1、高中物理实验 练习使用多用电表习题精练江苏省特级教师 戴儒京一、知识点梳理：1. 万用电表包括电流表、电压表、欧姆表等2. 电流表内阻的测定，包括半偏法3. 电流表、电压表扩大量程电流表扩大量程，并联小电阻，n为扩大量程的倍数.电压表扩大量程，串联大电阻，n为扩大量程的倍数.4. 欧姆表原理满偏时，其中是欧姆调零可变电阻，是电流表内阻，是电池电阻。半偏时，所以，中值电阻。其他位置，所以待测电阻与电流I有一一对应关系，但不是一次函数关系，所以，欧姆表刻度不均匀。5. 组装多用电表：见以下题目。6. 多用电表的使用二、例题和习题1.某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100内阻90
2、0）；电阻箱R1 （阻值范围0999.9）；电阻箱R2 （阻值范围099 999.9）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。（2）电阻箱的阻值（保留到个位）2.某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100A，内阻大约为2500）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1，R2（其中一个阻值为20，另一个阻值为2000）；电阻箱Rz（最大阻值为999
3、99.9）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：R1的阻值为_（填“20”或“2000”）为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的_端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_（填“相等或“不相等”。”） 将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，
4、发现将Rz的阻值置于2601.0时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为_（结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：。3.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；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250A，内阻为480。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆100 挡。（1）图（a）中的A端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。A
5、在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件，可得R1+R2=_，R4=_。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”连接的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_。（结果均保留3为有效数字）4. 某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值），滑动变阻器（最大阻
6、值），滑动变阻器（最大阻值），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干图a实验步骤如下：按电路原理图（a）连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值回答下列问题：实验中应选择滑动变阻器 （填“”或“”）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线图b实验步骤中记录的电阻箱阻值为，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 （结果保留到个位）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻
7、度电流为 （填正确答案标号）ABCD5.在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中（1）（多选题）用多用电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6.某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。（1）已知表头G满偏电流为，表头上标记的内阻值为900。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1
8、 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=_，R2=_,R3=_。（2）用量程为3V，内阻为2500的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50和5k。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_（填“M”或“N”）端。（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_（填“大于”或“小于”）900。7.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性
9、，使用的器材包括电压表（内阻约为3）、电流表（内阻约为1）、定值电阻等。 用多用电表粗测元件X的电阻。选择“1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为 。据此应选择图15中的 （填“b”或“c”）电路进行实验。连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐 （填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。 图（a）是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件 （填“X”或“Y”）是非线性元件。该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值的定值电阻，测量待测电池的电动势E和电阻r，电路如图（b）所示。闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开
10、S2，读数为1.00V，利用图（a）可算得E= V，r= （结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）。（2） （10分）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3k），电流表（内阻约为1），定值电阻等. 8.图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。(1)已知毫安表表头的内阻为100，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可求出 ， 。(2) 现用量程为3mA、内阻为150的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准
11、，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格， 阻值分别为300和1000；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750和3000。则R0应选用阻值为 的电阻，R应选用最大阻值为 的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b) )的电路可以判断出损坏的电阻。图（b)中的为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a) 虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱 (填”b”或”c”)相连。判断依据是： 。9.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实
12、测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V，内阻约为3000），电阻箱R0(最大阻值为99999.9)，滑动变阻器R1（最大阻值100，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关2个，导线若干（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整（2）根据设计的电路写出步骤（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R1v与内阻的真实值Rv先比R1v Rv （添“”“=”或“”）理由是10.（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的
13、顺序填写在下面的横线上。a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆档1kd旋转S使其尖端对准欧姆档100e旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔_。根据图中所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_。（2）（多选题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（）（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开（D）测量阻值不同的电
14、阻时都必须重新调零附：万用表欧姆档是怎样实现换挡和调零的？内容提要：本文通过MF50型万用电表，说明万用电表欧姆档的原理，包括换挡原理及调零原理。关键词：万用电表 欧姆表 换挡 调零引言：你是高中物理教师吗？你教过学生使用万用电表吗？用万用电表测电阻是怎样实现换挡的？为什么每次换挡要重新调零？又是怎样实现调零的？这一系列问题，本文试图给以回答，因为要给学生一瓢水，自己要有一桶水。真正的万用表，表盘如图1所示图1 MF50型万用表表盘电路图如图2所示：本文只谈万用电表的欧姆表，不谈电流表和电压表。一、电阻的测量的原理如图所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，使
15、电路中电流的大小取决于被测电阻的大小，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的“量程”。二、电阻的测量的电路由图中可知，当用“R1”、 “R10”、 “R100”三个量程时，万用表的等效表头实际上是取9、100、1.1k三个电阻两端的电压为测量对象的。以“R10”量程为例，当被测电阻阻值较大时，电路中电流较小，则100电阻两端的电压也较低，通过7.78 k流过等效表头的电流也不大，指针偏转角度小；反之，当被测电阻阻值较小时，电路中电流较大，如调零时的短接，此时1.5V电压全部加在100电阻上，再通过7.78 k电阻也加在了等效表头两端，使表头中的电流最大，指针指在了
16、欧姆标度尺的零位。调节2000电位器可改变流经表头的电流的大小，此2000电位器就是欧姆档的调零电阻。当用“R1k”、” 和“R10k”档时，流过被测电阻的电流也全部流经等效表头，只不过“R10k”档用的是15V电源（有些生产厂家将15V电源改为9V，相应电阻值也有所改变，但电路结构没变）。三、解读1. 万用表的表头：其满偏电流,内阻，则满偏电压为2. 欧姆表的等效表头，其内阻的范围（1）当2000可调电阻滑动触头在最右，1350（190+650+510）+1000+503.6=2853.6，=6150，R=7780+1949=9729（2）当2000可调电阻滑动触头在最左，2853.6+20
17、00=4853.6=6150-2000=4150，R=7780+2237.2=10017.2（3）当R1=R2=时，并联电阻为，即为并联电阻的最大值，此时内阻为所以，内阻一般为9729到10030.9之间可调。（4）当最小电阻不能满足要求时，可以调节1000可调电阻，当此电阻为0时，欧姆表头内阻为，所以，欧姆表内阻最多可在920410031之间变化。3. 当用“R1k”档时，简化电路如下图设表盘中值刻度为9，则此档中值电阻为9k，则2000可调电阻的位置为（设左边为x，则右边为2000-x）则解得 或（舍）因为所得阻值大于2000，所以要调节1000可调电阻，设把此电阻阻值调为0，则有解得也可
18、以把2000可调电阻调到最大（即滑动触头到最右），然后调节1000可调电阻至适当值。4.当用“R10”档时，简化电路如下图，此中值电阻应为90， 根据并联分流原理，有解得 5.当用“R1”档时，电路如上图中把连线改为“”处，不再重画。设2000可调电阻调到使欧姆表等效内阻最大的位置，即左右电阻相等的位置，则，此电阻与9电阻并联，可以认为9，误差只有6.当用“R100”档时，电路如上图中把连线改为“00”处，不再重画。此时1000可调电阻调为0，根据并联分流原理，有解得7.当用“R10k”档时，电路如下图，此中值电阻应为90000，根据并联电阻分流原理解得总结：从以上可以看出，对于不同的欧姆档，当待测电阻为0，要调到表头满偏（），2000可调电阻的滑动触头的位置是不同的。当仅调节2000可调电阻不能满足要求时即不能达到指针满偏时，还要把1000可调电阻调节为0，然后再调节2000可调电阻，或者把2000可调电阻调到最大（即滑动触头到最右），然后调节1000可调电阻至适当值。所以欧姆表换挡要重新调零。只有调零以后，中值电阻才有效，才能测量电阻。参考资料：网络，万用表的原理与维修。16
