R 1－R g －r ＝1500 Ω－1200 Ω－150 Ω－0.5 Ω＝149.5 Ω中值电阻应为1500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，多用电表用开关S 变换挡位，开关S 断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S 断开时欧姆表倍率应为“×10”。 （2）[4][5][6]为了得到“×1”倍率，应让G 满偏时对应的欧姆表内阻'

R 内为150 Ω；电流为1 1.5

A 0.01A 150

I =

= 此时表头中电流应为I g ＝0.001 A 则与之并联电阻R 3中电流应为I 3＝I 1－I g ＝0.01 A －0.001 A ＝0.009 A 并联电阻R 3为()()g g 133

0.00115012001500.009I R R R I +⨯+=

=

Ω=Ω由3321

1.5 1.35150.01E I R R r I --+==Ω=Ω 解得R 2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω图示电流为I 示＝0.60 mA 则总电阻为3'

1 1.5=

=10=250106

E E R I I =⨯ΩΩ总示 故待测电阻为'

=250150100R R R -=Ω-Ω=Ω测总内故对应的刻度应为100 Ω。

2．使用电压表和电流表测量电阻相对比较准确，但是测量过程比较复杂；物理学中利用闭合电路的欧姆定律制成快速粗测电阻的欧姆表。

（1）图甲是某次测量时，选用欧姆表“×10”挡时的指针位置，则此电阻用多用电表测量的阻值是 。 A ．19Ω B ．190Ω C ．21Ω D ．210Ω

（2）如图乙为欧姆表的内部电路结构，表笔分别接A 、B ，当选用“×100”挡时，开关S 接1，连接电池1E 的电动势为1 1.5V E =，那么若选用“×1k”挡，开关S 接2，则选用的电池2E 的电动势为2E = V 。 （3

）由于长时间的使用，欧姆表内电池的内阻变大，若电动势不变，重新测量时，先欧姆调零，则测量某

电阻的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

（4）若电池的电动势出现衰减变小，内阻不变，则测量某电阻的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

【答案】 B 15 等于 大于

【详解】（1）[1]由于所选欧姆挡倍率为“×10”挡，故此电阻的阻值为19×10Ω＝190Ω故选B 。 （2）[2]根据欧姆定律有1g E I R =内；2g E I R '=内

又10R R '=内内则211010 1.5V 15V E E ==⨯= （3）[3]由闭合电路的欧姆定律可知()x E I R R =+内；g E I R =内又g R R r R =++内其中，电池内阻r 变大时，可调电阻R 变小，R 内不变，所以得到g

x E E E

R R I I I =-=-内从表达式可以知道，电池的内阻是否发生变化对测量结果没有影响，故选填“等于”。

（4）[4]由()x E I R R =+内；g

E R I =内可得1

1x g I R I E =

+当x R 一定、E 变小时，I 变小，也就是电表的指针偏转角度变小，意味着x R 的测量值变大，故测量值大于真实值。

考点二 多用电表的使用

知识点 多用电表的使用方法

（一）多用电表构造及原理图

1.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。

2.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。

3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“”插孔)。

4.原理图: