专题2.8 多用电表的原理-2019-2020学年高二物理人教版(选修3-1)

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。

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 gE 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”。

（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xE 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 12I 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xE 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。

（2）这只欧姆表的总内阻为 Ω，表针偏转到满刻度的3时，待测电阻为 Ω。

参考答案：（1）2.7×104 Ω 1.2×104 Ω 4.5×103 Ω 3×103 Ω 2×103 Ω 750 Ω （2）3 000 6 000 试题解析：（1）对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”。

由闭合电路欧姆定律得，欧姆表总内阻g 0g 3000E R R r R I ==++=Ω内。

测量电阻R x 时：x E I R R =+内，x E R R I =-内，当I=50 μA 时，R x =43361.53000=310310=2.7105010-Ω-Ω⨯Ω-⨯Ω⨯Ω⨯。

同理可求出，100 μA 、200 μA 、250 μA 、300 μA 、400 μA 时，对应的电阻分别为：1.2×104 Ω、4.5×103 Ω、3×103 Ω、2×103 Ω、750 Ω。

（2）当表针偏转到满刻度的13处时，61.5=3000=6000500103x E R R I-=-Ω-ΩΩ⨯内。

1．（2018·天津市宝坻区高一联考）一个用满偏电流3 mA 的电流表改装而成的欧姆表。

调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好在刻度盘的正中间。

如果用它测量一个未知电阻时，指针在1 mA 处，则被测电阻的阻值为A ．1 000 ΩB ．5 000 ΩC ．1 500 ΩD ．2 000 Ω2．（2019山东济南期末）如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，（假设电路中仅有一处故障）下列说法正确的是A．将多用表的电压档并联在ac两端，示数0，说明ac间断路B．将多用表的电压档并联在cd两端，有示数，说明cd间完好C．将多用表的电压档并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数0，说明cd间断路D．断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆档，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1完好3．（2018·北京市门头沟区高三综合练习）某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。

两支表笔直接接触时，电流表的读数为满偏电流I g；两支表笔与400 Ω的电阻相连时，电流表的读数为I g/3。

以下说法正确的是A．该测量电阻装置的内阻200 Ω，图中A接黑表笔B．该测量电阻装置的内阻200Ω，图中A接红表笔C．该测量电阻装置的内阻400Ω，图中A接黑表笔D．该测量电阻装置的内阻400 Ω，图中A接红表笔4．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．（2018·北京平谷区高三一模）某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表。

他手上有如下器材：量程100 μA、内阻500 Ω的电流计；电动势1.5 V的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。

他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15 kΩ，然后他将一个10 Ω和20 Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。

进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确。

为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R1后，可使干路电流是流经电流计电流的n倍。

若要测量阻值约20 Ω的电阻，n的取值最合适的是A．n=10 000 B．n=1 000C．n=100 D．n=106．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7．（2018·北京市门头沟高三一模）某学生在练习使用多用电表之前，她认真分析了欧姆表的原理电路图（见图甲）。

她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示，下列说法中错误．．的是A．图1中多用电表选择开关应该是直流电压档B．图2中多用电表选择开关应该是直流电流档C．图3中多用电表测二极管电阻时，指针几乎不偏转D．图4中多用电表选用欧姆档，可以给电容器充电8．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。

（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________。

9．（2018·百校联盟高考名师猜题保温金卷）某探究小组进行“练习使用多用电表”的实验，请帮他们完成下列几个问题。

（1）如图甲是多用电表的刻度盘，当选用量程为0~50 mA的电流挡测量电流时，表针指示图示刻度，则所测电流为_____mA；当选用量程为0~250 V的电压挡测电压时，其示数为________V。

（2）图乙是图甲中多用电表的简化电路图，测当转换开关S旋转到位置3时，可用来测量________；转换开关接2时，多用电表为一个倍率为“×10”的欧姆表，若图甲中E为该量程对应表盘刻度的中间位置，刻度值为15，则欧姆表内阻为_______Ω；若表头A的满偏电流为50 mA，则乙图中电源的电动势为______V。

（3）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将一个二极管的两极分别记做a和b，红表笔接a端、黑表笔接b端时，表针几乎不转；红表笔接b端、黑表笔接a端时，表针偏转角很大。

则该二极管的正极是______（填“a”或“b”）端。

10．二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。

为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。

经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作由此可判断A.同学1的操作说明故障在a、b之间B.同学2的操作说明故障在b、c之间C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开11．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12．（2018·山东省普通高中学业水平考试）某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，它的欧姆挡有“×1”、“×10”、“×100”、“×1 k”的四个挡位。

当选择开关置于“×l”挡进行测量时，指针指示位置如图所示，则其电阻值是_________。